浅析广播电视行业高清同播率的技术实现

浅析广播电视行业高清同播率的技术实现高标清同播的政策背景早在2008年初，国家广电总局就将发展高清电视作为重点工作，包括中央台、北京、上海、湖南、江苏、黑龙江在内的多个电视台都加大了对高清电视制播设备的投入，当年5月，中央电视台高清综合频道正式开播，成为中国高清数字电视时代开始的标志，2008年8月，在北京奥运会全面实现高清电视信号制作的推动下，国内各大电视台逐步推进了高清电视制作的规模。2009年8月6日，国家广播电影电视总局发布了《广电总局关于促进高清电视发展的通知》（[2009]58号），CCTV-1、北京卫视、上海东方卫视、江苏卫视、湖南卫视、广东卫视、浙江卫视、黑龙江卫视、深圳卫视等9个卫视频道于2009年9月28日开始高/标清同播，预计到2013年，全国一半或者接近一半的频道都将具备高清播出条件，其余频道切换转入高清频道。同时，按照国家广电总局要求，发展高清电视，主要采取现有频道高、标清同播过渡的方式，所谓高、标清同播，是指同一频道内容，同时采取高清和标清方式播出。同播的高清频道第一年度的节目同播率和高清播出率要高于50%，第二年度要高于70%，争取第三年度达到全高清播出。高标清同播率统计的技术基础如上文所示，在广播电视高标清同播的实现过程中，高清同播率是一个很重要的考核指标，高清同播率是指某一类型节目高清同播时间与该类型节目在高清频道的总播出时间的比值，其中高清同播时间指的是既同播、又高清播出的时间。客观上需要通过科学的技术手段，高效、准确的监测并统计出高标清同播率，现阶段，我们可以通过基于Surf算法的技术实现对高清同播率的监测、统计，Surf算法能够处理两幅图像之间发生平移、旋转、仿射变换情况下的匹配问题，具有很强的匹配能力，Surf实现图像比对过程为：首先提取关键点，然后对关键点附加详细的信息（局部特征），最后通过两幅图像的特征点（附带上特征向量的关键点）的比较找出相互匹配的若干特征点建立图像间的对应关系。Surf算法实现图像比对的具体过程为：（1）、构建尺度空间，检测极值点，获得尺度不变性

++在对上面这幅图像的处理中，首先遍历图像中的像素，计算出具有极值的角点，并全部标注。在计算选取极值点的时候，最重要的考虑因素是亮度，当某个点与其各个方向相比，亮度发生明显变化，这个点就会被确定为极值点，在第一步的计算中，大部分的极值点都会被找出并标注。++在对上面这幅图像的处理中，首先遍历图像中的像素，计算出具有极值的角点，并全部、特征点过滤并进行精确定位+.葺f坷一+十一+斗+:+¥+H++++.葺f坷一+十一+斗+:+¥+H+++..++珪++t.尊斗++#+++++量+巾±+tr++#++++++:++++■+++在进一步的处理中，需要确定真角点，具体的计算过程是将各个角点与在相邻缩放尺度#++++*>+中的对应点进行比较，若在相邻缩放尺度中是极值点，则确定为真角点，一些在初步计算中被密集标记出的角点，会被保留，一些较为独立的地角点强度较弱，会被过滤掉。经过对特征点的过滤，一些能够明确标记图像特征的角点被保留，用做进一步的比对处理。、为特征点分配方向值通过对筛选后的各个角点与其周围图像像素的数值关系，计算各向的haar小波响应，得到角点位置的特征向量，并通过高斯函数加权各点，取得最终描述子主方向。、生成特征描述子，进行图像比对经过以上过程的处理，最终以特征点为中心取16*16的邻域作为采样窗口，将采样点与特征点的相对方向通过高斯加权后归入包含8个bin的方向直方图，最后获得4*4*8的128维特征描述子。示意图如下：邻域梯度方向

关键点特征向量需要比对的两幅图的特征向量生成后，采用关键点特征向量的欧式距离来作为两幅图像中关键点的相似性判定度量。取图1的某个关键点，通过遍历找到图像2中的距离最近的两个关键点。在这两个关键点中，如果次近距离除以最近距离小于某个阙值，则判定为一对匹配点，当两幅图像的匹配点达到某个下限值的时候，这两幅图像被视为匹配图像。高标清同播率统计的技术实践如下图所示，在广播电视行业的实际工作中，图像比对技术正在被应用于高标清同播率的计算，通过技术手段科学的统计出高标清同播率，在技术实践中，高标清图像的同播率统计分为两个方面，首先是通过特征值的比对确认两帧图像的匹配关系，然后通过对某一段时间内多帧图像的匹配程度确认两个节目的同播情况。修in?禊这两天也到出门亍啊2声道叽高清高清时段同播率:68.72%,其他时修in?禊这两天也到出门亍啊2声道叽高清高清时段同播率:68.72%,其他时E100.00%,全天同播率浙江卫视标清2声道，720x576CCTV1标清1声道，720x576河5略说好听点呢是看着(1)、进行高清图像与标清图像的帧比对在高标清同播的系统中，首先对高清节目的某一帧图像进行运算处理，包括检测极值点，特征点过滤并进行精确定位，为特征点分配方向值，生成特征描述子。同时，对标清节目的某一帧图像也作相同的处理。通过对两路视频图像逐帧计算特征向量集，并缓存若干帧，以为之后比对提供数据。采样帧一般是定时选取，并加入场景切换后的新场景帧。由此可以得到缓存的采样时间窗大小为：SampleWindow=bufferLength*Iterval这也是对最大同播延时的限制。(2)、进行高清图像与标清图像的缓存比对处理通过对两路视频图像逐帧计算特征向量集，并缓存若干帧，然后在两路视频的缓存中相互计算特征集匹配度。在进行高清图像与标清图像的帧匹配度计算中，首先找到高清图像的某个关键点，通过标清图像中与高清图像关键点距离最近的关键点比对，如果次近距离除以最近距离小于某个阙值，则判定为一对匹配点，当两幅图像的匹配点达到某个下限值的时候，这两幅图像被视为匹配图像，即选取的高清图像的一帧与标清图像的一帧是匹配的。对于计算出的匹配度最高的两帧，若其匹配度达到要求阈值，则视为同内容帧，两路视频视为在采样时间窗内同播，由两帧的时戳即可得到两路视频的时间差；而当最优匹配的两个图像相似度在一段时间内始终低于一个下限时，认为在采样时间窗内同播。为排除视频中后期制作对图像带来的差异(如字幕，台标，小区域叠加广告翎，我们在提取特征时，只对中心部分区域提取特征。通过24小时内的连续采样，可以得到高标清同播的时间，计算出同播率。结束语目前，我国广播电视行业正在向高清时代迈近，做为迈向高清时代必经之路的高