電視數(shù)字信號源的故障判斷智能技術(shù)要點(diǎn)分析

鄭 穎

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促使各行各業(yè)得以進(jìn)步，對于廣播電視行業(yè)來說亦是如此。目前，我國已基本完成有線數(shù)字電視的全覆蓋，用戶數(shù)量占據(jù)世界首位。

盡管電視數(shù)字信號的輸出已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，但信號傳輸仍然采用傳統(tǒng)的模擬信號，無法實(shí)現(xiàn)信號源端與接收端的統(tǒng)一，這是導(dǎo)致信號源端與接收端過程中出現(xiàn)故障的原因。信號轉(zhuǎn)換故障主要有靜音，靜態(tài)畫面和斷分幀等。如果伴隨聲音存在靜態(tài)幀和異?，F(xiàn)象，則表明電視信號存在技術(shù)故障，需要進(jìn)一步排除。

不過，如今數(shù)字電視已經(jīng)基本普及，僅僅依靠人力進(jìn)行信號源端的監(jiān)測、診斷和排查，將會耗費(fèi)大量人力、物力資源，因此，在科技飛速發(fā)展的今天，還應(yīng)建立一套健全的智能化系統(tǒng)代替人工完成這類工作，確保信號在電視播放過程中保持穩(wěn)定，不出現(xiàn)靜音，靜態(tài)畫面和斷幀等現(xiàn)象。下面就對如何判斷電視數(shù)字信號源故障的智能技術(shù)的進(jìn)行討論。

1 節(jié)目信號源的重要性

信號源是安全播出的重要環(huán)節(jié)，也是比較薄弱的環(huán)節(jié)。廣播發(fā)射電節(jié)目的安全播出至關(guān)重要，國家為安全播出制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為使節(jié)目信號源更穩(wěn)定可靠，廣播發(fā)射臺通過對多路節(jié)目信號源進(jìn)行相互備份想要達(dá)到目的。當(dāng)前，廣播發(fā)射臺的信號來源主要有4種，即數(shù)字微波、光纖、衛(wèi)星和調(diào)頻，受客觀原因影響，如光纜經(jīng)常被道路建設(shè)的挖掘機(jī)所挖斷，無線傳輸信號受天氣影響等。一旦信號源出現(xiàn)故障將會影響電視的正常播放，給電臺造成不利影響。因此，應(yīng)保障信號源的穩(wěn)定性，保障電視節(jié)目播放正常進(jìn)行。

2 電視數(shù)字信號源的分類及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 信號源特點(diǎn)

對數(shù)字電視有線電視網(wǎng)絡(luò)的信號流方向的分析，主要包括前端的播出機(jī)房，終端機(jī)頂盒，中斷傳輸網(wǎng)絡(luò)媒體。其中，前端播出機(jī)房好比人類的大腦，它占據(jù)了集成信號系統(tǒng)的核心位置，與此同時(shí)它也是信號源的發(fā)射器。

2.2 信號源標(biāo)準(zhǔn)

MPEG-2格式是用于電視衛(wèi)星和有線視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男旁淳幋a。AES3或AES/EUB數(shù)字接口互連標(biāo)準(zhǔn)也是數(shù)字信號使用的標(biāo)準(zhǔn)。由于線性數(shù)字音頻數(shù)據(jù)屬于川線傳輸，所以可以實(shí)現(xiàn)一步傳輸兩個(gè)信道的數(shù)字音頻。電視臺使用的標(biāo)準(zhǔn)一般是SMPTE259標(biāo)準(zhǔn)。這主要是與演播室標(biāo)準(zhǔn)相匹配的。通常，電纜的信號衰減設(shè)置在30Db以內(nèi)[1]。

3 電視數(shù)字信號源故障判斷的智能技術(shù)

3.1 視頻信號故障的智能判斷

判斷視頻信號故障的原理是基于對各路信號源設(shè)定的有關(guān)記錄，并將音頻采集模塊添加到原模擬交換系統(tǒng)中，并進(jìn)一步比較源頭信號，分析信號源是否正常，然后使用大數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和判斷。根據(jù)當(dāng)前幀數(shù)據(jù)，與前一幀數(shù)據(jù)相比，如果差異在正常范圍內(nèi)，就可以判斷電視數(shù)字信號源正常，相反，如果差異大于正常范圍則表明存在故障風(fēng)險(xiǎn)。

由于視頻信號具有較長的定格時(shí)間，所以有必要比較不同的信號源，并考慮不同信號源路徑的延遲特性。如果其他信號源完成Source Delay，幀之間的差異較大；如果主信道的幀之間的差值被判斷為大于異常范圍，并能在一定時(shí)間后恢復(fù)，則命令將正常發(fā)送，并且信號將被轉(zhuǎn)換到主信道[2]。通過對信號源的對比分析，可以對視頻進(jìn)行同步判斷，可以比較當(dāng)前幀和前一幀，進(jìn)一步判斷異常場景，就可以快速發(fā)現(xiàn)問題并逐一檢查原因。

3.2 音頻信號故障的智能判斷

音頻信號雖有很大的波動性，并具有相應(yīng)的規(guī)律性。在這種情況下，可以使用一定時(shí)間內(nèi)的波形變化規(guī)律的統(tǒng)計(jì)來進(jìn)一步判斷音頻信號。如果音頻信號在警告區(qū)域頻繁波動，則意味著它很可能出現(xiàn)故障。在實(shí)踐中，主要有三種音頻波形狀態(tài)，即靜音，正常音頻和解碼器崩潰。這可以通過簡單的音頻判斷和間隔統(tǒng)計(jì)的方法來進(jìn)一步判斷是否正常。

