智慧廣電總體架構及關鍵技術研究

魏娜 郭曉強

【摘要】智慧廣電是廣播電視升級轉型的重要發展目標。以廣電的技術思路來劃分，智慧廣電總體架構可分為“云-網-端-管”，關鍵技術可歸類劃分為技術支撐類、內容制播類等，本文以四川廣電按照“云- 網- 端- 管”的技術框架應用為示例，進行了具體闡釋。

【關鍵字】智慧廣電 技術架構 關鍵技術 應用示例 發展思考

【中圖分類號】G221 【文獻標識碼】A

近年來，在全國科技創新大會、國家“十三五”規劃等重要闡述、重要文件中多次提到要加快大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術與社會生產和消費的深度融合，使社會生產和消費從工業化向自動化、智能化轉變，開展智慧城市、智慧鄉村、智慧家庭建設。

國家廣播電視總局（原國家新聞出版廣電總局）在2015年正式提出“智慧廣電”將成為廣電轉型升級的重要目標。面對智慧化浪潮，廣播影視不但是信息的生產者、傳播者，更應成為新的生活方式的發起者、組織者、提供者，成為社會生活的中心樞紐之一。《關于進一步加快廣播電視媒體與新興媒體融合發展的意見》文件中明確提出：“努力尋求廣播電視與政務、商務、教育、醫療、旅游、金融、農業、環保等相關行業合作與融合的有效路徑，積極參與智慧城市、智慧鄉村、智慧社區和智慧家庭建設”；①《廣電 “十三五”科技發展規劃總體思路》文件中也提出要“以終端標準化智能化為抓手，推動廣電智慧家庭、智慧社區和智慧城市等智慧廣電加速發展”②。

新一代信息技術與廣播影視領域的深度融合將帶來重大發展機遇，推動廣播影視全業務、全流程、全網絡從數字化向智能化、智慧化創新轉變，進而催生“智慧廣電”。智慧廣電是順應技術發展趨勢、壯大自身優勢的戰略選擇，是實現廣播影視行業轉型升級的內在要求。

一、總體架構

以計算機或通信系統標準體系來劃分，智慧廣電總體架構可由下而上劃分為網絡層、平臺層、應用服務層和終端層四部分，如圖1所示。

網絡層由下一代廣播電視網、下一代通信網、物聯網等組成，是智慧廣電海量數據傳輸的通道；平臺層構建在云平臺之上，用于匯聚、存儲、分析、挖掘智慧廣電的海量數據，并提供各類服務所需的軟硬件資源，是智慧廣電具體業務承載和控制的核心；應用服務層是智慧廣電各類應用服務的集合，借助平臺層、網絡層、終端層的能力支撐，提供各類服務；終端層由各種軟硬件設備設施構成，是智慧廣電的呈現端和用戶交互端。

以廣電的技術思路來劃分，智慧廣電總體架構可分為“云-網-端-管”，如圖2所示。

依據智慧廣電“云-網-端-管”的總體架構，智慧廣電的標準體系建設將涵蓋內容層、業務層、網絡層、用戶層和管控層，具體包括：內容制播標準、業務與平臺標準、業務運營支撐標準、傳輸網絡與互聯互通標準、智能終端標準、安全與監管標準、評估與測試標準。

二、智慧廣電關鍵技術

對智慧廣電所涉及的技術進行深入剖析，采用廣電端到端的思路，可將智慧廣電關鍵技術進行歸類劃分，如圖3所示。

1.基礎支撐類

基礎支撐類技術包括：面向智慧服務的網絡架構及通信傳輸、智能電視操作系統、廣播影視大數據、人工智能、廣電物聯網等技術。

新一代智能網絡解決網絡系統應用中的便捷性、多媒體業務、個性化和綜合性服務問題，為智慧廣電泛在化應用服務提供網絡支撐。

人工智能基于智能計算、自然語言處理、語音識別、視覺識別、機器學習等關鍵技術，提供云端的自然語言理解、自動語音識別、視覺搜索和圖像識別、文本轉語音及機器學習等服務，為內容的智能化生產、網絡的智能優化以及指揮業務的開展提供技術支持。

大數據為智慧廣電建設進行數據處理、數據分析、數據挖掘和數據提取工作，為智慧廣電的數據分析和處理、精準化用戶推送服務和挖掘廣電大數據價值提供技術支持。

物聯網各終端將采集的信息數據進行匯聚傳輸，解決信息自動采集、獲取和傳輸的問題，催生廣電終端新業態，提升智慧廣電至更新一層的發展空間。

2.內容制播類技術

內容制播類技術包括：4K/8K超高清、虛擬現實/增強現實（VR/AR）、高效視音頻編碼、IP制播技術、融合媒體等。

4K/8K超高清電視技術具有高色域、高分辨率、高動態范圍、高量化精度、高幀率、三維聲等特點，超高清電視可以給觀眾帶來更加豐富的視聽體驗。

虛擬現實/增強現實技術是通過動態環境建模、實時三維圖形生成、立體顯示觀看、實時交互等技術生成仿真現實的三維模擬環境，將虛擬信息疊加或融合在真實世界中并進行互動，構造視覺、聽覺等方面高度主觀真實的人體感官感受。

