CN103138860B - 一种模拟广播信号的自动监测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟广播信号的自动监测方法和装置，该方法包括：将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入制作室输出的模拟广播音频节目流中；在传输嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告。本发明嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流可以抵抗音频处理器的攻击和畸变，且本发明无需对现有模拟音频广播系统的播出架构做任何改动，通过在模拟音频广播系统中设置多个监测点，在以不影响广大听众收听效果的条件下，对不同传输位置自动监测所播出的模拟广播音频节目流是否正确并上报错误信息。

Description

一种模拟广播信号的自动监测方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种模拟广播信号的自动检测方法和装置。

背景技术

数字水印技术是信息隐藏技术的一个分支，近年来被广泛地应用到网络音视频领域，主要用于数字媒体产品的知识产权保护和防伪。数字音频水印技术是指将待嵌入的隐藏标记例如：节目标识和用户识别号等，以数字信号处理的方法加载到音频数据中，这种标记通常是不可见、不可感知的，只有通过专用的水印检测器才能够提取。

数字音频水印技术是利用HAS(HumanAudioSystem，人类听觉)模型对音频信号的敏感程度的特性，将水印信号嵌入到音频节目流中，在不影响音频信号收听质量的前提下，检测并提取数字水印信号。音频信号具有掩蔽特性，其实质是一个较弱的声音(被掩蔽信号)被一个较强的声音(掩蔽信号)掩蔽，人耳无法听到被掩蔽信号。声音的掩蔽主要分为时域掩蔽和频域掩蔽。时域掩蔽技术包括LSB(LeastSignificantBit，低位比特)编码技术、扩频编码技术、相位编码掩蔽技术、回声掩蔽技术，上述各掩蔽技术是将数字水印嵌入在音频的时域PCM(PulseCodeModulation，脉冲编码调制)样点中。频域掩蔽技术主要是根据心理声学模型计算出音频信号的掩蔽特性，将数字水印信号嵌入到音频信号的频域中，频域掩蔽技术包括傅里叶变换域法、离散余弦变换域法、小波变换域法等。

传统的模拟音频广播系统如图1所示，在电台端首先由制作室制作播出的音频节目，如实时性的新闻类节目、访谈类节目及非实时性的广告类播放节目和音乐类节目，这些音频节目以PCM样点的形式输出给音频处理器进行音频预处理，然后进行编码、复用输出TS流，将该TS流经过传输网传输到发射台，在发射台中经过解码、解复用输出模拟音频并调制发射模拟音频广播信号。

随着广播电视技术的发展和文化生活的多元化，广播节目内容的需求量也逐渐增加，同时对于广播内容的监管提出了更高的要求。广播音频信号的内容自动甄别一直是困扰广播业内的问题，传统上广播电台的监测人员面对诸多被监测的音频信号只能通过循环监听和观察电平显示跳动来判断信号播出是否正常，如果信号源被外来信号所代替而监测人员无法察觉时，则可能会发生严重的播出事故。要解决这个播出的实际问题，必须摆脱对人为因素的依赖，这就需要广播系统对所播出节目的内容能自动监测，并上报错误报告。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种模拟广播信号的自动监测方法和装置，使广播系统对所播出节目的内容能自动监测并上报错误报告，避免人为因素影响。

本发明采用的技术方案是，所述模拟广播信号的自动监测方法，包括：

步骤一，将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入模拟音频广播系统制作室输出的AES/EBU(AudioEngineeringSociety/EuropeanBroadcastUnion，音频工程师协会/欧洲广播联盟)格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

步骤二，在模拟音频广播系统传输嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识；

步骤三，将提取出的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告。

进一步的，所述节目源标识包括：节目来源和节目类型；

所述步骤一，具体包括：

A1，按照模拟广播音频节目流的不同节目来源分配唯一的密钥，根据所述密钥对应的扩频序列对相应的节目源标识进行扩频生成数字音频水印序列；

A2，基于水印嵌入算法将数字音频水印序列嵌入制作室输出的AES/EBU或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中。

进一步的，所述步骤A2，具体包括：

A21，对制作室输出的AES/EBU或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号；

A22，根据ISO11172-3标准的心理声学模型I对PCM样值信号进行计算，得到32个临界频段的最小嵌入电平；

A23，将数字音频水印序列变换成频域信号，并对应32个临界频段划分为32个频率段，并根据每个临界频段的最小嵌入电平对所述临界频段嵌入数字音频水印序列的功率进行增益调整，使其不超过所述临界频段内最小嵌入电平的功率；

