專利名稱：一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的方法，是一種計算 機(jī)視音頻數(shù)字處理的方法，是一種數(shù)字電視新聞的信號采集和制作的方法，是一種分析視 音頻信號或流是否有用而確定是否對其進(jìn)行錄制的方法。
背景技術(shù)：
電視臺為滿足電視節(jié)目，特別是新聞電視節(jié)目制作的需要，電視臺通過專用線路 與其他電視臺交換電視節(jié)目，為此電視臺的信號采集部門(一般稱作收錄科室)每天需要收 錄大量其他電視臺或通訊社的信號內(nèi)容。傳統(tǒng)上，電視臺將外來信號接收后錄制到磁帶上 供后續(xù)使用，現(xiàn)在由于技術(shù)的進(jìn)步，大多使用視頻服務(wù)器等數(shù)字設(shè)備，直接將外來的有效信 號接收后轉(zhuǎn)換成數(shù)字視音頻文件存儲下來，供后續(xù)使用，這個過程通常也稱之為“采集”。在 與某個電視臺或通訊社的專用節(jié)目交換線路上，不是每時每刻都有有效信號，通常是時斷 時續(xù)的有效信號。在很多情況下，收到的信號并無用處，是一些空白或黑屏等等。而有效信 號往往是突發(fā)傳送的，無法預(yù)知的，并且是全天候的。白天監(jiān)控人員較多還可以人工識別并 控制收錄，以達(dá)到有效的收錄，但在夜間，無人值守的時候，則難以控制。比如北京某電視臺 或者新聞組織預(yù)定了 CNN的新聞，CNN在當(dāng)?shù)氐陌滋鞎r間不固定的把信號傳給北京，不會通 知北京方面何時在傳輸信號。而此時，可能北京時間正好是夜里。為了解決這個問題，現(xiàn)在 大部分電視臺在夜間都采用全面錄制的方法，即不管是否為有效信號還是無效信號全部錄 制下來，所述的無效信號指的是信號圖像靜止，沒有圖像內(nèi)容、沒有聲音內(nèi)容，如靜幀(活動 圖像靜止，只顯示一幅靜止畫面)、黑屏、靜音(無聲音)等等，這些采集成素材后在節(jié)目制作 的環(huán)節(jié)中不可能使用的信號；有效信號指的是信號聲音畫面內(nèi)容播放連續(xù)，沒有長時間的 靜幀、黑屏、靜音等現(xiàn)象的、采集之后可以用于編輯制作的信號。全面錄制的方法一個晚上 往往采集10幾個小時的素材，白天再進(jìn)行挑選有效素材，這樣的工作流程雖然實現(xiàn)了無人 值守，但是有兩個弊端首先是從10幾個小時的素材中挑選有效素材，費(fèi)時費(fèi)力。再則全 面錄制，非常浪費(fèi)存儲空間。10小時的標(biāo)清電視節(jié)目素材，大概120GB 200GB磁盤空間；10 個小時高清電視節(jié)目素材，大概需要500GB 1TB (1000GB)的磁盤空間。其中可能只有不到 1/10是有效素材，磁盤資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。一條采集專用線路上即需要預(yù)留這樣多的磁盤 空間，數(shù)十條上百條的采集專用線路所需要的預(yù)留磁盤空間就十分可觀了。需要指出的是，此處所說的信號，其傳輸?shù)膬?nèi)容既可以是無壓縮的視音頻信號(例 如SDI數(shù)字視音頻或者模擬視音頻等)，也可以是經(jīng)過壓縮的視音頻數(shù)據(jù)(例如TS碼流等)。 如果內(nèi)容為TS碼流等壓縮視音頻數(shù)據(jù)時，行業(yè)內(nèi)也常簡稱為“流”，所以本文件中以“信號 或流”來統(tǒng)稱上述兩種情況，為了敘述方便，本文中有些地方將“信號或流”簡稱為“信號”， 實際處理中，可以認(rèn)為信號和流的處理過程基本是等價的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出了一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的方法。所述的方法通過對節(jié)目交換所使用的采集專用線路上的數(shù)字圖像和聲音 信號或流的檢測，確定是否為有效信號或流，通過控制裝置決定是否開始采集或停止正在 進(jìn)行的采集。所述的方法實現(xiàn)功能就是采集設(shè)備自動識別畫面內(nèi)容和聲音內(nèi)容的有效性來 控制采集的開始和停止。當(dāng)采集專用線路傳送的是黑場、靜幀等無效信號的時候停止采集， 當(dāng)有有效信號的時候，自動觸發(fā)采集；或者根據(jù)自定義設(shè)置的情況，根據(jù)不同的畫面內(nèi)容進(jìn) 行自動觸發(fā)采集，比如根據(jù)彩條信號觸發(fā)采集，或根據(jù)活動畫面觸發(fā)采集等等，實現(xiàn)全自動 收錄的功能。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的 方法，所述方法使用的硬件包括采集專用線路，與采集專用線路連接的插接在信號采集服 務(wù)器上的視音頻I/O板卡，所述的信號采集服務(wù)器上設(shè)置有信號檢測采集器和硬盤，所述 的信號檢測采集器包括信號檢測裝置、反饋裝置、控制裝置、采集裝置，其特征在于，所述 方法的步驟如下
