基于網絡的數字電視節目錄制磁帶技術檢測

賴曉明，吳延師

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

1 數字錄像節目自動檢測系統

長期以來，電視節目播出的安全性、穩定性、可靠性及播出質量是各個電視臺播出部門首要考慮的問題。然而電視節目播出的安全性和播出質量涉及到節目的制作、傳輸等各個環節，任一環節出現問題都將使得節目播出的質量和安全性受到威脅。因此，大多數電視臺在電視節目播出前，都靠人工來進行檢查，這樣將導致兩個問題產生：首先是浪費大量的人力資源，且耗時較長；其次，人難免有懈怠的時候，電視節目檢查的精度、準確度會受到影響。當前大多數電視臺的節目都是通過數字磁帶上載給非編或通過數字錄像機直接播出，磁帶節目質量的優劣直接關系到播出質量與安全，因此有必要對數字電視節目錄制磁帶進行自動檢測并報警以及記錄故障時的時碼。

筆者這里介紹一種數字錄像節目自動檢測系統，圖1為系統組成框圖。JFR-100數字錄像節目自動檢測系統主要由控制計算機、JFR-100、錄像機3部分組成。VTR在JFR-100的控制下，輸出SDI信號，JFR-100對SDI數字信號進行處理，轉換成CCIR656信號，輸入到FPGA進行運算處理。

2 系統檢測項目簡介

JFR-100數字錄像節目自動檢測系統可以對國家廣播電影電視總局科技司2010年頒布的 《國家廣播電影電視總局電視節目技術質量獎（金帆獎）獎勵辦法（試行）》（下稱《辦法》）標準清晰度節目錄制技術質量獎評定辦法所規定的內容進行檢測。該《辦法》規定節目的載體（數字錄像磁帶或限定的專業新記錄介質）應嚴格按照有關錄制和交換規范中規定的內容依次進行錄制。其中，對數字錄像磁帶有如表1所示規定。

表1 標準清晰度節目錄制要求（載體為數字錄像磁帶）

JFR-100能夠對標準清晰度節目技術質量進行自動的客觀測試，包括圖像質量和聲音質量兩項。測試項目包括：圖像信號方面主要有引帶彩條亮度信號峰值電平、引帶彩條R-Y信號幅度、引帶彩條B-Y信號幅度、節目復合信號峰值電平、節目亮度信號峰值電平、黑電平與消隱電平差（底電平）以及時碼測試；聲音信號方面，對于單聲道節目有CH1（混合聲）和CH2（國際聲）引帶或引導區1000 Hz正弦波校準信號電平、CH1（混合聲）和CH2（國際聲）節目聲音峰值電平，對于立體聲節目有 CH1（左聲道）、CH2（右聲道）、CH3（混合聲）和 CH4（國際聲）引帶或引導區1000 Hz正弦波校準信號電平及節目聲音峰值電平。具體指標見文獻[1]。

JFR-100還可以對正式節目播出中的圖像和聲音進行監測并報警。故障檢測的判定標準為：

1）彩場持續時間≥50幀，判定為停播；

2）黑場持續時間≥5 s，判定為停播；

3）靜幀持續時間≥5 s，且聲音電平<-60 dBFS，判定為停播；

4）彩條持續時間≥1幀，判定為停播；

5）視頻中斷持續時間≥1幀，判定為停播；

6）聲音電平≥-9 dBFS，且持續時間≥1 s，判定為劣播；

7）-60 dBFS≤聲音電平≤-38 dBFS，且持續時間≥120 s，判定為劣播；

8）聲音電平<-60 dBFS，且持續時間≥60 s，判定為停播。

3 彩條信號檢測準則及數學模型

將 CCIR656 信號轉換成 CCIR601 Y∶U∶V=4∶2∶2 模式，以像素為單位進行計算。各彩條區段的各像素點的值分別記為 Ai（白），Bi（黃），Ci（青），Di（綠），Ei（紫），Fi（紅），Gi（藍），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U

式中：n 為取樣的像素點數（對應區域），n＝360÷8×576＝25920。

2）亮度信號Y

式中：m為對應區域取樣的像素點數。m＝720÷8×576＝51840。

3）檢測的邏輯準則

Y，U，V信號首先分別按各自數學模型進行判決，給出“1”（是）或“0”（不是）的判據，然后再把上面得到的Y，U，V判據聯合起來進行判決。其邏輯關系如下：

式中：CY為亮度信號檢測后給出的彩條信號判據；CU為色差信號檢測后給出的彩條信號判據；CB亮度信號檢測后給出的彩條信號判據和色差信號檢測后給出的彩條信號判據相與，即只有同時滿足了CY和CU的判據則為彩條信號。

圖2和表2給出了電視屏幕上的彩條信號和CCIR 601標準中有關彩色數字電平（8 bit）之間的對應關系。如白條對應的Y值為235，Cb，Cr為128。

圖2 電視屏上的彩條信號

JFR-100檢測到彩條開始和結束時，均報告給計算機并記錄當時的時碼，如有超過標準所規定的電平立即報警且記錄時碼。表3為磁帶校準段被測參數對應模擬量和ITU.RBT656數字量 （HEX）之間的關系。

表2 CCIR601彩色信號電平值

表3 被測參數對應模擬量和ITU.RBT656數字量（HEX）之間的關系（磁帶校準段）

在磁帶正式節目段被測參數對應的模擬量和ITU.RBT656數字量（HEX）之間的關系見表4，并按表中要求設置故障參數。

表4 被測參數對應模擬量和ITU.RBT656數字量（HEX）之間的關系（節目段）

彩場及黑場信號檢測與彩條信號檢測原理基本相似，本文不再贅述。

4 音頻信號檢測的準則

輸入數據結構：符合ITU-R BT 656及799中規定的運行的默認形式，即四聲道，48 kHz同步采樣，按20 bit量化的AES/EBU的音頻數據。

輸入數據量化電平：ADC滿刻度電平為0 dBFS，正常工作電平為-20 dBFS，峰值儲備量為-9 dBFS。

音頻檢測信號的定義：音頻數字電平<-60 dBFS持續60 s以上為音頻信號中斷；音頻數字電平在-38～-60 dBFS之間且持續120 s以上者為音頻信號劣播；音頻數字電平在-9～-38 dBFS之間為音頻信號正常。

5 小結

如上所述，JFR-100系統不僅能夠按照《辦法》中標準清晰度節目錄制技術質量獎評定辦法所規定的內容進行檢測錄像帶節目制作的標準，而且還能夠對錄像帶正式節目當中出現的彩條、彩場、黑場、靜幀、音量過大、音量過小等故障進行自動檢測并記錄發生故障時的時碼，通過網絡自動傳送到任一個計算機終端，便于工作人員處理。該系統克服了人工檢測的種種不足，提高了檢測進度和效率，對電視播出質量和播出安全帶來了良好的保障。

[1]國家廣播電影電視總局電視節目技術質量獎（金帆獎）獎勵辦法（ 試 行 ）[EB/OL].[2010-06-05].http：//www.chinasarft.gov.cn/shanty/resource/appendix/2010/04/21/20100422131401240727.doc.