电视数字信号源的故障判断智能技术要点分析

郑 颖

科学技术的发展促使各行各业得以进步，对于广播电视行业来说亦是如此。目前，我国已基本完成有线数字电视的全覆盖，用户数量占据世界首位。

尽管电视数字信号的输出已经实现了数字化，但信号传输仍然采用传统的模拟信号，无法实现信号源端与接收端的统一，这是导致信号源端与接收端过程中出现故障的原因。信号转换故障主要有静音，静态画面和断分帧等。如果伴随声音存在静态帧和异常现象，则表明电视信号存在技术故障，需要进一步排除。

不过，如今数字电视已经基本普及，仅仅依靠人力进行信号源端的监测、诊断和排查，将会耗费大量人力、物力资源，因此，在科技飞速发展的今天，还应建立一套健全的智能化系统代替人工完成这类工作，确保信号在电视播放过程中保持稳定，不出现静音，静态画面和断帧等现象。下面就对如何判断电视数字信号源故障的智能技术的进行讨论。

1 节目信号源的重要性

信号源是安全播出的重要环节，也是比较薄弱的环节。广播发射电节目的安全播出至关重要，国家为安全播出制定了相关标准，为使节目信号源更稳定可靠，广播发射台通过对多路节目信号源进行相互备份想要达到目的。当前，广播发射台的信号来源主要有4种，即数字微波、光纤、卫星和调频，受客观原因影响，如光缆经常被道路建设的挖掘机所挖断，无线传输信号受天气影响等。一旦信号源出现故障将会影响电视的正常播放，给电台造成不利影响。因此，应保障信号源的稳定性，保障电视节目播放正常进行。

2 电视数字信号源的分类及标准

2.1 信号源特点

对数字电视有线电视网络的信号流方向的分析，主要包括前端的播出机房，终端机顶盒，中断传输网络媒体。其中，前端播出机房好比人类的大脑，它占据了集成信号系统的核心位置，与此同时它也是信号源的发射器。

2.2 信号源标准

MPEG-2格式是用于电视卫星和有线视频网络传输的信源编码。AES3或AES/EUB数字接口互连标准也是数字信号使用的标准。由于线性数字音频数据属于川线传输，所以可以实现一步传输两个信道的数字音频。电视台使用的标准一般是SMPTE259标准。这主要是与演播室标准相匹配的。通常，电缆的信号衰减设置在30Db以内[1]。

3 电视数字信号源故障判断的智能技术

3.1 视频信号故障的智能判断

判断视频信号故障的原理是基于对各路信号源设定的有关记录，并将音频采集模块添加到原模拟交换系统中，并进一步比较源头信号，分析信号源是否正常，然后使用大数据进行智能分析和判断。根据当前帧数据，与前一帧数据相比，如果差异在正常范围内，就可以判断电视数字信号源正常，相反，如果差异大于正常范围则表明存在故障风险。

由于视频信号具有较长的定格时间，所以有必要比较不同的信号源，并考虑不同信号源路径的延迟特性。如果其他信号源完成Source Delay，帧之间的差异较大；如果主信道的帧之间的差值被判断为大于异常范围，并能在一定时间后恢复，则命令将正常发送，并且信号将被转换到主信道[2]。通过对信号源的对比分析，可以对视频进行同步判断，可以比较当前帧和前一帧，进一步判断异常场景，就可以快速发现问题并逐一检查原因。

3.2 音频信号故障的智能判断

音频信号虽有很大的波动性，并具有相应的规律性。在这种情况下，可以使用一定时间内的波形变化规律的统计来进一步判断音频信号。如果音频信号在警告区域频繁波动，则意味着它很可能出现故障。在实践中，主要有三种音频波形状态，即静音，正常音频和解码器崩溃。这可以通过简单的音频判断和间隔统计的方法来进一步判断是否正常。

首先，简单的判断。在正常情况下，音频波形波动比较剧烈，并且音频电平高于报警阈值一部分。根据音频波形的实际特性，如果音频电平低于报警阈值，则可以判断音频信号，指示音频信号有故障。〔3〕在静音状态下，音频波形相对稳定，波动少，音频注释低于报警阈值。根据音频波形的实际特性，如果音频电平门低于报警阈值，则可以执行判断，音频信号存在问题；对于解码器崩溃，波形具有一定的规律性。与正弦曲线一样，音频电平低于报警阈值属于正常，否则意味着存在异常故障。

其次，对音频区间的统计分析。如果音频处于正常状态，虽然信号具有较大的波形波动，但报警阀值内的音频峰值非常小，对于其存在需要注意，例如音频波形的峰值频频出现在警告区域，就表明信号已经异常; 对于静音音频来讲，其波形基本相同比较平直，没有什么波动状态，如果音频峰值峰值的平均曲线出现在警戒区域，就已经表明存在异常，反之亦然; 对于解码崩溃来讲，如果在警告区域存在音频峰值，则表明信号有异常[4]。

上述所说的区间统计法对信号异常进行判断和描述，相较于普通判断而言，其更具准确性，对音频信号故障能够迅速发现和响应。

3.3 信号智能化监测系统

智能化的监控系统主要采用网络化结构，进一步实现智能化、全面化监控播出系统内的信号。其主要内容是每个频率信号的实时状态，监测和显示信号的流程，对故障的智能分析，对视频的可视化操作，直播，子控制和音频信号的总控制进行观察以及更方便的观察信号源的运行情况的操作。

在传输音频信号过程中，可以在紧急情况下自动和手动切换音频信号，可见智能实现切换过程非常重要。在这方面，音频矩阵算法可以用来实现对信号源树切换的网络监视和监视。可以实现对所有节目信号源跟踪的智能化，全过程的控制[5]。通过对信号进行切换控制，可以保证整个信号源的安全性和稳定性，并且可以顺利播放节目信号。

智能监控系统具有很强的灵活性，无论在哪个通道中都能实现监控计划的设置，建立故障报警提示系统，根据上述智能判断技术的特点，可以及时、自动找出故障点和故障原因，为相关管理人员提供决策的依据，促使工作人员能够及时处理突发事件，并在中控台上呈现故障的具体信息。基于可视化操作，工作人员进行分析和判断，从而可以有效避免信号源发生故障。

4 结语

电视数字信号源对电视广播具有重要作用，且为管理的薄弱环节，如今数字电视已经在我国基本普及，如果只是通过人工控制故障是微不足道的，因此，对电视数字信号源故障进行智能化判断势在必行。通过智能化判断，能够及时发现信号异常情况，找出信号异常的原因，然后将切换指令发送到切换系统中，使用正常的信号源，同时对多媒体发出警告。总而言之，电视数字信号源故障智能判断技术不但能使异常信号切换至正常信号源中，还有利于及时发现故障，降低故障发生率，保障电视节目正常播放。

[1]冯谢洋,娄倩,范小翠,等.发射机信号源智能切换系统建设中存在的问题及解决办法[J].广播与电视技术,2016(12):126-128.

[2]毛晓羽.地面数字电视信号传输链路技术研究[J].有线电视技术,2015(9):47-48.

[3]夏俊杰.有线数字电视前端三级自动切换应急系统的研究与应用研究[J].信息通信,2016(9):267-268.

[4]史光曜,杨俊,袁进刚.数字信号处理应用探索[J].科技风,2017(14):85-85.

[5]周松林,沈龙辉,易智,等.地面数字电视播出自动监测与报警系统设计[J].现代电视技术,2016(8):70-73.