接收信號的步驟用于視音頻I/O板卡接收采集專用線路上的信號或流，不論是有效 信號或流還是無效信號或流，所有信號或流一律接收并數(shù)字化處理成視音頻數(shù)據(jù)，發(fā)送給 信號檢測采集器；
信號檢測的步驟用于信號檢測采集器的信號檢測裝置通過信號檢測法對來自視音頻 I/O板卡的視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測，得出信號是否有變化的結(jié)果，并將結(jié)果傳輸至反饋裝 置，信號或流變化的情況有兩種一種是無效信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄?，一種是有效信號 或流變?yōu)闊o效信號或流；
反饋的步驟用于反饋裝置將信號檢測裝置得出的信號或流內(nèi)容是否有變化的結(jié)果傳 輸給控制裝置；
控制的步驟用于控制裝置通過確認(rèn)反饋裝置發(fā)來的信號或流內(nèi)容是否有變化的結(jié) 果，控制采集裝置采集或者停止采集，如果是“無效信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄鳌眲t發(fā)出采 集裝置開始采集的指令，如果是“有效信號或流變?yōu)闊o效信號或流”則發(fā)出采集裝置停止采 集的指令；
信號采集的步驟用于信號采集裝置根據(jù)信號的格式所設(shè)置的參數(shù)，將來自視音頻I/ 0板卡的音視頻數(shù)據(jù)形成視音頻文件并記錄到硬盤上。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明采用信號檢測裝置，通過對電視信號或流的檢 測，判定哪些是有效信號或流，哪些是無效信號或流，有選擇的采集信號或流，節(jié)省了大量 人力物力。使采編人員從惱人的毫無技術(shù)含量的信號挑選工作中解放出來，節(jié)省了大量的 磁盤空間，縮短了節(jié)目制作的周期。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明的實施例一所述方法使用的系統(tǒng)示意圖； 圖2是本發(fā)明的實施例一所述方法的流程圖3是本發(fā)明的實施例二所述方法的黑場檢測示意圖。
具體實施例方式實施例一
本實施例是一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的方法，所述方法使用的 硬件，如圖1所示，包括采集專用線路，與所述信號采集線路連接的視音頻I/O板卡，所述 的視音頻I/O板卡插接在信號采集服務(wù)器上。采集專用線路采集專用線路的“專用”有兩個層面的意思一個是技術(shù)層面，采 集的鏈路是同軸電纜，衛(wèi)星接收機(jī)或者其它電視接收設(shè)備將接收的射頻信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號 后，通過同軸電纜輸出給采集板卡。一個是業(yè)務(wù)層面，通常情況下，來自各大電視新聞機(jī)構(gòu) 的視頻圖像源都是專門架設(shè)的，在日常保障和傳輸?shù)闹匾苑矫鎯?yōu)于其他普通信號。視音頻I/O板卡視音頻I/O板卡是插接在服務(wù)器主板擴(kuò)展槽上的擴(kuò)展卡，主要將 輸入的數(shù)字或模擬串行信號或流轉(zhuǎn)換成視音頻數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)的物理內(nèi)存中。信號檢測采集器也被設(shè)置在信號采集服務(wù)器之中，負(fù)責(zé)分析處理視音頻I/O板卡 傳輸過來的視音頻數(shù)據(jù)，如果是有效信號或流則采集并記錄成視音頻文件。如果是無效信 號或流則停止采集或不采集。信號檢測采集器可以是軟件系統(tǒng)，也可以是硬件系統(tǒng)，可以作 為軟件安裝在信號采集服務(wù)器的操作系統(tǒng)中，也可以制作作為硬件作為擴(kuò)展板卡插接在信 號采集服務(wù)器的擴(kuò)展槽上，或者直接在視音頻I/O板卡上，但這樣做板卡的成本太高，不易 形成產(chǎn)品。信號檢測采集器中包括信號檢測裝置、反饋裝置、控制裝置、采集裝置。信號檢測 裝置實時對信號或流進(jìn)行特征檢測，發(fā)現(xiàn)信號或流內(nèi)容有變化時，通過反饋裝置通知控制 裝置，控制裝置會根據(jù)反饋裝置提供的信息判斷是否采集，實現(xiàn)信號或流的自動化采集。信號檢測裝置信號檢測主要是根據(jù)視音頻I/O板卡輸出的數(shù)據(jù)，在采集過程中 程序會完成一次有效檢測所需的幀的數(shù)量，實時地進(jìn)行特征匹配或邊緣檢測。反饋裝置主要是根據(jù)不同的檢測條件，將檢測結(jié)果實時反饋給控制裝置。控制裝置主要是根據(jù)反饋裝置提供的反饋信息發(fā)出控制指令，控制采集裝置開 始采集或者停止采集。采集裝置根據(jù)設(shè)置的參數(shù)將來自視音頻I/O板卡的音視頻數(shù)據(jù)形成視音頻文件 并記錄到指定的物理存儲上。信號采集服務(wù)器所述的信號采集服務(wù)器包括計算機(jī)系統(tǒng)通常配備的軟硬件設(shè) 施操作系統(tǒng)、CPU、內(nèi)存、硬盤等。視音頻I/O板卡、信號檢測采集器、硬盤都需要設(shè)置在信 號采集服務(wù)器中。本實施例所述方法的步驟如下，流程如圖2所示
