數(shù)字電視信號(hào)傳輸故障自動(dòng)判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子信息領(lǐng)域，應(yīng)用于廣播電視行業(yè)，播出及演播室視頻音頻信號(hào)處理。本發(fā)明涉及一種視頻音頻信號(hào)處理方法，特別涉及一種數(shù)字電視信號(hào)傳輸故障自動(dòng)判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電視臺(tái)數(shù)字播出系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)中一些技術(shù)設(shè)備常發(fā)生故障，常見(jiàn)的是信號(hào)中斷、信號(hào)出現(xiàn)靜幀、信號(hào)出現(xiàn)黑場(chǎng)、信號(hào)失去同步和無(wú)聲音等故障，尤其是在電視臺(tái)的播出環(huán)節(jié)，當(dāng)出現(xiàn)上述故障時(shí)都會(huì)給電視臺(tái)和觀眾造成很大的影響，目前對(duì)于信號(hào)傳輸中出現(xiàn)的上述故障，還沒(méi)有一個(gè)及時(shí)有效的方法解決。在該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)和國(guó)際在技術(shù)上處理上述故障，是采用間接的方法，使用了監(jiān)播系統(tǒng)，是把各個(gè)信號(hào)傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)都取出一路信號(hào)，進(jìn)行集中監(jiān)控和使用告警功能進(jìn)行提醒，由監(jiān)播系統(tǒng)進(jìn)行判斷再由技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)處理，監(jiān)播系統(tǒng)存在的問(wèn)題，一是多路信號(hào)集中監(jiān)視告警，受SDI信號(hào)傳輸距離的限制，所以使用了壓縮編碼然后再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，這樣就存在著線路多和線路長(zhǎng)本身引入的故障，二是網(wǎng)絡(luò)傳輸受制于網(wǎng)速及網(wǎng)絡(luò)病毒等因素的影響，二是進(jìn)行了壓縮編碼本身帶來(lái)信號(hào)損失很容易形成誤判，三是發(fā)現(xiàn)故障后在進(jìn)行人工處理故障，導(dǎo)致故障處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要解決上述問(wèn)題，提供一種數(shù)字電視信號(hào)傳輸故障自動(dòng)判斷方法。
[0004]本發(fā)明的方法是:
[0005]對(duì)數(shù)字SDI信號(hào)進(jìn)行解碼，還原數(shù)字視頻和數(shù)字音頻采樣信號(hào)，再把每一幀圖像采樣信號(hào)與下一幀圖像采樣信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果對(duì)比的結(jié)果數(shù)值相同，數(shù)值且不為零，則判斷為圖像靜幀，如果對(duì)比的結(jié)果數(shù)值相同，數(shù)值且為零，則判斷為圖像黑場(chǎng)，如果對(duì)比的結(jié)果數(shù)值不同，則判斷為正常圖像信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1本發(fā)明的信號(hào)故障判斷原理框圖。
[0007]圖2本發(fā)明的采樣脈沖產(chǎn)生框圖。
[0008]圖3本發(fā)明的MCU工作原理。
[0009]圖4本發(fā)明的總控MCU工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明對(duì)串行視頻信號(hào)中的各個(gè)視頻特征信號(hào)進(jìn)行分離，使用解碼器進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，恢復(fù)定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)和視音頻采樣信號(hào)，再根據(jù)各自的特征信號(hào)，經(jīng)由相應(yīng)的硬件電路，再結(jié)合MCU對(duì)特征信號(hào)進(jìn)行采樣分析然后再做出準(zhǔn)確判斷。原理見(jiàn)圖1。
[0011]本發(fā)明的具體步驟如下:
[0012](一 )、靜幀和黑場(chǎng)信號(hào)的判斷
