賴曉明，吳延師

（1.廣西防城港廣播電視臺(tái)，廣西 防城港 538000；2.安徽現(xiàn)代電視技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230088）

1 數(shù)字錄像節(jié)目自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

長(zhǎng)期以來，電視節(jié)目播出的安全性、穩(wěn)定性、可靠性及播出質(zhì)量是各個(gè)電視臺(tái)播出部門首要考慮的問題。然而電視節(jié)目播出的安全性和播出質(zhì)量涉及到節(jié)目的制作、傳輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都將使得節(jié)目播出的質(zhì)量和安全性受到威脅。因此，大多數(shù)電視臺(tái)在電視節(jié)目播出前，都靠人工來進(jìn)行檢查，這樣將導(dǎo)致兩個(gè)問題產(chǎn)生：首先是浪費(fèi)大量的人力資源，且耗時(shí)較長(zhǎng)；其次，人難免有懈怠的時(shí)候，電視節(jié)目檢查的精度、準(zhǔn)確度會(huì)受到影響。當(dāng)前大多數(shù)電視臺(tái)的節(jié)目都是通過數(shù)字磁帶上載給非編或通過數(shù)字錄像機(jī)直接播出，磁帶節(jié)目質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到播出質(zhì)量與安全，因此有必要對(duì)數(shù)字電視節(jié)目錄制磁帶進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并報(bào)警以及記錄故障時(shí)的時(shí)碼。

筆者這里介紹一種數(shù)字錄像節(jié)目自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，圖1為系統(tǒng)組成框圖。JFR-100數(shù)字錄像節(jié)目自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要由控制計(jì)算機(jī)、JFR-100、錄像機(jī)3部分組成。VTR在JFR-100的控制下，輸出SDI信號(hào)，JFR-100對(duì)SDI數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成CCIR656信號(hào)，輸入到FPGA進(jìn)行運(yùn)算處理。

2 系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目簡(jiǎn)介

JFR-100數(shù)字錄像節(jié)目自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)國(guó)家廣播電影電視總局科技司2010年頒布的 《國(guó)家廣播電影電視總局電視節(jié)目技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)（金帆獎(jiǎng)）獎(jiǎng)勵(lì)辦法（試行）》（下稱《辦法》）標(biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目錄制技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)評(píng)定辦法所規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)。該《辦法》規(guī)定節(jié)目的載體（數(shù)字錄像磁帶或限定的專業(yè)新記錄介質(zhì)）應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)錄制和交換規(guī)范中規(guī)定的內(nèi)容依次進(jìn)行錄制。其中，對(duì)數(shù)字錄像磁帶有如表1所示規(guī)定。

表1 標(biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目錄制要求（載體為數(shù)字錄像磁帶）

JFR-100能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目技術(shù)質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)的客觀測(cè)試，包括圖像質(zhì)量和聲音質(zhì)量?jī)身?xiàng)。測(cè)試項(xiàng)目包括：圖像信號(hào)方面主要有引帶彩條亮度信號(hào)峰值電平、引帶彩條R-Y信號(hào)幅度、引帶彩條B-Y信號(hào)幅度、節(jié)目復(fù)合信號(hào)峰值電平、節(jié)目亮度信號(hào)峰值電平、黑電平與消隱電平差（底電平）以及時(shí)碼測(cè)試；聲音信號(hào)方面，對(duì)于單聲道節(jié)目有CH1（混合聲）和CH2（國(guó)際聲）引帶或引導(dǎo)區(qū)1000 Hz正弦波校準(zhǔn)信號(hào)電平、CH1（混合聲）和CH2（國(guó)際聲）節(jié)目聲音峰值電平，對(duì)于立體聲節(jié)目有 CH1（左聲道）、CH2（右聲道）、CH3（混合聲）和 CH4（國(guó)際聲）引帶或引導(dǎo)區(qū)1000 Hz正弦波校準(zhǔn)信號(hào)電平及節(jié)目聲音峰值電平。具體指標(biāo)見文獻(xiàn)[1]。

JFR-100還可以對(duì)正式節(jié)目播出中的圖像和聲音進(jìn)行監(jiān)測(cè)并報(bào)警。故障檢測(cè)的判定標(biāo)準(zhǔn)為：

