基于一致性比對(duì)的智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

彭育新

（廣州市廣播電視臺(tái)，廣東 廣州 510310）

導(dǎo)語(yǔ)

科技是根，創(chuàng)新是魂，安全播出重于泰山。隨著科技的迅速發(fā)展和智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電視頻道播出系統(tǒng)需要不斷進(jìn)行創(chuàng)新和升級(jí)，在這個(gè)過(guò)程中，智能化技術(shù)的引入已成為必然趨勢(shì)。

廣州市廣播電視臺(tái)作為改革開(kāi)放前沿的中心城市臺(tái)，為推進(jìn)超高清電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高作為廣州市主流媒體的公信力和影響力，提升廣州的國(guó)際傳播力，已于2020 年完成全國(guó)第一個(gè)城市4K 超高清頻道廣州廣播電視臺(tái)南國(guó)都市頻道的建設(shè)工作，同時(shí)在播的高清頻道共5 套，分別為廣州綜合頻道、廣州新聞?lì)l道、廣州影視頻道、廣州法治頻道和廣州競(jìng)賽頻道。

在電視頻道播出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，安全播出是重中之重，其重要性高于一切，安全是第一目標(biāo)和第一原則，作為廣電核心系統(tǒng)之一的電視頻道播出系統(tǒng)，首要追求就是系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠。[1]

1.設(shè)計(jì)背景和思路

1.1 設(shè)計(jì)背景

長(zhǎng)期以來(lái)電視頻道播出系統(tǒng)一直使用多畫(huà)面分割器來(lái)進(jìn)行信號(hào)監(jiān)控報(bào)警，然而由于設(shè)備和業(yè)務(wù)之間的相互獨(dú)立，導(dǎo)致誤報(bào)率較高，也無(wú)法精細(xì)化地對(duì)各種視音頻信號(hào)故障進(jìn)行識(shí)別和判斷，成為阻礙安全播出保障的主要難題。[2]廣州市廣播電視臺(tái)南國(guó)都市4K 超高清頻道與5 套高清頻道為全天24 小時(shí)不間斷播出，值班人員監(jiān)看操作任務(wù)重，現(xiàn)有的頻道播出系統(tǒng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)多，超高清轉(zhuǎn)播車(chē)信號(hào)、演播室信號(hào)、衛(wèi)星信號(hào)、微波信號(hào)等外來(lái)通道信號(hào)較多，原有基于多畫(huà)面分割器的大屏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也不夠完善，當(dāng)播出系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，人工應(yīng)急處置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不符合國(guó)家廣播電視總局安全播出事件事故管理實(shí)施細(xì)則的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間要求。

如何防止安全播出事件事故的發(fā)生，智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)的建設(shè)就變得極為重要且緊迫。隨著廣電技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，技術(shù)不斷迭代更新，播出系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化程度也不斷提高。[3]為確保電視節(jié)目的安全播出，必須與時(shí)俱進(jìn)，引入基于一致性比對(duì)技術(shù)的智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)，將播出系統(tǒng)的信號(hào)采集監(jiān)測(cè)、一致性比對(duì)分析、智能應(yīng)急切換等多種功能集于一體，提升電視頻道播出系統(tǒng)的故障應(yīng)急處置能力，滿足應(yīng)急自動(dòng)化、應(yīng)急智能化的要求。[4]

1.2 系統(tǒng)現(xiàn)況

廣州市廣播電視臺(tái)電視頻道播出系統(tǒng)原有的應(yīng)急方式如圖1 所示，以高清頻道為例，主切換臺(tái)播出信號(hào)、備切換臺(tái)播出信號(hào)、墊片信號(hào)通過(guò)分配器分別送到3選1 切換器，值班人員發(fā)現(xiàn)播出系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可通過(guò)3 選1 控制面板對(duì)信號(hào)進(jìn)行人工應(yīng)急切換。

