广播电视顺利播出的监测设备设计研究

随着广播电视事业的快速发展，特别是最近几年广播电视数字化、网络技术应用的提高，各地广播电视的节目内容越来越丰富。与此同时，节目及广告的播出安全性问题显得越发突出和重要，因此，为了加强对广播电视节目内容与质量监测、以及广告节目的有序播出的监管，广电总局专门了《广播电视广告播放管理暂行办法》第17号令，并要求县级以上广播电视行政部门建立对广播电视节目内容和广告节目的监听与监看。针对于此，我市建立了广播电视监测系统，系统采用最新的音视频监测技术与手段，实现对连云港市本地区的包括AM／FM广播、无线电视、有线电视、数字电视、CMMB手机电视、IP电视等在内的广播电视信号智能监测与管理，包括信号质量的监测、节目内容监测、广告监测、节目存储与回放等功能，并通过大屏显示墙集中显示各类广播电视节目，提供实时监看服务。本项目的建立对提高连云港市重点频率、频道内容及广告节目的规范化管理的同时，也将实现全面掌握广播电视安全优质播出情况，提高对广播电视节目的播出的依法监测监管水平。

一、广播电视监测系统设计要求

广播电视节目内容监管及广告智能监测系统通过对前端采集设备，对各类节目信号进行数据采集，通过监测主机，进行数据的汇集、处理、分析等，实现对节目的质量监测、内容监测、广告监测、节目存储与回放、应急调度等五方面的智能监测与管理。

1．质量监测

有线电视分配网、无线广播电视的自动监测设备和数据采集传输设备，对前端播出中出现的重大停播事故和播出质量进行监测，及时发现前端各套节目播出中的重大异态，汇总、处理、分析监测数据，及时发现劣播、停播事故情况，及时通知广播电视播出机构进行有效处理，对本地分配网安全播出的记录根据需要随时进行调用、传输、汇总分析。

2．内容监测

通过音频监测系统和视频监测系统，对广播信号进行彩条显示和信号监听，对电视信号进行单／多画面监看，实现对前端播出的节目进行实时监看，及时了解播出的频道和播出的节目内容。

3．广告监测

对广播节目和电视节目中播出的广告时间、时长、内容等进行监测，及时判别和发现是否存在违规广告，对广告及时监管，提供查询、报表打印等服务。

4．节目存储与回放

设置存储系统，对监测数据、地方自办的广播电视节目、以及需要存储的相关广播电视节目进行全程录音录像存储，以便对劣播、停播信号及有问题的广告节目进行查看和取证，提供节目内容回放，下载导出等功能。

5．应急调度

建立应急调度通讯系统，采用短信群发方法向市、县广播电视机构、安全播出负责人、传达上级指令通知，保持可靠的通讯联络，及时掌握各播出机构安全情况、有效、快捷处置突发事件。

