论音频比对技术在广播播控系统中的应用

论音频比对技术在广播播控系统中的应用
何小林
【摘要】为了提高广播节目的安全性,在广播电台的播控系统中,增加音频采集和比对设备,应用音频内容的比对技术,对广播主、备播出通路、开路接收信号和原始播出信号等播出节目信息进行监测、预警以及错误内容记录.为广大的广播系统运维人员提供了有力的系统运维工具,从而提高了安全播出的智能性,减少人为故障时间.【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2016(040)007
【总页数】3页(P81-83)
【关键词】基于节目内容的比对;音频比对监测系统;原始播出节目信号
【作者】何小林
【作者单位】昆明广播电视台,云南昆明 650118
【正文语种】中文
【中图分类】TN931
广播是重要的媒体传播手段。

安全播出是每个广播电台的重要职责。

笔者长期在广播电台工作，对电台的安全播出系统非常熟悉。

经过长期的工作发现，作为整个传统广播系统的核心广播播控系统中存在以下的安全播出问题：
1) 在现有国内的广播系统中，安全播出是广播人员的重要职责。

为了播控系统的安全，往往在播控系统的建设中会利用冗余的方案。

也就是从直播间到总控直至发射台，会建设主、备冗余的传输链路。

而针对每个链路又会设计智能切换系统保
证信号的不间断播出。

很多建设了冗余传输链路的广播系统都出现过主、备通路播出内容不同的情况。

很多实际情况是，直至播出很长时间了，有听众反应才知晓播出的不是正确的节目内容。

那么怎样保证主、备传输链路上的节目内容一致性呢？怎样避免这种情况呢？或者又怎样提前预警？
2) 不法分子对广播系统的攻击造成的后果是可怕的。

黑台的存在也是对广播系统权益的侵害。

那么广播电台对自己的广播信号的监测就是广播系统面临的另一个课题。

怎样及时发现这些情况?
随着现代技术的发展，音频信号网络化技术和音频比对技术的日趋成熟，为解决这些问题提供了有利的手段。

音频比对技术[1-2]是与语音识别[3]有区别的。

音频比对技术是指从一段连续的音频信息中搜索出是否存在样本音频，并确定样本音频在该段连续的音频中的起始和结束位置,以及样本音频在该段连续音频中的完整性的技术。

实现音频比对技术的方法主要分为两种:一是利用提取音频特征参数来进行音频相似度比对;二是利用图形技术，将标准音频和被测音频同时转换为相同时间轴的波形，再利用图形识别技术来实现音频的比对。

但是，这类技术不考虑这段音频的具体内容。

而在广播播控系统[4]中采取音频比对的目的就是识别取样音频与原始音频的内容差异，从而报警提示或者记录。

所以，在利用原始的音频比对技术基础上，还得增加内容比对的方法。

在系统中可以采用提取样本音频信号的模糊特征值的方法来做音频内容的比对,从而及时发现差异音频信号。

而且，由于音频传输通路中的延迟是不可避免的，为了实现音频比对的准确性，必须通过时移的办法来对其取样音频和采集的比对音频，将两路音频采样序列对齐然后进行比对，以提高比对相似度的准确性。