圖1 播出系統(tǒng)原有應(yīng)急切換方式示意圖

在播出系統(tǒng)的應(yīng)急操作中，值班人員的故障判斷能力和快速反應(yīng)能力是至關(guān)重要的，但這種依賴人工的方式不利于播出系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，恰當(dāng)?shù)膽?yīng)急規(guī)范操作和快速準(zhǔn)確處理。[5]值班人員人工應(yīng)急處理的速度快慢取決于發(fā)現(xiàn)故障時(shí)間、應(yīng)急切換時(shí)間和處理故障的時(shí)間，還取決于值班人員對(duì)系統(tǒng)的熟練程度和注意力集中程度等。

1.3 設(shè)計(jì)思路

基于原有播出系統(tǒng)的應(yīng)急切換方式的不足和欠缺，為了進(jìn)一步保障電視頻道播出系統(tǒng)的運(yùn)行安全，有效排除播出系統(tǒng)的安全隱患，加大技術(shù)防控手段，設(shè)計(jì)基于一致性比對(duì)技術(shù)的智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)，通過(guò)智能監(jiān)測(cè)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)應(yīng)急切換優(yōu)先+人工輔助的方式，為安全播出提供有力保障。智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是結(jié)合視頻檢測(cè)和音頻檢測(cè)，對(duì)每路信號(hào)進(jìn)行異常狀態(tài)檢測(cè)，隨后將視頻和音頻信號(hào)進(jìn)行分組比較。通過(guò)這種方式，系統(tǒng)可以進(jìn)行異態(tài)檢測(cè)和比對(duì)結(jié)果分析，并進(jìn)行邏輯判斷。根據(jù)預(yù)設(shè)的處理方式，系統(tǒng)可以自動(dòng)報(bào)警并控制末級(jí)N 選1 切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行信號(hào)切換。[6]

系統(tǒng)具備高效分析播出鏈路各節(jié)點(diǎn)信號(hào)的能力，并且利用先進(jìn)的圖像智能比對(duì)技術(shù)，對(duì)視音頻信號(hào)進(jìn)行采樣，同時(shí)逐幀進(jìn)行對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)不一致的情況即可提供報(bào)警提示。通過(guò)邏輯判斷，系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題并觸發(fā)報(bào)警，改變了在傳統(tǒng)應(yīng)急方式中，依賴值班人員的快速判斷和反應(yīng)來(lái)進(jìn)行應(yīng)急處理的模式。[7]從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)急切換速度的提升，以符合國(guó)家廣播電視總局對(duì)安全播出事件事故管理實(shí)施細(xì)則的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間要求。

智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)必須具備精確實(shí)時(shí)、高效能、穩(wěn)定可靠和易于維護(hù)的特性，其主要設(shè)計(jì)要求包括以下幾個(gè)方面。

穩(wěn)定性：系統(tǒng)符合廣電安全播出標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足7 天24 小時(shí)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

準(zhǔn)確性：基于視音頻內(nèi)容比對(duì)和異態(tài)監(jiān)測(cè)的強(qiáng)大可靠性，確保高精度的報(bào)警功能，同時(shí)播出自動(dòng)應(yīng)急切換控制應(yīng)做到準(zhǔn)確無(wú)誤。

高效性：在故障比對(duì)判斷過(guò)程中，效率應(yīng)達(dá)到幀級(jí)別，以確?？焖贉?zhǔn)確地識(shí)別故障。同時(shí)，應(yīng)急切換動(dòng)作可在5 秒內(nèi)完成，以確保系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和穩(wěn)定性。

1.4 一致性比對(duì)原理

一致性比對(duì)以及視音頻信號(hào)內(nèi)容特征值提取的新技術(shù)引入，打破了傳統(tǒng)播出系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)報(bào)警手段，提高了安全播出應(yīng)急響應(yīng)的效率。[8]一致性比對(duì)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于播出系統(tǒng)中執(zhí)行報(bào)警功能，在故障出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)可使用自動(dòng)或手動(dòng)等多種應(yīng)急方式，對(duì)電視頻道播出安全發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。[9]

1.4.1 視頻比對(duì)工作原理

視頻比對(duì)包含四個(gè)主要步驟：視頻解碼、提取視頻特征、比對(duì)視頻特征以及輸出比對(duì)結(jié)果。在這四個(gè)步驟中，最為關(guān)鍵的是提取特征和比對(duì)特征這兩個(gè)步驟。