二、设计目标

连云港广播电视节目内容监管及广告智能监测系统设计目标，采用多套嵌入式模拟监测设备、多套嵌入式数字监测设备，完成在市级和县级模拟、数字信号的安全监测、质量监测与内容监测，每套监测前端具备2TB的存储容量，录像存储以700K的H264压缩格式存储，可以支持32套节目的7天的存储。采用2套惠普服务器，完成流媒体服务器、数据库服务器、应用服务器所具有的各项功能：采用2套惠普工作站，完成网络用户对辖区内监测前端数据统计、管理和转发上级的任务。考虑到将来监测规模与对象的变化，在系统规划与设计中我们将进行标准化接口设计与通用接口安全链接技术，使系统更具兼容性、冗余性等特点，为日后监测频道的增加或功能的扩展建立基础。同时，系统能够非常方便地对采录的电视、广播节目内容进行回放，针对广告内容进行查询和记录。并将所有的记录信息进行存储、归档分类等。广播电视节目内容监管及广告智能监测系统主要利用数字化监测设备，以音视频数字化技术为基础，通过音视频编解码、语音智能识别等技术手段，对广播电视节目内容、质量等监测，实现对本地区各类广播电视信号的有效管理，并对一些重点频道进行节目内容识别和广告分析。实现广告市场的规范化管理，并为广播电视的有效、科学监管提供依据。实现对7套AM频率广播~1：17套FM频率广播节目的采录、分析、存储，需要进行质量监测和内容监测。节目进行15天全程24小时录音存储服务。对市广播电台播出的4套自办节目进行广告监测。对连云港市内共70套标清数字电视的进行质量监测与监看，当节目播出过程中出现停播、图像丢失、伴音丢失等重大异态状况时，快速相应并进行报警处理。对本市5套自办节目进行全程24J'''',时存储15天。对市台3套节目、1套市有线网络公司电视节目进行广告监测。对目前播出的10套高清电视进行监看。对6套无线电视(4套无线+1套地面数字电视+1套CMMB电视)进行监测，对4套无线进行质量监测，并全程24小时存储15天。对网络电视，包括网络传输的连云港人民广播电台节目和电视台节目进行监看。四县有线电视4套自办节目进行信号的监测监看。具有完善的报表统计功能，可对各项关键要数进行统计和查询，具备报表输出、打印功能，方便为相关人员的调用，提供决策参考。被监测数字电视、无线电视、FM／AM广播、CMMB、IPTV等信号在大屏幕墙上集中显示及监看。

三、系统功能设计

按照监测业务的功能要求，连云港市广播电视节目内容监管及智能监测系统平台主要包括四部分内容：节目内容的回放、节目安全监测、广告自动监测和大屏幕显示等。

1．节目内容的采录

通过前端的音视频采录设备对重点广播及电视信号进行24／J'''',时不间断采录，设置一定期限，自动更新节目内容，实现安全自动存储，通过回放系统实现对所有节目的回放，可按照录制时间等项目进行查询、播放、下载等。

2．质量及节目内容监测

通过监测主机，实现对数字电视及广播节目的播出质量和内容进行实时监测，包括停播、图像丢失、画面静止、伴音丢失等异态状况进行报警，并存储节目内容与录像相关信息。

3．广告自动监测

通过广告监测模块，实现对广播与电视节目样本的截取、处理与比对分析，实现广告节目智能识别。为了能对播出广告内容进行有效监测，必须能在众多的节目中，准确识别节目的内容，特别是在线识别。而又不影响节目的质量，就要求所采用的识别算法具有非常高的识别效率。根据需求，采用智能声音识别技术的广告监测系统。由于对声音的处理相对来说，识别计算量要少很多，便于组建大容量监测系统。

4．节目存储与大屏幕显示

配置存储阵列，对重点广播及电视节目内容进行存储，提供查询、回放等功能，并且通过多块LED液晶电视组成大屏幕显示墙，将数字电视、无线电视、FM／AM广播、CMMB、JPTV等进行集中监视，并将各种报警信息在大屏幕上显示。

四、系统架构及实施

根据监测对象、任务、类型、样本来源等的不同，广播电视内容监管系统包括以下几部分：前端采录系统、存储系统、广告电视内容智能识别系统、大屏幕显示系统和管理系统等。

1．多路广播信号监测主机

广播解调设备主要是将FM／AM的射频信号解调成音频信号，我们采用RDM208多路广播信号解调设备，对音频信号进行采集、压缩，并将压缩后的信号保存在存储服务器及阵列中，同时将音频信号送到信号采集站进行录音。RDM208多路广播信号解调器可以同时对8个模拟信号输入，各自独立工作，互不干扰，每个调谐器可以预置20个频率，面板上LCD显示窗的界面可以同时显示4个调谐器的频道状态，通过翻屏选择需要显示的调谐器状态。可快速设定或选择每个调谐器的频道和频率。广播信号监测主机最多可同时对16路广播信号进行采集，在采录界面上实时显示各路信号的音量彩条，并且具有软调音台，可以根据各路信号的大小，进行增益调节，同时用监听按钮实时地监听任何一路输入信号，特别是针对广播的时段特点，可以一周每天分别设置采录时间表，以保证进行有效采录，提高系统运行效率。通过D型接口输出8路音频信号。AM信号调谐范围为522—1611KHZ，FM信号的调谐范围为87．5—108MHZ。RDM208多路解调器具有RS232控制接口，上位计算机可以通过该接口，灵活设置各路通道的接收频率。

