数据可视化技术在广播电视监测中的应用

郑鹭平

（作者单位：国家广播电视总局五五三台）

研究结果表明，人类通过肉眼识别图像所获取到的信息速度比通过阅读文字获取信息的速度要快很多。使用图表结构来体现复杂的数据信息，可以确保对关键信息的提取要比书面报告或电子表格更直观。随着计算机图形学和图像技术的不断发展，大量由计算机产生的中间数据可实现可视化处理，使数据使用者能能够更直观地观察到仿真和计算结果。近年来，数据可视化技术已经在多个领域有所应用，如网络数据领域、数据挖掘领域、交通运输领域、气象预报领域和地质变化等领域。

目前，广播电视播出形式呈现多元化，节目传输途径多样化，一些传统的监测技术难以跟上新时代的广播电视监测要求。在广播电视监测中，由于监测业务与底层设备耦合度高，不仅需要对所传输的信号质量、内容进行监测，还需要监测人员实时了解监测设备在线的运行状况、网络使用率等相关指标。若大量的监测数据以文字或报表的形式体现，会导致监测数据没有有效利用，缺乏对数据的分析和监测态势感知。监测数据可视化研究对广播电视监测来说是一个新的突破口，该技术的引入将大大提高监测工作的效率。

1 数据可视化技术

1.1 数据可视化概念

数据可视化被许多的学科认为是视觉通信的现代等价物。它涉及创建和研究数据的视觉表现形式，该技术主要包括：数据开发、数据空间、数据分析和数据可视化。运用计算机图形学及图像处理技术，可实现图形或图像来表示抽象数据，显数据之间的相关性，有效地反映了数据的变化趋势。为了清晰有效地传达信息，数据可视化可以使用统计图形、图表或者其他工具以多维的形式来显示，从而在视觉上传达定量的信息。

1.2 数据可视化标准

数据以实现信息的有效可视化可传达，同时还应兼顾美学和功能上的融合，直观地展示出数据关键信息，便于使用者与数据进行交互，达到方便控制数据的目的。主要以下五个属性为标准，直观性是将数据以图像化的形式直观、形象地呈现；关联性是通过数据间的对比，突出体现出数据之间相同性与差异性；实用性是提取主要数据信息，让数据更加实用；艺术性是让单纯的数据呈现出更具艺术性的效果，丰富了数据的展现形式；交互性是让使用者与数据交互更加方便，有利于使用者控制数据。

2 数据可视化应用要点

可视化有助于用户分析和推理数据之间的关系，有利于用户了解日常业务的开展情况。为更好地展示数据的价值，让使用者能轻松了解到数据的背景，得到其所需要的信息，数据可视化过程中应遵循以下五个要点。

一是了解数据可视化目的。数据可视化首先要了解需要可视化的数据是什么，所获取的数据来源和获取数据的方法都有哪些，被收集的数据所要展示什么样的价值，这些是进行数据分析的过程和数据可视化的出发点。二是注重数据的比较。比较是一种相对的变化，只有在比较中才能看出数问题的存在。在可视化的界面中，图形不应该是一成不变的，它可以是动态的存在，只有在比较的过程中才能知道数据的变化，最终让变化的数据体现在可视化的图形或界面上，同时比较应该是多维度的，在进行同比的同时也要进行环比。三是建立数据指标。在数据可视化的过程中，建立正确的数据指标，才知道标准的位置在哪里，从而体现出问题所在。数据指标的设置要结合自身的业务背景进行科学设置。如在广播电视监测中，不仅对所监测的广播电视信号设置正确的数据指标，对监测中所用到的监测设备也应设置正确的数据指标，这对可视化系统中实时体现信号质量和设备运行状态是极其重要的。四是展示的形式应从总体到局部。数据可视化的制作过程要有一个清晰逻辑的思路，其所展示的界面应直观易懂，界面的布局应科学合理，先从总体看变化，再从局部看变化，才会有针对性的解决办法。五是注重用户体验。在可视化过程中应将复杂的数据进行简单化、将零散的信息进行整合，从而提供更加人性化的信息数据。可在系统中加入更多的人机交互操作，实现用户能与数据间对话。

3 数据可视化技术在广播电视监测中的应用

3.1 监测信号的可视化

在监测过程中及时准确地发现信号的异常现象是保障广播电视安全播出的核心工作。在广播电视监测中，不仅仅需要对音视频质量进行监测，同时还需要对所接收的信号进行不同层面的指标分析，例如频谱监测、信道监测、码流监测等。这些指标在信号中以数值的形式存在，同时由于受到外界环境和接收设备内部噪声的影响，这些数值会不断变化，从如此庞大的数据中提取有价值的数据对于广播电视监测者来说是极其困难的，而把监测信号中的相关指标可视化成相对应的图形，就有利于监测者直观明了地观察信号的变化情况。

3.2 监测设备资产可视化

随着广播电视监测业务的不断拓展和监测手段的日益丰富，在日常的监测工作中所需要的监测设备也在不断更新和增多，设备的资产数量庞大，种类众多，传统的表格形式管理模式效率低，实际操作性差。在资产可视化过程中可采用3D互动的技术手段来实现监测台站的设备信息的可视化管理，可以将设备档案信息导入到可视化系统中，提供可视化的管理方式，进行分级信息的浏览和高级信息搜索，运用可视化技术可大大提升资产数据可用性、实用性和使用效率。

建议应具备如下功能。（1）信息分级展示。利用3D场景技术，按照监测台区级、机房级、机柜级、设备及和端口级分层次进行展示，查询设备的相关信息。（2）监测设备的虚拟化仿真。包括监测所需的各类天线、发电机、配电柜、UPS、精密空调等独立设备，以及监测服务器和各类网络设备等。（3）设备信息在线查看。可在可视化界面中点击查看设备的资产配置信息，设备的在线情况，调取设备网管系统中的相关数据进行对接，实现与设备网管系统的自动同步。（4）快速模糊查询。具备设备的快速模糊查找的能力，能将设备的位置和数量等搜索结果在可视化界面中展示出来。

3.3 工作环境可视化管理

传统环境巡检模式主要是以人力为基础，依靠人工轮流值班巡视不仅效率低下，还不利于人才资源的充分利用。在实现工作环境可视化时，可与底层的数据采集系统和安防监控系统进行集成，在可视化界面展示环境的温湿度数据，能实时查看空调设备的运行情况，在环境监测数据发生明显变化并超出警戒值时，可在可视化界面上进行告警提示，当关键位置发生故障时能及时调用故障点附件的摄像头进行查看。

4 结语

随着广播电视业务的不断发展，新兴媒体与传统媒体间相互融合，新时代背景下的广播电视监测任务面临着更加严峻的考验，依靠传统的监测方法和机制已不符合当前工作的需要，应充分利用先进的计算机技术，不单是可视化技术，如大数据、云平台、物联网等新兴技术都可运用到广播电视监测中，积极探索自动化、智能化和高效率的广播电视监测平台，对加强广播电视监测工作和确保安全播出、提高服务质量、促进广电事业的发展有着重要的作用。