Автоматизация контроля качества при работе с файловым контентом
С того дня, когда началось телевизионное вещание, большинство сотрудников телецентров были заняты одним важным делом… В диспетчерских комнатах, в студиях и у передатчиков, инженеры постоянно контролировали качество изображения в режиме реального времени. Для наиболее важных наблюдений применялись профессиональные видеомониторы. Телевизионные инженеры, прошедшие специальную подготовку, использовали калиброванные телевизионные осциллографы для проверки соответствия стандартам, измерения и регулировки параметров сигнала.
Основатели Tektronix изобрели первый осциллограф с системой запуска в 1946 году. Вскоре после этого компания начала выпускать специализированное контрольно-измерительное оборудование для телевещания на основе этого осциллографа. Новое оборудование упрощало работу телецентров по обеспечению соответствия сигналов стандартам NTSC и FCC, что гарантировало прием качественного сигнала всеми
телезрителями. Но даже с лучшими телевизионными осциллографами этот контроль был визуальным, а, следовательно, субъективным.
Человеческий фактор
В первое время два, три и более телевизионных инженеров одновременно контролировали изображение и звук каждого канала в режиме реального времени. Если один инженер моргал, другой вполне мог заметить дефект изображения. Контроль качества был прост – все работники студии смотрели один канал, а источниками сигнала были студийные камеры, сеть и пленка. Когда пленку вытеснила видеолента, а черно- белое изображение сменилось цветным, проблемы контроля качества многократно возросли.
Широкое распространение получило решение, заключавшееся в случайном выборочном контроле видеолент для проверки качества воспроизведения сразу после записи. Выборочный контроль неплохо работал с небольшими рекламными роликами, но вероятность выявления дефектов в более продолжительных программах была значительно ниже. Проблемы контента выявлялись обычно во время вещания, должным
образом фиксировались в ежедневных отчетах и устранялись по мере возможности. До появления многоканального цифрового телевидения большинство студий обходилось ручными методами контроля качества.
Современные технические средства, использующие подканалы DTV, потоковое вещание и интернет-вещание по требованию, позволяют одной студии круглосуточно передавать несколько каналов и доставлять их нескольким аудиториям. Зрители ожидают, что качество студийного вещания будет одинаковым на разных каналах, подканалах и платформах абонентского оборудования. Для обеспечения стабильного качества необходимо обеспечить его строгий контроль. Но постоянно растущий и постоянно меняющийся контент увеличивает нагрузку на ИТ-инфраструктуры и выходит за рамки возможностей любой системы контроля качества, основанной на визуальном мониторинге.
Необходима автоматизированная система контроля качества, обеспечивающая 100-процентный охват контента, а цена ее должна составлять лишь малую долю затрат на ручной мониторинг. Автоматический контроль качества позволяет выполнять 95 % всей необходимой работы в автоматическом режиме при работе с файловым контентом. Оставшиеся 5 % по-прежнему потребуют человеческого труда, поскольку в изображении и звуке присутствуют некоторые тонкости, которые автоматизированная система может принять за проблему. Когда качество контролирует человек, он слушает звук, наблюдает изображение и принимает решение о пригодности или непригодности материала. Чего не может заметить человек, так это агрегацию дополнительных цифровых данных, превращающих контент в достоверный цифровой файл.
Количество и качество видеофайлов постоянно растет, тогда как число людей, занятых обработкой и ответственной проверкой качества перед вещанием, постоянно снижается. Увеличение числа каналов при одновременном снижении контролеров, занятых выявлением проблем, повышает риск поступления жалоб от зрителей.
Вещательным компаниям нужны надежные контрольно-измерительные приборы и методы объективной проверки технического качества и соответствия видеопотоков промышленным стандартам. Как уже стало понятно по опыту перехода на видеоленты, новые технологии могут создать новые значительные проблемы контроля качества и технические трудности.
Студии цифрового телевидения вполне могут обрабатывать сотни, если не тысячи видеофайлов ежедневно, причем не только с оригинальным контентом, но и c тем же контентом для мобильных телефонов и интернета в десятках форматов и с разными скоростями потока. Адаптивные скорости потока могут порождать несколько вариантов одного и того же файла, закодированных с разными скоростями. Все эти файлы нужно тщательно проверять перед тем, как их увидят зрители. Зачастую это превышает человеческие возможности.