視頻比對(duì)根據(jù)比對(duì)精度不同，分為全局比對(duì)和精細(xì)比對(duì)兩種方式。全局比對(duì)是對(duì)畫(huà)面全部區(qū)域，提取特征值進(jìn)行比對(duì)。精細(xì)化比對(duì)是將畫(huà)面分割為中央、左上、左下、右上、右下共五個(gè)區(qū)域，分別提取五個(gè)區(qū)域的特征值進(jìn)行比對(duì)，提高了比對(duì)的精度。

提取視頻特征主要是提取YUV 數(shù)據(jù)經(jīng)DCT 變化后的頻域PHASH 特征，以及時(shí)域的平均灰度特征。時(shí)域的灰度特征用于預(yù)處理，初步過(guò)濾畫(huà)面亮度較暗或者亮度過(guò)亮，畫(huà)面細(xì)節(jié)較少，頻域特征區(qū)分度不大的情況。在畫(huà)面細(xì)節(jié)豐富時(shí)，采用頻域特征進(jìn)行比對(duì)。

比對(duì)視頻特征主要是比對(duì)一組兩個(gè)節(jié)目的特征序列是否一致。在提取得到一定數(shù)量的特征序列后，首先要判斷兩個(gè)序列是否同步，得到兩段視頻的偏移值。主要是通過(guò)計(jì)算不同偏移值時(shí)的特征距離，選取特征距離最小值，這個(gè)最小特征距離值小于門(mén)限時(shí)，認(rèn)為最小特征距離對(duì)應(yīng)的偏移是最小偏移。找到最小偏移，認(rèn)為兩個(gè)序列是同步的，即認(rèn)為兩個(gè)節(jié)目是一致的。后續(xù)的圖像序列，也計(jì)算在最小偏移時(shí)的特征距離，特征距離小于門(mén)限，認(rèn)為兩個(gè)節(jié)目一致。當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)節(jié)目畫(huà)面不一致時(shí)，特征距離會(huì)超過(guò)門(mén)限值，累計(jì)達(dá)到時(shí)間門(mén)限時(shí)，會(huì)輸出視頻不一致的報(bào)警信息。

視頻比對(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景主要分為兩種模式：全局比對(duì)和精細(xì)化比對(duì)。精細(xì)化比對(duì)模式默認(rèn)啟用，同時(shí)兼容全局比對(duì)模式。根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景需求，可以選擇適合的比對(duì)模式。

全局比對(duì)適用于對(duì)多級(jí)信號(hào)分發(fā)站點(diǎn)之間以及轉(zhuǎn)碼器前后進(jìn)行比對(duì)，這種對(duì)比方法能驗(yàn)證播出效果與轉(zhuǎn)播的一致性，檢測(cè)出由轉(zhuǎn)碼器故障、未完整轉(zhuǎn)播以及內(nèi)容錯(cuò)誤等引起的黑場(chǎng)、靜幀等差異變化。

1.4.2 音頻比對(duì)工作原理

音頻比對(duì)包含四個(gè)主要步驟，和視頻比對(duì)類似。包括音頻解碼、提取音頻特征、比對(duì)音頻特征、輸出比對(duì)結(jié)果。

提取音頻特征主要是提取分幀后，單幀音頻的頻域聲紋特征和時(shí)域電平特征。時(shí)域電平特征主要用于預(yù)處理，初步過(guò)濾音量較低，頻域能量較少的情況。在音量較高，頻域能量較高時(shí)，采用頻域聲紋特征進(jìn)行比對(duì)。

在提取到一定數(shù)量的單幀音頻特征后，先判斷兩個(gè)序列是否同步，算法類似視頻找同步的算法。找到同步后，對(duì)后續(xù)的音頻序列，先計(jì)算兩個(gè)節(jié)目的3 秒音頻序列的序列特征，再計(jì)算序列特征距離，如果序列特征距離小于門(mén)限，認(rèn)為兩個(gè)節(jié)目音頻一致。

