高 暉

（濟南廣播電視臺發(fā)射中心，山東 濟南 250102）

0 引 言

調(diào)頻廣播作為一種廣泛應用的信息傳播方式，具有傳播效果好、傳播速度快、傳播范圍廣等特點，可使得音樂、信息、文化服務能夠快速傳遞到更多人群當中。調(diào)頻廣播覆蓋作為一種音樂、信息、文化高效傳播方式，為司乘人員提供豐盛多彩的文化享受。這不僅可以展示城市的文化和形象，還可以提升城市的知名度和美譽度，推動城市經(jīng)濟和文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，隧道是調(diào)頻廣播信號的覆蓋盲區(qū)，因此，隧道調(diào)頻廣播覆蓋建設成為發(fā)展城市經(jīng)濟和文化產(chǎn)業(yè)的重要平臺，同時也是提升城市文化水平、推動城市文化發(fā)展、提高城市競爭力的重要手段[1]。隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的建設，不僅能夠滿足司乘人員的文化需求，還能夠為城市的經(jīng)濟和文化發(fā)展注入新的動力，進一步提高城市的綜合競爭力和吸引力。

然而，隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)存在信號節(jié)點多、分布廣的特點，這為安全播出監(jiān)管帶來了極大的挑戰(zhàn)。為保證隧道調(diào)頻廣播安全播出，本文采用一種基于云平臺部署的音頻分時比對系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)插播、錯播、劣播和無音頻播出等發(fā)射問題，及時發(fā)現(xiàn)異常信號并進行預警和處理，滿足廣播電視安全播出相關要求，降低隧道調(diào)頻廣播覆蓋的運維成本，提升隧道調(diào)頻廣播覆蓋的安全播出監(jiān)管工作效率。

1 現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)對音頻監(jiān)測的局限性

目前，濟南廣播電視臺已經(jīng)建立了隧道調(diào)頻覆蓋監(jiān)控系統(tǒng)平臺，值班員可以通過該平臺查看隧道調(diào)頻廣播系統(tǒng)內(nèi)遠端機的運行狀態(tài)和參數(shù)等信息，接收回來的廣播節(jié)目信號場強、信噪比等參數(shù)，從而及時發(fā)現(xiàn)隧道調(diào)頻廣播播出過程中出現(xiàn)的信號中斷問題[2]。但是，目前對音頻節(jié)目內(nèi)容的監(jiān)聽監(jiān)測，主要還是通過值班人員進行人工監(jiān)聽判斷。

值班員在值班工作期間，不但要對隧道調(diào)頻覆蓋系統(tǒng)內(nèi)傳輸設備的運行狀態(tài)進行查看，還要集中精力對系統(tǒng)內(nèi)數(shù)量多達77 臺的遠端機廣播節(jié)目信號進行手動監(jiān)聽監(jiān)測，不僅工作壓力大、容易疲勞，而且人工監(jiān)聽消耗大量的人力和時間。節(jié)目內(nèi)容的人工收聽監(jiān)聽監(jiān)測以及判斷，不但容易出現(xiàn)對錯誤信號發(fā)現(xiàn)不及時或誤判等問題，而且監(jiān)測范圍和頻率也有一定的限制，需要在監(jiān)測人員的專業(yè)水平和經(jīng)驗等方面加強管理和控制。

2 音頻比對系統(tǒng)中比對數(shù)量和計算資源矛盾

音頻比對是一種音頻分析和處理技術，可以對標準音頻和被檢測音頻進行一致性分析并給出量化結果。音頻比對系統(tǒng)為了準確進行信號比對，需要對被監(jiān)測音頻的采樣數(shù)據(jù)和標準音頻的采樣數(shù)據(jù)一一進行比對[3]。然而在音頻比對系統(tǒng)中，比對數(shù)量與計算資源之間的矛盾是一個普遍存在的問題。隨著比對數(shù)量的增加，需要消耗的計算資源也相應增加。而計算資源的限制可能會導致系統(tǒng)無法對大量的音頻進行比對。

濟南廣播電視臺隧道調(diào)頻廣播系統(tǒng)已建設完成15 條隧道，總覆蓋長度接近60 km。隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)信號節(jié)點多，遠端機數(shù)量多達77 臺。按照濟南市廣播電視臺每臺遠端機播出6 套節(jié)目比對來計算，音頻比對系統(tǒng)要求計算的運算量為78×6=468 路。如此大的計算資源，只能通過增加資金投入，增加服務器的數(shù)量或者使用更加高性能的計算機設備來滿足比對需求。

3 基于云平臺部署的音頻分時比對方案

在隧道調(diào)頻廣播系統(tǒng)中引入基于云平臺部署的音頻分時比對技術，不僅可以有效地解決音頻比對系統(tǒng)中比對數(shù)量和計算資源之間的矛盾，還可以作為現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的功能補充，從而發(fā)現(xiàn)插播、錯播、劣播和無音頻播出等多種播出事故，提高播出的安全性和可靠性。為了實現(xiàn)這一目的，建設基于云平臺部署的音頻分時比對系統(tǒng)，應具備以下技術特點。