A24，将数字音频水印序列和PCM样值信号在频域中进行叠加后转换成时域的AES/EBU或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流输出。

进一步的，所述步骤二，具体包括：

B1，对所述监测点处的AES/EBU或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号；

B2，对采样得到的PCM样值信号进行频域变换得到频域PCM样值信号，同步使用与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法，确定数字音频水印序列在频域PCM样值信号中的起始位置；

B3，在所述起始位置根据生成所述数字音频水印序列时相同的密钥对数字音频水印序列进行解扩，译出节目源标识。

进一步的，所述采样的频率为48KHz或者44.1KHz；

所述密钥为2ⁿ位的二进制伪随机序列，10≤n≤14，n为整数；

所述监测点包括：进入传输网之前的模拟广播音频节目流、进行调制发射之前的模拟广播音频节目流、以及接收终端接收到的模拟广播音频节目流；

所述步骤三，具体包括：

当所述监测点为进入传输网之前的模拟广播音频节目流时，将提取出的节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件；

当所述监测点为进行调制发射之前的模拟广播音频节目流或者接收终端接收到的模拟广播音频节目流时，先通过同步采用生成所述数字音频水印序列时用到的密钥对应的扩频序列与所述模拟广播音频节目流对应的PCM样值信号做相关运算来判断节目来源是否一致，若不一致，则上报节目源报错文件；若一致，则再将节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。

本发明还提供一种模拟广播信号的自动监测装置，包括：

数字音频水印发送单元，用于将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入模拟音频广播系统制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

数字音频水印接收单元，用于在模拟音频广播系统传输嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识；

错误信息上报单元，用于将提取出的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告。

进一步的，所述节目源标识包括：节目来源和节目类型；

所述数字音频水印发送单元，具体包括：

水印产生模块，用于按照模拟广播音频节目流的不同节目来源分配唯一的密钥，根据所述密钥对应的扩频序列对相应的节目源标识进行扩频生成数字音频水印序列；

水印嵌入模块，用于基于水印嵌入算法将数字音频水印序列嵌入制作室输出的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流中。

进一步的，所述水印嵌入模块，具体包括：

第一音频接口模块，用于对制作室输出的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号，输入最小嵌入电平获取模块；并将嵌入信息叠加模块输出的时域信号转换为AES/EBU或者模拟立体声左右声道的格式输出；

最小嵌入电平获取模块，用于根据ISO11172-3标准的心理声学模型I对PCM样值信号进行计算，得到32个临界频段的最小嵌入电平；

嵌入功率控制模块，用于将数字音频水印序列变换成频域信号，并对应32个临界频段划分为32个频率段，并根据每个临界频段的最小嵌入电平对所述临界频段嵌入数字音频水印序列的功率进行增益调整，使其不超过所述临界频段内最小嵌入电平的功率；

嵌入信息叠加模块，用于将数字音频水印序列和PCM样值信号在频域中进行叠加后变换成时域信号，然后发送给第一音频接口模块。

进一步的，所述数字音频水印接收单元，具体包括：

第二音频接口模块，用于对所述监测点处的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号；

水印检测模块，用于对第二音频接口模块采样的PCM样值信号进行频域变换得到频域PCM样值信号，同步使用与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法，确定数字音频水印序列在频域PCM样值信号中的起始位置；

水印提取模块，用于在所述起始位置根据与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥对数字音频水印序列进行解扩，译出节目源标识。

进一步的，所述采样的频率为48KHz或者44.1KHz；

所述密钥为2ⁿ位的二进制伪随机序列，10≤n≤14，n为整数；

所述监测点包括：进入传输网之前的模拟广播音频节目流、进行调制发射之前的模拟广播音频节目流、以及接收终端接收到的模拟广播音频节目流；

所述错误信息上报单元，进一步用于：

当所述监测点为进入传输网之前的模拟广播音频节目流时，将提取出的节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件；

当所述监测点为进行调制发射之前的模拟广播音频节目流或者接收终端接收到的模拟广播音频节目流时，先通过同步采用生成所述数字音频水印序列时用到的密钥对应的扩频序列与所述模拟广播音频节目流对应的PCM样值信号做相关运算来判断节目来源是否一致，若不一致，则上报节目源报错文件；若一致，则再将节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述模拟广播信号的自动监测方法和装置，可以将节目源标识以数字音频水印的方式实时地嵌入到模拟广播音频节目流里，以模拟广播音频节目流为载体，经过音频处理器、编码复用器、光网或者传输网传输，嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流可以抵抗音频处理器的攻击和畸变。

