高紅民　

系統(tǒng)介紹

目前大多數廣播電視中轉臺站，有線中繼站，衛(wèi)星地球站都肩負著廣播電視節(jié)目傳輸監(jiān)測任務，需要同時監(jiān)測多路伴音。但是在值班時只能監(jiān)聽一路伴音，而且這些臺站絕大多數沒有配備監(jiān)播系統(tǒng)，只是通過一部電視屏幕來顯示多路伴音條碼圖像，要想在某路音頻丟失時立即查覺，是非常不容易的。為了能及時直觀地多方面判斷出多路音頻是否正常，需要對多路音頻進行監(jiān)測報警。

我們傳輸中心各臺站也存在這樣的問題，值班員在值班中只能對電視伴音做重點監(jiān)看監(jiān)聽，而對其他廣播頻道的伴音較少測聽，有故障時不易發(fā)現問題。根據站里提出對廣播進行自動監(jiān)測報警要求，為此開發(fā)出的“伴音監(jiān)測報警”軟件，為值班人員增加了一道監(jiān)測工具，但由于該軟件只能接入單路音頻信號，不能全面掌握上下行伴音情況，為此筆者在站領導指導下進一步攻關突破，把多路伴音按入電腦采集卡，利用多媒體計算機實現了多路音頻報警功能，更加全面保障了我站廣電節(jié)目的安全播出。

系統(tǒng)框圖與設計思路：

總體思路：絕大多數臺站都有伴音條碼監(jiān)視，只是通過一部電視屏幕來顯示多路伴音條碼圖像，我們只要將伴音條碼監(jiān)視的視頻分支信號接入電腦的視頻采集卡，就會在電腦上顯示出多路音頻條碼的圖像，這時我們在音頻條碼報警門限上進行視頻判斷是否達到報警要求就可以了，設計如下圖所示，這樣就可以利用電腦在僅需添加一塊視頻采集卡的基礎上實現多路的音頻信號監(jiān)視與報警功能。

1．利用DirectShow實現視頻采集功能

DirectShow是微軟公司提供的一套在Windows平臺上進行流媒體處理的開發(fā)包，與DirectX開發(fā)包一起發(fā)布DirectShow提供的是一種開放式的開發(fā)環(huán)境，DirectShow為多媒體的捕捉和回放提供了強有力的支持。運用DirectShow我們可以很方便地從支持WDM驅動模型的采集卡上捕獲數據，并且進行相應的后期處理乃至存儲到文件中，使得多媒體數據的回放變得輕而易舉。另外，DirectShow還集成了DirectX其它部分（比如DirectDraw、DirectSound）的技術，直接支持不同媒介中的數據交換。由此我們僅需安裝完視頻采集卡后，在接口程序口選定所要顯示的視集卡名稱，就可以根據自己的需要定制自己的組件。

利用Filter Graph實現捕獲視頻功能：DirectShow使用一種叫做Filter Graph的模型來管理整個數據流的處理過程，參與數據流處理的各個功能模塊稱做Filter，各個Filter在Filter Graph中按一定的順序連成一條流水線協(xié)調工作，完成一些相對獨立的功能，如讀文件、 從視頻設備中獲取視頻、 對視頻流進行解碼、將數據送往聲卡或顯卡。每個Filter都有輸入端和輸出端，例如一個MPEG-1解碼Filter，它的輸入是MPEG編碼的流數據，它的輸出端是一解碼過的流數據。DirectShow正是通過將不同的Filter連接在一起完成特定的功能的，我們將這些Filter的連接叫做Filter Graph，媒體文件Filter從硬盤讀取采集卡數據，采集卡數據分離Filter將文件分離為音頻流和視頻流， Filter對視頻流進行解碼并送往Video表現Filter，由后者將各幀在顯示器上顯示，默認的DirectSound設備用DirectSound將音頻流輸出。由此我們就捕獲到所需的視頻圖像，并可通過電腦顯示出采集卡的視頻信號。

