文/孫棟良

1.引言

目前，許多電臺已具備了相對完善的廣播制播和鏈路的音頻信號監(jiān)測，可以準確定位傳輸鏈路中的故障點并作出快速處理。但對于各節(jié)點之間的音頻信號質(zhì)量差異，甚至是發(fā)射接收回來的信號與臺內(nèi)鏈路各節(jié)點的質(zhì)量差異，目前無法進行監(jiān)測和對比。這種不同信號源的音頻質(zhì)量和內(nèi)容的對比，對于快速發(fā)現(xiàn)和全面掌握廣播音頻傳輸鏈路上的問題非常有幫助，尤其是發(fā)射接收回來的信號與總控末級輸出信號的內(nèi)容對比，無需實時監(jiān)聽就能發(fā)現(xiàn)是否有信號干擾，甚至可以幫助技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)傳輸端有可能被接入非法信號的情況。因此，對多音頻信號源的對比系統(tǒng)技術(shù)研究顯得非常有必要。我臺技術(shù)人員與杭州聯(lián)匯科技技術(shù)人員共同努力完成此研究。

2.音頻信號對比系統(tǒng)介紹

ACA （Audio Consistency Analyzer）音頻信號對比系統(tǒng)采用3U機架，每臺設(shè)備最多支持4頻率（即4對音頻信號的檢測），音頻信號對比系統(tǒng)后面板如圖1。

圖1 音頻信號對比系統(tǒng)后面板

8路模擬立體聲輸入，8路AES立體聲輸出，PCI接口（也有PCIE接口），后面卡儂頭用不到的用擋片擋住。多音頻信號源的對比技術(shù)可應(yīng)用于廣播總控、發(fā)射臺、檢測中心，廣播總控用于判斷總控末級輸出信號和調(diào)音臺輸出信號的一致性；總控末級信號和發(fā)射接收回來的信號的一致性；發(fā)射臺發(fā)射接收回來的信號和光端機、微波輸出信號的一致性；檢測中心可以判斷播出信號是否被干擾或者侵入。報警信息通過網(wǎng)絡(luò)輸出，可輸出到總控、發(fā)射臺、檢測中心，協(xié)議需配置統(tǒng)一。軟件功能包括主機的web服務(wù)，以及一個獨立的APP。獨立的APP基于windows開發(fā)，與主機之間通過網(wǎng)絡(luò)通信。

2.1 主機功能

主機基于Linux操作系統(tǒng)開發(fā)，為用戶提供web服務(wù)。支持火狐、IE和Google瀏覽器。對設(shè)備后面板接入的第1、2路，第3、4路，第5、6路，第7、8路信號進行內(nèi)容的一致性對比:即對所有信號進行靜音、噪音、過載，反相檢測（噪音檢測不做強制要求）[1]。超過參數(shù)設(shè)置的閾值，設(shè)備蜂鳴器報警，軟件界面警報燈亮起；可以手動關(guān)閉警報；系統(tǒng)記錄報警日志，可查看和導(dǎo)出，后臺定期清理日志，日志可接入日志中心；報警信息通過網(wǎng)絡(luò)輸出，可輸出到用戶需要的平臺；一致性報警的準確率高?？梢杂涗浻脩舻牡卿?、退出、修改參數(shù)等信息?？梢詫θ我馔ǖ肋M行手動監(jiān)聽和自動輪巡監(jiān)聽。通道和頻率名稱可自定義，界面可以顯示自定義的通道名。系統(tǒng)能夠自動找到主備兩路信號的延時，自動定位信號初始點。系統(tǒng)嵌入html的聯(lián)機幫助。界面通過瀏覽器直接訪問，訪問界面如圖2界面，包括實時狀態(tài)查詢、報警日志查詢、操作日志查詢、檢測項參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置，用戶登錄可以配置參數(shù)，用戶密碼可以修改。登錄用戶，即管理員，可以修改系統(tǒng)參數(shù)、修改密碼，擁有所有權(quán)限；非登錄用戶，查詢、導(dǎo)出報警和操作日志，設(shè)置手動或輪巡監(jiān)聽。

圖2 訪問界面

2.1.1 實時查詢

實時查詢界面（訪問界面）如圖2，可對頻道名字和頻率名字配置，音量條不做修改。可設(shè)置監(jiān)聽方式，手動和自動。如果選擇手動，自動輪巡和時間間隔無法編輯；反之亦然。時間間隔可手動輸入，單位默認為秒，取值范圍5～60S。報警的時候，相應(yīng)通道報警燈亮起，并且報警按鈕變紅，報警信息通過網(wǎng)絡(luò)輸出。如果誤報或者是停機檢修，可以通過單擊解除報警取消報警，直到下一次故障時再次亮起。如果有些通道沒有接輸入，音量條這里無輸入，所有警示燈沒有顏色，整個背景用灰色顯示。

2.1.2 報警日志查詢

報警日志查詢點擊如圖2左邊第二項。出現(xiàn)故障類型、通道、頻率、日期等項，故障類型分:全部、靜音、過載。不一致，反相；通道:全部，IN1，IN2…IN8；頻率:根據(jù)所配置的頻率；日期，嵌入日歷控件，單擊彈出日歷可選擇；點導(dǎo)出，可導(dǎo)出查詢結(jié)果；后臺可自動定期清理記錄；日志接入日志中心。