本发明基于现有的模拟音频广播系统的播出架构，无需对播出架构做任何改动，可在模拟音频广播系统中设置多个数字水印监测点，在以不影响任何实际播出效果和播出质量的条件下，对不同传输位置中的节目源标识进行检测提取，自动监测所播出的模拟广播音频节目流是否正确并上报错误信息。

附图说明

图1为现有技术中模拟音频广播系统的架构图；

图2为本发明第一实施例中模拟广播信号的自动监测方法流程图；

图3为本发明第一实施例中步骤S101的具体流程图；

图4为本发明第一实施例中步骤S102的具体流程图；

图5为本发明在模拟音频广播系统中设置的数字音频水印序列监测点示意图；

图6为本发明第二实施例中模拟广播信号的自动监测装置结构示意图；

图7为本发明第二实施例中数字音频水印发送单元的具体结构示意图；

图8为本发明第二实施例中数字音频水印接收单元的具体结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种模拟广播信号的自动监测方法，如图2所示，包括以下具体步骤：

步骤S101，将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入模拟音频广播系统制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中。

在本发明中，节目源标识作为数字音频水印信息，可以用9位二进制数字信号表示，这9位数字可表示模拟广播音频节目流的节目来源和节目类型的组合，高7位可表示节目来源为哪一个广播电台，低2位可表示正在播出节目的类型。例如，北京人民广播电台的新闻类节目，可表示为000000100；北京人民广播电台的广告类节目可表示为000000101，中央人民广播电台的新闻类节目表示为000001000。节目源标识使用几位二进制数字信号表示、以及节目来源和节目类型分别占其中的哪几位可以根据实际需要灵活设定，此处仅是一个举例。

如图3所示，步骤S101，具体包括：

A1，按照模拟广播音频节目流的不同节目来源分配唯一的密钥，根据该密钥对应的扩频序列对相应的节目源标识进行扩频生成数字音频水印序列；

具体的，使用2ⁿ位的二进制伪随机序列作为密钥对上述用9位二进制数字信号表示的节目源标识进行扩频，完成加密的过程，其中，10≤n≤14，n为整数，优选的，n＝13。不同节目来源对应的密钥也是不同的，同步的提取模拟广播音频节目流中的节目源标识时也需要用到该密钥。

A2，基于水印嵌入算法将数字音频水印序列嵌入制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中。具体的，步骤A2包括：

A21，对制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号，采样的频率可以为48KHz或者44.1KHz；

A22，根据ISO11172-3标准的心理声学模型I对PCM样值信号进行计算，得到32个临界频段的最小嵌入电平；

A23，将数字音频水印序列变换成频域信号，并对应32个临界频段划分为32个频率段，并根据每个临界频段的最小嵌入电平对所述临界频段嵌入数字音频水印序列的功率进行增益调整，使其不超过所述临界频段内最小嵌入电平的功率；

A24，将数字音频水印序列和PCM样值信号在频域中进行叠加后转换成时域的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流输出。

步骤S102，在传输模拟音频广播系统嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识。这里的同步是指与之前的嵌入节目源标识同步。

本发明在模拟音频广播系统中设置的数字音频水印序列监测点如图5所示，包括：进入传输网之前的模拟广播音频节目流、进行调制发射之前的模拟广播音频节目流、以及接收终端接收到的模拟广播音频节目流。其中，接收终端包括：有线电视机顶盒、卫星机顶盒和收音机。传输包括：SDH环网或光网。

具体的，如图4所示，步骤S102包括：

B1，对所述监测点处的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号。采样的频率可以为48KHz或者44.1KHz，步骤B1应与步骤A21中所采用的采样频率一致。

B2，对采样得到的PCM样值信号进行频域变换得到频域PCM样值信号，同步使用与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法，确定数字音频水印序列在频域PCM样值信号中的起始位置，完成数字音频水印序列接收的同步状态；

B3，待同步状态稳定后，在所述起始位置根据与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥对数字音频水印序列进行解扩，译出节目源标识。

判断同步状态稳定的方法是，看同步时，生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法得到的相关峰能够保持一段时间(通常小于1秒)，即可确定同步状态已经稳定。