2．利用Tcanvas繪制報警門限標志

要想判斷音頻門限是否達到報警門限位置，就要在規(guī)定好的音頻條碼出現位置上判別繪制報警門限標志的圖形與預存的臺標形狀是否相似。本程序利用Tcanvas來預存圖像，作為音頻門限位置參考值。在多媒體程序開發(fā)中，專門定義了一組對象和部件用以繪制圖形，完成一些簡單的圖像功能。畫布（Tcanvas）對象封裝了Windows的大部分圖形輸出功能，這使得我們可以通過它以更直觀的方式和Windows的屏幕打交道，而不必關心令人頭疼的WindowsAPI函數。利用這些對象、部件的方法，可以方便地繪制各種常用圖形；通過設置它們的屬性，能得到不同風格的圖形。另外，通過對鼠標事件的定義，可以方便的設計圖形繪制程序。

TCanvas對象是一個用于繪圖的表面，在這個區(qū)域上，程序可實現各種繪圖功能，很多部件(如TIMage，TMemo)的Canvas屬性就是TCanvas對象。在部件上繪制圖形就是在部件的畫布上繪制。

TColor類型用于定義一個對象的顏色。很多部件的顏色屬性就是TColor 類型，在Graphics單元中TColor定義如下：TColor = -(COLOR_ENDCOLORS+ 1)..$02FFFFF；這是一個32位二進制數據。Graphic單元中還定義了一些常用的顏色常量，這些常量或直接映射成系統(tǒng)調色板中最相近的顏色，或映射成Wondows 控制面板中顏色部分的系統(tǒng)視頻顏色。

直接映射成系統(tǒng)調色板中的顏色有：

ClAqua，CLBlack，ClBlue，ClbkGrray，ClFuchsoa......ClYellow

映射程序用4字節(jié)的二進制碼來定義顏色，低3位字節(jié)代表RGB 相應的顏色，如$00FF0000表示純藍，$0000FF00表示純綠，$000000FF表示純紅，$00000000表示黑色，$00FFFFFF表示白色。如果最高位字節(jié)是$00，則表示用系統(tǒng)調色板中最相近的顏色；最高位字節(jié)是$01，則表示用當前調色板中最相近的顏色匹配；最高位字節(jié)是$02，則用當前設備描述表中邏輯調色板的次相近顏色匹配。

用Windows API的SelectPalette函數可創(chuàng)建邏輯調色板，要實現邏輯調色板到硬件調色板的映射，需用函數RealizePalett。CopyRect CopyRect(Dest : TRect；Canvas : TCanvas； Source TRect)；

此方法從另一個畫布對象上復制部分圖像到該畫布。Canvas表示源畫布，Source是源畫布上要復制的圖像區(qū)域。Dest表示目標畫布上將接受復制圖像的區(qū)域。由此我們選擇好所要圖像的左上點與右下點，就可以截取臺標的圖像。

3．利用RGB判定來識別圖像

我們是把音頻信號轉換成視頻，通過電腦程序判斷音頻門限是否達到報警要求，利用判別所設報警門限標志處有音量與沒有音量時的RGB值的差別進行計算識別的，在采集每一位圖數據中，分析所需像素的RGB數據，通過矩陣數組的運算，可以比較圖像是否有變化。同時考慮到量化誤差，AD轉換時RGB信號產生失真等因素，以上判斷閥值與理論值有一定的偏差，因此要根據使用設定的經驗值，并增加動態(tài)設置閥值范圍來達到準確監(jiān)測的目的。為提高系統(tǒng)報警的準確率，減少誤報率，我們對播出中常出現的信號故障的現象進行分析和總結，設置了不同的條件和時間參數，當檢測出信號異常并在預先設定的時間內連續(xù)出現時，系統(tǒng)就發(fā)出提示報警。當檢測到的信號符合預先設置的條件和時間時，系統(tǒng)將觸發(fā)提示和報警模塊，發(fā)出報警信號，及時提醒值班人員判斷和處理故障。

4．利用Playsound與播放報警聲音

電腦聲音報警是采用Window API 函數Playsound來播放Wav格式的文件，可以是單音、和弦、音樂或真人發(fā)聲音的錄音，使用者可自己編輯Wav文件來制作報警聲音，有利于監(jiān)控人員使用。

