广播电视监测系统的设计与实现

新疆维吾尔自治区广播电视局 潘晶晶

伴随着当下科学技术的高速发展，人们在生活中对于音视频的需求量不断提升。信息处理的重点不再是音视频数据信息的数量和规模，而是如何在海量的音视频数据当中，可以快速准确地检索出需要的信息。本文就广播电视监测系统的设计与实现进行了详细的分析。

当前广播电视在播放的过程中，夹杂着大量的信息和内容，这些内容在一定程度上会出现漏播、少播或者违规的问题，这就需要对广播电视进行播出状态实时监测。伴随当前信息媒体技术的发展，广播电视监测系统的实现越来越智能化、网络化。

1 广播电视检测系统的核心技术

1.1 音频检索技术

音频检索技术，是一种当下内容进行检索过程中的主流技术类型。本文的分析中，主要就是利用音频语谱图像识别技术，对内容进行检索。当下音频检索的方式上，呈现出两种不同的类型，分别是文本标注的音频检索，以及用于内容音频检索的方式。

在对内容进行音频检索的过程中，并不能实现精确的匹配，因此仅仅是一种相似匹配的方式。在实际的处理中，首先要提取特征，以此对音频的数据内容进行针对性的处理，在提取了音频特征之后，基于这些特征点，构建出特征库和索引。而在需要对查询内容进行分析处理的时候，就可以将其转变成查询音频特征，以此让音频特征成为检索的基本条件信息。而在查询返回结果的过程中，就是一种将查询特征与音频库当中的音频特征进行相应的匹配，而在实际的匹配过程中，还要基于合适的算法，对其查询特征与特征库当中的音频特征进行充分合理的匹对。对于这种匹对是否成功，可以很好地基于相似的阈值进行判断。一旦相似度小于这个阈值，就可以将其无匹配的结果进行返回。但是在大于这个阈值下的匹配结果进行返回处理。

音频指纹模板检索技术，是一种基于音频模板的检索技术。伴随着当下音频信息的处理、语音识别等相关技术的发展，使得音频指纹模板检索技术得到了人们越来越多的重视。在使用完善的音频指纹之后，可以从海量的音频数据当中，快速地识别出可以匹配的音频片段，因此音频指纹检测技术，可以很好的应用在对广播电视内容的检索工作中。

这种音频语谱的识别技术，本质上就是一种基于内容的音频检索技术，同时也是音频指纹识别技术的一种重要类型。因此，这样的音频语谱图像识别技术，可以很好的得到运用。

1.2 系统架构相关技术

（1）表示层

这是一种基于B/S系的一种Web结构，因此普遍都会使用MVC模式。这种模式是一种人们经常使用的设计模式，在实际的设计过程中，可以利用分层的方式，削弱不同模块之间的耦合，进一步提升了代码的重用率。而在模型的设计上，是一种对于用户发送请求的处理。MVC模块是一种对于请求的处理模块，同时也是一种业务逻辑处理的模块。该模型的设计中，基本上由JavaBean或者EJB等组件所构成，而在这些组件的使用过程中，可以很好地对各种请求进行处理，进而可以很好地实现控制逻辑与业务逻辑的分离。这样的模型具备一定的重用性，能够满足多个视图的数据需求。

（2）业务逻辑层

在业务逻辑进行控制的过程中，主要是利用控制的翻转能力，对传统对象的创建方式进行转变，充分实现了一种配置是的对象管理方式。在IoC的基本概念上，并不需要创建对象，但是需要对存在方式进行构建，在代码的编辑中，并不需要将对象与服务进行连接，而是在配置文件当中，进行服务对象的描述，这种类型的业务逻辑层，有效降低代码之间的耦合成本，因此进一步提升了代码的重用性。

（3）持久层

在JDBC中，其提供了最原始、最直接的访问持久层数据库的方法。但是，在一些大型企业级的应用开发过程中，一旦使用了JDBC的方式，进行数据库的连接，就会导致业务逻辑控制与数据库在访问的过程中，出现了一定的耦合，因此这样的数据结构类型，并不利于日后对于其系统进行维护。因此，在本文的系统构建中，就可以采用DAO的方式，进行有效地解决。这种方式就是一种统一的封装系统，而对于其他的业务逻辑控制与控制库访问而言，可以很好地实现分离，以此充分地降低了耦合的出现，但是，在将DAO对象与数据库访问代码实现结合之后，也会产生一定的耦合，对日后的项目维护造成不利的影响。另外，在一些大型的应用开发过程中，其ORM是一种十分耗时的工作。因此，就需要围绕着数据库以及ORM进行设计。