（1）分時比對和定時比對功能。系統(tǒng)可以根據(jù)需要設置分時比對和定時比對，對節(jié)目呼號、臺標識別段音頻進行比對，并提高比對準確性。

（2）解決時延影響。系統(tǒng)能夠針對不同延時信號和音頻源信號進行比對，保證比對的準確性和及時性。

（3）智能算法。系統(tǒng)采用智能算法，能夠根據(jù)使用情況自動調(diào)整性能，提高比對效率和準確性。

（4）準確判斷內(nèi)容不一致情況。系統(tǒng)能夠準確判斷內(nèi)容的不一致，包括插播、錯播、劣播等原因造成的內(nèi)容不一致。

（5）低漏檢率和誤檢率。系統(tǒng)能夠盡可能減少漏報和誤報的情況，保證比對報警的準確性和實時性。

（6）自動報警和微信推送功能。系統(tǒng)具備自動報警和微信推送功能，方便值班人員及時發(fā)現(xiàn)和處理故障。

（7）低成本、低維護及自動化。系統(tǒng)與現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)融合、互補，在不改變現(xiàn)有隧道廣播監(jiān)控系統(tǒng)及傳輸鏈路的情況下，能夠以低成本、低維護及自動化的方式完成音頻分時比對任務，保障安全播出工作。

在實現(xiàn)音頻分時比對技術的過程中，選擇有效的音頻比對算法非常關鍵，主要工作包括建立一套符合聲音特征的數(shù)據(jù)分析算法，從音頻信號中提取聲音特征參數(shù)進行分析，比對出兩個音頻內(nèi)容的一致程度，以確定兩個音頻信號在時序上的一致性和真實性。

3.1 基于云平臺的音頻分時比對系統(tǒng)設計

基于云平臺的音頻分時比對系統(tǒng)方案，通過現(xiàn)有隧道調(diào)頻廣播覆蓋監(jiān)控系統(tǒng)IP 傳輸鏈路來實現(xiàn)。濟南廣播電視臺隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)遠端機內(nèi)置FM 監(jiān)聽模塊，能夠實現(xiàn)對FM 信號的監(jiān)測和解調(diào)，將音頻實時壓縮并回傳，上傳至隧道廣播覆蓋監(jiān)控系統(tǒng)云平臺，完成對遠端機發(fā)射信號的監(jiān)聽和監(jiān)測。音頻分時比對系統(tǒng)通過1 套OH11 音頻監(jiān)聽網(wǎng)關采集信源音頻，基于音頻特征參數(shù)的音頻內(nèi)容與各個遠端機FM 空收和解調(diào)后的音頻進行分時比對和定時比對，并自動報警，通過微信服務推送量化的比對結果?；谠破脚_的音頻分時比對系統(tǒng)設計方案如圖1 所示。

圖1 基于云平臺部署音頻分時比對方案

通過該方案，可以實現(xiàn)對隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的全面監(jiān)測和比對，提高隧道調(diào)頻廣播的播出質量和安全性。同時，該方案還能夠提供詳細的比對日志和比對報警記錄，方便用戶進行后續(xù)的分析和處理，提高比對效率和準確性，符合國家廣播電視總局的安全播出細則要求。

3.2 音頻分時比對系統(tǒng)流程

音頻分時比對系統(tǒng)通過信源采集音頻特征參數(shù)與被監(jiān)測音頻的特征參數(shù)比對，生成比對結果、相似度比對結果。信源音頻與被監(jiān)測的音頻是通過云平臺上的音頻分時比對系統(tǒng)提取特征參數(shù)并進行延時補償和自動化比對。音頻比對算法采用了基于支持向量機（Support Vector Machine，SVM）的機器學習算法對音頻比對模型進行優(yōu)化，使之能夠根據(jù)節(jié)目內(nèi)容進行比對模型參數(shù)的自我調(diào)節(jié)，從而到達自適應提高算法性能的目的。如圖2 所示，音頻分時比對方案的總體框架包括以下幾個主要組成部分。

圖2 基于云平臺部署音頻分時比對系統(tǒng)算法

（1）OH11 音頻監(jiān)聽網(wǎng)關。OH11 音頻監(jiān)聽網(wǎng)關完成信源音頻的采集和上傳。OH11 音頻監(jiān)聽網(wǎng)關能夠從多個信源采集音頻數(shù)據(jù)，將采集到的音頻數(shù)據(jù)上傳到音頻分時比對系統(tǒng)中進行分析和處理。

（2）隧道調(diào)頻覆蓋系統(tǒng)內(nèi)遠端機。遠端機完成FM 信號監(jiān)測與解調(diào)后音頻實時壓縮、實時回傳、上傳。遠端機能夠對FM 信號進行監(jiān)測和解調(diào)，將解調(diào)后的音頻信號進行實時壓縮和回傳，上傳到音頻分時比對系統(tǒng)中進行分析和處理。

