CN116248940A - 一种主备路节目音画不同步的检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主备路节目音画不同步的检测方法及系统，采集主路、备路视频信号并提取主路、备路视频特征值，将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；采集主路、备路音频信号并提取主路、备路音频特征值，将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并判断所述绝对值是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。可以自动检测主备路节目的音画同步状态，一旦出现音画不同步，可以及时告警，极大的节省了人力，也避免了漏报，提升节目播出质量。
Description
技术领域
本发明涉及音画同步检测技术领域，具体涉及一种主备路节目音画不同步的检测方法及系统。
背景技术
在广播电视行业，以及互联网视频行业，节目播出质量一直是运营商需要特别关注的课题。为了确保最终播出的节目内容没有问题，很多技术手段和方法被使用。比如提高编解码设备、播出设备的质量和稳定性；增加备份的播出系统，确保节目播出万无一失。有越来越多的播出系统，在最后的输出环节，会将实际的播出信号采集下来进行分析检测，一旦发现有技术上的瑕疵，则可以自动进行主备系统的切换。
现有的节目信号分析检测技术主要包括：1)视频异态检测：视频丢失/黑场/彩场/彩条/静帧/马赛克检测等；2)音频异态检测：静音/低音量/固定音量/固定频率/白噪声/立体声反向/立体声独立检测等。而对于音画是否同步，则缺乏有效的自动检测手段，只能通过人工进行判断，这样做不仅效率低下，还容易由于人员疲劳疏忽导致检测遗漏。
发明内容
为此，本发明提供一种主备路节目音画不同步的检测方法及系统，以解决现有技术中对于音画是否同步缺乏有效的自动检测手段，只能通过人工进行判断，不仅效率低下，还容易由于人员疲劳疏忽导致检测遗漏的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提出了一种主备路节目音画不同步的检测方法，所述方法包括：
采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值，根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；
采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值，根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；
计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并判断所述绝对值是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。
进一步地，视频特征值的提取方法包括：
将宽度为W、高度为H的视频帧，划分为宽度为w、高度为h的小方块，计算得到小方块的个数为：(W/w)×(H/h)；
依次计算每个小方块的亮度/色度平均值；
用计算所得的亮度/色度平均值组成一个宽度为W/w、高度为H/h的小视频帧，以所述小视频帧作为原视频帧的特征值。
进一步地，根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，包括：
通过视频比对同步搜索算法将主备路视频帧对齐，具体为：
缓存一定长度的视频特征值；
取主路节目的最近一帧视频特征值，依次与备路节目缓存的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_m，以及对应的帧位置；
取备路节目的最近一帧视频特征值，依次与主路节目缓冲的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_b，以及对应的帧位置；
取v_min_diff_m和v_min_diff_b的较小者作为同步搜索的最小帧差异，其对应的帧位置为视频帧对齐结果。
进一步地，所述帧差异的计算方法包括：
计算特征值内第n个像素的亮度/色度之差，结果取绝对值，记为pixel_diff_n；
计算特征值内第n个像素的色度/亮度之和，记为pixel_sum_n；
计算特征值内第n个像素的偏差：pixel_offset_n＝pixel_diff_n/pixel_sum_n；
计算特征值内所有像素偏差的平均值pixel_offset＝sum(pixel_offset_n)/n.将pixel_offset作为最终的帧差异。
进一步地，计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值，具体包括：
对齐后的主备视频帧的PTS差值，记为v_pts_diff：
v_pts_diff＝PTS_main_v–PTS_backup_v；
其中PTS_main_v为主路视频帧对应的PTS值；PTS_back_v为备路视频帧对应的PTS值。
进一步地，计算对齐后的主备音频帧的PTS差值，具体包括：
对齐后的主备音频帧的PTS差值，记为a_pts_diff：
a_pts_diff＝PTS_main_a–PTS_backup_a；
其中PTS_main_a为主路音频帧对应的PTS值；PTS_backup_a为备路音频帧对应的PTS值。
根据本发明实施例的第二方面，提出了一种主备路节目音画不同步的检测系统，所述系统包括：
视频采集模块，用于采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值；
视频比对模块，用于根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；
