基于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测

刘耀昱

（乌海市文化广电事业发展中心，内蒙古 乌海 016000）

0 引 言

技术，是保证数字电视信号传输安全性、稳定性的重要条件。《广播电视和网络视听“十四五”发展规划》提出，要强化安全播出新技术应用，“以技术对技术，以技术管技术”，完善制播传输、安全管理、指挥调度、预警监测、应急处置系统，提升数字化、网络化、智能化、信息化水平。在当前积极提升数字电视信号传输性能的基础上，如何借助监测技术的优化来提升信号传输监测的效率和效果，确保信号传输的质量和安全，是电视媒体正在积极探索的问题[1]。而这其中，比较可行的方式就是开发基于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测。

1 数字电视监测技术概述

数字电视监测技术是承担对整个数字电视播出环节监测监管功能的技术类型[2]。在数字电视信号传输中，部署于媒体单位局域网内的监测系统中心平台通过监测任务管理、监测站的控制管理以及对回传数据的接收与分析，对各项操作记录和传输内容的存储，对节目源的监测与特性采集，对发射信息的管理，来实现对信号传输全过程的监测与监管，确保信号传输的稳定性和安全。

就目前来看，数字电视信号监测方面应用比较多的技术类型有射频检测技术、码流监测技术以及音视频监测技术，相对应的监测系统有射频监测系统、码流监测系统以及音视频监测系统。其中，射频监测系统是对数字电视信道的质量进行实时监测，并定期或者临时性地对给定频段内的广播电视频谱进行扫描；码流监测系统是根据ETSI TR101-290三级错误标准，对TS源流进行码流层面的监测；音视频监测系统是对信号源画面和音频的质量进行研判和录像存储。

2 基于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测的优势

基于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测，是将IP技术融入数字电视监测系统之中，借助IP技术的全面化、自动化、数字化、简易化、适用性、稳定性、廉洁性等优势来赋能数字电视信号监测，实现数字电视信号监测能力和效果的明显提升[3]。

该监测方法和模式的优势主要体现为对IP信号码流和多画面监测的能力提升。自2003年我国正式使用数字电视以来，数字监测技术在数字电视信号传输质量的跟踪和保障方面发挥了重要的作用。而随着网络信息技术的高速发展以及IP传输协议的不断改进，数字电视前端的信号逐渐由原来的ASI结构过渡到全IP结构，这对IP信号码流监测的能力和节目多画面监测的能力提出了更高的要求[4]。通过引入基于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测技术和方法，可以极大地提升对IP信号码流和多画面监测的能力。当然，监测能力的提升，也使得数字电视信号传输质量的保障能力随之提升，进而可以更好地为受众提供良好的信号传输服务，使数字电视节目内容的播出更加顺畅、安全。

3 基于IP传输的数字电视码流深度监测分析

基于IP传输的数字电视码流深度监测，是借助IP化的监测系统对卫星信号、TS核心处理和QAM信号等进行监测，进而达到对数字电视信号质量、内容和安全性方面的完整监测。在实际的码流深度监测中，主要借助IP信号码流监测卡，对通过IP传输的TS核心信号流进行全面的码流分析和参数监测报警。其中，IP信号码流监测卡既可以实现对MDI指标的监测，也可以实现对IP信号码流的TR101-290指标的监测，进而满足数字电视前端系统的信号质量监测要求[5]。下面主要从RF信道监测、IP信号码流监测及IP信号带宽监测三个方面，对基于IP传输的数字电视码流深度监测进行介绍分析。

3.1 RF信道监测

基于IP传输的数字电视码流深度监测中，对RF信道的监测主要是对相关信道指标进行参数的测量、反馈。这里的信道指标包括RF信号锁定状态、载波电平指标、载噪比指标、信噪比指标、Eb/NO指标比较、比特出错概率指标、调制误码率指标以及频点偏移数据等。