隨著電視臺全臺網1.0系統的成熟應用和云計算技術的快速發展，為進一步推進臺內網絡化、智能化、IP化，提高制播效率，融合媒體技術孕育而生。融合媒體技術以媒體融合發展為目標，探索建立電視臺全臺網2.0技術體系，推動電視臺內容生產、傳播方式、業務形態、服務模式、產業格局等多方面的創新。

3.傳輸體系架構類

傳輸體系架構類技術包括：廣播影視融合傳輸覆蓋網與5G/物聯網等不同網絡架構體系的互聯互通、廣電寬帶網絡安全性體系架構、基于云服務的融合媒體平臺等。

5G技術與廣電無線業務系統的融合包括衛星移動通信與地面移動的融合、蜂窩通信與數字廣播融合、移動蜂窩與寬帶接入系統/短距離傳輸系統的融合。5G技術也為物聯網、車聯網、工業互聯網、智能制造、智慧應用等垂直行業提供支持。

4.終端服務類

終端服務類技術包括：基于智能電視、智能機頂盒等設備的語音識別/合成、圖像識別/合成、體態智能感知操控、大數據自主決策等。

5.評估測試類

評估測試類技術包括：面向智慧廣電業務的網絡多層面綜合性能評估、業務及網絡服務質量優化、內容與安全監管監測、面向智慧服務的集成測試及評估等。

三、智慧廣電應用示例

2016年11月，四川省政府提出“高清四川 智慧廣電”戰略，印發了《四川省建設“高清四川 智慧廣電”專項改革方案》，并將“高清四川 智慧廣電”戰略先后寫入了四川省“十三五”規劃建議和綱要。專項方案中提出要依托四川省廣播影視資源，綜合運用云計算、大數據、智能引擎等技術，智能聚合四川省的廣播影視公共服務云、廣電視聽云和新媒體傳播平臺等多類型多級別云平臺，建設集內容生產、信息集成和分發、管控、服務于一體的互聯互通、跨界互動、智能融合、安全可信的媒體融合云平臺。

四川廣電按照“云-網-端-管”的技術框架思路，在四川媒體融合云平臺的基礎上，建設了全省基層綜合文化活動室免費無線局域網工程；在終端上，使用智能電視操作系統（TVOS）中國廣電智能終端，并研發了智能融合媒體網客戶端（App）、“金熊貓”“香巴拉資訊”“好看寬屏”等各類適配智能操作系統的客戶端；構建省市縣聯動的智能監測監管體系，為相關管理部門提供輿論引導和安全保障的決策依據。

（一）云

1.智慧廣電融合媒體云平臺

智慧廣電融合媒體云平臺總體框架可分為公有云、私有云和專屬云。公有云是指由專業廠商建設并負責運維，提供公共計算資源，面向大眾公開使用的云服務。全媒體素材匯聚、大數據挖掘分析、新媒體生產分發等可以部署在公有云平臺上。私有云是指自己構建的，為內部用戶提供服務的云。相對于公有云，私有云部署在企業內部，因此其數據安全性、系統可用性都可自主控制。如傳統電視播出、復雜的后期制作等，可以部署在私有云平臺上。專屬云是利用專業廠商提供的基礎設施，由廣電自行構建的業務和應用系統的云。專屬云服務結合了公用云及私有云的特點優勢，可實現較大程度的可管可控。

智慧廣電融合媒體云平臺的典型應用場景包括：融合新聞業務的典型應用、融合制作業務的典型應用、融合內容管理業務的典型應用、融合播出分發業務的典型應用、融合數據分析業務的典型應用。目前根據不同業務的特點分別部署到私有云、專屬云和公有云平臺上，技術平臺主體架構是多云融合的結果。

2.智慧廣電語音云

建設智慧廣電語音云，與融合媒體云平臺相融合。智能語音技術近年來在通信、移動通信、教育、工業控制、汽車、娛樂等行業不斷滲透。廣播電視行業與智能語音技術的結合將會為用戶帶來全新的交互體驗，為臺內制播系統帶來技術新變革，帶動數字電視新業務，為臺內拉動廣告收入。通過智能語音交互技術的引入，不僅能夠提升用戶對廣播電視業務的使用頻率、加大用戶黏性、提升用戶使用體驗，還可以為廣播電視行業創造更大的運營價值，獲取豐厚的增值收益。

智能語音技術涉及的關鍵技術有：智能語音識別、智能語音合成、智能語音理解和智能語音編碼。智慧廣電語音云包括核心能力平臺、智能內容生產平臺、智能內容監審平臺、終端應用四部分。在核心能力平臺上提供語音合成、智能拆條、機器翻譯、智能推薦、聲紋識別、語音交互等云平臺計算功能，在智能內容生產平臺上提供智能文稿唱詞、智能字幕自動生成、智能內容管理等服務，在智能內容監審平臺上提供內容獲取、智能分析、監審研判、發布處理等服務。智慧廣電語音云架構如圖4所示。