步骤S103，将提取出的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告。具体的，

根据图5所示的模拟音频广播系统，在不同的位置设置的数字音频水印序列监测点具有不同的监测效果：

1)在模拟广播音频节目流进入传输网之前的监测点1对节目源标识进行检测及提取，将提取出的节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。可以有效地对制作室播出节目进行监测，上报错播和误播报告。由于音频处理器和编码复用器会对音频源信号产生削波、畸变和压缩等数字信号处理，而利用本发明的提取过程，在模拟广播音频节目流中嵌入的节目源标识具有高的检出率，可以抵抗在整个模拟音频广播发射接收系统中存在的无法避免的数字信号处理的攻击。

2)在对模拟广播音频节目流进行调制发射之前的监测点2对节目源标识进行检测及提取，先通过同步采用生成所述数字音频水印序列时用到的密钥对应的扩频序列与所述模拟广播音频节目流对应的PCM样值信号做相关运算来判断节目来源是否一致，具体的，若未出现相关峰，则说明不一致，上报节目源报错文件；若出现相关峰，则说明一致，再将节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。能有效地检测出制作室输出的模拟广播音频节目流中是否具有正确的节目源标识，并能检测出在SDH网或者光网中是否存在错误的或者非法的音频节目，并上报监测报告。

3)在设置于有线电视机顶盒处的监测点3对模拟广播音频节目流中的节目源标识进行检测及提取，采用与监测点2相同的判断过程，根据判断结果上报节目源报错文件或者节目内容报错文件，能有效地检测出在有线电视网络传输链路中是否能正确地解出节目源标识，并可监测其中是否有错误的或者非法的音频节目。

4)在设置于收音机处的监测点4对模拟广播音频节目流中的节目源标识进行检测及提取，采用与监测点2相同的判断过程，根据判断结果上报节目源报错文件或者节目内容报错文件，能有效地检测出在模拟广播信号发送、接收链路中是否能正确地解出节目源标识，并可以监测其中是否存在错误的或者非法的音频节目。

5)在设置于卫星机顶盒处的监测点5对模拟广播音频节目流中的节目源标识进行检测及提取，采用与监测点2相同的判断过程，根据判断结果上报节目源报错文件或者节目内容报错文件，能有效地检测出在卫星发送、接收链路中是否能正确解出节目源标识，并可监测卫星链路中是否存在错误的或者非法的音频节目。

在使用本发明之后，可以在模拟广播发射台站的多个应用链路对音频节目流进行监测和识别，保证了节目播出的安全性，并且不会影响节目播出质量，模拟广播音频节目流的音质也可达到CD音质的收听效果，数字音频水印信息的检出正确率也比较高。

本发明第二实施例，一种模拟广播信号的自动监测装置，如图6所示，包括：数字音频水印发送单元10、数字音频水印接收单元20和错误信息上报单元40，其中，数字音频水印发送单元10和数字音频水印接收单元20均连接到现有的模拟音频广播系统30，错误信息上报单元40与数字音频水印接收单元20相连。现有的模拟音频广播系统30的具体组成如图5所示。

1)数字音频水印发送单元10，用于将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入制模拟音频广播系统作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

在本发明中，节目源标识作为数字音频水印信息，可以用9位二进制数字信号表示，这9位数字可表示模拟广播音频节目流的节目来源和节目类型的组合，高7位可表示节目来源为哪一个广播电台，低2位可表示正在播出节目的类型。例如，北京人民广播电台的新闻类节目，可表示为000000100；北京人民广播电台的广告类节目可表示为000000101，中央人民广播电台的新闻类节目表示为000001000。节目源标识使用几位二进制数字信号表示、以及节目来源和节目类型分别占其中的哪几位可以根据实际需要灵活设定，此处仅是一个举例。

如图7所示，数字音频水印发送单元10，具体包括：

水印产生模块11，用于按照模拟广播音频节目流的不同节目来源分配唯一的密钥，根据该密钥对应的扩频序列对相应的节目源标识进行扩频生成数字音频水印序列。

具体的，使用2ⁿ位的二进制伪随机序列作为密钥对上述用9位二进制数字信号表示的节目源标识进行扩频，完成加密的过程，其中，10≤n≤14，n为整数，优选的，n＝13。不同节目来源对应的密钥也是不同的，同步的提取模拟广播音频节目流中的节目源标识时也需要用到该密钥。

水印嵌入模块12，用于基于水印嵌入算法将数字音频水印序列嵌入制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中。进一步的，水印嵌入模块12包括：

第一音频接口模块121，用于对制作室输出的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号，输入最小嵌入电平获取模块，采样的频率可以为48KHz或者44.1KHz；并将嵌入信息叠加模块输出的时域信号转换为AES/EBU或者模拟立体声左右声道的格式输出；

