前言
近年来,我和我的同事一直在努力研究一个问题。通俗的讲,就是对于基于文件的电视制播系统应该测些什么、怎么测;从理论上讲,就是想建立一套基于文件的网络化制播系统的质量评价体系。
尽管目前离建立一套完整的体系还尚有距离,但是根据我们计量检测中心在深圳台、成都台、济南台、宁波台、广西台、重庆台、上海台、江苏台和北京台等近年新建的大型网络系统的验收测试,并参考总局《电视台数字化网络化建设白皮书》,可以总结出一些内容。这里愿将我们的一些经验与大家一起讨论。
一. 概述
随着电视台内数字化网络化的发展,台内基于信号(包括:PAL-D复合、分量、SDI、HD-SDI、AES/EBU、ASI等)的链路、设备、环节越来越少,都渐渐让位于基于文件的存储、传输和处理系统。
原有的基于信号的测量评价体系,包括:测试指标、方法、仪器,在基于文件的制播系统面前,大多都已不再适用了。面对新的系统,如何测试它们的质量,如何进行质量控制,笔者在《数字视频的全面认识和分层测试》一文中进行了分层的探讨,本文将专门针对文件的测量进行讨论,而针对网络的指标则另文阐述。
对于台内视音频文件的生成、存储、交换、传输等环节,应对文件进行质量测试的项目,基本上可以归纳为下表所示:
二. 分类说明
上表中由上至下的排序是按照逻辑层次的顺序进行的,如同堆栈的原理一样,在接收端的解析和处理实际上是按照相反的顺序进行。我们的测试是在收端进行,因此测试的顺序是由下层至上层的。 1. 文件完整性和正确性
在基于网络的制播系统中,文件在经过写入、存储、迁移等流程之后,首要的第一项测试就是文件的完整性和正确性。例如,从制作迁移到播出的一个文件,首先要确保它是完整的,没有被截断,或者发生丢包等缺失性错误;也要确保它是正确的,没有发生误码,或者误拼接等传输性错误。
这种校验比较简单,通常是利用MD5等散列算法取得原始文件的散列值,以及利用一些传输校验码,如CRC校验等,可以在各种相关的应用软件上实现。
2. 文件的打包封装格式
确认文件的迁移、传输正确后,下一项应该检查来的文件是否符合封装标准,例如:TS、ES、MXF、GXF、MOV、ASF/WMV、各种AVI等。对打包封装的测试,是对基于文件制播系统测试的一个重点,也是确保互联互通的基本条件。
根据应用的节点和依赖的设备不同,使用的封装格式种类众多。即使同一种标称的封装格式,具体也涉及到相当多的技术细节,因此检测的工作必须要由一个标准化的设备或软件来进行。
例如:目前台内广泛使用的MXF封装,就直接涉及到的大量标准,我整理了SMPTE的MXF标准就至少有25个,
所以,无论是用何种软件或设备来测,要求它必须要自身完全符合相关标准。并且SMPTE等组织的标准每年都有新增的和修改的,这对测试软件和设备的要求非常高。
3. 元数据
文件中往往除了视频、音频内容外,还带有元数据信息。我们测试的目的主要是检查它是否符合元数据的标准,例如:SMPTE的0335M-2001《Television - Metadata Dictionary Structure》、0395M-2003《Television - Metadata Groups Registry Structure》。由于本文篇幅所限,提及的标准相关内容只能查阅其原文,不在这里展开。
4. 编码的语法和语义
文件打开后,需检查其中的压缩编码部分,分析其语法、语义是否符合使用的信源压缩标准,如:MPEG-2(全I帧、IBP),MPEG-4,H.264,VC-1,VC-3/DNxHD,DV/HVD,DVCPRO、XDCAM、HDCAM等。
对于VC-1和VC-3,可能比较陌生。台内使用的VC-1是WMV9的升级版本,在SMPTE的421M-2006《Standard for Television-VC-1 Compressed Video Bitstream Format and Decoding Process》中进行了规定。 而大家熟悉的DNxHD则是符合VC-3的,具体内容在SMPTE的2019-1-2008 《VC-3 Picture Compression and Data Stream Format》中规定。
5. 视频编码的主要参数
这一部分主要检查视频的码率、采样结构、量化比特数、GOP的长度和结构、视频色域、物理分辨率、帧频/场频等是否有问题。在总局的《电视台数字化网络化建设白皮书》中有这些参数的建议。
对于一些外来节目,偶尔会遇到参数错误,或者与我国广播标准不符的情况。
6. 解压后的音频波形
文件解压缩后得到的音频波形,主要进行限幅识别。在数字域,应严格按照录制规范,确保真峰值不超标,避免限幅的发生。
7. 解压后的视频波形
文件解压缩后得到的视频波形,主要进行峰值电平、黑电平和合法性检查。也是根据录制规范的要求,确保不超标,确保信号波形的合法性。目前这一工作,大多是由软件示波器这一类的程序来完成。
在波形这个层面,主要的要求同传统的系统是一致的。
8. 声音内容识别
在内容识别上,所见到的各家产品差别较大。一般都能实现的是静音侦测、爆音侦测。当软件识别到静音、爆音,会根据事先设定的阈值进行记录和报警。
少数较高级的软件具有基于语音识别和模板比对的功能。它们可以根据预先存入的片头曲、片尾曲,或其它栏目的特征,以及比对节目单,来判断是否在内容上有错。这样从原理上可以避免曾经发生过的一些播错音的事故。对于栏目或节目的特征可以自适应的训练或人工存入,这对于系统的运行检查非常有用。
响度跳变的侦测是对节目当中或前后排列的节目的切换点进行响度测量和判别,目的是发现出现响度突变的情况,这对于响度控制非常重要。