（二）網

四川省為實現全省鄉鎮和行政村綜合文化活動室免費無線局域網全覆蓋，形成互聯互通的智慧廣電公共文化服務網絡體系，滿足群眾應用智能移動終端享受智慧廣電等數字公共文化服務需求，建設了全省基層綜合文化活動室免費Wi-Fi工程。

基層綜合文化活動室免費Wi-Fi工程集智慧廣電數字公共文化服務內容、無線Wi-Fi網絡和移動客戶端為一體，運用云計算、大數據等技術，建設四川全省統一的公共文化服務管理平臺，構建一張統一管理、開放式、免費的無線局域網，實現公共文化服務數字化、網絡化、移動化。

基層綜合文化活動室免費Wi-Fi工程總體架構包括公共文化服務管理平臺、鄉村無線Wi-Fi以及移動客戶端三部分。

（三）端

1.TVOS智能電視終端

智能電視操作系統（TVOS）是智慧廣電業務和智能電視終端的關鍵支撐。智能電視操作系統是為智能媒體終端量身定做的操作系統。協同半導體、媒體、安全、連接、智能等關鍵技術，打造極致體驗、綠色安全、業務豐富、面向未來的智能終端解決方案，構筑健康的應用生態系統，支撐智能媒體終端長期可持續發展。

自2013年12月26日發布TVOS 1.0版本以來，目前已經發布了最新的TVOS 3.0版本。智能電視操作系統的七項推薦性行業標準已經全部獲得國家廣播電視總局批準并予以發布，且TOVS標準已在國際電信聯盟國際電聯標準化部門第九研究組（ITU-T SG9）會議中成功立項，后續將完成標準內容的審查工作。

智能電視操作系統廣電智能終端由智能電視專用硬件平臺、智能電視操作系統和智能電視客戶端等三個部分組成。

2.智能融合媒體網客戶端

智能融合媒體網客戶端是匹配基層綜合文化活動室免費Wi-Fi工程項目開發的移動客戶端，是一款通過數字電視廣播結合Wi-Fi接入點構成的智能融合媒體網及互聯網，向用戶提供直播電視、點播視頻、互動直播、信息資訊、購物娛樂、智能推薦等服務的主要面向移動終端的智能應用。

廣播內容數據通過地面數字電視廣播網絡分發至區域網關，并通過Wi-Fi轉發至終端設備，區域網關通過回傳通道實現認證、應用分發，為連接終端提供互聯網接入。

智能融合媒體網客戶端基于云端的內容生產、內容分發和運維平臺，為家庭電視、個人電腦、移動設備等多類終端提供大數據、用戶服務和智能推薦等業務，如圖5所示。

3.其他客戶端

除智能電視操作系統智能電視終端、智能融合媒體網客戶端外，四川省還研發了“金熊貓”“熊貓視頻”“熊貓聽聽”“香巴拉資訊”“好看寬屏”等移動客戶端。

（四）管

廣播電視監管系統是保障廣播電視安全播出的基礎性支撐系統。隨著媒體多元化發展，廣播電視監管系統的監測對象包括國內廣播電視、境外衛星電視、互聯網視聽節目及其他新媒體。媒體形式及內容的極大豐富，給廣播電視監管系統帶來了極大的操作難度和技術挑戰。目前以人工為主、技術為輔的監管手段已無法滿足當前廣播電視監管需求，采用智能語音處理技術，如基于語音識別技術的非法內容監測過濾技術、防插播防篡改技術等，可大大提高監管系統的工作效率，提升監管系統的自動化水平和智能處理能力。

人工智能“黑廣播”監測系統是一套基于人工智能和智能語音處理技術的新型廣播電視監管系統，通過對黑廣播、插播等違法、違規播出行為的聲音廣播智能監管技術的研究，研制了聲音廣播監測平臺原型驗證系統，完成聲音廣播監測的數據化、自動化及智能化。通過廣電專用語音云，將廣播音頻轉換為文字，實現實時監測、數據統計、智能預判、多級聯動等功能，且系統工作人員可短時間內掌握多路廣播頻率內容，提升監測效率和質量。系統功能如圖6所示。

四、結語

目前廣電行業存在制播能力較低、傳輸網絡相對孤立、服務模式較為單一等制約進一步發展的問題，亟須通過以用戶為中心，以融合、智能兩個基本點為抓手的智慧廣電總體架構及發展思路，實現廣播影視轉型升級，在內容生產、網絡傳輸、服務模式、監測監管方面實現智慧化，打通智慧廣電產業鏈條，拓展延伸廣播影視發展空間，推進行業互動、跨界合作和協同創新，探索廣電行業發展的新技術、新業務、新模式。

注釋

①《關于進一步加快廣播電視媒體與新興媒體融合發展的意見》，國家廣播電視總局官網，2016年7月18日，http：//www.sarft.gov.cn/art/2016/7/18/art_113_31297.html.

②王效杰：《廣電“十三五”科技發展規劃總體思路》，《中國新聞出版廣電報》，2015年11月4日，http：//media.people.com.cn/n/2015/1104/c40606-27775713.html.

（本文編輯：李靜）