（3）音頻分時比對系統(tǒng)。音頻分時比對系統(tǒng)完成信源音頻特征參數(shù)的實時分析和提取，對遠端機上傳的音頻數(shù)據(jù)進行分析和處理。該系統(tǒng)采用智能算法，能夠根據(jù)使用情況自動調(diào)整性能，提高比對效率和準確性。

（4）比對分析算法。音頻分時比對系統(tǒng)中的比對分析算法是實現(xiàn)音頻分時比對的核心部分。該算法能夠從音頻信號中提取聲音特征參數(shù)進行分析，比對出兩個音頻內(nèi)容的一致程度，將延時后信號恢復到原始的時間點，從而確定兩個音頻信號在時序上一致，為同一信號。

基于云平臺的音頻分時比對算法可以實現(xiàn)對濟南廣播電視臺隧道調(diào)頻覆蓋系統(tǒng)內(nèi)各遠端機的空收監(jiān)測音頻的分時比對、定時比對。比對量化結果自動報警，及時發(fā)現(xiàn)異常信號，從而降低播出故障率，提高安全播出的可靠性。系統(tǒng)通過微信服務將比對結果推送至值班員和維修維護人員，提醒值班人員和維修維護人員及時發(fā)現(xiàn)信號異常，能夠減少播出一線值班人員的值班壓力，為安全播出提供有力的技術保障。

3.3 與現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的融合互補

濟南市廣播電視臺隧道調(diào)頻覆蓋系統(tǒng)已全部接入云平臺部署的濟南隧道廣播覆蓋監(jiān)控系統(tǒng)。基于云平臺部署的音頻分時比對系統(tǒng)，與現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)測互補，是對原有監(jiān)控系統(tǒng)的補充和完善，能夠更好地監(jiān)測和管理隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)。

基于云平臺的音頻分時比對系統(tǒng)的投入使用，不僅讓濟南隧道廣播覆蓋監(jiān)控系統(tǒng)的功能更加完善，而且減輕了播出一線值班人員的值班壓力，降低了人為誤判的故障率，并縮短了故障處理的時間，保障了安全播出工作的順利進行?；谠破脚_部署的音頻分時比對系統(tǒng)是對現(xiàn)有隧道調(diào)頻廣播覆蓋監(jiān)控系統(tǒng)的完善和補充，能夠提高監(jiān)測和管理的效率和準確性，保障隧道調(diào)頻廣播的安全播出工作。

4 基于云平臺音頻分時比對系統(tǒng)成效

基于云平臺的音頻分時比對系統(tǒng)，可以通過參數(shù)設置實現(xiàn)隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)內(nèi)各遠端機的分時比對方案和定時比對方案?？稍O置的參數(shù)包括比對時間間隔、音頻采集時長、節(jié)目名稱、節(jié)目頻率、報警內(nèi)容和音頻源選擇，以及報警推送提示方式和推送人員[4-5]。

在比對過程中，系統(tǒng)將對參與比對任務的記錄進行比對日志記錄，并對參與比對任務異常的報警信息進行比對報警記錄，同時推送報警內(nèi)容。此外，系統(tǒng)還將提供詳細的比對結果，包括比對結果、相似度等任務記錄，以方便用戶進行分析和處理。

通過以上設置和記錄，音頻分時比對系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)內(nèi)各遠端機的精確比對，發(fā)現(xiàn)并記錄異常信號，保證隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。同時，該系統(tǒng)還能夠提供詳細的比對日志和比對報警記錄，方便用戶進行后續(xù)的分析和處理，提高比對效率和準確性，如圖3 所示。

圖3 基于云平臺部署音頻分時比對系統(tǒng)成效展示

5 結 語

隧道調(diào)頻廣播覆蓋是一個系統(tǒng)性工程，作為現(xiàn)有調(diào)頻廣播的覆蓋延伸，拓展了現(xiàn)有調(diào)頻廣播的覆蓋范圍。本方案在現(xiàn)有傳輸鏈路不變的情況下，利用隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)內(nèi)遠端機FM 空收和解調(diào)后的音頻，建設一套基于云平臺部署音頻分時比對系統(tǒng)，進行音頻內(nèi)容的比對分析，與原有系統(tǒng)融合、互補。這將能夠保證隧道調(diào)頻廣播信號的“高質量、不間斷、既經(jīng)濟、又安全”，并保障隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

本文基于濟南廣播電視臺隧道調(diào)頻覆蓋情況，對隧道調(diào)頻廣播覆蓋的安全播出方案進行了分析和比較，提出了基于云平臺部署的音頻分時比對安全性方案。采用該方案，可以增加信號內(nèi)容的檢測，及時發(fā)現(xiàn)異常信號，有效防止非法信號插播和錯播事故，確保安全播出。此外，該方案還能提升隧道調(diào)頻覆蓋系統(tǒng)安全播出的安全等級，降低隧道調(diào)頻廣播中信號源的建設和使用成本，通過科學的方案設計與有效的遠程監(jiān)控系統(tǒng)融合、互補，進一步提升隧道調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的可用性、可靠性和安全性。