電視臺播出監測系統設計與實現

文/馬彪

伴隨電視事業的不斷發展，電視節目的播出、發射以及傳輸機構規模也處于不斷擴大狀態，越來越多的新技術、新設備、新手段被用到電視節目播出過程中，旨在有效保障和提高節目信號質量，從而導致電視臺當前的播出、發射以及傳輸系統相較于過去變得更加復雜，從而對電視節目的播出監測技術提出了更高的要求。因此，研究設計電視臺播出監測系統具有尤為重要的意義和作用。

1.播出監測系統設計

1.1 總體設計原則

本設計遵循“統籌規劃，統一標準；保障安全，分步實施；促進發展，惠及全民”這一原則，建設集安全性與可靠性為一體的電視臺監測系統，并確保監測系統所獲取的相關數據信息的實時性、可靠性以及安全性，能夠實現對電視臺播出的內容智能識別監測、質量監測以及安全監測。所以，本文所設計的播出監測系統將采取以下建設原則。

嚴格遵循國家相關法律法規及標準，并符合國家級行業的相關技術標準。[1]選用大眾認可的主流產品及設備，選擇先進及成熟的技術路線，使按照設計組建出來的電視臺播出監測系統能夠較好地滿足電視臺監測工作需要，并確保所設計出來的播出監測系統有著良好的使用性并且一定時期內不會被淘汰。系統所監測的相關數據指標應做到準確無誤，上報處理相關信息要迅速，要做到即使長時間不關機也能夠始終穩定運行。軟件體系架構采用開放式的，網絡協議及結構采用開放式的，操作系統也采用開放式的，[2]確保各系統能夠擁有較好的互操作性，使資源共享得以充分實現。系統不僅要能滿足當前的電視臺安全監測工作需要，同時還具有一定擴展性，可以伴隨新業務、新技術的發展而發展。系統的網絡管理平臺要求具有一定控制功能，不僅要能夠統一管理本系統各個監測設備，還能夠將系統監測參數和運行狀態顯示出來。

1.2 總體設計目標

本文所設計的電視臺播出監測系統將能夠實現集中監測管理電視臺監測信號、電視信號以及相關數據處理，還能夠實現監測數據、電視信號傳輸的安全性，有助于電視傳輸網維護成本的降低，有助于提高電視臺各種設備使用效率，有助于提升電視臺管理維護能力，能夠實現對相關突發事件的及時應對。具體設計目標如下。

基于IP技術[3]的電視臺播出監測系統將能夠實現成功對接全部當前的IP網絡監測信息平臺，從而實現監測系統組網和帶寬資源的有效優化，極大提升系統各環節的監測能力，將電視傳輸鏈路現有的帶寬資源最大程度地發揮出來。實時將設備環境監測信息、各機房周邊環境監測信息傳回中心機房，以便及時發現各突然事件發生苗頭，有效提高突發事件的監控、管理以及處理能力，以及指揮調度、發布告警的能力，能夠實現監測、報警、存儲48路高清(標清)SDI節點信號功能。借助監控管理網，能夠實現電視臺的遠程網絡監控，做到雖然沒有人值班，但有人值守。以及借助實時監控功能，實現數據傳輸和匯總，進而實現綜合量化考核電視信號傳輸情況。

1.3 系統總體架構

基于IP技術所設計的本電視臺播出監測系統，采用B/S、C/S架構[4]相結合，利用分布式多媒體管理調度這一技術，[5]讓分布式電視臺播出監測系統得以實現成功構成。系統實現了對現有各類視音頻資源的有效整合，能夠使IP化多種視音頻源得以實現，然后以組播這樣一種方式進入專網傳輸，以便使監測信息的融合得以成功實現。系統還能夠智能化調度不同的信號源，并在多塊顯示屏上通過監測主機將電視臺多套電視信號的相關性能指標以多畫面形式拼接顯示出來，使同步顯示效果做到精確到幀，并記錄監測報警播出節目內容，確保在電視傳輸線路中電視信號能夠得以正常傳輸。

圖1 電視臺播出監測系統架構圖

2.播出監測系統實現的功能

2.1 信號監測報警功能

借助監測報警系統能夠實時監測多頻道多參數，能夠自動判定常見的信號故障現象，并聲光報警，將人工不容易察覺到的異常予以精確的捕捉，實現人的疏漏與疲勞的有效克服。在高質量、不間斷安全播出的需求之下，PGM信號會受到信號監測系統的定性監測，比如視頻的丟失、靜幀、黑場，音頻的靜音、過低、過高等異常狀態。監測這類技術參數對于播出信號而言尤其重要，值班人員能夠借此實現對在播信號狀態的隨時掌握，一旦發生播出事故能夠及時做出相關應急反應。基于C/S架構的信號監測報警系統在傳輸信息的時候采用的是SNMP協議，[6]播出PGM信號先是會被信號采集卡實時采集，然后采集到的信息會被匯聚起來于信號監測報警系統基于C/S架構的信號檢測服務端被進行分析，然后最終于信號監控終端發布出來，故障級別會以不同顏色加以區分，以便值班人員能夠及時處理。