1.3 数据分析模块

在对电视节目的异常状态进行分析的过程中，可以采用图形表示的方式，同时射频质量监测、码流质量监测，都可以利用表格进行表示。

在该模块的运行中，可以很好地发挥出综合分析的作用，利用图形与表格的方式，可以对数字电视节目的异态和射频质量监测结果发出报警信息。

在异态报警信息的分系统功能方面，其分析结构结果基本上都是用曲线与表格形式所实现。由于这种分析统计十分详细，就避免错过各种报警信息。常见的一些报警信息上，都包含着节目名称、故障持续时间以及问题点等诸多信息。

而在内容监测数据分析功能上，利用了流媒体播放技术，可以很好的基于设定的播放时间，对其开展即点即播的操作。

1.4 报表管理业务

可以很好地在分析的过程中，对监管平台进行设置，这样就可以基于不同的时间周期，对业务开展定期的监测，形成自定义的统计报表，同时平台提供自动导出的功能。

在节目频道的安全播出统计方面，可以基于不同的时间阶段，实现详细的报告统计与导出。另外，还要求该平台可以做好节目频道变动分类、自定义统计报表、节目频道变动等方面的报表形成。

2 音频语谱图像识别

在本文的设计中，可以很好的将不同内容片段的音频转变成语谱图，之后再利用Boosting算法，充分的对其中的各种特征进行提取以及索引。在具体的检索过程中，可以利用特征对齐的方式，基于EM的迭代方式，对内容实现高精确度的匹配。

在对音频的时域进行分析，以及对频域进行分析的方式，是两种十分重要的音频分析方式，但是对于这两种方式而言，都存在着一定的分析局限性。首先，在时域分析的过程中，往往对音频的频率特性并没有一定的直观了解，另外，在频域分析的过程中，也无法很好的掌握信号伴随着时间变化所出现的关系。因此，人们在分析的过程中，基本上都是按照时间对音频进行检索，同时也利用短时的变换方式，将一维时域音频信号有效的转变成一种二维的时域。

语谱图像的纵坐标代表着频率，横坐标是时间，谱的色调浓淡，表示声音的强弱关系，虽然在语谱图像当中，可以明显分辨出不同的音频片段的区别，但是如果使用灰度值进行计算分析，就会受到信号噪声的影响，导致分析效果不佳。

3 内容监测系统的构成

3.1 无线广播电视监测子系统

无线广播电视监测系统包括无线模拟电视（现已全面关停）、无线数字电视、模拟调频广播、数字调频广播、模拟中波、短波广播等广播电视播出系统的监测。卫星广播电视监测是广播电视监测系统的建设重点，虽然这些方式受众不多，但依然需要全面而系统的监管。

3.2 有线广播电视（含IPTV）监测子系统

有线广播电视（含IPTV），由于容量较大、频道较多，因此具备较强的信号传输能力。在近些年的发展中，伴随着数字化进程的不断加快，使得有线电视网络已经全面完成了数字化改造，对有线电视系统的监测越来越重要，特别是对IPTV播出系统的监测已经成为广播电视监测的重要组成部分。

3.3 卫星广播电视监测子系统

由于卫星广播电视的覆盖面大，因此电波利用率相对较高。卫星广播电视系统基本上由上行发射、星体接收、转发以及地面接收这三个环节构成，卫星传输系统是一种无线远程信号传输方式。对于广播电视节目卫星传输系统的监测，主要是对卫星广播电视上传系统和转发系统的监测，是保障信号稳定、播出正常的关键所在。

3.4 广播电视移动监测子系统

广播电视移动检测系统的构建，主要是用于对广播电视信号进行移动化监听、监看，这样就可以很好的确定广播电视信号的覆盖区，另外也可以很好的对用户是否可以正常收听收看广播电视节目进行监测和评估。在运行的过程中，可以对异常发射的信号进行及时的预警，并充分维护好无线电波的整体秩序，因此最大程度上提升广播电视的整体覆盖效果。

3.5 互联网视音频监测子系统

当前互联网上的大量视频网站和音频网站，已经成为一种新兴的播出机构，互联网已经成为广电行业的一种全新的信息传输媒介。互联网音频与视频的监管过程，主要是利用搜索引擎实现。针对互联网众多视音频节目的发现、定位以及管控，可以很好的基于网络地址与实际地址，形成综合性定位关系，这样就可以有效的对一些非法的网站进行定位处理。一旦发现一些没有得到审批的节目通过互联网播出，就可以马上对其具体地理位置进行锁定。

总结：综上所述，在设计广播电视监测系统的过程中，需要基于监测的不同功能，实现针对性的分析以及设计，以此保障信息数据传输的过程中，监管人员可以十分有效的利用监测平台，开展详细且全面的监测，保障广播电视安全、稳定运行。