[0013]信號(hào)的靜幀和黑場(chǎng)判斷是由兩部分組成，一部分是硬件部分，另一部分是軟件部分，硬件部分完成信號(hào)的串并轉(zhuǎn)換，特征信號(hào)的提取及處理，軟件部分主要是單片機(jī)的軟件程序，完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、比較、運(yùn)算及判斷任務(wù)；
[0014]硬件部分
[0015]數(shù)字標(biāo)清PAL制數(shù)字電視圖像是采用隔行掃描方式，一幅圖像是由兩場(chǎng)組成，每一場(chǎng)亮度信號(hào)的有效掃描是720 X 288個(gè)樣點(diǎn)，色度信號(hào)的有效掃描也是720 X 288個(gè)樣點(diǎn)，數(shù)字高清PAL制數(shù)字電視圖像是采用隔行掃描方式，一幅圖像是由兩場(chǎng)組成，每一場(chǎng)亮度信號(hào)的有效掃描是1920 X 540個(gè)樣點(diǎn)，色度信號(hào)的有效掃描也是1920 X 540個(gè)樣點(diǎn)，相鄰兩場(chǎng)之間永不相等，所以采樣必須按照隔行掃描的規(guī)律，采樣必須選擇奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)。
[0016]方法中采用的是偶數(shù)場(chǎng)判斷，首先在基準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)中提取幀定時(shí)信號(hào)F，場(chǎng)定時(shí)信號(hào)V和行定時(shí)信號(hào)H，F(xiàn)VH是同步脈沖信號(hào)，用邏輯電路選擇在偶數(shù)場(chǎng)為有效場(chǎng)(也可以選擇奇數(shù)場(chǎng))，再選擇在偶數(shù)場(chǎng)的有效行為采樣行，每個(gè)有效行總的樣點(diǎn)是，標(biāo)清亮度為720個(gè)，標(biāo)清色度色度為720個(gè)，高清亮度1920個(gè)高清色度1920個(gè)。
[0017]由于全部采樣的樣值過(guò)大，為了減少M(fèi)CU存儲(chǔ)和計(jì)算的壓力，采取對(duì)以上樣點(diǎn)再進(jìn)行抽樣，抽樣脈沖是通過(guò)邏輯電路實(shí)現(xiàn)。標(biāo)清是利用有效場(chǎng)和有效行脈沖對(duì)27MHz采樣脈沖選通，產(chǎn)生每一有效行1440個(gè)采樣脈沖，然后再經(jīng)由分頻電路，對(duì)1440個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行256次分頻，產(chǎn)生6個(gè)采樣脈沖，經(jīng)過(guò)以上處理后每一行實(shí)際的采樣點(diǎn)為6個(gè)。
[0018]高清是利用有效場(chǎng)和有效行脈沖對(duì)74.25MHz采樣脈沖選通，產(chǎn)生每一有效行1920個(gè)采樣脈沖，然后再經(jīng)由分頻電路，對(duì)1920個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行256次分頻，產(chǎn)生8個(gè)采樣脈沖，經(jīng)過(guò)以上處理后每一行實(shí)際的采樣點(diǎn)為8個(gè)，圖2為采樣脈沖產(chǎn)生框圖。
[0019]串并解碼器將解碼器輸出的并行信號(hào)，標(biāo)清信號(hào)以27MHz的速率送給緩存器，但是緩存器存儲(chǔ)于輸出的頻率是經(jīng)過(guò)每行以上256次分頻后的頻率，樣值只是每行取了 6個(gè)樣點(diǎn)的樣值，再把每個(gè)樣值送給MCU進(jìn)行樣值比較。同樣高清信號(hào)以74.25MHz的速率送給緩存器，但是緩存器存儲(chǔ)于輸出的頻率是經(jīng)過(guò)每行以上256次分頻后的頻率，樣值只是每行取了 8個(gè)樣點(diǎn)的樣值，再把每個(gè)樣值送給MCU進(jìn)行樣值比較。
[0020]軟件部分
[0021]MCU的工作是由軟件實(shí)現(xiàn)的，為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，MCU只是存儲(chǔ)了當(dāng)前樣值的前一個(gè)樣值，MCU再將現(xiàn)在實(shí)時(shí)的樣值與前一個(gè)存儲(chǔ)的樣值進(jìn)行比較，比較采用異或的方式，并把比較結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)把現(xiàn)在的樣值進(jìn)行存儲(chǔ)，作為下一個(gè)樣值的比較樣值。