Вещание файлового контента предъявляет новые требования
Видео на основе файлов начинается с последовательного цифрового видеосигнала (SDI), который кодируется в сжатый формат и контролируется на телевизионном осциллографе для выявления нарушений технических характеристик, таких как ошибки цветовой гаммы или пики звукового сигнала. Сжатый видеофайл объединяется со звуковыми дорожками, временным кодом и другими метаданными, а затем вводится в видеосервер. Обычно контент проверяется на наличие артефактов уже после ввода.
Кодированные файлы сохраняются в оперативном хранилище. Оперативное (ner-line) хранилище поддерживает частый и быстрый доступ к файлам. Как правило, оперативное хранилище имеет кэш контента, который будет воспроизведен в следующие 24-72 часа. Сервер вещания может создать транспортный поток или модулирующий сигнал для подачи на вход кодера/передатчика. В сигналах SDI с помощью мониторов сигнала контролируется громкость звука, совместимость субтитров и т.п. Цифровое вещание контролируется в реальном времени с помощью мониторов транспортного потока на IP и РЧ интерфейсах.
Обычно онлайновые и оперативные системы хранения используют сетевые хранилища (NAS) и серверы, предназначенные для сохранения и извлечения файлов. Они используют стандартные сетевые интерфейсы и стандартные протоколы совместного доступа к файлам, такие как SMB/CIFS, NFS и FTP. Системы RAID обеспечивают избыточность за счет объединения нескольких физических накопителей в один логический. Кластеризация позволяет равномерно распределять обращения к файлам и устраняет уязвимые места.
Мастер-файлы высокого разрешения, (исходники) , могут транскодироваться и видоизменяться для доставки разным потребителям. Транскодирование выполняется по запросу пользователя или автоматически системой управления мультимедийными архивами (MAM). Контроль качества выполняется обычно после монтажа и транскодирования.
Часто после вещания или, если ввод выполнен задолго до вещания, контент перемещается в архив. Архивное хранилище требует существенно большей емкости, но допускает более медленный доступ к файлам. Кроме того, архивное хранилище может использовать недисковые накопители, такие как ленточные или оптические. Обычно хранилища, расположенные за территорией студии и предназначенные для послеаварийного восстановления, называют «глубокими архивами».
Контент можно восстанавливать из архива в оперативное хранилище для повторного вещания или вставки в новый материал. Для поиска программ и сегментов система управления мультимедийными архивами использует сохраненные с каждым файлом описательные метаданные. Если формат архива отличается от рабочих форматов, может потребоваться транскодирование.
Рис. 1. Обзор технологии обработки и хранения файлового контента
- Система управления мультимедийными архивами
- Сервер ввода
- Оперативное хранилище
- Нелинейный монтаж
- Система транскодирования
- Архивное хранилище
- Передача файлов/доступ к файлам
- Управление
- Путь распределения
- Сервер вещания
- Вещание
- Система контроля качества
- Многоплатформенная публикация
Большинство видеозаписей на основе файлов начинают свою жизнь в форме низкочастотного видеосигнала, соответствие которого спецификациям играет весьма важную роль, поскольку дальше этот сигнал будет вводиться в файл. Это последний этап, на котором еще можно внести какие-то серьезные изменения в изображение и проконтролировать качество в реальном времени. Однако и в цифровой области таится множество новых угроз качеству программы.
Проблемы могут порождаться синтаксическими ошибками. Синтаксическая ошибка представляет собой нарушение порядка или структуры вспомогательных данных, необходимых для обеспечения соответствия файла определенному промышленному стандарту. Синтаксические ошибки могут быть практически незаметны человеческому глазу, и все же порождать значительные проблемы или даже повреждать изображение в системах хранения или доставки. Только анализируя каждый файл с помощью специально предназначенной для этого автоматической системы контроля качества, можно обнаруживать такого рода ошибки, свойственные видеосистемам на основе файлов. Автоматические системы могут активно исследовать структуру и синтаксис файлов на офлайновых или онлайновых серверах, и предоставлять отчеты или автоматически исправлять ошибки.
Вещательные компании сталкиваются с широким разнообразием технических и технологических проблем. К тому же, работу усложняет постоянное развитие технологий, в связи с чем появляются новые цифровые форматы и кодеки. Но независимо от используемого кодека и формата, успех зависит от качества и целостности контента.
Важно, чтобы каждый файл контента соответствовал техническим характеристикам и не создавал проблем в цифровой системе. Если контент синтаксически некорректен, он может создать цифровой хаос, например, нарушать работу сервера вещания, или приводить к перегрузке или зависанию абонентских приставок. Проверка синтаксиса является новым важным требованием, предъявляемым к системе контроля качества файлового контента.