最小嵌入电平获取模块122，用于根据ISO11172-3标准的心理声学模型I对PCM样值信号进行计算，得到32个临界频段的最小嵌入电平；

嵌入功率控制模块123，用于将数字音频水印序列变换成频域信号，并对应32个临界频段划分为32个频率段，并根据每个临界频段的最小嵌入电平对所述临界频段嵌入数字音频水印序列的功率进行增益调整，使其不超过所述临界频段内最小嵌入电平的功率；

嵌入信息叠加模块124，用于将数字音频水印序列和PCM样值信号在频域中进行叠加后变换成时域信号，然后发送给第一音频接口模块121。

2)数字音频水印接收单元20，用于在模拟音频广播系统传输嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识。这里的同步是指与之前的嵌入节目源标识同步。

如图5所示，所述监测点包括：进入传输网之前的模拟广播音频节目流、进行调制发射之前的模拟广播音频节目流、以及接收终端接收到的模拟广播音频节目流。其中，接收终端包括：有线电视机顶盒、卫星机顶盒和收音机。

如图8所示，数字音频水印接收单元20，具体包括：

第二音频接口模块21，用于对所述监测点处的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号，采样的频率可以为48KHz或者44.1KHz，第二音频接口模块21应与第一音频接口模块121中所采用的采样频率一致；

水印检测模块22，用于对第二音频接口模块21采样的PCM样值信号进行频域变换得到频域PCM样值信号，同步使用与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法，确定数字音频水印序列在频域PCM样值信号中的起始位置，完成水印接收的同步状态；

水印提取模块23，用于待同步状态稳定后，在所述起始位置根据与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥对数字音频水印序列进行解扩，译出节目源标识。将节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告。

判断同步状态稳定的方法是，看同步时，生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法得到的相关峰能够保持一段时间(通常小于1秒)，即可确定同步状态已经稳定。

本发明数字音频水印接收单元20在从模拟广播音频节目流中提取节目源标识时，模拟广播音频节目流及音频文件仍然正常的传输，且其中所嵌入的数字水印信息即节目源标识不会影响接收终端对模拟广播音频节目流的收听质量和对音频文件的播放质量。

3)错误信息上报单元40，用于将提取出的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告。

具体的，当所述监测点为进入传输网之前的模拟广播音频节目流时，错误信息上报单元40将提取出的节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件；

当所述监测点为进行调制发射之前的模拟广播音频节目流或者接收终端接收到的模拟广播音频节目流时，错误信息上报单元40先通过同步采用生成所述数字音频水印序列时用到的密钥对应的扩频序列与所述模拟广播音频节目流对应的PCM样值信号做相关运算来判断节目来源是否一致，具体的，若未出现相关峰，则说明不一致，上报节目源报错文件；若出现相关峰，则说明一致，再将节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (6)

1.一种模拟广播信号的自动监测方法，其特征在于，包括：

步骤一，将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入模拟音频广播系统制作室输出的音频工程师协会/欧洲广播联盟AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

步骤二，在模拟音频广播系统传输嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识；

步骤三，将提取出的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告所述节目源标识包括：节目来源和节目类型；

所述步骤一，具体包括：

A1，按照模拟广播音频节目流的不同节目来源分配唯一的密钥，根据所述密钥对应的扩频序列对相应的节目源标识进行扩频生成数字音频水印序列；

A2，基于水印嵌入算法将数字音频水印序列嵌入制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

所述步骤A2，具体包括：

A21，对制作室输出的AES/EBU或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到脉冲编码调制PCM样值信号；

A22，根据ISO11172-3标准的心理声学模型I对PCM样值信号进行计算，得到32个临界频段的最小嵌入电平；

A23，将数字音频水印序列变换成频域信号，并对应32个临界频段划分为32个频率段，并根据每个临界频段的最小嵌入电平对所述临界频段嵌入数字音频水印序列的功率进行增益调整，使其不超过所述临界频段内最小嵌入电平的功率；

A24，将数字音频水印序列和PCM样值信号在频域中进行叠加后转换成时域的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流输出。

2.根据权利要求1所述的模拟广播信号的自动监测方法，其特征在于，所述步骤二，具体包括：

B1，对所述监测点处的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号；

B2，对采样得到的PCM样值信号进行频域变换得到频域PCM样值信号，同步使用与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法，确定数字音频水印序列在频域PCM样值信号中的起始位置；

