应急比对系统在实际播出中的应用

张诚彬

【摘要】对原应急处理系统的缺点进行分析，按照实际需要，实现了应急比对系统在播出系统中的应用，并对应急比对系统进行了测试和改进，验证了应急比对系统的可靠性和可行性。

【关键词】应急比对系统;视音频相关性分析;触控应急终端

中图分类号：TN929                                  文献标识码：A                          DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.19.022

随着广播电视的蓬勃发展，各电视台频道数的不断增加，播出系统的架构也越来越复杂，如何保证播出的安全性和可靠性就成为摆在播控技术人员面前的一道难题。而近几年来播出部门的应急系统有了显著的发展，但是仍然存在一些问题。比如报警精度低，误报多，应急复杂，几乎每一步都需要人工干预等等。因此，对于播出部门来说，对应急处理系统进行研究改造就显得尤为重要。

1. 应急处理的需求

1.1 原应急处理系统的缺点

笔者所在部门在2020年进行高清改造。部门所负责的频道由三个标清频道增加到四个高标清同播的频道。所需要监看的内容增加了2.6倍，工作人员的数量则不变。而旧的应急处理系统又存在以下问题：

1.1.1 报警精度低、误报多

应急处理系统每天都会给出大量的误报，数量多的时候，每天可以达到数百次。这些误报极大的降低了值班人员对报警的敏感性，加大了工作量。

1.1.2 监看画面多、工作压力大

本部门一个监控工位负责监听监看两个频道，高清改造后由于需要高标清同播，所需要监看的画面由原来的48个增加到64个。工作人员的监看压力加大。当出现异常情况时，需要分析判断的步骤增多。

1.1.3 应急复杂

原来的应急模式，几乎每一步都需要人为介入。应急流程复杂，步骤繁多，这就在一定程度上延长了应急操作时间。

因此急需新的应急处理系统来减轻值班人员的工作压力。那么如何提高报警精度，减少误报，降低应急的难度，减少人工干预，甚至实现无人值守播出。这就是本文所要探討的问题。

1.2 新应急处理系统的需求

基于本部门在应急处理方面的现实需求，新应急处理系统主要目标是解决目前旧应急处理系统存在的问题，最终减少应急操作时间，由此我们得出新应急处理系统的主要需求：

快速应急：通过设计合理的信号采集点、切换逻辑和逻辑算法，将本该由值班员完成的逻辑判断交给计算机处理，实现自动切换。简化值班员的应急操作步骤，缩短应急时间。

减少误报：通过对采集到的数据进行综合分析，尽可能降低误报率，提高应急处理系统的准确性。

直观的人机交互操作：触控终端实现节目监看和应急操作的有机结合，在很大程度上降低了工作人员的操作量和操作难度。

因此，根据部门要求和对其他省市电视台应急处理系统的调研，最终我们设计实现了应急比对系统。

2. 比对分析原理

所谓比对分析，就是将多组视频源通过两两配对，进行分组，并在每组中进行逐帧比对。在比对分析算法中，因为各路信号经过不同的设备所产生的延时是不同的，所以我们首先要执行帧对齐操作。也就是在定位到各帧以后，通过这些帧的特征值提取出关键信息。然后根据这些关键信息，计算出两个数据流的偏移量。接着执行逐帧比对操作，这里可以做一些冗余设置，以避免一些巧合现象或极端数据导致的比对错误。最终得到两路相同视频码流的相似度量化评估。

这一比对算法的最大优点是可以得到两个相同帧的相似度量化分值，而不是得到两帧相同或不同的结论。

3. 新应急比对系统的设计与实现

3.1 应急比对系统的架构。

如图1，首先通过嵌入式信源采集模块对进入4X1切换开关前的主、备、二备和垫片等信源进行采集监测，然后将视音频内容送入比对分析服务器进行一致性实时比对量化评估和实时异态量化评估，接着将量化评估结果汇总到综合逻辑分析模块判断，决定是否报警，最终根据本部门制定好的应急处理切换逻辑控制4X1切换开关进行自动切换或给工作人员提供应急操作提示。

本系统与科利通4X1切换器对接，同时通过网络与其GPIO按键切换面板关联，最终实现通过触控终端和4X1按键控制面板进行应急切换，其中4X1按键控制面板拥有第一优先级。

3.2 信号采集点设计

本部门高清改造后将负责4个频道的播出，每个频道都是高标清同播，都有4个信号源：主视频服务器、备视频服务器、备二正奇FMS服务器服务器和高清垫播服务器。因此根据应急比对系统的架构。我们每个频道需要设置12个采集点。具体设置如下：

高清通道采集点6个，分别是高清主路--主切换台输出信号;高清备路---备切换台输出信号;高清二备--正奇FMS服务器备二高清输出信号;垫播---LOOP服务器高清输出信号;高清主PGM---高清主光发机返送信号;高清备PGM---高清备光发机返送信号。

标清通道采集点6个，分别是标清主路---主切换台输出经过下变换器后的标清信号;标清备路---备切换台输出经过下变换器的标清信号;标清二备---正奇FMS服务器备二标清输出信号;垫播---LOOP服务器高清输出经下变换器后的标清信号、标清主PGM---标清主光发机返送信号;标清备PGM---标清备光发机返送信号。