（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺(tái)）

1 引言

隨著廣播電視事業(yè)的飛速發(fā)展，安全播出形勢(shì)也愈發(fā)嚴(yán)峻。視頻靜幀是電視播出中經(jīng)常出現(xiàn)的異態(tài)，造成這種異態(tài)的原因很多，比如碼流傳輸中的異常，接收機(jī)的故障，傳輸中信號(hào)的衰弱等等。視頻靜幀是造成信號(hào)源停播事故的主要原因之一，對(duì)廣播電視安全播出影響很大。因此，必須要有一套自動(dòng)視頻靜幀報(bào)警系統(tǒng)來降低此類停播。本系統(tǒng)利用各個(gè)發(fā)射臺(tái)站配備的?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)自帶的移動(dòng)偵測(cè)功能經(jīng)信號(hào)源軟件轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)視頻靜幀報(bào)警。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

廣播電視視頻靜幀報(bào)警系統(tǒng)主要由?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、主控電腦、交換機(jī)、客戶端電腦等組成。如圖1所示：臺(tái)站各個(gè)播出頻道的信號(hào)源輸入至音視頻自動(dòng)切換器，音視頻自動(dòng)切換器根據(jù)設(shè)置的優(yōu)先等級(jí)將播出信號(hào)源同時(shí)輸出至發(fā)射機(jī)和?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī);?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)對(duì)輸入的頻道信號(hào)進(jìn)行移動(dòng)偵測(cè)并把實(shí)時(shí)偵測(cè)到的報(bào)警信息經(jīng)交換機(jī)上報(bào)至主控電腦;主控電腦中的信號(hào)源系統(tǒng)軟件對(duì)上報(bào)的移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警信息進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)判斷確定為視頻靜幀后將視頻靜幀報(bào)警信息經(jīng)交換機(jī)發(fā)送給音視頻自動(dòng)切換器，切換器收到報(bào)警信息后自動(dòng)切換至正常路信號(hào)源播出，從而阻止停播事故發(fā)生。信號(hào)源系統(tǒng)軟件靜幀報(bào)警發(fā)至切換器的同時(shí)也發(fā)送到各個(gè)電腦客戶端提醒值班人員。如自動(dòng)切換信號(hào)源系統(tǒng)出現(xiàn)故障失效，則由人工手動(dòng)切換正常路信號(hào)源播出，為安全播出設(shè)置下第二重保障。

2 移動(dòng)偵測(cè)

圖1 視頻靜幀報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

移動(dòng)偵測(cè)也叫運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，英文翻譯為“Motion detection technology”。移動(dòng)偵測(cè)原理是：在MPEG1視頻流中連續(xù)采集關(guān)鍵幀（I幀），并對(duì)其進(jìn)行解碼運(yùn)算，將解碼運(yùn)算結(jié)果依次保存到內(nèi)存的緩沖區(qū)并通過函數(shù)將連續(xù)的兩幀轉(zhuǎn)化為位圖形式，存儲(chǔ)好后用以比較。?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)就是將輸入來的臺(tái)站播出信號(hào)先轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后從數(shù)字信號(hào)中采集I幀通過解碼運(yùn)算和函數(shù)轉(zhuǎn)化再利用背景差分法比較完成移動(dòng)偵測(cè)。背景差分算法類似于圖像減法運(yùn)算，即對(duì)兩副圖像進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相減，數(shù)學(xué)表達(dá)式為: R（i,j）=F(i,j)-G(i,j)式中：F（i,j）是前景圖像；G（i,j）是背景圖像。對(duì)背景差分結(jié)果進(jìn)行二值化處理，數(shù)學(xué)表達(dá)式描述為:

式中：T是某個(gè)灰度閥值，它的大小決定了識(shí)別目標(biāo)的靈敏度；二值圖R（i,j）的值為1區(qū)域就是檢測(cè)到的目標(biāo)區(qū)域[1]。