音频采集模块，用于采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值；
音频比对模块，用于根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；
同步检测模块，用于计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并所述绝对值判断是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。
进一步地，所述视频比对模块具体用于：
通过视频比对同步搜索算法将主备路视频帧对齐，具体为：
缓存一定长度的视频特征值；
取主路节目的最近一帧视频特征值，依次与备路节目缓存的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_m，以及对应的帧位置；
取备路节目的最近一帧视频特征值，依次与主路节目缓冲的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_b，以及对应的帧位置；
取v_min_diff_m和v_min_diff_b的较小者作为同步搜索的最小帧差异，其对应的帧位置为视频帧对齐结果。
进一步地，所述视频比对模块具体还用于：
计算特征值内第n个像素的亮度/色度之差，结果取绝对值，记为pixel_diff_n；
计算特征值内第n个像素的色度/亮度之和，记为pixel_sum_n；
计算特征值内第n个像素的偏差：pixel_offset_n＝pixel_diff_n/pixel_sum_n；
计算特征值内所有像素偏差的平均值pixel_offset＝sum(pixel_offset_n)/n.将pixel_offset作为最终的帧差异。
本发明具有如下优点：
本发明提出的一种主备路节目音画不同步的检测方法及系统，采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值，根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值，根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并判断所述绝对值是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。可以自动检测主备路节目的音画同步状态，一旦出现音画不同步，可以及时告警，极大的节省了人力，也避免了漏报，提升节目播出质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例1提供的一种主备路节目音画不同步的检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种主备路节目音画不同步的检测方法的具体实施流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提出了一种主备路节目音画不同步的检测方法，所述方法包括：
S100、采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值，根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值。
具体的，通过采集模块采集主路视频信号，并提取视频特征值vid_cv_m，然后将特征值送到视频比对模块；通过采集模块采集备路视频信号，并提取视频特征值vid_cv_b,然后将特征值送到视频比对模块。
视频信号采集的接口包括：SDI/ASI/HDMI/IP/ST2110/NDI等，不做限定。
视频特征值的一种提取方法：1)将宽度为W，高度为H的视频帧，划分为宽度为w，高度为h的小方块，可以计算得到小方块的个数：(W/w)x(H/h)；2)依次计算每个小方块的亮度/色度平均值；3)用计算所得的平均值组成一个宽度为(W/w)，高度为(H/h)的小视频帧，以该小视频帧作为原视频帧的特征值。视频特征值的提取，也可以使用其他方法，不做限定。
视频比对模块利用视频特征值，通过同步搜索，将主备视频帧对齐。
一种同步搜索的算法：1)缓存一定长度的视频特征值，比如10秒钟；2)取主路节目的最近一帧视频特征值，依次与备路节目缓存的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_m，以及对应的帧位置；3)取备路节目的最近一帧视频特征值，依次与主路节目缓冲的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_b,以及对应的帧位置；4)取v_min_diff_m和v_min_diff_b的较小者作为同步搜索的最小帧差异，其对应的帧位置为视频帧对齐结果。
与前述视频特征值提取方法对应，帧差异的计算：1)计算特征值内第n个像素的亮度/色度之差，结果取绝对值，记为pixel_diff_n；2)计算特征值内第n个像素的色度/亮度之和，记为pixel_sum_n；3)计算特征值内第n个像素的偏差：pixel_offset_n＝pixel_diff_n/pixel_sum_n；4)计算特征值内所有像素偏差的平均值pixel_offset＝sum(pixel_offset_n)/n.把pixel_offset做为最终的帧差异。视频比对同步搜索可以采样其他方法，不做限定。
视频比对模块计算对齐后的主备视频帧的PTS差值，记为v_pts_diff：
v_pts_diff＝PTS_main_v–PTS_backup_v；
其中PTS_main_v为主路视频帧对应的PTS值(PTS，Presentation TimeStamp：即显示时间戳，这个时间戳用来告诉播放器该在什么时候显示这一帧的数据)；PTS_back_v为备路视频帧对应的PTS值。