首先，簡單的判斷。在正常情況下，音頻波形波動比較劇烈，并且音頻電平高于報(bào)警閾值一部分。根據(jù)音頻波形的實(shí)際特性，如果音頻電平低于報(bào)警閾值，則可以判斷音頻信號，指示音頻信號有故障?！?〕在靜音狀態(tài)下，音頻波形相對穩(wěn)定，波動少，音頻注釋低于報(bào)警閾值。根據(jù)音頻波形的實(shí)際特性，如果音頻電平門低于報(bào)警閾值，則可以執(zhí)行判斷，音頻信號存在問題；對于解碼器崩潰，波形具有一定的規(guī)律性。與正弦曲線一樣，音頻電平低于報(bào)警閾值屬于正常，否則意味著存在異常故障。

其次，對音頻區(qū)間的統(tǒng)計(jì)分析。如果音頻處于正常狀態(tài)，雖然信號具有較大的波形波動，但報(bào)警閥值內(nèi)的音頻峰值非常小，對于其存在需要注意，例如音頻波形的峰值頻頻出現(xiàn)在警告區(qū)域，就表明信號已經(jīng)異常; 對于靜音音頻來講，其波形基本相同比較平直，沒有什么波動狀態(tài)，如果音頻峰值峰值的平均曲線出現(xiàn)在警戒區(qū)域，就已經(jīng)表明存在異常，反之亦然; 對于解碼崩潰來講，如果在警告區(qū)域存在音頻峰值，則表明信號有異常[4]。

上述所說的區(qū)間統(tǒng)計(jì)法對信號異常進(jìn)行判斷和描述，相較于普通判斷而言，其更具準(zhǔn)確性，對音頻信號故障能夠迅速發(fā)現(xiàn)和響應(yīng)。

3.3 信號智能化監(jiān)測系統(tǒng)

智能化的監(jiān)控系統(tǒng)主要采用網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化、全面化監(jiān)控播出系統(tǒng)內(nèi)的信號。其主要內(nèi)容是每個(gè)頻率信號的實(shí)時(shí)狀態(tài)，監(jiān)測和顯示信號的流程，對故障的智能分析，對視頻的可視化操作，直播，子控制和音頻信號的總控制進(jìn)行觀察以及更方便的觀察信號源的運(yùn)行情況的操作。

在傳輸音頻信號過程中，可以在緊急情況下自動和手動切換音頻信號，可見智能實(shí)現(xiàn)切換過程非常重要。在這方面，音頻矩陣算法可以用來實(shí)現(xiàn)對信號源樹切換的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和監(jiān)視。可以實(shí)現(xiàn)對所有節(jié)目信號源跟蹤的智能化，全過程的控制[5]。通過對信號進(jìn)行切換控制，可以保證整個(gè)信號源的安全性和穩(wěn)定性，并且可以順利播放節(jié)目信號。

智能監(jiān)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的靈活性，無論在哪個(gè)通道中都能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)劃的設(shè)置，建立故障報(bào)警提示系統(tǒng)，根據(jù)上述智能判斷技術(shù)的特點(diǎn)，可以及時(shí)、自動找出故障點(diǎn)和故障原因，為相關(guān)管理人員提供決策的依據(jù)，促使工作人員能夠及時(shí)處理突發(fā)事件，并在中控臺上呈現(xiàn)故障的具體信息?；诳梢暬僮鳎ぷ魅藛T進(jìn)行分析和判斷，從而可以有效避免信號源發(fā)生故障。

4 結(jié)語

電視數(shù)字信號源對電視廣播具有重要作用，且為管理的薄弱環(huán)節(jié)，如今數(shù)字電視已經(jīng)在我國基本普及，如果只是通過人工控制故障是微不足道的，因此，對電視數(shù)字信號源故障進(jìn)行智能化判斷勢在必行。通過智能化判斷，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號異常情況，找出信號異常的原因，然后將切換指令發(fā)送到切換系統(tǒng)中，使用正常的信號源，同時(shí)對多媒體發(fā)出警告?？偠灾娨晹?shù)字信號源故障智能判斷技術(shù)不但能使異常信號切換至正常信號源中，還有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，降低故障發(fā)生率，保障電視節(jié)目正常播放。

[1]馮謝洋,婁倩,范小翠,等.發(fā)射機(jī)信號源智能切換系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題及解決辦法[J].廣播與電視技術(shù),2016(12):126-128.

[2]毛曉羽.地面數(shù)字電視信號傳輸鏈路技術(shù)研究[J].有線電視技術(shù),2015(9):47-48.

[3]夏俊杰.有線數(shù)字電視前端三級自動切換應(yīng)急系統(tǒng)的研究與應(yīng)用研究[J].信息通信,2016(9):267-268.

[4]史光曜,楊俊,袁進(jìn)剛.數(shù)字信號處理應(yīng)用探索[J].科技風(fēng),2017(14):85-85.

[5]周松林,沈龍輝,易智,等.地面數(shù)字電視播出自動監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電視技術(shù),2016(8):70-73.