接收信號的步驟用于板卡接收采集專用線路上的信號或流，不論是有效信號或流還 是無效信號或流，所有信號或流一律接收并數(shù)字化處理成視音頻數(shù)據(jù)。將接收到并數(shù)字化 處理成視音頻數(shù)據(jù)的信號或流以幀為單元存入板卡緩存。這一步驟十分重要，可以將所有 接收到的信號或流放入緩存中，一旦出現(xiàn)有用的信號或流時不至于丟失。然后把采集的視音頻數(shù)據(jù)都傳送給信號檢測采集器。
信號檢測采集器主要是進(jìn)行信號檢測，采集等工作。 信號檢測的步驟用于信號檢測裝置通過信號檢測法對存儲在物理內(nèi)存上的視音 頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測，得出信號或流內(nèi)容是否有變化的結(jié)果，并將結(jié)果傳輸至反饋裝置，信號變化的情況有兩種一種是無效信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄?，一種是有效信號或流變?yōu)?無效信號或流。這個步驟是周而復(fù)始的進(jìn)行著的。信號檢測裝置對存儲在物理內(nèi)存上的視 音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不管信號或流為有效信號或流還是無效信號或流，將只保留最后5幀 視音頻數(shù)據(jù)，釋放其他視音頻數(shù)據(jù)，接著將后面進(jìn)入緩存的視音頻數(shù)據(jù)與前面5幀視音頻 數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，檢測完后還是只保留最后5幀視音頻數(shù)據(jù)，釋放其他視音頻數(shù)據(jù)。此檢測在 系統(tǒng)工作期間持續(xù)進(jìn)行。本步驟是本實施例的關(guān)鍵，只有信號檢測的正確才能保證正確的判斷有效素材還 是無效素材，保證素材采集的質(zhì)量。信號檢測法有多種方法，最常用并且容易實施的是邊緣 檢測法和特征匹配法。 邊緣檢測法是實時抽取畫面中的圖形輪廓進(jìn)行比較判斷。邊緣檢測法中具體檢測 類型有圖形輪廓、臺標(biāo)比對，圖形輪廓是抽取視頻圖像中一幀畫面中的輪廓，然后和下一幀 的畫面進(jìn)行比對。臺標(biāo)比對需要有兩路信號畫面，一個被測信號中有臺標(biāo)，該信號與另一標(biāo) 準(zhǔn)信號畫面實時進(jìn)行臺標(biāo)比對，發(fā)現(xiàn)另一信號中也出現(xiàn)臺標(biāo)，開始采集。特征匹配法則是通過信號中的已知的閾值參數(shù)和檢測點進(jìn)行比較判斷。本實施例 通過在采集過程中收集一次有效檢測所需的幀的數(shù)量(本實施例稱為連續(xù)幀)，與保存的比 對樣本特征閾值進(jìn)行比較，如果符合特征樣本，則判斷為是，并反饋結(jié)果。本實施例所述的 連續(xù)幀指的是在一定時間范圍內(nèi)的數(shù)幀圖像，連續(xù)幀包含兩層概念，一是有多個相互前后 連續(xù)銜接的圖像幀，二是這些連續(xù)的圖像幀播出的時間。本實施例在對圖像進(jìn)行檢測時需要對不同的情況設(shè)置針對性的檢測閾值或樣本， 包括針對圖像是否連續(xù)變化的連續(xù)幀變化差度閾值、針對彩條檢測的彩條特征匹配樣本、 針對黑場檢測的黑場閾值、針對靜音檢測的靜音電平閾值、針對無聲檢測的無聲頻率閾值。本實施例的具體檢測內(nèi)容和評判依據(jù)是 1.彩條
一般情況下，在有效素材圖像開始傳輸前，有的內(nèi)容提供商會播放彩條信號，所以把全 部標(biāo)準(zhǔn)的彩條信號收集起來，作為特征檢測匹配的樣本，本實施例稱為彩條特征匹配樣本。 一旦檢測出一段時間內(nèi)連續(xù)接收到信號符合彩條特征匹配樣本，則反饋，觸發(fā)打開有效信 號的輸出?；驹瓌t是連續(xù)檢測75幀 125幀彩條信號符合彩條特征匹配樣本，判斷為有 內(nèi)容，打開有效信號的輸出，75幀 125幀等于3秒 5秒的時間，之所以選擇這個時間，原因 是避免剛剛檢測出1幀飛幀數(shù)據(jù)就作出判斷，防止誤判斷，也要防止檢測時間過長，而導(dǎo) 致有效內(nèi)容沒有及時打開有效信號的輸出。本實施例收集的彩條樣本是 標(biāo)清制式
PAL/NTSC 75%, PAL/NTSC 100%，SMPTE_NTSC、和 Special。高清制式
1080/50 中國/香港/新加坡/澳大利亞。1080/60 韓國 / 臺灣， 1080/59. 94i 北美 CBS/NBC/ 日本， 720/60P 北美 ABC，
720/24P 北美 F0X，720/30P 北美 FOX, 720/25P,
各種都包含75%和100%彩條。以上彩條內(nèi)容已經(jīng)覆蓋了當(dāng)前世界范圍內(nèi)應(yīng)用的絕大部分彩條信號模式，基本保 證信號或流中有彩條內(nèi)容就會被檢測識別出來。2.聲音檢測
