动态信号路由比对系统在安播体系中的应用

秦志强 郑双 徐瑶 江苏省张家港广播电视台

1. 概述

本文视音频信号检测技术是指在给定的延时范围内，比较多路音频信号一致性的技术。系统基于波形匹配的一致性检测方法，通过该方法，可以检测两段音频是否一致，从而可以进一步得到视音频信号的同步状态。

该系统针对接入的SDI信号，应用软件进行实时的信号检测，视频检测类型包括：黑场、彩场、彩条、静帧；音频检测类型包括：音量过低、音量过高、静音。通过对视音频信号检测，可辅助判断哪路信号出现问题，帮助值班人员快速、准确应急。对备路信号正常、主路信号出现黑场、静帧、静音等劣播故障检测，可触发分控末端2X1切换器自动倒换至备路工作。

2. 播出系统中比对应急系统设计与应用

播出线的应急操作是在紧急情况下处理问题的必要手段。常规播出系统中的“一键应急”实际是“多键应急”，由于系统的控制流程、信号调度流程以及设备架构没有以“一键应急”为目标来进行整合，系统播出链路中的应急切换点往往错综复杂，需要依靠值班人员的判断和快速反应能力来综合判断和选择，不利于播出应急时的规范操作和处理。 鉴于问题发生的突然性以及问题本身的多样性，我们详细分析了播出系统突发故障的各类处置情况，如图1所示。

图1 播出系统故障及处置对策

通过分析，一键应急的目标即应是完成除提前发现的所有内容外故障的一键应急故障排除。鉴于播出线是一个不能容忍任何以帧为单位的劣播、误播的环境，同时考虑到我们的目标是“一键触发”保证送出正确的播出信号，必须从系统流程规范和系统结构设计两方面来加以保证。

为了提高应急处理速度，我们在分控系统中应用基于信号比对的“一键应急”功能。本功能屏蔽掉所有的分析过程，直接针对最终输出的两路信号。提供专门定制的信号比对仪，该产品针对2条不同链路过来的信号进行视频和音频的比对，一旦发现信号出现不一致，即警示多条链路中有一条出现了故障，信号比对仪通过GPI触发一键应急面板的警告灯及扬声器，发出声光报警，值班人员第一时间得到报警，肉眼判断主路或备路的故障，如果是主路故障，按下一键应急按钮即可在最短时间内切出正常的信号。

3. 信号比对检测模块

以上应急手段实现的核心是信号比对检测模块。信号比对模块支持高清/标清信号之间的比对，支持高清信号与挤压下变换后标清信号的比对，1帧精度检测，逐帧比对，支持比对模板创建，过滤不需要比对的区域，支持图像位移比对，可设置检测位移的偏移量阈值；比对检测项包括亮度比对、图像比对、音频各声道比对；支持信号延时量的设置，适应不同延时值环境下的信号比对；支持忽略阈值的设置，包括最大允许误差的像素点数、亮度差阈值等。

图2 播出信号路由比对系统

图3 播出信号路由信号波形比对

4. 关键技术

由于主备路信号在进入信号路由比对系统前，要经过若干相同或不同的设备转换和分发，其中很多设备会对信号质量产生影响，尤其是一些设备会对信号进行重新编解码、增益等处理，会造成信号亮度、起始位置、延时性等参数有所变化。该系统提供的智能比对算法，并不只是简单比较两路视音频信号帧与帧之间是否完全一致，还要过滤掉这些设备造成的延时及干扰，将真正会产生劣播错误的信号比对出来，其关键技术主要体现在对视频的比较算法和音频的比较算法，这两个算法都是针对节目流内容的检测。

图4 信号比对检测模块

5.结束语

目前电视台的安播保障体系统主要是基于值班人员的监播，通过节点信号的监测系统来实现视音频链路的安全播出保障。出现故障后，需要通过值班人员主观判断以及操作来实现应急切换，这种方式必然会造成故障的持续时间较长，从而产生较大的播出事故。本文介绍的信号路由比对系统可缩短故障产生期间值班人员的主观判断、处理故障时间，实现快速的信号链路监播和应急切换。