3.2 IP信号码流监测

IP信号码流监测是对TR101-290、EPG、TDT表及CA信息等进行监测[6]。其中，对TR101-290的监测主要对通过可视化的页面将监测到的TR101-290 监测三级错误状态和监测系统自定义的故障状态进行呈现，并反馈码流历史故障的相关信息，使故障的判断和处理有更详实的信息参考。在这方面的监测中，用户或者管理员可以根据情况设置频次报警，进而提高信号监测的有效性和时效性。EPG监测是对EPG信息进行多层次的监测，进而获得不断深入的EPG信息，可以对信号传输过程中的故障进行更为具体详细的分析和定位。TDT表监测是借助监测系统对TDT的状态进行监测，通常这种监测的目的在于识别TDT表中的常规错误和TDT表的时间性错误。在对TDT表中常规错误的识别中，系统会在监测到错误后发出报警信号，而在对数字电视TDT表时间错误进行识别时，系统会判断表中描述的时间信息是否与当前实际的时间一致，如果存在不一致的情况，系统也会进行报警。CA信息监测是对CA系统中的加扰信息进行监测，其中包括EMM和ECM监测、CA信息带宽监测及CW加密控制字监测等，目的是动态监测相关信息在传输中是否出现丢失的情况。

3.3 IP信号带宽监测

对IP信号带宽的监测，主要是对信号总带宽、信号有效带宽、节目具体PID设置相应的上下限以及信号情况进行监测。在监测中，系统可以以图形化的方式展示每个节目或者PID的带宽情况（包括总带宽、有效带宽、码流空包、单个节目带宽以及每个PID带宽的最大最小值等）。

除了对上述内容进行监测以外，基于IP传输的数字电视码流深度监测系统还可以对节目的预览和音视频内容进行分析，并以可视化的方式呈现每个节目的音视频信息和各类参数，便于用户了解信号传输的情况，确保信号传输的正常进行。

4 基于IP传输的数字电视节目多画面监测分析

基于IP传输的数字电视节目多画面监测主要是借助节目多画面监测系统，对数字电视节目的音视频异态信息进行监测，并提供信息报警和多画面组合显示功能。与基于IP传输的数字电视码流深度监测有所不同，基于IP传输的数字电视节目多画面监测是针对画面这一单一元素进行的监测，其监测的原理相对简单，对象相对明确。在监测中，系统可以同时对多个节目平台的多个载波进行实时和轮巡的监听监看，将音视频状态实时地反馈出来，并在节目出现问题时发出明显的声光报警。具体来说，节目多画面监测主要包括以下几方面的内容。

4.1 音视频播放

基于IP传输的数字电视节目多画面监测系统可以支持用户通过实时或者录制的方式进行TS流的回传监看和节目监看。同时，支持视频类节目采用H.264格式转码，音频节目则可以采用AAC格式转码，然后通过TS格式封装[7]。另外，系统可以采用超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）、实 时 流 传 输 协 议（Real Time Streaming Protocol，RTSP）或者实时消息传输协议（Real Time Messaging Protocol，RTMP）等通用流媒体协议进行回传。在音视频播放过程中，系统也可以根据用户的操作显示所播放节目的EPG信息、信道和码流等方面的参数信息。

4.2 音视频质量异态报警

基于IP传输的数字电视节目多画面监测系统可以支持对音视频的静帧、无伴音、黑场、马赛克、彩条等情况进行动态的监测，并在监测发现这些情况时做出报警的处置，并且可以支持图像色彩和亮度方面的报警，实现了对错误的准确定位。同时，系统支持根据重大情况进行归类监测，用户可以根据需求配置报警的条件和方式。

4.3 多画面集中显示

在使用基于IP传输的数字电视节目多画面监测时，各个监测站配备有多画面服务器，用户可以根据需要灵活组织画面的显示，并进行数字节目的多画面监看[8]。同时，相关系统也为节目显示提供了高清显示性能的支持，确保监看的画面质量和效果。

5 结 语

基于IP传输的数字电视码流监测和节目多画面监测，是数字电视IP化改造过程的重要内容之一。IP传输的引入，使数字电视码流监测和节目多画面监测的方式均发生了明显的变化，而监测的方式也得到了优化，监测的质量得到了提升，从而保证了数字电视码流深度监测和节目多画面监测的能力和效果。当然，目前关于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测正处于探索深化阶段，相关技术和方法的应用也存在一定的缺陷和不足，需要在后续的研究与实践中加以深化和推进，以发挥基于IP传输的数字电视码流深度监测和节目多画面监测的优势。