在實際情況中，有些時候傳輸?shù)男盘柺锹曇粜盘柣蛄?，那么也是需要打開有效信號或 流的輸出。如何判斷此時的傳輸是聲音信號，這個評定的標(biāo)準(zhǔn)很多。本實施例采取的標(biāo)準(zhǔn) 有三個電平、頻率、時間。電平是評定聲音高低的標(biāo)準(zhǔn)，如果低于一個某個閥值，可以認(rèn)為 此時是無聲的，不需要采集。本實施例設(shè)置這個電平標(biāo)準(zhǔn)是-20DB，本實施例稱為靜音電 平閾值。頻率是評定音頻信號是否可用的標(biāo)準(zhǔn)，因為人耳可聽范圍是20HZ 20KHZ之間，超 出這個范圍，人耳聽不到，可以認(rèn)為此時聲音不可聽，不需要采集。本實施例將小于20HZ和 大于20KHZ的頻率稱為無聲頻率閾值。如果某個音頻信號達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)了，也需要持續(xù)一 段時間，如果瞬時跳變，同樣認(rèn)為是跳變，不需要采集?？梢赃@個時間設(shè)置在3秒 5秒中。 根據(jù)以上條件，對于音頻信號檢測的原則是當(dāng)輸入信號中的音頻信號電平高于-20DB且 聲音頻率在20HZ-20KHZ之間，持續(xù)時間超過3秒鐘判斷為有正常音頻信號，此時打開有效 信號或流的輸出。3.黑場+靜音
在一般的業(yè)務(wù)場景中，當(dāng)沒有畫面內(nèi)容的時候，畫面是黑場信號，也就是黑屏。所以把 出現(xiàn)黑場信號作為判斷關(guān)閉有效信號的輸出的特征。在判定達(dá)到特征值的標(biāo)準(zhǔn)是黑場閾 值BEF值、持續(xù)時間、靜音。黑場閾值是評定是否是黑場的標(biāo)準(zhǔn)，如果低于黑場閾值，可以認(rèn) 為此時是黑場信號。為了防止發(fā)生誤判的可能性，把執(zhí)行時間設(shè)置成3秒飛秒。同時為了 保證聲音信號的正確采集，還把是否靜音作為判斷的考量。根據(jù)以上條件，對于黑場信號檢 測的原則是當(dāng)信號中的視頻部分連續(xù)檢測75幀 125幀(3秒 5秒)電平低于黑場閾值同 時音頻部分電平低于-20DB，且時長3秒飛秒，判斷為沒有內(nèi)容，關(guān)閉有效信號的輸出。4.黑場+無聲
根據(jù)上文描述，對于黑場信號的另一條原則是當(dāng)輸入信號中的視頻部分連續(xù)檢測75 幀 125幀黑場(3秒 5秒)同時聲音頻率<20Hz或者>20kHz，時長3秒 5秒，判斷為沒有 內(nèi)容，關(guān)閉有效信號的輸出。5.靜幀+靜音
在實際的業(yè)務(wù)場景中，當(dāng)沒有畫面內(nèi)容的時候，畫面是測試信號靜幀圖像或其它靜幀 畫面圖像，如果這個時候也沒有其他聲音信號，判定為關(guān)閉有效信號的輸出。對于靜幀信號 檢測的原則是當(dāng)信號或流中的視頻部分連續(xù)檢測75幀 125幀(3秒 5秒)圖像靜止同時 音頻部分電平低于-20DB，時長延續(xù)3秒飛秒，判斷為沒有內(nèi)容，關(guān)閉有效信號或流的輸 出ο 6.靜幀+不可聽
根據(jù)上文描述，對于靜幀信號的另一條原則是當(dāng)輸入信號中的視頻部分連續(xù)檢測75 幀 125幀(3秒飛秒)圖像靜止同時聲音頻率<20Hz或者>20kHz，判斷為沒有內(nèi)容，關(guān)閉 有效信號或流的輸出。
7.活動圖像
對比某段時間內(nèi)連續(xù)幀之間的變化，如果差異度大于某個閾值，認(rèn)定為這兩幀圖像是 不同的，如果某段時間內(nèi)圖像連續(xù)變化，則說明這是活動圖像。檢測標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)輸入信號或流 中的視頻部分連續(xù)檢測75幀 125幀(3秒飛秒)活動變化，判斷為有內(nèi)容，打開有效信號 或流的輸出。反饋的步驟用于反饋裝置將信號檢測裝置得出的信號是否有變化的結(jié)果傳輸給 控制裝置。這個步驟一直在進(jìn)行，不斷的反饋，使信號或流的采集與否始終在控制裝置的控 制下進(jìn)行。反饋裝置得到檢測信號或流的結(jié)果，共有四種狀態(tài)
1.信號或流一直為有效信號或流，反饋裝置向控制裝置發(fā)送信號正常的反饋信息，
2.有效信號或流變?yōu)闊o效信號或流，反饋裝置向控制裝置發(fā)送信號錯誤的反饋信息。3.信號或流一直為無效信號或流，反饋裝置向控制裝置發(fā)送信號錯誤的反饋信 肩、ο4.信號或流由無效信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄?，反饋裝置向控制裝置發(fā)送信號正 常的反饋信息，
總之，由于信號或流的變化是不確定的，所以檢測裝置、反饋裝置、控制裝置需要一直 處于工作狀態(tài)，反饋裝置根據(jù)不同的檢測結(jié)果，實時向控制裝置提交反饋信息，控制根據(jù)裝 置根據(jù)反饋的結(jié)果進(jìn)行信號或流是否繼續(xù)進(jìn)行采集。控制的步驟用于控制裝置通過確認(rèn)反饋裝置發(fā)來的信號或流是否有變化的結(jié) 果，經(jīng)過延時(75幀 125幀或3秒飛秒)打開或者關(guān)閉有效信號或流的輸出，如果是“無效 信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄鳌眲t向采集裝置發(fā)出開始采集的指令。如果是“有效信號或流 變?yōu)闊o效信號或流”則向采集裝置發(fā)出停止采集的指令。說明幾點