當(dāng)兩個(gè)節(jié)目出現(xiàn)音頻不一致的情況時(shí)，3 秒音頻的序列特征距離會(huì)超過(guò)門(mén)限值，累計(jì)達(dá)到時(shí)間門(mén)限時(shí)，會(huì)輸出音頻不一致的報(bào)警信息。

2.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)的建設(shè)包括4K 超高清頻道和高清頻道全鏈路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與智能切換系統(tǒng)，對(duì)播出系統(tǒng)全鏈路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)各個(gè)頻道通道上的4 個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行智能比對(duì)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)播出信號(hào)異常，智能切換系統(tǒng)迅速發(fā)出指令，控制主備4 選1 開(kāi)關(guān)（4K 超高清頻道）、主備3 選1 開(kāi)關(guān)（高清頻道）進(jìn)行應(yīng)急切換，以達(dá)到國(guó)家廣播電視總局安全播出事件事故管理實(shí)施細(xì)則的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間要求。

智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)由播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)和播出主備輸出通道智能切換兩大功能組成。

2.1 播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)功能（4K 超高清頻道）

播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)功能（4K 超高清頻道）如圖2 所示，對(duì)4K 超高清頻道的主視頻服務(wù)器信號(hào)、備視頻服務(wù)器信號(hào)、二備視頻服務(wù)器信號(hào)、墊片信號(hào)、播出頻道切換臺(tái)信號(hào)、總輸出主信號(hào)、總輸出備信號(hào)、主光發(fā)輸入端信號(hào)，備光發(fā)輸入端信號(hào)、主光收接收端信號(hào)和備光收接收端信號(hào)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

融合發(fā)展在未來(lái)幾年都將是互聯(lián)網(wǎng)期刊領(lǐng)域的發(fā)展方向，通過(guò)研發(fā)新型設(shè)備及搭建新型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，整個(gè)業(yè)務(wù)鏈條都將充分享受到互聯(lián)網(wǎng)的便利，各參與方所受的時(shí)間空間限制將不斷縮小。

圖2 4K 超高清頻道采樣點(diǎn)示意圖

2.2 播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)功能（高清頻道）

播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)功能（高清頻道）如圖3所示，對(duì)每個(gè)高清頻道的主視頻服務(wù)器信號(hào)、備視頻服務(wù)器信號(hào)、二備視頻服務(wù)器信號(hào)、墊片信號(hào)、播出頻道主切換臺(tái)信號(hào)、播出頻道備切換臺(tái)信號(hào)、總輸出主信號(hào)、總輸出備信號(hào)、主光發(fā)輸入端信號(hào)，備光發(fā)輸入端信號(hào)、主光收接收端信號(hào)和備光收接收端信號(hào)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

圖3 高清頻道采樣點(diǎn)示意圖

2.3 播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)功能（CCTV1 頻道）

播出系統(tǒng)全鏈路監(jiān)測(cè)功能（CCTV1 頻道）如圖4 所示，還需對(duì)不同路由的CCTV1 ASI 信號(hào)（CCTV1 SDH 主路信號(hào)、CCTV1 SDH 備路信號(hào)、CCTV1 二備信號(hào)、CCTV1 其他路由信號(hào)）和AVS+解碼器后的SDI 信號(hào)（CCTV1 SDH 主路信號(hào)、CCTV1 SDH 備路信號(hào)、CCTV1 二備信號(hào)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

圖4 CCTV1 信源監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)示意圖

2.4 播出主備輸出通道智能切換功能

智能全鏈路比對(duì)切換功能（4K 超高清頻道）如圖5 所示，通過(guò)對(duì)播出頻道通道上的4 個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)，分別為：A1 主視頻服務(wù)器信號(hào)、A2 備視頻服務(wù)器信號(hào)、B1 總輸出主信號(hào)、B2 總輸出備信號(hào)，進(jìn)行兩兩比對(duì)智能監(jiān)測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到播出信號(hào)異常，發(fā)出指令控制主4 選1 開(kāi)關(guān)和備4 選1 開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)應(yīng)急切換。