圖2 信號監測報警終端展示圖

2.2 周邊設備監測報警功能

利用電視臺的內部局域網，監測軟件以及播出周邊設備監測報警系統能夠將其他設備連接起來，進而形成一個完整的網絡監控系統。為了實現信息的實時、全面、準確，這里會將SNMP網管協議充分利用起來。周邊設備監測報警系統主要有兩種工作流程:一種是系統服務端以輪詢方式間隔地收集相關狀態信息；另一種是周邊設備將自己的異常信息主動發出來，從而幫助相關人員將異常及時發現，并實現對故障點的快速判斷與定位，使事故處理時間得以盡可能縮短。監控設備會在監控顯示界面以圖形形式被直觀顯示出來，包括設備結構拓撲、設備狀態列表，根據所選擇圖形的不同，報警顯示是多樣的。一旦設備出現工作異常或故障的時候，周邊設備監控系統就會將警示信息以聲光形式發出來，以便相關人員在接收到警示信息后，能夠及時分析故障和異常信息，從而將故障發生區域和級別快速判斷出來，進而快速采取相應的應對措施。

圖3 信號節點監測報警圖

圖4 異常信號節點屬性對話框

2.3 動環監測報功能

基于網絡綜合布線系統的播出機房動環監測系統，是通過相關監測軟件[7]來集中監測各個子系統。機房的蓄電池、直流電源系統、ups、配電柜、低壓配電、高壓配電等全部電源設備都在動環監測系統的監測范圍之內。這些電源設備的溫濕度數據借助溫濕度傳感器得以采集以后，會以直觀的畫面在動環監測系統中被顯示出來，一旦出現異常信息，動環監測系統就會通過短消息、語音、聲光等多種報警方式向值班人員發出警示，并將報警事件和相關歷史數據記錄下來。值班人員接到異常信息報警后，進入設備間查看，然后進行相關處理，及時解決異常問題，從而防止發生電力中斷而導致發生播出事故。

2.4 播實時視音頻監錄功能

從實際管理角度而言，播出事故的完全避免是不可能的。那么為了明確認責，進一步加強電視節目播出內容監督力度，妥善處理可能發生的廣告糾紛情況，準確界定以及快速認定播出事故責任，那么每日所播節目都需要接受全程跟蹤以及監錄，同時將跟蹤和監錄相關信息存儲下來以便事后查詢。怎樣實現全程跟蹤以及監錄，此時就離不開播實時視音頻監錄功能的幫助。同時，系統由于是基于Bas架構[8]的，所以還能夠提供簡化的查詢、參數設置、回放等功能，使客戶端的部署工作得到大大簡化。

2.5 大屏顯示功能

本文所設計的監測系統擁有功能強大的、先進的音、視頻數據處理與管理平臺，所有配置信息的導入、導出、備份、還原等功能都能夠支持。借助監測大屏可以實現對多路視音頻信號內容的回放；支持任意排列多畫面組合方式、任意調整節目顯示畫面比例及大小；支持組合顯示標清、高清數字電視節目，對應的節目名稱在每個畫面窗口都會顯示出來；支持OSD字符[9]疊加，監測和故障報警信息能夠在畫面上顯示出來。

圖5 大屏顯示功能示意圖

3.設計系統的優點

本文所設計的電視臺播出監測系統由于有著先進的IP化、B/S、C/S架構，良好的可移植性和互操作性，對各類監測資源予以了整合，從而使得本系統具有以下優點:

畫面顯示方式靈活:畫面組合功能靈活，可以任意分割屏幕，多塊55英寸大屏，每屏顯示分辨率能夠達到1920×1080，不同的節目內容都可以顯示在每個大屏上，具備節目名稱顯示、左右音柱、圖像功能。視音頻內容監測精準:不僅支持音頻正常報警，還能夠使音頻監測精確到幀，使誤報、漏報得以有效避免；能夠有針對性地設置相關特殊節目，擁有靜幀、色彩格式異常抑制功能；提供監測音頻PID中斷故障監測功能，主要針對由于線路接觸不良影響而導致電視伴音丟失情況。語音提示報警系統清晰:借助先進的語音報警軟件，使不同的報警信息的分類顯示得以實現；借助語音文件庫，不需要額外進行錄音，就可以根據文字將相關報警語音文件自動生成。全方位精準報警系統:擁有設備故障傳輸參數變更報警、循環聲光報警功能，提供高質量的、穩定的視音頻監測服務，具有故障畫面放大、運行圖管理、手動暫停監測、故障確認等功能。穩定性、安全性高:系統采用的是全嵌入式平臺，[10]整個監測將環境、流程、軟硬件監測管理形成獨立模塊，具有耦合性低、獨立性強特點，支持斷電重啟，能夠有效防止病毒侵犯，因此使得系統的穩定與安全得到有效保證。管理簡單、擴展便捷、易維護:訪問配置界面統一，方便用戶操作管理；可增加相應的監測設備，實現電視監測的拓展；嵌入式設備方便運行狀態和故障的維護。

結語

總而言之，電視事業要想實現健康有序發展，離不開電視臺播出監測系統的幫助。本文所設計的電視臺播出監測系統由于有著先進的IP化、B/S、C/S架構，良好的可移植性和互操作性，對各類監測資源予以了整合，從而使得本系統具有畫面顯示方式靈活、視音頻內容監測精準、語音提示報警系統清晰、全方位精準報警系統、穩定性高、安全性高、管理簡單、擴展便捷、易維護等優點，有利于電視臺提高節目播出質量，提高處理突然事件的能力，確保電視節目發射、傳輸以及播出的安全性，希望能夠借此給予相關人員一定參考借鑒。