При выборочном контроле контента через сервер вещания или с помощью общих приложений воспроизведения, разные декодеры обрабатывают синтаксические ошибки немного по-разному. Ошибки, ненавязчиво устраняемые плеером, с помощью которого контролер просматривает контент, могут вызвать проблемы, нарушающие просмотр через определенные абонентские приставки.
Рис. 2. Нарушение порядка следования фрагментов в транспортном потоке MPEG может вызвать разбиение на блоки и другие искажения изображения.
Так один оператор, предоставляющий услуги видео по требованию (VOD), начал получать жалобы на преждевременное окончание некоторых программ. Оператор не знал о существовании этой проблемы, поскольку не мог проконтролировать тысячи фильмов от начала и до конца. В результате раздался звонок зрителя, который сказал: «Куда делись последние 15 минут моего фильма? Что случилось?»
Проблему выявила система контроля качества Tektronix Cerify в результате проверки синтаксиса. Система Cerify проверила синтаксис нескольких тысяч файлов в библиотеке оператора и обнаружила несколько файлов, которые заканчивались преждевременно. Проблема заключалась в том, что поврежденные файлы не имели в конце соответствующих флагов закрытия. Файлы были введены заново, и проблема исчезла. Целью автоматической проверки является выявление синтаксических ошибок и множества других цифровых проблем до того, как они станут заметны зрителям.
Выбор системы контроля
Обычно студии получают новый контент и материал от рекламодателей по спутниковым и СВЧ каналам или через интернет в виде файлов или низкочастотного видеосигнала, которые надо закодировать и ввести в локальные файлы данных. После ввода можно проверить качество файла данных тремя способами. Самой общей является проверка типа кодера и скорости потока, а также визуальная оценка качества программы на
мониторе. Но такой метод проверки не только самый дорогой, но и самый неэффективный.
Следующий метод значительно более популярен и заключается в применении транскодеров с интегрированным решением контроля качества в рамках инфраструктуры контроля качества в системе. Такая концепция выглядит неплохо, но самотестирующие транскодеры, как правило, используют для проверки качества тот же базовый код, что и для самого транскодирования. В результате они не могут выявить критических проблем совместимости и не проверяют синтаксические ошибки. Они будут пропускать ошибки, которые не смогут идентифицировать.
Некоторые изготовители транскодеров признали недостатки интегрированных систем контроля. Вместо них они создают инфраструктуры или архитектуры, использующие более мощные внешние автономные решения для контроля качества. Таким образом, третьим и наилучшим решением является отдельная система, предлагаемая такими специализированными изготовителями, как Tektronix.
По аналогии с телевизионными осциллографами и проверкой низкочастотных видеосигналов, некоторые приборы используют вектроскоп и функции, подобные осциллографу, встроенные, например, в программу монтажа или цветовой коррекции. Профессионалы больше доверяют автономным мониторам, поскольку их разрешение превосходит разрешение виртуальных экранов, используемых большинством операционных систем. Вот почему автономные мониторы низкочастотных сигналов по-прежнему продолжают хорошо продаваться.
Вещательные компании уже начали понимать, что одного только решения для контроля качества от изготовителя транскодера недостаточно. По завершении транскодирования и ввода программы, и перед утверждением контента для воспроизведения, его нужно проверить с помощью полного решения контроля качества, такого как Tektronix Cerify.
Преемственность Tektronix Cerify
Телевизионные осциллографы компании Tektronix уже 60 лет являются промышленным стандартом. И все эти традиции контроля и измерения телевизионных сигналов унаследованы системой Cerify.
Внутренний код системы Cerify имеет общее происхождение с другими контрольно-измерительными и аналитическими решениями Tektronix. С самого начала эта система разрабатывалась в расчете на то, чтобы выступать в роли решения для анализа ошибок в противовес надстройкам, предназначенным для выявления лишь некоторых простых ошибок данных.
Рис. 3. Этот отчет автоматизированной системы контроля качества Tektronix Cerify обнаружил ошибку звука и задокументировал все ее параметры.
Конкуренты в сфере автономных анализаторов не имеют реального опыта тестирования видеоизображений. В результате они больше ориентируются на программное обеспечение. Некоторые из них достаточно хорошо справляются с некоторыми основными тестами, такими как проверка соответствия файла определенному формату, например, MPEG-2, H.264 или MXF. Однако отсутствие опыта тестирования видеоизображений ставит таких конкурентов в весьма невыгодное положение. Опыт тестирования видеоизображений является решающим преимуществом, уникальным для компании Tektronix.