圖5 全鏈路比對(duì)切換示意圖（4K 超高清頻道）

智能全鏈路比對(duì)切換功能（高清頻道）如圖6 所示，通過(guò)對(duì)播出頻道通道上的4 個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)，分別為：A1 主視頻服務(wù)器信號(hào)、A2 備視頻服務(wù)器信號(hào)、B1 總輸出主信號(hào)、B2 總輸出備信號(hào)，進(jìn)行兩兩比對(duì)智能監(jiān)測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到播出信號(hào)異常，發(fā)出指令控制主3選1 開(kāi)關(guān)和備3 選1 開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)應(yīng)急切換。

圖6 全鏈路比對(duì)切換示意圖（高清頻道）

4K 超高清頻道采樣點(diǎn)：監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)11 個(gè)，一致性比對(duì)采樣點(diǎn)4 個(gè)。

高清頻道采樣點(diǎn)：監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)12 個(gè)，一致性比對(duì)采樣點(diǎn)4 個(gè)。

一致性比對(duì)采樣點(diǎn)：A1、A2、B1、B2，兩兩比對(duì)，每個(gè)頻道的一致性比對(duì)任務(wù)為4 個(gè)。

3.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)的組成包括：安全運(yùn)維監(jiān)控平臺(tái)、一致性比對(duì)系統(tǒng)、智能決策系統(tǒng)以及智能控制面板，各個(gè)系統(tǒng)的平臺(tái)可以通過(guò)客戶端訪問(wèn)，自動(dòng)切換控制邏輯結(jié)構(gòu)如圖7 所示。

圖7 自動(dòng)切換控制邏輯結(jié)構(gòu)圖

智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)通過(guò)安全運(yùn)維監(jiān)控平臺(tái)統(tǒng)一管理下發(fā)一致性比對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)門(mén)限，當(dāng)信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，一致性比對(duì)系統(tǒng)向智能決策系統(tǒng)推送信號(hào)比對(duì)不一致的告警信號(hào)，如視音頻比對(duì)故障、黑場(chǎng)、靜幀、彩條等，智能決策系統(tǒng)收到比對(duì)上報(bào)的告警信息，向智能控制面板發(fā)送指令，完成自動(dòng)切換。

3.1 信號(hào)采集監(jiān)測(cè)模塊

信號(hào)采集監(jiān)測(cè)模塊負(fù)責(zé)完成對(duì)播出系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)采集，包括主視頻服務(wù)器信號(hào)、備視頻服務(wù)器信號(hào)、二備視頻服務(wù)器信號(hào)、墊片信號(hào)、播出頻道主切換臺(tái)信號(hào)、播出頻道備切換臺(tái)信號(hào)、總輸出主信號(hào)、總輸出備信號(hào)、主光發(fā)輸入端信號(hào)，備光發(fā)輸入端信號(hào)、主光收接收端信號(hào)和備光收接收端信號(hào)等，并對(duì)輸入信號(hào)視音頻質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)各種異態(tài)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)量化分析，通過(guò)對(duì)多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置，支持對(duì)圖像劃分區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，以避開(kāi)臺(tái)標(biāo)、字幕、走馬等畫(huà)面部位，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)異常情況的準(zhǔn)確判斷。采集監(jiān)測(cè)可將信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP 流，并在終端進(jìn)行信號(hào)監(jiān)看監(jiān)聽(tīng)。

信號(hào)采集監(jiān)測(cè)模塊支持基帶信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，支持檢測(cè)各種類型的視音頻信號(hào)故障，各個(gè)故障報(bào)警閾值可調(diào)，具備報(bào)警分析功能。信號(hào)全兼容，支持嵌入音頻。

3.2 一致性比對(duì)模塊

一致性比對(duì)模塊負(fù)責(zé)對(duì)播出頻道主備鏈路不同節(jié)點(diǎn)的視音頻信號(hào)進(jìn)行一致性比對(duì)，采用一致性檢測(cè)比對(duì)算法，一致性檢測(cè)比對(duì)判斷性能達(dá)到幀級(jí)別，支持視頻比對(duì)異常和音頻比對(duì)異常兩個(gè)核心功能。