1，對于檢測出黑場時間的限制，雖然是對黑場信號每幀圖像進(jìn)行檢測的，但是不會判 斷出一幀后就馬上就停止關(guān)閉有效信號或流的輸出，而是要有一個持續(xù)時間，至少75幀， 也就是3秒鐘，即一個連續(xù)幀的時間。假如不到3秒鐘是不會關(guān)閉有效信號或流的輸出的， 主要是防止誤檢的發(fā)生。2，對于檢測出音頻信號的限制，即使發(fā)生了黑場和靜幀也不能關(guān)閉有效信號或流 的輸出，如果有音頻信號則認(rèn)為是有效信號或流，要繼續(xù)執(zhí)行采集工作。因為要采集正常的 音頻信號。如果黑場和靜幀信號發(fā)生的時候，同時聲音信號也是被判定是無聲或靜音，并持 續(xù)3秒鐘以上，則判斷可關(guān)閉有效信號或流的輸出。3，對靜幀圖像時間的限制，雖然對靜幀信號每幀圖像進(jìn)行檢測，但是不會判斷出 一幀后就馬上就停止采集，而是要有一個持續(xù)時間，至少連續(xù)幀，也就是3秒鐘。假如不到 3秒鐘是不會判斷為靜幀的，主要是防止誤檢的發(fā)生。4，對于彩條信號持續(xù)時間的限制，雖然對彩條信號每幀圖像進(jìn)行檢測，但是不會 判斷出一幀后就馬上就判斷為有效信號或流，而是要有至少一個連續(xù)幀持續(xù)時間，即至少 75幀，也就是3秒 鐘。假如不到3秒鐘不會判斷成是有效信號或流，主要是防止誤檢的發(fā)生。5，對于活動圖像持續(xù)時間的限制，雖然對信號或流每幀圖像進(jìn)行檢測的，但是不會判斷出兩幀相鄰圖像變化后就馬上就判斷為有效信號或流，而是要有至少一個連續(xù)幀時 間，至少75幀，也就是3秒鐘。假如不到3秒鐘不會打開有效信號或流的輸出，主要是防止 誤檢的發(fā)生。需要說明的是，以上都提及75幀 125巾貞，是指PAL制下的情況，中國的電視制式 就是PAL制式。在N制的時候由于一秒是30幀，所以類似的檢測標(biāo)準(zhǔn)3秒 5秒就是90幀 150幀了。 信號采集的步驟用于信號采集裝置根據(jù)素材信號或流的格式所設(shè)置的參數(shù)，將 素材信號或流采集到硬盤上。格式設(shè)置格式設(shè)置指的是編碼格式，是為適應(yīng)各個電視臺的所使用的各種編碼 格式。目前在電視臺常用的格式設(shè)置有DV50、Mpeg2_I、Mpeg2_IBP等。這些格式的參數(shù)主 要由圖像大小、顏色格式、視頻碼率、掃描格式、音頻格式和音頻碼率等組成。實施例二
本實施例是實施例一的改進(jìn)，是實施例關(guān)于信號檢測法的細(xì)化。本實施例所述的信 號檢測法是特征匹配法，所述的信號檢測法使用設(shè)置在信號檢測裝置中的特性匹配器，所 述的特性匹配器中保存有連續(xù)幀變化差度閾值、彩條特征匹配樣本、黑場閾值、靜音電平閾 值、無聲頻率閾值，所述信號檢測法如下
檢測連續(xù)幀中的圖像變化如果連續(xù)幀各幀之間的圖像差異大于連續(xù)幀變化差度閾 值，則認(rèn)定在確定的連續(xù)幀時間范圍內(nèi)圖像是活動的，如果連續(xù)幀各幀之間的圖像差異小 于連續(xù)幀變化差度閾值，則認(rèn)定在確定的連續(xù)幀時間范圍內(nèi)圖像是不活動的，連續(xù)幀為靜 幀，由此確定素材信號是否變化。靜幀的定義以及檢測原理如果Fl到Fn幀的連續(xù)畫面的差異都小于容差范圍E， 則認(rèn)為Fl到Fn為靜幀。靜幀檢測的算法和參數(shù)由于靜幀檢測是屬于幀間檢測。因此檢測開始時，首先將 第一幀畫面檢測點的顏色進(jìn)行保存作為對后續(xù)幀進(jìn)行檢測的參照幀。得到第二幀畫面后， 對檢測點進(jìn)行逐個比較，將誤差進(jìn)行累加。如果誤差大于指定的范圍E，則認(rèn)為不是靜幀。 并將這一幀替換參照幀，靜幀檢測重新開始。如果誤差在指定范圍以內(nèi)，則認(rèn)為可能是相似 幀。只有當(dāng)連續(xù)的η幀畫面都是相似幀時，這時才能做出是靜幀的結(jié)論。靜幀檢測也有檢 測點陣，但是與幀內(nèi)檢測的點陣有所不同。幀內(nèi)檢測時，每幀的檢測點陣可以不同。而幀間 檢測時，每幀的檢測點陣必須相同。靜幀檢測的參數(shù)有三個靜幀時間(巾貞數(shù))、誤差范圍、檢測點陣的選取。影響檢測效果和效率的因素判為相似幀需要對所有檢測點進(jìn)行運(yùn)算，而判為非 相似幀只需要一個誤差大的檢測點。所以畫面相似度越高，檢測速度越慢。視頻幀經(jīng)有損 壓縮保存到文件后畫面有隨機(jī)性的損失，特別是連續(xù)幀經(jīng)過壓縮算法處理可能只出現(xiàn)一幀 關(guān)鍵幀，其他幀的畫面損失更大。當(dāng)再次解碼進(jìn)行檢測時，出現(xiàn)漏判的可能性很大，一般可 通過增大誤差范圍來減少漏判的可能，但這樣會導(dǎo)致誤判的增加。當(dāng)輸入信號中的視頻部 分連續(xù)檢測75—125幀(3秒飛秒)活動變化，判斷為有內(nèi)容。檢測連續(xù)幀中的聲音如果連續(xù)幀中的聲音大于靜音電平閾值或在無聲頻率閾值 范圍之內(nèi)，則認(rèn)定連續(xù)幀有聲，如果連續(xù)幀中的聲音小于靜音電平閾值或在無聲頻率閾值 范圍之外，則認(rèn)定連續(xù)幀時間范圍內(nèi)為無聲或靜音，由此確定聲音信號是否變化。