Tektronix может предложить решения, в которых используются технологии, применяемые в других продуктах. Анализаторы качества изображения компании Tektronix считаются эталонными приборами для«односторонних» измерений (без использования эталона). Телевизионные осциллографы компании Tektronix фактически являются отраслевым стандартом. Система контроля качества видеоизображения Tektronix VQS1000 MPEG получила широкое мировое признание, как и анализатор Tektronix MTS4000 MPEG. Система Cerify объединяет и интегрирует все эти технологии в одном продукте.
Отличительным признаком хорошего контрольно-измерительного решения является стабильная точность. Компания Tektronix может с гордостью утверждать, что измерения, выполненные с помощью ее основной технологии мониторинга сигналов, согласуются с цифровыми измерениями системы Cerify. Группа разработчиков Cerify и инженеры, разрабатывающие измерительные приборы, используют в своей работе общие идеи и опыт, что позволяет достичь этой цели.
Тесты видеофайлов, выполненные с помощью системы Cerify, соответствуют результатам измерения выходных сигналов SDI, полученным с помощью калиброванного телевизионного осциллографа Tektronix. Согласованность системы Cerify с фактическим стандартом является важным фактором, гарантирующим надежность этого решения.
Только Cerify может должным образом тестировать и измерять файлы на сервере и получать при этом согласованные результаты. Достоверность тестов, точность измерений и их воспроизводимость выгодно отличают систему Cerify и делают ее воистину уникальной. И здесь нет никакой неопределенности, поэтому файлы, проверенные в Cerify, не нуждаются в повторной проверке.
Интеграция контроля качества видеоизображений в систему управления вещанием
Компания Turner Entertainment Networks (TEN) успешно внедрила несколько экземпляров системы Tektronix Cerify – первой в мире полностью автоматической системы, способной проверять файлы со сжатым видео- и аудиоконтентом перед передачей. TEN является крупнейшей в мире компанией, вещающей полностью в цифровом режиме. Система Cerify гарантирует качество вещания за счет согласованной и тщательной проверки входящего сжатого цифрового видеоконтента. Предлагаемый системой Cerify автоматический мониторинг гарантирует соответствие цифрового контента стандартам качества компании TEN.
Ручная проверка требует привлечения значительных ресурсов и предрасположена к ошибкам. Система Cerify является единственным средством автоматизированной проверки, полностью тестирующим все аспекты цифровых видео- и аудиофайлов, гарантируя их соответствие системным параметрам, форматам, разрешениям, скоростям потока, уровням качества, метаданным и требованиям широкого диапазона указанных видео- и аудиостандартов. Система Cerify может автоматически проверять все эти аспекты, предлагая воспроизводимую, объективную и недорогую методологию тестирования.
Согласованная интеграция
В процессе перехода от видеолент к цифровому вводу и серверному хранению, вещательные компании столкнулись с широким диапазоном технических и технологических проблем. К тому же, процесс усложняется постоянным развитием технологий, в связи с чем появляются новые цифровые форматы и кодеки.
Но независимо от используемого кодека и формата, коммерческий успех зависит, в первую очередь, от качества и целостности контента. Cerify интегрируется в системы MAM, обеспечивая гладкое управление вводом и переносом архивов в технологический процесс вещания.
Такая интеграция позволяет выполнять полностью автоматическую высокопроизводительную проверку качества и управлять нашими мультимедийными архивами. Это гарантирует, что все введенные материалы корректны и готовы к включению в программы и к вещанию. Web-интерфейс, объединяющий систему контроля качества и Cerify, предлагает обзор состояния введенных файлов в сети видеосервера и позволяет детально просматривать файлы, получать информацию о всех ошибках качества и их местоположении с точностью до конкретного кадра. Комбинированная система обеспечивает гладкое управление вводом и переносом архивов в технологический процесс вещания.
Никаких компромиссов, если речь идет о качестве видео- и аудиоконтента. Ввод видеоконтента из разных источников, закодированного с разной скоростью потока, в разных форматах и с разными стандартами сжатия, создает значительные трудности для служб контроля качества. Cerify представляет собой полностью автоматическую систему проверки файлового контента перед его передачей или архивированием.
Подробнее на сайте Tektronix 