移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警是由?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)的移動(dòng)偵測(cè)檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)偵測(cè)檢測(cè)功能設(shè)置如圖2。在配置中根據(jù)對(duì)應(yīng)的信源號(hào)和需要偵測(cè)的時(shí)段等，依次將“選擇通道”，“移動(dòng)偵測(cè)”，“設(shè)置區(qū)域”，“布防時(shí)間”“聯(lián)動(dòng)方式”等設(shè)置好即可。臺(tái)站如有多個(gè)播出頻道則設(shè)置不同的通道就可以實(shí)現(xiàn)多路播出頻道同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)偵測(cè)檢測(cè)。

圖2 移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警配置圖

3 視頻靜幀報(bào)警

海康威視網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)將實(shí)時(shí)移動(dòng)偵測(cè)告警信息上報(bào)信號(hào)源系統(tǒng)軟件，信號(hào)源系統(tǒng)軟件對(duì)偵測(cè)告警信息進(jìn)行分析，當(dāng)告警連續(xù)出現(xiàn)或者告警中斷的時(shí)間小于軟件設(shè)置的報(bào)警時(shí)間時(shí)，軟件判斷為圖像正常無靜幀則不發(fā)出告警；當(dāng)接收不到移動(dòng)偵測(cè)告警時(shí)間大于軟件設(shè)置報(bào)警的時(shí)間時(shí)則判斷為視頻圖像靜幀，信號(hào)源系統(tǒng)軟件將向報(bào)警主控軟件發(fā)出告警信息。報(bào)警主控軟件接收到視頻圖像靜幀告警信息后通過網(wǎng)絡(luò)上報(bào)至客戶端發(fā)出視頻圖像靜幀報(bào)警，提醒值班人員，同時(shí)告警信息經(jīng)交換機(jī)發(fā)送給音視頻自動(dòng)切換器自動(dòng)切換至正常路信號(hào)源播出，從而完成整個(gè)視頻靜幀報(bào)警功能。

?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)向信號(hào)源系統(tǒng)軟件主動(dòng)上報(bào)的告警數(shù)據(jù)幀基于其私有網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，需要使用?？低暸涮椎膶Ｓ肧DK包進(jìn)行解析，該配套SDK包可用于遠(yuǎn)程訪問和控制設(shè)備軟件的二次開發(fā)。

?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)主動(dòng)上報(bào)信號(hào)源系統(tǒng)軟件的告警信息結(jié)構(gòu)體為：

信號(hào)源系統(tǒng)軟件偵聽海康威視網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)上報(bào)移動(dòng)偵測(cè)告警的處理流程如圖3所示。信號(hào)源系統(tǒng)軟件運(yùn)行時(shí)開啟監(jiān)聽告警端口，接收硬盤錄像機(jī)上傳的報(bào)警結(jié)構(gòu)體，通過SDK協(xié)議解析出移動(dòng)偵測(cè)的告警狀態(tài)，將告警上傳到告警主控，由告警主控分析后發(fā)給值班客戶端，客戶端呈現(xiàn)告警狀態(tài)。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)基于各個(gè)臺(tái)站原有硬件設(shè)備經(jīng)過信號(hào)源系統(tǒng)軟件的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)，在發(fā)生靜幀故障后能觸發(fā)音視頻自動(dòng)切換器自動(dòng)切換，并通過客戶端向值班人員發(fā)出告警。系統(tǒng)具有成本低，構(gòu)成簡(jiǎn)單實(shí)用，檢查維修方便，能同時(shí)滿足多個(gè)播出頻道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警，具有雙重保障等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)廣播電視安全播出工作具有很高的實(shí)用價(jià)值。

[1]陳鳳東, 洪炳镕. 基于動(dòng)態(tài)閾值背景差分算法的目標(biāo)檢測(cè)方法[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 37(7):883-884.

圖3 信號(hào)源系統(tǒng)軟件移動(dòng)偵測(cè)告警處理流程