靜音檢測的定義以及檢測原理如果一段時間T內(nèi)的聲音是普通人耳所無法察覺 的，則認(rèn)為這段時間為靜音。人耳能聽見的聲音受響度和頻率兩個條件的限制。普通人耳 能接受的頻率范圍為20Hz 20kHz，在這個范圍之外的聲音，普通人是無法聽到的。靜音檢 測除了要設(shè)定最小響度，還要設(shè)置頻率范圍。靜音檢測的算法和參數(shù)計算T時間內(nèi)的音頻的頻譜，如果大于最小響度的頻點 都在指定頻段之外，或者指定頻段內(nèi)各頻點的響度都小于最小響度，則認(rèn)為該段時間內(nèi)是
靜音的。檢測連續(xù)幀中的彩條如果連續(xù)幀中的圖像與彩條特征匹配樣本符合，則認(rèn)定連 續(xù)幀是彩條圖像，如果連續(xù)幀中的圖像與彩條特征匹配樣本不符合，則認(rèn)定連續(xù)幀不是彩 條圖像，由此確定信號是否變化。彩條的定義以及檢測原理目前電視制式分為標(biāo)清信號和高清信號兩大類，每大 類各有多種制式標(biāo)準(zhǔn)，每種制式又分成75%彩條和100%彩條，要對彩條信號進(jìn)行分析，就 必須采樣目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的全部彩條信號。在本實施例中采納的是
標(biāo)清制式
PAL、NTSC、SMPTE_NTSC、和 Special。高清制式
1080/50 中國/香港/新加坡/澳大利亞，
1080/60 韓國/臺灣，
1080/59. 94i 北美 CBS/NBC/ 日本，
720/60P 北美 ABC，
720/24P 北美 F0X，
720/30P 北美 F0X，
720/25P,
如果被檢測幀的圖案以及顏色與指定彩條相同，則認(rèn)為是被檢測幀是彩條。連續(xù)檢測75幀 125幀彩條，判斷為有內(nèi)容，打開有效信號的輸出，75幀 125幀等 于3秒 5秒的時間，之所以選擇這個時間，原因是避免剛剛檢測出1幀 5幀數(shù)據(jù)就作出 判斷，防止誤判斷，也要防止檢測時間過長，而導(dǎo)致有效信號或流沒有被及時錄制。彩條檢測的算法和參數(shù)由于彩條的視頻圖像是有圖案的，因此檢測過程相對黑 場與彩幀的檢測要復(fù)雜一些。首先可以根據(jù)每種彩條的圖案將畫面分割成若干個單一色矩 形，然后對待這些矩形塊就可以進(jìn)行類似于彩幀的檢測。如果每個矩形塊都是指定的彩幀， 那么該圖像就認(rèn)為是彩條。對于最后一種彩條，它最下部是漸變灰度，實際檢測中是取固定 位置的豎線作為點陣進(jìn)行檢測。彩條檢測的參數(shù)有兩個彩條種類、容差范圍。其中彩條種類這個參數(shù)包含了對彩 條圖案以及各個分塊矩形中的顏色的表達(dá)。影響彩條檢測效果和效率的因素從上面的算法可知，如果一幀畫面是指定彩條， 那么所有檢測點檢測完以后才能確認(rèn)。如果不是指定彩條，那么只要遇到一個不符合條件 的點就可以認(rèn)為不是指定彩條。因此，當(dāng)非全畫面逐點檢測時，理論上會出現(xiàn)誤檢的可能， 但不會出現(xiàn)漏檢。檢測點越多，檢測越精確，檢測速度越慢。檢測效率與畫面內(nèi)容有很大關(guān) 系。如果畫面是彩幀，檢測效率最低；如果被檢測的第一個點就不是指定顏色點，效率最高。
檢測連續(xù)幀中的黑場對連續(xù)幀中的各幀圖像上的各個檢測點進(jìn)行黑場檢測，如 果各個檢測點的亮度均小于黑場閾值，則認(rèn)定連續(xù)幀是黑場，如果連續(xù)幀中的檢測點有一 點大于黑場閾值，則認(rèn)定連續(xù)幀不是黑場，由此確定信號是否變化。黑場的定義以及檢測原理如果畫面中各點的亮度都小于某個固定值，就稱為黑 場。這里把這個固定值稱為黑場閾值(BFF)。黑場檢測的算法和參數(shù)YUV信號中的Y正好表示亮度。因此如果畫面中各個檢 測點的Y值都小于等于BFF，那么就認(rèn)為是黑場。為Sbit的YUV信號設(shè)置的黑場閾值一般 設(shè)為16。其中16是亮度值，YUV亮度范圍0到255，Y對應(yīng)于亮度，其可視范圍為Y[16，235] 因此將16設(shè)置為黑場閾值。對黑場檢測的具體實現(xiàn)過程做了如下優(yōu)化和配置檢測范圍可以進(jìn)行配置?？梢?指定畫面中的一個矩形區(qū)域作為檢測區(qū)域。檢測點可以進(jìn)行配置。可以對畫面中的每一點 進(jìn)行檢測，也可以由外部指定一個點陣，按照點陣中點的位置進(jìn)行檢測，以提高檢測速度。 點陣由固定點與隨機(jī)點構(gòu)成。圖3為黑場檢測示意圖。圖中的白框表示指定的檢測范圍，該范圍以外的部分不 進(jìn)行檢測。檢測范圍內(nèi)的圈和點表示檢測點陣，只有圈和點所在的位置才會被檢測。點陣 中的點組成一個固定點陣，每幀畫面中的這些點都會被檢測到。而圈表示隨機(jī)點陣，隨機(jī)點 陣是不斷變換的。