2．音频监听监看

监测主机通过VGA接口把多个通道的音频监测信息送到液晶屏上组合显示，提供以实时变化的彩条音柱来指示音量的大小，监测报警主要是针对音量大小和音频丢失，只显示每套节目的声道音量柱和通道名称，音频波形图和其它详细信息则采取操作机上显示，当用户需要详细信息分析某通道的音频信号时可选择显示该声道详细信息。其中波形图可以选择按照1／3倍频程：~EI2／3倍频程中的任一种进行显示，将源信号截取信息内容与目的的信号内容进行对比。同时通过音箱监听设备实时的监听通道的声音，监听设备的声音直接来自音频监测终端而不是监测主机，当选择监听某一路通道时，监测主机通过网络接13发送监听命令给音频监测终端，音频监测终端就将该路的音频信号输出给监听设备，可以最大限度的确保监听的实时性。监测参数设置，系统可以设定每个通道不同的监测时段，每一路音频参数的监测门限也可以单独设置。报警功能，根据所设置的报警门限进行报警，报警形式包括图形变色，语音报警，可以对报警方式进行设置。数据库记录查询，对监测的音频通道进行全程录音存储，系统可以把报警信息、录音文件通过数据库进行保存，并支持网络的各种数据查询，事后故障分析，可以通过网络进行录音文件下载。支持各种数据查询能打印相应的信息。点击查询结果记录时，软件能调出相应区间的录音文件，也可以鼠标拖拉定位，选择性地播放。存储系统，存储系统通过网络接口与集中控制机和各个前端监测主机相连，存储前端发送过来的录音文件、监测信息，便于统一的管理和查询。监测前端可以实时的显示出存储系统的磁盘使用情况，磁盘存储器15天自动清理删除。

3．多路无线模拟电视信号监测主机

电视解调设备主要是将电视射频信号中图像和伴音分别解调成视频信号和伴音音频信号，我们采用VDM108多路电视信号解调器，可同时接收多路无线电视信号，对音视频信号进行采集、压缩，并将压缩后的信号保存在存储服务器及阵列中，同时将视频、音频信号送到采集站进行录音录像。VDM108多路电视信号解调器可以同时对8路电视信号进行解调，各自独立工作，互不干扰，每个调谐器可以预置20个频道，每屏LCD显示窗13可以同时显示8个调谐器的频道状态，面板上可以快速设定或选择每个调谐器的频道。电视信号监测主机最多可同时对16路广播信号进行采录，采录采用H．264压缩格式，各路的压缩码流可选，根据各频道的播出时间，各频道的采录时间可以单独设置。在采录过程中，界面实时显示各路信号的视频图像，同时可以对视音频信号进行监视监听。为了保证采录质量，可以对各路信号的亮度、色度、对比度、饱和度等参数进行单独调节。采录的视频文件，可保存在本机硬盘，也可以自动发送到文件服务器。电视RF输入频率46—870MHZ，通过串13可远程设定电子调谐器频道，或查询调谐器当前的频道。通过D型接13和RCA接口输出8路音频信号，BNC接口输出8路视频信号。VDM108多路调谐器具有RS232控制接口，上位计算机可以通过该接口，灵活设置各路通道的接收频道。

4．多路数字电视信号采集前端

数字电视监测前端可同时接收多路电视信号，并对音视频信号进行采集、压缩，将压缩后的信号保存在存储器及阵列中。是由多通道有线数字电视监测卡、多通道IP码流解扰卡、FM／AM解调监测卡、视音频编码卡和嵌入式机箱组成。监测前端支持QAM、QPSK、ASI信源输入，通过对QAM／QPSK信号进行解调，对加密码流进行大卡解扰，对解扰后的清流进行网络IP组播，对码流参数进行实时监测，对QAM频点进行轮询，完成数字信号的安全监测、质量监测。