为了解决前面遇到的问题，利用音频比对技术来设计适合广播系统的监测系统来帮
助值班人员及时发现故障，从而实现预警的功能。

首先，需要设计信号采集点以及信号采集通路。

不同的监测目的，可能需要采集不同的播出信号。

可以形象地将播出信号分为几类：原始播出信号、总控末级播出信号、开路接收信号；当然为了对广告播出的监控，还可以采集播出工作站的播出信号。

通过设计对着几种信号的比对就可以解决上面遇到的问题。

将原始播出信号作为样本音频，其他采集的音频信号作为待比对的音频信号。

通过样本信号和待比对信号的音频比对，做到提前预警，有效防止播出故障。

播出信号的采集方式也是与音频比对技术相关的。

笔者的方法是利用计算机的声卡对监测点的音频信号进行采集，然后编码为计算机数据进行比较的。

当然也可以利用专业的信号采集设备，将音频信号转化为计算机数据信号，然后再比对。

1) 原始节目信号
一般来讲直播间的输出信号可以作为最原始的播出节目信号。

可以在总控机房内对每个播出频率的矩阵前信号或者矩阵的输入信号进行播出原始信号的采集。

2) 总控末级信号
总控末级信号一般是指播控中心机房内去往发射台的光端机或者编码器的输入信号。

可以从具有网络采集功能的末级音分采集或者利用信号采集设备采集末级音分的输出。

3) 开路接收信号
开路接收信号比较好理解，就是收音机接收的信号。

将开路接收机的模拟输出信号接入信号采集设备或者利用具备网络编码功能的开路接收机采集开路信号。

4) 工作站输出信号
采集工作站输出信号的目的是为了保证广告的播出内容的准确性和时效性，广告是严格按照计算机程序设定好的时间播放的，避免出现漏播或者误播，甚至人为故障。

播出工作站的信号采集可以是在直播间部署信号采集设备然后送往总控机房，或者
通过直播调音台的直通功能将播出工作站的信号直接送往总控机房然后通过矩阵进行采集。

几种采集后的音频信号的比对结果的作用如下：
A、主、备通路的总控末级信号比对
通过主、备通路的总控末级信号比对，如图1所示，可以预防主、备传输通路的播出内容不一致的情况。

及时提醒技术值班人员，及时发现故障，及时解决。

B、总控末级信号与原始信号的比对
通过直播间原始信号和总控末级信号的比对，如图2所示，可以解决总控末级信号和原始播出信号不一致的情况，及时发现传输链路中的故障现象，避免劣播。

C、开路信号与原始播出信号的比对
通过开路信号和原始播出信号的比对，如图3所示，可以及时发现播出内容级的故障，发现不法分子的攻击或者黑台的存在，避免政治性的重大播出事故[4]。

D、原始播出信号与播出工作站的信号比对
通过播出原始信号和播出工作站信号的比对，如图4所示，可以有效防止广告节目的误播、漏播情况，避免给广播电台带来不必要的经济损失。

E、发射台主、备通路信号的比对
在发射机的前端将主、备通路的信号进行比对，从而监测播出内容的正确性。

当然，音频比对的结果也达不到100%的准确，是有一定的误差的。

在比对系统出现报警提示的时候，
最好能够人工选择对监测点的音频进行监听而最后确认。

应用监测系统提供的监测信息，也能够提供其他的辅助功能。

例如：错误音频的记录、音频比对相似度记录等等。

通过这些记录而延展出各种统计报表，可以帮助广播系统提高播出的安全性。

监测系统也为系统的运维人员提供了便利的监测工具，解放更多的劳动力。

通过音频比对技术的应用，广播播控系统可以对播出节目的内容做到全面的监控，能够有效地增加节目播出内容的安全性，减少错播故障率，对与电台广告的播出监控也有一定的作用。

对于发射台的安全播出、预防不法分子的攻击和黑台侵权也具有很好的预警作用。

这个系统也为广播电台的广大运维人员提供了便利的智能监测工具，减少了人力工作量。

【相关文献】
[1] 郭兴吉，范秉琪.基于特征的音频比对技术[J].河南师范大学学报(自然科学版)，2006(2)：35-39.
[2] 郑菜娟，夏克铭，吴岩，等.音频比对系统在浙江开化中波台的应用[J].电声技术，2009，
33(12)：82-84.
[3] 禹琳琳.语音识别技术及应用综述[J].现代电子技术，2013(13)：43-45.
[4] 邓丽玲.广播播控系统可靠性分析及解决方法[J].广播与电视技术，2015(5)：75-77.
责任编辑：史丽丽。