黑場檢測的參數(shù)有兩個黑場閾值、檢測點陣的選取。影響黑場檢測效果和效率的因素從上面的算法可知，如果一幀畫面是黑場，那么 所有檢測點檢測完以后才能確認(rèn)為黑場。如果不是黑場，那么只要遇到一個非黑場點就可 以認(rèn)為不是黑場。因此，當(dāng)非全畫面逐點檢測時，理論上會出現(xiàn)誤檢(不是黑場檢測成為了 黑場)的可能，但不會出現(xiàn)漏檢。檢測點越多，檢測越精確，檢測速度越慢。檢測效率與畫面 內(nèi)容有很大關(guān)系。如果畫面是黑場，檢測效率最低；如果被檢測的第一個點就不是黑場點， 效率最高。檢測還包括黑場加靜音、黑場加無聲、靜幀加靜音、靜幀加無聲四種復(fù)合檢測，以 確定素材信號是否變化。對檢測時間和音頻信息進(jìn)行了約定，是在黑場且靜音(或不可聽) 持續(xù)3秒種以上的時候才進(jìn)行停止采集判定，這樣的優(yōu)點是避免了正常聲音信號的采集中 斷以及其他誤檢的可能性。實施例三
本實施例是實施例二的改進(jìn)，是實施例二關(guān)于連續(xù)幀長度的變化。本實施例所述的連 續(xù)幀的長度為75幀 125幀。連續(xù)幀長度75幀 125幀的時間范圍大約是3秒 5秒，小于75巾貞，時間短，容易 出現(xiàn)誤判，大于125秒時間判斷會降低檢測效率。一般情況下，選定的是75幀 125幀這個區(qū)間，因為在PAL制式下，一幀也就代表 1/25秒，一幀畫面內(nèi)容的缺失甚至是不被人眼察覺的。而且機(jī)器也容易出現(xiàn)誤檢的情況，為 了保證沒有誤檢的情況發(fā)生，設(shè)置這個時間開關(guān)是3秒鐘以上，但是另一方面，這個時間也 不能太長，太長的話失去了及時處理的效果，所以限制在5秒種之內(nèi)。實施例四
本實施例是實施例二的改進(jìn)，是實施例二關(guān)于彩條特征匹配樣本的細(xì)化。本實施例所述的彩條特征匹配樣本包括 標(biāo)清制式
PAL/NTSC 75 %、PAL/NTSC 100 %、SMPTE_NTSC、Special ； 高清制式
1080/50 中國/香港/新加坡/澳大利亞；
1080/60 韓國/臺灣；
1080/59. 94i 北美；
CBS/NBC/ 日本；
720/60P 北美 ABC ；
720/24P 北美 FOX ；
720/30P 北美 FOX ；
720/25P ；
以上高清制式彩條都包含75%和100%彩條。實施例五
本實施例是實施例二的改進(jìn)，是實施例二關(guān)于黑場閾值的細(xì)化。本實施例所述的黑場 閾值在Sbit的YUV信號設(shè)置為16。16是亮度值，YUV亮度范圍0到255，Y對應(yīng)于亮度，其可視范圍為Y[16，235]因此 將16設(shè)置為黑場閾值。實施例六
本實施例是實施例二的改進(jìn)，是實施例二關(guān)于無聲頻率閾值的細(xì)化。本實施例所述的 無聲頻率閾值為小于20Hz，大于20KHz。普通人耳能接受的頻率范圍為20Hz 20kHz，在這個范圍之外的聲音，普通人是 無法聽到，因此將其設(shè)置為無聲頻率閾值。實施例七
本實施例是實施例二的改進(jìn)，是實施例二關(guān)于靜音電平閾值細(xì)化。本實施例所述的靜 音電平閾值小于-20db。對于通常的電視機(jī)來說，接收節(jié)目的聲音的電平至少應(yīng)大于_20db普通人耳才能 夠聽到聲音，小于_20db這個數(shù)值則聽不到了，因此設(shè)置_20db為靜音電平閾值。最后應(yīng)說明的是，以上僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳布 置方案對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù) 方案(比如各個步驟的前后順序、檢測步驟中的檢測法等)進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫 離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的方法，所述方法使用的硬件包 括采集專用線路，與采集專用線路連接的插接在信號采集服務(wù)器上的視音頻I/O板卡，所 述的信號采集服務(wù)器上設(shè)置有信號檢測采集器和硬盤，所述的信號檢測采集器包括信號 檢測裝置、反饋裝置、控制裝置、采集裝置，其特征在于，所述方法的步驟如下接收信號的步驟用于視音頻I/O板卡接收采集專用線路上的信號或流，不論是有效 信號或流還是無效信號或流，所有信號或流一律接收并數(shù)字化處理成視音頻數(shù)據(jù)，發(fā)送給 信號檢測采集器；信號檢測的步驟用于信號檢測采集器的信號檢測裝置通過信號檢測法對來自視音頻 I/O板卡的視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測，得出信號或流是否有變化的結(jié)果，并將結(jié)果傳輸至反 饋裝置，信號或流變化的情況有兩種一種是無效信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄?，一種是有效 信號或流變?yōu)闊o效信號或流；反饋的步驟用于反饋裝置將信號檢測裝置得出的信號內(nèi)容是否有變化的結(jié)果傳輸給 控制裝置；控制的步驟用于控制裝置通過確認(rèn)反饋裝置發(fā)來的信號或流內(nèi)容是否有變化的結(jié) 果，控制采集裝置采集或者停止采集，如果是“無效信號或流變?yōu)橛行盘柣蛄鳌眲t發(fā)出采 集裝置開始采集的指令，如果是“有效信號或流變?yōu)闊o效信號或流”則發(fā)出采集裝置停止采 集的指令；信號采集的步驟用于信號采集裝置根據(jù)信號的格式所設(shè)置的參數(shù)，將來自視音頻I/ 0板卡的音視頻數(shù)據(jù)形成視音頻文件并記錄到硬盤上。