5．解码服务器

通过UDP协议，获取局域网中的组播码流，便于信号调度、多画面显示主机的配置，也可以很好地适应信号规模的扩展，降低了系统施工和维护的复杂度。数字电视解码服务器可数字解码、转码录像标清数字电视多画面显示，监测报警，对IP的音视频ST流进行编码存储，并进行各种质量分析和报警。同时输出VGA信号到大屏，进行多画面显示。支持MPEG2＼H．264~VS的高／标清视频解码；支持MP2＼MP3＼AC3"C,AC的音频解码。每套系统可以处理多路MPEG2高清节目或多路H．264高清节目，同时，支持对高清节目的5．1声道伴音进行六个声道的解码、监听、彩条显示。可以针对重点节目实时监测对普通节目轮巡监测，每个窗口可以单独设置监测对象，实时和轮巡的节目画面显示互不影响。系统可以对指定节目进行时段或触发录像。录像采用高效的H264编码，录像参数支持自定义；同时采用磁盘预分配、延时写入等技术，提高了存储的稳定性等功能。

6．广告监测服务器

广告监测服务器包括数据存储与分析，是整个音频广告自动监播系统的核心设备，它主要是根据样本库中各种广告的特征文件，从采集工作站采集到录像文件中，识别广告，并建立广告检测数据库。包括广告播出时间、结束时间、播出次数、播出频率等。系统服务器负责整个系统的数据存储和数据处理。信号采集终端的数据以及广告分析结果将自动汇总到数据服务器。包括：

(1)对采录的文件进行矢量化处理，提取音频特征文件，以供分析、对比处理。

(2)将经过矢量分析后的声音特征文件和样本矢量特征文件进行高速对比分析，识别出广播电视节目的广告内容，并将相关的信息写入数据库。

(3)从多路监测信号采集站采集到的电视信号或广播信号中寻找广告，并将广告从采集文件中截取出来，形成样本文件。并按照样本频道、时间、名称、类别等进行编目发送，建立起完整的样本库。

(4)存储所有的广告样本资料，包括样本文件以及样本属性等。

(5)接收广告识别站分析出的广告识别结果。

(6)存储截取的广告。生成广告资料档案，供日后查询。

(7)采录数据存储与整理。

244＼时不间断采录24套音视频文件并至少保持15天，配置了两个146G大容量SAS硬盘作系统盘，配置6个300G大容量SAS盘作为数据盘，为了保证系统的安全性，考虑加入磁盘阵列，以保存音视频采录文件及广告识别结果等，使系统冗余性和安全性有很大提高，满足以后监测频道增加时所需。

7．数据库服务器

建立节目采录数据库、故障信息以及广告检测数据库，对所有的音视频文件进行文件存储管理，同时对所有的数据和用户权限等进行管理。

8．查询站

可根据广告名称、种类、保存频道、保存日期等条件，查询各种广告播出信息和统计分析结果。所有查询结果，可以按照需要进行打印，也可以导入到EXEL库，进行各种数据分析和统计。

9．大屏显示站

将市级和下属4县的数字电视、无线电视、FM／AM广播、CMMB、IPTV等进行集中显示，实时监视。高清频道节目用55”LED液晶显示，同时同步显示故障报警信号。

五、系统应用情况

本文介绍的广播电视监测系统通过投入运行以来，通过对数据的汇集、处理、分析等。实现对节目的质量监测、内容监测、广告监测、节目存储与回放、应急调度监测与管理，达到预期设计目标，但针对广播电视监测的现状还有需要解决的问题，软件开发技术还需进一步深入研究，做到简捷、方便、直观、成熟，对市属县级节目的回传信号建立数字平台需投入较大，暂时还不能完整监测县级节目，这些问题将随着监测工作越来越重视会得到较好解决。