[发明专利]一种黑广播音频识别方法

说明书

本发明提供了一种黑广播音频识别方法，包括：S1、提取回传音频和基准音频的信号特征；S2、提取回传音频和基准音频的语义特征；S3、分别针对信号特征和语义特征对回传音频和基准音频进行信号相似性和语义相似性计算；S4、首先根据语义相似性比对，若语义相似性比对判决为高相似，得到比对结果；若语义相似性比判决为低相似则进行信号相似性比对，得到比对结果，根据比对结果完成对黑广播音频的识别。本发明具有更好的健壮性，能更好地抑制噪声和传输延时的影响：当由于噪声等因素致使某单一的特征失效时，可以通过其它特征进行参考；同时，传输延时对语义分析的影响相对较小，语义分析在延时条件下的这种稳定性，在一定程度上可以抵消信号分析在延时条件下的不稳定性。

技术领域

本发明涉及黑广播识别领域，特别涉及一种黑广播音频识别方法。

背景技术

随着信息技术和广播传媒技术的发展，黑广播近些年也愈发引起了人们的关注。黑广播具有显著的社会危害性。黑广播基站大多架设在居民小区，严重影响人民身体健康；黑广播充斥大量的虚假信息，如假药、假冒伪劣产品等；黑广播甚至影响家庭及社会的安定团结。因此，要坚决打击黑广播。打击黑广播的前提是有效地发现黑广播。但是，黑广播的技术也在不断发展，黑广播的表现更加具有隐蔽性：某些黑广播甚至占用了正常广播的播放频点；播放内容更加“像”正常的广播内容。因此，要识别黑广播，需要使用更加综合化和智能化的技术手段和处理方法。

音频比对是发现黑广播的有效思路，其核心思想是：在某一个点位接收某频点的广播音频信号，把该信号回传至比对中心。在比对中心，对回传音频和基准音频进行比较，若发现不一致，则说明该点位接收到的这个频点信号为黑广播信号，该点位周边可能存在黑广播信号源。就音频比对技术上，陈玉洁等描述了广西电台中使用的音频比对系统及方法：将源自调音台的AES信号、源自编码器输出的ASI码流和从发射台接收的FM/AM信号进行比对，用于发现是否存在非法干扰、插播等黑广播现象，具体比对指标是音频信号频域中的梅尔倒谱系数指标。这是基于单一的频域特征进行比对的方法。类似地，李春爽、邓楚雄、赵琦等分别描述了天津、广东、辽宁朝阳等地广播电台的音频比对系统，也类似于从调音台和发射机前端接引音频信号进行比对，从而及时发现是否存在串播、错播等异常现象。张琳等描述了一种音频相似度比对算法，算法是通过波形、包络线、过零率等特征参数来衡量音频信号的相似性，是一种多特征的音频比较方法。但是，上述比对参数仍然集中信号层面的频率、时域和空域上。郑朝晖提出的梧桐山发射台音频比对系统描述了一种隧道广播的安全监控方案，通过音频比对确保广播信息安全，比对指标主要是梅尔倒谱系数、频谱质心、平均能量、短时过零率等指标。这实质上也是一种信号层面的多特征比对方法。西华大学杨东沿利用语音识别技术，把音频转换为文本，利用黑广播关键词库对文本中的敏感词汇进行检测，从而发现黑广播。该方法可以看成是对主流的信号层面检测方法的有益补充。

对已有的音频比对系统和方法进行分析后认为：当音频比对应用于一个局部的闭环系统时，系统内部引入的噪声较小甚至可以忽略不计，因此只进行信号一级的比对分析是适合的。但是，如果在广播台站或广播发射系统之外，把位于城市楼宇和乡村的监测节点的广播接收信号回传进行比对分析，则必须要考虑噪声的影响。而噪声恰好又易导致某些单一的特征量发生变异，最终导致比对失效。除此之外，在真实广域场景下，远端接收信号和基准信号之间一定存在传输延时，在比对之前应加入滑窗匹配，而这实际上又显著增加了音频比对的时间复杂度。延时因素进一步和噪声因素相叠加，又会降低信号级比对的准确性，而语义比对则能较好地抑制延时的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了一种面向黑广播识别的、基于广播电气信号特征和内容语义特征的融合比对方法，其核心过程是：首先，在信号层面通过计算短时能量、短时过零率、频谱质心等指标来反映广播的信号特征；其次，在语义层面，通过在语音识别后进行文本词频统计来反映广播的内容特征；最后，建立基于信号特征和语义特征的多级融合判决规则来检测是否为存在占用正常广播频点的黑广播。实验反映了发明的有效性和工程适用性。

本发明采用的技术方案如下：一种黑广播音频识别方法，包括：