1）彩場(chǎng)持續(xù)時(shí)間≥50幀，判定為停播；

2）黑場(chǎng)持續(xù)時(shí)間≥5 s，判定為停播；

3）靜幀持續(xù)時(shí)間≥5 s，且聲音電平<-60 dBFS，判定為停播；

4）彩條持續(xù)時(shí)間≥1幀，判定為停播；

5）視頻中斷持續(xù)時(shí)間≥1幀，判定為停播；

6）聲音電平≥-9 dBFS，且持續(xù)時(shí)間≥1 s，判定為劣播；

7）-60 dBFS≤聲音電平≤-38 dBFS，且持續(xù)時(shí)間≥120 s，判定為劣播；

8）聲音電平<-60 dBFS，且持續(xù)時(shí)間≥60 s，判定為停播。

3 彩條信號(hào)檢測(cè)準(zhǔn)則及數(shù)學(xué)模型

將 CCIR656 信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CCIR601 Y∶U∶V=4∶2∶2 模式，以像素為單位進(jìn)行計(jì)算。各彩條區(qū)段的各像素點(diǎn)的值分別記為 Ai（白），Bi（黃），Ci（青），Di（綠），Ei（紫），F(xiàn)i（紅），Gi（藍(lán)），Hi（黑）。 分量 Y 按 576×720 建模，分量 U和V按576×360建模。

1）色差信號(hào)U

式中：n 為取樣的像素點(diǎn)數(shù)（對(duì)應(yīng)區(qū)域），n＝360÷8×576＝25920。

2）亮度信號(hào)Y

式中：m為對(duì)應(yīng)區(qū)域取樣的像素點(diǎn)數(shù)。m＝720÷8×576＝51840。

3）檢測(cè)的邏輯準(zhǔn)則

Y，U，V信號(hào)首先分別按各自數(shù)學(xué)模型進(jìn)行判決，給出“1”（是）或“0”（不是）的判據(jù)，然后再把上面得到的Y，U，V判據(jù)聯(lián)合起來進(jìn)行判決。其邏輯關(guān)系如下：

式中：CY為亮度信號(hào)檢測(cè)后給出的彩條信號(hào)判據(jù)；CU為色差信號(hào)檢測(cè)后給出的彩條信號(hào)判據(jù)；CB亮度信號(hào)檢測(cè)后給出的彩條信號(hào)判據(jù)和色差信號(hào)檢測(cè)后給出的彩條信號(hào)判據(jù)相與，即只有同時(shí)滿足了CY和CU的判據(jù)則為彩條信號(hào)。

圖2和表2給出了電視屏幕上的彩條信號(hào)和CCIR 601標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)彩色數(shù)字電平（8 bit）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如白條對(duì)應(yīng)的Y值為235，Cb，Cr為128。

圖2 電視屏上的彩條信號(hào)

JFR-100檢測(cè)到彩條開始和結(jié)束時(shí)，均報(bào)告給計(jì)算機(jī)并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)碼，如有超過標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的電平立即報(bào)警且記錄時(shí)碼。表3為磁帶校準(zhǔn)段被測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量 （HEX）之間的關(guān)系。

表2 CCIR601彩色信號(hào)電平值

表3 被測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量（HEX）之間的關(guān)系（磁帶校準(zhǔn)段）

在磁帶正式節(jié)目段被測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量（HEX）之間的關(guān)系見表4，并按表中要求設(shè)置故障參數(shù)。

表4 被測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量（HEX）之間的關(guān)系（節(jié)目段）

彩場(chǎng)及黑場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)與彩條信號(hào)檢測(cè)原理基本相似，本文不再贅述。

4 音頻信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)則

輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：符合ITU-R BT 656及799中規(guī)定的運(yùn)行的默認(rèn)形式，即四聲道，48 kHz同步采樣，按20 bit量化的AES/EBU的音頻數(shù)據(jù)。

輸入數(shù)據(jù)量化電平：ADC滿刻度電平為0 dBFS，正常工作電平為-20 dBFS，峰值儲(chǔ)備量為-9 dBFS。

音頻檢測(cè)信號(hào)的定義：音頻數(shù)字電平<-60 dBFS持續(xù)60 s以上為音頻信號(hào)中斷；音頻數(shù)字電平在-38～-60 dBFS之間且持續(xù)120 s以上者為音頻信號(hào)劣播；音頻數(shù)字電平在-9～-38 dBFS之間為音頻信號(hào)正常。

5 小結(jié)

如上所述，JFR-100系統(tǒng)不僅能夠按照《辦法》中標(biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目錄制技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)評(píng)定辦法所規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)錄像帶節(jié)目制作的標(biāo)準(zhǔn)，而且還能夠?qū)︿浵駧д焦?jié)目當(dāng)中出現(xiàn)的彩條、彩場(chǎng)、黑場(chǎng)、靜幀、音量過大、音量過小等故障進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并記錄發(fā)生故障時(shí)的時(shí)碼，通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)傳送到任一個(gè)計(jì)算機(jī)終端，便于工作人員處理。該系統(tǒng)克服了人工檢測(cè)的種種不足，提高了檢測(cè)進(jìn)度和效率，對(duì)電視播出質(zhì)量和播出安全帶來了良好的保障。

[1]國(guó)家廣播電影電視總局電視節(jié)目技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)（金帆獎(jiǎng)）獎(jiǎng)勵(lì)辦法（ 試 行 ）[EB/OL].[2010-06-05].http：//www.chinasarft.gov.cn/shanty/resource/appendix/2010/04/21/20100422131401240727.doc.