S200、采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值，根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值。
通过采集模块采集主路音频信号，并提取音频特征值aud_cv_m,然后将特征值送到音频比对模块；通过采集模块采集备路音频信号，并提取音频特征值aud_cv_b,然后将特征值送到音频对比模块。
音频信号采集的接口包括：SDI/ASI/HDMI/IP/ST2110/NDI等，不做限定。
音频特征值的一种提取方法：将音频数据下采样到16Khz，作为原音频数据的特征值。音频特征值的提取，也可以使用其他方法，不做限定。
音频比对模块利用音频特征值，通过同步搜索，将主备音频帧对齐。
音频比对同步搜索算法，已经有多种不同的实现方法。只要保证可以准确同步主备节目的音频帧，采用任意一种都可以，不做限定。
音频比对模块计算对齐后的主备音频帧的PTS差值，记为a_pts_diff：
a_pts_diff＝PTS_main_a–PTS_backup_a；
其中PTS_main_a为主路音频帧对应的PTS值；PTS_backup_a为备路音频帧对应的PTS值。
S300、计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并判断所述绝对值是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。
具体的，计算v_pts_diff和a_pts_diff的差值，并取其绝对值，记为av_diff：
av_diff＝abs(v_pts_diff-a_pts_diff)；
如果av_diff大于用户设定阈值，则判断主备节目中，至少有一路节目出现了音画不同步；否则认为主备节目都处于音画同步状态。
即，如果av_diff>threshold_diff，则音画不同步；threshold_diff为用户设定阈值，一个典型值可以取100毫秒。
实施例2
与上述实施例1相对应的，本实施例提出了一种主备路节目音画不同步的检测系统，所述系统包括：
视频采集模块，用于采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值；
视频比对模块，用于根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；
音频采集模块，用于采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值；
音频比对模块，用于根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；
同步检测模块，用于计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并所述绝对值判断是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。
进一步地，所述视频比对模块具体用于：
通过视频比对同步搜索算法将主备路视频帧对齐，具体为：
缓存一定长度的视频特征值；
取主路节目的最近一帧视频特征值，依次与备路节目缓存的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_m，以及对应的帧位置；
取备路节目的最近一帧视频特征值，依次与主路节目缓冲的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_b，以及对应的帧位置；
取v_min_diff_m和v_min_diff_b的较小者作为同步搜索的最小帧差异，其对应的帧位置为视频帧对齐结果。
进一步地，所述视频比对模块具体还用于：
计算特征值内第n个像素的亮度/色度之差，结果取绝对值，记为pixel_diff_n；
计算特征值内第n个像素的色度/亮度之和，记为pixel_sum_n；
计算特征值内第n个像素的偏差：pixel_offset_n＝pixel_diff_n/pixel_sum_n；
计算特征值内所有像素偏差的平均值pixel_offset＝sum(pixel_offset_n)/n.将pixel_offset作为最终的帧差异。
本发明实施例提供的一种主备路节目音画不同步的检测系统中各部件所执行的功能均已在上述实施例1中做了详细介绍，因此这里不做过多赘述。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种主备路节目音画不同步的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值，根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；
采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值，根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；
计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并判断所述绝对值是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。
2.根据权利要求1所述的一种主备路节目音画不同步的检测方法，其特征在于，视频特征值的提取方法包括：
将宽度为W、高度为H的视频帧，划分为宽度为w、高度为h的小方块，计算得到小方块的个数为：(W/w)×(H/h)；
依次计算每个小方块的亮度/色度平均值；
用计算所得的亮度/色度平均值组成一个宽度为W/w、高度为H/h的小视频帧，以所述小视频帧作为原视频帧的特征值。
3.根据权利要求1所述的一种主备路节目音画不同步的检测方法，其特征在于，根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，包括：