B3，在所述起始位置根据生成所述数字音频水印序列时相同的密钥对数字音频水印序列进行解扩，译出节目源标识。

3.根据权利要求1或2所述的模拟广播信号的自动监测方法，其特征在于，所述采样的频率为48KHz或者44.1KHz；

所述密钥为2ⁿ位的二进制伪随机序列，10≤n≤14，n为整数；

所述监测点包括：进入传输网之前的模拟广播音频节目流、进行调制发射之前的模拟广播音频节目流、以及接收终端接收到的模拟广播音频节目流；

所述步骤三，具体包括：

当所述监测点为进入传输网之前的模拟广播音频节目流时，将提取出的节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件；

当所述监测点为进行调制发射之前的模拟广播音频节目流或者接收终端接收到的模拟广播音频节目流时，先通过同步采用生成所述数字音频水印序列时用到的密钥对应的扩频序列与所述模拟广播音频节目流对应的PCM样值信号做相关运算来判断节目来源是否一致，若不一致，则上报节目源报错文件；若一致，则再将节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。

4.一种模拟广播信号的自动监测装置，包括：

数字音频水印发送单元，用于将节目源标识以数字音频水印的形式嵌入模拟音频广播系统制作室输出的AES/EBU格式或者模拟音频左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

数字音频水印接收单元，用于在模拟音频广播系统传输嵌入了节目源标识的模拟广播音频节目流的过程中的监测点处，同步的提取所述模拟广播音频节目流中的节目源标识；

错误信息上报单元，用于将提取出的节目源标识与正确的节目源信息进行比对，发现两者不符时，上报错误报告所述节目源标识包括：节目来源和节目类型；

所述数字音频水印发送单元，具体包括：

水印产生模块，用于按照模拟广播音频节目流的不同节目来源分配唯一的密钥，根据所述密钥对应的扩频序列对相应的节目源标识进行扩频生成数字音频水印序列；

水印嵌入模块，用于基于水印嵌入算法将数字音频水印序列嵌入制作室输出的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流中；

所述水印嵌入模块，具体包括：

第一音频接口模块，用于对制作室输出的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号，输入最小嵌入电平获取模块；并将嵌入信息叠加模块输出的时域信号转换为AES/EBU或者模拟立体声左右声道的格式输出；

最小嵌入电平获取模块，用于根据ISO11172-3标准的心理声学模型I对PCM样值信号进行计算，得到32个临界频段的最小嵌入电平；

嵌入功率控制模块，用于将数字音频水印序列变换成频域信号，并对应32个临界频段划分为32个频率段，并根据每个临界频段的最小嵌入电平对所述临界频段嵌入数字音频水印序列的功率进行增益调整，使其不超过所述临界频段内最小嵌入电平的功率；

嵌入信息叠加模块，用于将数字音频水印序列和PCM样值信号在频域中进行叠加后变换成时域信号，然后发送给第一音频接口模块。

5.根据权利要求4所述的模拟广播信号的自动监测装置，其特征在于，所述数字音频水印接收单元，具体包括：

第二音频接口模块，用于对所述监测点处的AES/EBU格式或者模拟立体声左右声道格式的模拟广播音频节目流进行采样得到PCM样值信号；

水印检测模块，用于对第二音频接口模块采样的PCM样值信号进行频域变换得到频域PCM样值信号，同步使用与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥与频域PCM样值信号进行相关算法，确定数字音频水印序列在频域PCM样值信号中的起始位置；

水印提取模块，用于在所述起始位置根据与生成所述数字音频水印序列时相同的密钥对数字音频水印序列进行解扩，译出节目源标识。

6.根据权利要求4或5所述的模拟广播信号的自动监测装置，其特征在于，所述采样的频率为48KHz或者44.1KHz；

所述密钥为2ⁿ位的二进制伪随机序列，10≤n≤14，n为整数；

所述监测点包括：进入传输网之前的模拟广播音频节目流、进行调制发射之前的模拟广播音频节目流、以及接收终端接收到的模拟广播音频节目流；

所述错误信息上报单元，进一步用于：

当所述监测点为进入传输网之前的模拟广播音频节目流时，将提取出的节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件；

当所述监测点为进行调制发射之前的模拟广播音频节目流或者接收终端接收到的模拟广播音频节目流时，先通过同步采用生成所述数字音频水印序列时用到的密钥对应的扩频序列与所述模拟广播音频节目流对应的PCM样值信号做相关运算来判断节目来源是否一致，若不一致，则上报节目源报错文件；若一致，则再将节目源标识中的节目类型与正确的节目源信息中的节目类型进行比对，发现两者不符时，上报节目内容报错文件。