2.2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，信號檢測的步驟中的信號檢測法使用 設(shè)置在信號檢測裝置中的特性匹配器，所述的特性匹配器中保存有連續(xù)幀變化差度閾值、 彩條特征匹配樣本、黑場閾值、靜音電平閾值、無聲頻率閾值，所述信號檢測法如下檢測連續(xù)幀中的圖像變化如果連續(xù)幀各幀之間的圖像差異大于連續(xù)幀變化差度閾 值，則認(rèn)定在確定的連續(xù)幀時間范圍內(nèi)圖像是活動的，如果連續(xù)幀各幀之間的圖像差異小 于連續(xù)幀變化差度閾值，則認(rèn)定在確定的連續(xù)幀時間范圍內(nèi)圖像是不活動的，連續(xù)幀為靜 幀，由此確定信號或流是否變化；檢測連續(xù)幀中的聲音如果連續(xù)幀中的聲音的電平大于靜音電平閾值并且聲音的頻率 在有聲頻率閾值范圍之內(nèi)，則認(rèn)定連續(xù)幀有聲，如果連續(xù)幀中的聲音電平小于靜音電平閾 值或聲音的頻率在有聲頻率閾值范圍之外，則認(rèn)定連續(xù)幀時間范圍內(nèi)為無聲或靜音，由此 確定信號或流是否變化；檢測連續(xù)幀中的彩條如果連續(xù)幀中的圖像與彩條特征匹配樣本符合，則認(rèn)定連續(xù)幀 是彩條圖像，如果連續(xù)幀中的圖像與彩條特征匹配樣本不符合，則認(rèn)定連續(xù)幀不是彩條圖 像，由此確定信號或流是否變化；檢測連續(xù)幀中的黑場對連續(xù)幀中的各幀圖像上的各個檢測點進(jìn)行黑場檢測，如果各 個檢測點的亮度均小于黑場閾值，則認(rèn)定連續(xù)幀是黑場，如果連續(xù)幀中的檢測點有一點大 于黑場閾值，則認(rèn)定連續(xù)幀不是黑場，由此確定信號或流是否變化；檢測還包括黑場加靜音、黑場加無聲、靜幀加靜音、靜幀加無聲四種復(fù)合檢測，以確定 信號或流是否變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的連續(xù)幀的長度在信號或流為PAL制式時為75幀 125幀，在信號或流為N制式時為90幀 150幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的彩條特征匹配樣本包括 標(biāo)清制式PAL/NTSC 75 %、PAL/NTSC 100 %、SMPTE_NTSC、Special ； 高清制式1080/50 中國/香港/新加坡/澳大利亞；1080/60 韓國/臺灣；1080/59. 94i 北美；CBS/NBC/ 日本；720/60P 北美 ABC ；720/24P 北美 FOX ；720/30P 北美 FOX ；720/25P ；以上高清制式彩條都包含75%和100%彩條。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的黑場閾值在Sbit的YUV信號設(shè)置 為16。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的有聲頻率閾值為大于20Hz，且小于 20KHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的靜音電平閾值為_20db。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對實時信號或者流自動檢測實現(xiàn)全自動收錄的方法。所述方法使用的硬件包括采集專用線路，與所述信號采集線路連接的板卡，所述的板卡插接在信號采集服務(wù)器上，信號檢測采集器，所述該采集器安置在信號采集服務(wù)器上，該信號檢測采集器包括信號檢測裝置、反饋裝置、控制裝置、采集裝置。所述方法的步驟包括接收信號的步驟；緩存的步驟；信號檢測的步驟；反饋的步驟；控制的步驟；信號采集的步驟。本發(fā)明采用信號檢測裝置，通過接收信號或流的檢測，判定哪些是有效信號或流，哪些是無效信號或流，有選擇的采集素材，節(jié)省了大量人力物力。使采編人員從惱人的毫無技術(shù)含量的素材挑選工作中解放出來，節(jié)省了大量的磁盤空間，縮短了節(jié)目制作的周期。
文檔編號H04N5/262GK102098450SQ20101058295
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者姚威, 尚秀勇, 張海云, 王寧, 蔣重濤, 鄧偉, 邵一民, 駱健, 黃少明 申請人:北京中科大洋科技發(fā)展股份有限公司