標(biāo)清一幀圖像總計(jì)有288X6個(gè)樣值進(jìn)行同樣的比較，高清一幀圖像總計(jì)有540X8個(gè)樣值進(jìn)行同樣的比較，最后的這個(gè)樣值比較結(jié)果就是這一幅圖像的最終樣值結(jié)果，再把這一幅圖像的最終樣值結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)，按照以上的步驟繼續(xù)比較計(jì)算得出下一幅圖像的樣值，把兩幅圖像的樣值進(jìn)行比較，如果樣值相同則相鄰兩幅圖像相同，如果兩個(gè)樣值不同則兩幅圖像不同，PAL制數(shù)字高標(biāo)清信號(hào)一秒有25幀圖像，如果在一秒鐘之內(nèi)出現(xiàn)了連續(xù)25個(gè)結(jié)果相同的樣值，則MCU判斷為圖像已經(jīng)出現(xiàn)靜幀畫(huà)面一秒時(shí)間，如果兩幅相鄰的圖像樣值相同，并且樣值都為零，則MCU判斷為圖像已經(jīng)出現(xiàn)黑場(chǎng)，MCU將靜幀指示信號(hào)和黑場(chǎng)指示信號(hào)分別輸出，分別作為信號(hào)的故障判斷指示信號(hào)。MCU工作原理方框圖見(jiàn)圖3。
[0022](二)、信號(hào)中斷的判斷
[0023]對(duì)于數(shù)字高清和數(shù)字標(biāo)清信號(hào)中斷的判斷是利用SDI碼流來(lái)判斷，標(biāo)清碼流是270MHz，高清碼流是1485MHz，專(zhuān)門(mén)利用一個(gè)碼流判斷芯片，該芯片有專(zhuān)用的指示輸出，當(dāng)有碼流輸入時(shí)指示輸出為低電平，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)該指示輸出高電平，通過(guò)硬件電路將該指示送人MCU信號(hào)輸入引腳，為了防止誤判和提供判斷精度，同時(shí)引入了場(chǎng)同步脈沖，MCU檢測(cè)到有同步脈沖并且信號(hào)中斷指示為低電平時(shí)，MCU判斷指示為信號(hào)正常，否則指示為中斷。
[0024](三)、音頻信號(hào)的判斷
[0025]對(duì)于數(shù)字高標(biāo)清信號(hào)串行傳輸，音頻是作為輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，是嵌入到視頻信號(hào)的場(chǎng)消隱和行消隱期間，首先是將嵌入在消隱期間的音頻進(jìn)行解嵌，在解嵌后提取音頻特征信號(hào)，由于嵌入音頻數(shù)據(jù)包有兩種類(lèi)型，為了適應(yīng)兩種類(lèi)型的音頻信號(hào)所以在這里提取的是音頻共有的包頭信號(hào)，結(jié)合提取包頭后面的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行判斷，將兩個(gè)指示信號(hào)同時(shí)送人MCU，由MCU來(lái)完成判斷，有包頭信號(hào)還有包頭后面的輔助數(shù)據(jù)信號(hào)，則為音頻正常，有包頭信號(hào)沒(méi)有輔助數(shù)據(jù)信號(hào)則為音頻故障，沒(méi)有包頭信號(hào)同時(shí)沒(méi)有輔助數(shù)據(jù)信號(hào)則為音頻故障，沒(méi)有包頭信號(hào)有輔助數(shù)據(jù)信號(hào)則為音頻故障。
[0026](四)信號(hào)切換、故障的告警及故障存儲(chǔ)
[0027]以上對(duì)信號(hào)處理及故障判斷過(guò)程只是對(duì)一路信號(hào)，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障處理需要對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行同樣的處理，每一路都輸出判斷信號(hào)，每一路的各種故障的判斷信號(hào)包含有:信號(hào)靜幀、信號(hào)黑場(chǎng)、信號(hào)中斷信號(hào)無(wú)聲音，對(duì)這些判斷信號(hào)進(jìn)行編碼，多路編碼后的判斷信號(hào)通過(guò)總線方式，送至一個(gè)總控MCU，由總控MCU匯總各路故障情況，并進(jìn)行綜合判斷，對(duì)各路故障情況向外部電路發(fā)送指令，總控MCU工作原理見(jiàn)圖4?？偪豈CU具體向外部發(fā)出的指令是:
[0028]1、切換命令:發(fā)送切換命令是按照多路信號(hào)優(yōu)先選擇的方式，發(fā)送給切換器電路，多路判斷信號(hào)同時(shí)送人MCU，通過(guò)軟件程序進(jìn)行優(yōu)先選擇，優(yōu)先選擇器中設(shè)定的優(yōu)先級(jí)順序是1-2-3-4.....η ;1代表的是切換器中信號(hào)接入的第一個(gè)入口，2代表的是切換器中信號(hào)接入的第二個(gè)入口，η代表的是切換