信號(hào)檢測(cè)比對(duì)子系統(tǒng)支持多路信號(hào)間的延時(shí)、差異比對(duì)，支持差異化報(bào)警，對(duì)同類報(bào)警提供多種閾值設(shè)定，支持多種維度的報(bào)警差異化，以適配不同應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)視音頻一致性比對(duì)結(jié)果進(jìn)行信號(hào)異常判斷，當(dāng)節(jié)點(diǎn)信號(hào)出現(xiàn)不一致時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)邏輯分析判斷信號(hào)的異態(tài)類型及原因，自動(dòng)觸發(fā)控制切換設(shè)備，準(zhǔn)確切換至正常鏈路信號(hào)，并通過(guò)語(yǔ)音、光閃爍、蜂鳴、畫(huà)面等不同報(bào)警形式，對(duì)值班人員進(jìn)行提示，同時(shí)也可手動(dòng)接管該過(guò)程，進(jìn)行人工應(yīng)急處理。

在信號(hào)檢測(cè)比對(duì)子系統(tǒng)故障情況時(shí)，系統(tǒng)不影響切換面板和切換設(shè)備的正常工作。提供信號(hào)檢測(cè)和比對(duì)分析日志的記錄，提供記錄的查詢、保存和導(dǎo)出功能。支持通過(guò)靈活直觀的界面設(shè)置配置信息、查詢報(bào)警信息。

3.3 智能應(yīng)急切換模塊

智能應(yīng)急切換是指通過(guò)異態(tài)檢測(cè)，對(duì)信號(hào)一致性比對(duì)以及監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行綜合分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出指令控制4 選1 開(kāi)關(guān)或者3 選1 開(kāi)關(guān)進(jìn)行應(yīng)急切換。根據(jù)信號(hào)分析檢測(cè)和一致性比對(duì)分析結(jié)果而觸發(fā)的自動(dòng)應(yīng)急切換，支持用戶自定義切換邏輯，切換精度可達(dá)到幀級(jí)別。

智能應(yīng)急切換模塊通過(guò)對(duì)播出鏈路前后節(jié)點(diǎn)A1-B1、A2-B2、A1-A2、B1-B2（如圖5、圖6 所示）進(jìn)行邏輯比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行應(yīng)急切換。二備視頻服務(wù)器信號(hào)、墊片信號(hào)不參與比對(duì)，只進(jìn)行異態(tài)監(jiān)測(cè)，確保在應(yīng)急需要時(shí)切換使用，保障播出信號(hào)正常。

智能應(yīng)急切換模塊支持針對(duì)不同故障類型，提供不同的切換觸發(fā)條件。支持直接自動(dòng)切換模塊，也支持智能引導(dǎo)場(chǎng)景下的手動(dòng)切換模式。支持兩種模式的一鍵切換，支持配置信號(hào)的切換優(yōu)先級(jí)，自動(dòng)切換根據(jù)優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行信號(hào)路由選擇。

智能應(yīng)急切換面板具備實(shí)體按鍵，支持自動(dòng)和手動(dòng)切換方式，具備面板鎖定功能，支持主備3 路或以上的信號(hào)切換。按鍵采用可編程方式，通過(guò)顏色和閃爍等形式反映信號(hào)狀態(tài)。當(dāng)啟動(dòng)手動(dòng)切換方式時(shí)，系統(tǒng)不可進(jìn)行自動(dòng)切換，只進(jìn)行報(bào)警提示。切換開(kāi)關(guān)面板擁有最高控制權(quán)限，當(dāng)智能應(yīng)急系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，仍可通過(guò)面板完成應(yīng)急操作，以確保安全播出。

3.4 信號(hào)收錄模塊

信號(hào)收錄模塊對(duì)播出鏈路中各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼收錄，收錄的信號(hào)可以通過(guò)統(tǒng)一智能監(jiān)管平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目信號(hào)的收錄監(jiān)測(cè)集中管理。具備告警錄像觸發(fā)功能，告警觸發(fā)錄像故障前后至少10 秒鐘的錄像畫(huà)面，提供便捷的查詢與下載功能?？蓪?duì)指定節(jié)目進(jìn)行轉(zhuǎn)碼錄像，錄像格式可選擇，支持自定義錄像碼率。收錄畫(huà)面支持疊加故障告警、時(shí)間、節(jié)目名等信息。