通过视频比对同步搜索算法将主备路视频帧对齐，具体为：
缓存一定长度的视频特征值；
取主路节目的最近一帧视频特征值，依次与备路节目缓存的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_m，以及对应的帧位置；
取备路节目的最近一帧视频特征值，依次与主路节目缓冲的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_b，以及对应的帧位置；
取v_min_diff_m和v_min_diff_b的较小者作为同步搜索的最小帧差异，其对应的帧位置为视频帧对齐结果。
4.根据权利要求3所述的一种主备路节目音画不同步的检测方法，其特征在于，所述帧差异的计算方法包括：
计算特征值内第n个像素的亮度/色度之差，结果取绝对值，记为pixel_diff_n；
计算特征值内第n个像素的色度/亮度之和，记为pixel_sum_n；
计算特征值内第n个像素的偏差：pixel_offset_n＝pixel_diff_n/pixel_sum_n；
计算特征值内所有像素偏差的平均值pixel_offset＝sum(pixel_offset_n)/n.将pixel_offset作为最终的帧差异。
5.根据权利要求1所述的一种主备路节目音画不同步的检测方法，其特征在于，计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值，具体包括：
对齐后的主备视频帧的PTS差值，记为v_pts_diff：
v_pts_diff＝PTS_main_v–PTS_backup_v；
其中PTS_main_v为主路视频帧对应的PTS值；PTS_back_v为备路视频帧对应的PTS值。
6.根据权利要求1所述的一种主备路节目音画不同步的检测方法，其特征在于，计算对齐后的主备音频帧的PTS差值，具体包括：
对齐后的主备音频帧的PTS差值，记为a_pts_diff：
a_pts_diff＝PTS_main_a–PTS_backup_a；
其中PTS_main_a为主路音频帧对应的PTS值；PTS_backup_a为备路音频帧对应的PTS值。
7.一种主备路节目音画不同步的检测系统，其特征在于，所述系统包括：
视频采集模块，用于采集主路视频信号并提取主路视频特征值，采集备路视频信号并提取备路视频特征值；
视频比对模块，用于根据主路和备路视频特征值将主备路视频帧对齐，并计算对齐后的主备路视频帧的PTS差值；
音频采集模块，用于采集主路音频信号并提取主路音频特征值，采集备路音频信号并提取备路音频特征值；
音频比对模块，用于根据主路和备路音频特征值将主备路音频帧对齐，并计算对齐后的主备路音频帧的PTS差值；
同步检测模块，用于计算所述主备路视频帧的PTS差值与所述主备路音频帧的PTS差值的差值绝对值并所述绝对值判断是否大于预设阈值，若大于，则判断主备路节目中至少有一路节目出现了音画不同步，否则认为主备节目都处于音画同步状态。
8.根据权利要求7所述的一种主备路节目音画不同步的检测系统，其特征在于，所述视频比对模块具体用于：
通过视频比对同步搜索算法将主备路视频帧对齐，具体为：
缓存一定长度的视频特征值；
取主路节目的最近一帧视频特征值，依次与备路节目缓存的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_m，以及对应的帧位置；
取备路节目的最近一帧视频特征值，依次与主路节目缓冲的所有视频特征值计算帧差异，记录最小的帧差异为v_min_diff_b，以及对应的帧位置；
取v_min_diff_m和v_min_diff_b的较小者作为同步搜索的最小帧差异，其对应的帧位置为视频帧对齐结果。
9.根据权利要求8所述的一种主备路节目音画不同步的检测系统，其特征在于，所述视频比对模块具体还用于：
计算特征值内第n个像素的亮度/色度之差，结果取绝对值，记为pixel_diff_n；
计算特征值内第n个像素的色度/亮度之和，记为pixel_sum_n；
计算特征值内第n个像素的偏差：pixel_offset_n＝pixel_diff_n/pixel_sum_n；
计算特征值内所有像素偏差的平均值pixel_offset＝sum(pixel_offset_n)/n.将pixel_offset作为最终的帧差异。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310233470 | 2023-03-07 | ||
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117294809A (zh) * | 2023-09-23 | 2023-12-26 | 北京流金岁月传媒科技股份有限公司 | 一种主备信号画面比对方法、系统、装置及介质 |
| CN118590682A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-09-03 | 北京广播电视台 | 一种广播电视智能流量均衡控制的多线路切换警报方法 |
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2023
- 2023-03-13 CN CN202310266093.1A patent/CN116248940A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117294809B (zh) * | 2023-09-23 | 2024-04-23 | 北京流金岁月传媒科技股份有限公司 | 一种主备信号画面比对方法、系统、装置及介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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