2.1.3 操作日志查詢

操作日志查詢?nèi)鐖D2左邊第三項點開，根據(jù)日期進行查詢，對于管理員，需要記錄所有重要操作，包括登錄、退出、修改密碼操作，設(shè)置所有報警參數(shù)操作。導(dǎo)出查詢結(jié)果，系統(tǒng)定期清理日志，日志接入日志中心。

2.1.4 檢測項參數(shù)設(shè)置界面

檢測項參數(shù)設(shè)置界面如圖2左邊第四項點開，不一致等相關(guān)參數(shù)據(jù)根據(jù)實際需要進行選擇。靜音、過載和反相需要模塊開啟后才會顯示，檢測項參數(shù)設(shè)置保存生效。

2.1.5 系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置如圖2左邊第五項點開，可以網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、日志參數(shù)設(shè)置、端口設(shè)置、總控報警輸出設(shè)置、密碼設(shè)置。設(shè)備IP地址修改后，需要退出web重新登錄。

2.2 APP功能

APP功能主要用于大屏顯示，與主機通過網(wǎng)絡(luò)通信，支持win7、win8系統(tǒng)，需要上大屏，支持的分辨率有1440X900，1920X1080，1366X768；界面采取皮膚的方式，通道數(shù)量可配置；不同設(shè)備中的頻率可自由組合。超過參數(shù)設(shè)置的閾值，軟件界面警報燈亮起，可以手動關(guān)閉警報。對任意通道進行手動監(jiān)聽和自動輪巡監(jiān)聽。擁有主界面、設(shè)備管理界面、組屏設(shè)置界面，各界面也為窗口式。主界面有兩種監(jiān)聽方式，即手動和自動。如果選擇手動，自動輪巡和時間間隔無法編輯；反之亦然。時間間隔可手動輸入，單位默認為秒。取值范圍5～60S。手動監(jiān)聽時，還可以通過單擊任意VU彩條切換監(jiān)聽。報警的時候，相應(yīng)通道報警燈亮起，報警按鈕變紅。如果誤報，或者是停機檢修，可以通過單擊解除報警取消報警，直到下一次故障時再次亮起。單擊任意VU彩條可切換監(jiān)聽。設(shè)備管理界面，根據(jù)設(shè)備IP地址和端口號添加設(shè)備。添加后，可以獲取通道信息。在添加時，可通過“連接”按鈕檢測與設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)是否連通。組屏設(shè)置界面首先設(shè)置界面布局方式，添加頻率，頻率名稱要與web中配置的一致。通過拖動，可將頻率拖動至上方的任意位置中。

3.音頻信號對比系統(tǒng)實現(xiàn)

技術(shù)人員利用ACAStation.Web的Web站點，ModuleACAServer.dll服務(wù)端，ACAWatch.exe堅 持 端，VS2010版本工具研發(fā)，MySql數(shù)據(jù)庫制作[2]。軟件結(jié)構(gòu)如圖3，模塊各項功能與程序結(jié)構(gòu)的關(guān)系如表1。

圖3 軟件結(jié)構(gòu)

表1 模塊功能與程序結(jié)構(gòu)的關(guān)系

系統(tǒng)運行日志配置的功能:日志開關(guān)，輸出系統(tǒng)運行日志，以log文件的形式輸出，0不輸出日志；1輸出報警時的檢測值，即閥值運行范圍外的值；2輸出全部檢測值。幾個報警類型分別設(shè)置，不同類型輸出不同的log文件。報警輸出應(yīng)該包括幾個要素:時間、輸入通道（即頻率的主輸出還是發(fā)射接收回來的）、檢測值、報警閥值。

監(jiān)聽功能:監(jiān)聽功能使用監(jiān)聽dll，dll即延遲鎖相環(huán)（Delay-locked loop，簡稱DLL），廣泛應(yīng)用于時序領(lǐng)域，它可以采用時鐘頻率測量法和時鐘比較法實現(xiàn)。

頻道參數(shù)說明:所有監(jiān)測項的閥值都設(shè)定三個，第一個標(biāo)識為提醒，第二個標(biāo)識為預(yù)警，第三個標(biāo)識為報警。默認情況下，靜音和過載只支持第一個，只有一致性支持三個。

系統(tǒng)參數(shù)配置:系統(tǒng)參數(shù)配置如表2。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計（采用MySql數(shù)據(jù)庫）、軟件執(zhí)行腳本，因開發(fā)公司保密性，這里不再累述。

表2 系統(tǒng)參數(shù)配置

結(jié)語

通過對音頻信號對比系統(tǒng)技術(shù)的學(xué)習(xí)研究，可以廣泛應(yīng)用到今后的工作中，特別是對西安廣播電視臺音頻鏈路傳輸技術(shù)的深層次分析，對工作實踐中出現(xiàn)的問題快速判斷、解決反應(yīng)，有極大的幫助。本系統(tǒng)應(yīng)用研究多路音頻信號對比能夠達到實用化的準確率要求，可以長期使用，能更好地為廣電行業(yè)服務(wù)。在這里特別感謝我臺參與研究的同事和杭州聯(lián)創(chuàng)科技的大力支持，你們辛苦了。

[1]易克初、田斌，語言信號處理[M]，北京:國防工業(yè)出版社，2003:79

[2]唐漢明 《深入淺出Mysql》數(shù)據(jù)庫開發(fā)、優(yōu)化與管理維護，人民郵電出版社第二版2014.01