5．利用Access數據庫存取報警時間記錄

Access數據庫是MS Office 程序的一個主要應用程序，由于與Windows同是微軟的產品，所以在Windows中可以免安裝數據引擎，是個綠色的數據庫。目前大多計算機都預裝了該軟件。本系統(tǒng)把報警開始和結束時間自動記錄在Access數據庫中，當系統(tǒng)檢測到故障信號時，計數器開始計數，當計數達到設定值且信號恢復正常時，系統(tǒng)會自動檢測到并觸發(fā)記錄模塊，將信號故障類型、時間和長度記錄到數據庫文件中保存。操作者可以通過數據庫對故障記錄進行編輯，并可拷貝到Word、Excel中來生成報表。

6．廣播節(jié)目整點定時錄音

由于廣播新聞綜合等頻道只有在整點時才有呼號，為了保證上行節(jié)目正確播出，值班員需要花較大精力來監(jiān)聽呼號，為此在廣播進行自動監(jiān)測報警基礎上添加廣播節(jié)目整點錄音回放功能，可以在整點前一分鐘時進行廣播節(jié)目錄制長度為兩分鐘的錄音，并可隨時回放，由此作為識別廣播綜合頻道的標識，確保節(jié)目源的安全。

創(chuàng)新點

本系統(tǒng)是國內首創(chuàng)的臺標異常與上下行伴音綜合報警系統(tǒng)，其原理是基于對接收的模擬圖像臺標區(qū)域進行數字化圖像比對分析，利用計算機預存的數字化臺標區(qū)域圖像與接收后的該區(qū)域視頻信號進行前后有效數據的比對，并對捕獲圖像的進行分析，即可獲得傳輸信號是否正常的判斷數據。系統(tǒng)能及時反映電視信號出錯或受干擾情況，及時幫助值班人員判斷故障處理事故。

主要創(chuàng)新點：

1．以較少的投入，實現視音頻信號比對、監(jiān)測功能，實現自動報警。經過福建衛(wèi)星上行站兩年多的使用，我們發(fā)現，本系統(tǒng)除了能隨時對非法攻擊引致的臺標異常等情況進行報警外，還能及時發(fā)現本站的其他報警裝置不能發(fā)現的異常情況如播出信號源無臺標、信號源抖動、扭曲等，便于及時反饋到電視播控部門；在節(jié)目源質量差時及時報警也是本系統(tǒng)的特色。

2．數據記錄功能，記錄報警時間有利于在出現故障、干擾等問題時做出分析。

3．本軟件為綠色軟件，在window系統(tǒng)下可免安裝。

經濟社會效益

可在各衛(wèi)星上行站、衛(wèi)星接收站、無線發(fā)射臺、有線臺、電視播出機房使用。

提示與報警：為提高系統(tǒng)報警的準確率，減少誤報率，基于視頻采集和判斷，我們對播出中常出現的信號故障的現象進行分析和總結，設置不同的條件和時間參數，當檢測出伴音信號丟失并在預先設定的時間內連續(xù)出現，我們就發(fā)出提示報警。當檢測到的信號符合預先設置的條件和時間時，系統(tǒng)將觸發(fā)提示和報警模塊，發(fā)出報警信號，及時提醒值班人員判斷和處理故障。

事件記錄，為方便事后查詢，本系統(tǒng)還提供了記錄功能。當系統(tǒng)檢測到故障信號，計數器開始計數，當計數達到設定值且信號恢復正常時，系統(tǒng)會自動檢測到并觸發(fā)記錄模塊，將信號故障類型、時間和長度記錄到數據庫文件中保存。

系統(tǒng)的界面介紹

本系統(tǒng)是由目前最流行多媒體開發(fā)工具之一Delphi編寫的?？梢赃\行在Windows9X，2000， XP下。硬件配置要求：CPU:PIII800M以上 / 硬盤:4G以上 / 內存:256M以上，其主要界面如下圖：

1．為視頻信號顯示窗口，多路伴音采樣平臺。

2．監(jiān)測、測試、參數設置頁面，是本系統(tǒng)主要操作平臺

3．多路伴音顯示窗口，音頻監(jiān)測平臺。

4．各小圓點可拖動是音頻監(jiān)測點，可以隨便拖放至某一路伴音信號上進行監(jiān)測。

5．錄間回放按鈕與窗口。

總結

本系統(tǒng)在傳輸中心成功使用了兩年多，可以準確地在伴音丟失時及時報警。對傳輸臺站來說，僅需較少的硬件設備投入，可較理想地完成多路伴音自動監(jiān)測任務。為傳輸中心安全播送節(jié)目提供了更多保障。