信號(hào)收錄模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)播出鏈路重要節(jié)點(diǎn)信號(hào)的監(jiān)錄，符合各節(jié)點(diǎn)常態(tài)收錄時(shí)間一個(gè)月以上、異態(tài)收錄時(shí)間一年以上的監(jiān)播要求。

3.5 多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊

多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊通過(guò)圖像層的靜幀、黑場(chǎng)、靜音、音量等指標(biāo)對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在大屏上展示鏈路和信號(hào)狀態(tài)。

系統(tǒng)支持的高標(biāo)清視頻解碼格式為：AVS、AVS+、AVS2、H.264、H.265、MPEG-2、MPEG-4；支持的音頻解碼為：AC3、AAC、MP2、MP3、DRA。支持輸出4K 分辨率的HDMI 或IP 信號(hào)，支持立體聲、多聲道伴音的解碼、監(jiān)聽(tīng)、彩色音量柱顯示。

監(jiān)測(cè)畫(huà)面可以靈活部署，提供鏈路或平鋪等多種呈現(xiàn)模式。具備停播監(jiān)測(cè)功能，可針對(duì)不同頻道設(shè)置停播圖像，并根據(jù)停播圖像判斷節(jié)目是否已經(jīng)停播。

輸出畫(huà)面為原始無(wú)壓縮數(shù)據(jù)，可選擇提供分辨率1920x1080P 的畫(huà)面輸出或分辨率3840x2160 的畫(huà)面輸出。支持4 個(gè)高清分辨率的畫(huà)面輸出或2 個(gè)4K 超高清分辨率的畫(huà)面輸出，畫(huà)面支持全屏顯示，窗格支持實(shí)時(shí)顯示與輪巡顯示功能。

3.6 信號(hào)鏈路節(jié)點(diǎn)展示模塊

信號(hào)鏈路節(jié)點(diǎn)展示模塊可實(shí)現(xiàn)節(jié)目傳輸鏈路的智能展示，包括節(jié)目傳輸所經(jīng)過(guò)的設(shè)備，各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)畫(huà)面等，通過(guò)一個(gè)界面即可完全掌握播出頻道的信息。

3.7 綜合管理平臺(tái)

綜合管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目信號(hào)監(jiān)測(cè)集中管理，具備報(bào)警門(mén)限設(shè)置、開(kāi)關(guān)管理、比對(duì)切換等策略配置和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能。通過(guò)設(shè)置聲光報(bào)警方式反映信號(hào)狀態(tài)，可自定義僅報(bào)警、報(bào)警+自動(dòng)切換等工作模式。支持歷史報(bào)警信息的查詢，支持按照?qǐng)?bào)警類型、時(shí)間、頻道和報(bào)警內(nèi)容等條件進(jìn)行分類查詢。

3.8 遠(yuǎn)程監(jiān)控工作站

遠(yuǎn)程監(jiān)控工作站用于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和節(jié)目錄像等進(jìn)行日常查詢、管理。

4.應(yīng)用效果

基于一致性比對(duì)的智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)實(shí)施以來(lái)，系統(tǒng)的運(yùn)作表現(xiàn)良好，加強(qiáng)了電視頻道播出系統(tǒng)的智能技防應(yīng)急措施，通過(guò)信號(hào)智能監(jiān)測(cè)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)應(yīng)急切換優(yōu)先+人工輔助的方式，確保播出系統(tǒng)總輸出信號(hào)應(yīng)急切換響應(yīng)時(shí)間符合總局相關(guān)規(guī)定的要求，保障播出系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了電視頻道播出系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少因設(shè)備故障而導(dǎo)致的播出事故。同時(shí)，系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)也為電視臺(tái)的管理和運(yùn)營(yíng)提供了更加高效和便捷的手段，相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，基于一致性比對(duì)技術(shù)的智能監(jiān)測(cè)切換系統(tǒng)將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。