测试厂商积极应对数字视频挑战

2008-04-16 16:23:41来源: 中国电子报

  数字技术正在以迅猛之势在视频行业的各个方面取代模拟技术,带来了全新的产品和业务。这种变化完全改变了视频内容的创建、存储、管理、传送和分配方式以及人们的观赏方式,同时也对测试仪器提出新挑战。

  数字技术正在以迅猛之势在视频行业的各个方面取代模拟技术,带来了全新的产品和业务。这种变化完全改变了视频内容的创建、存储、管理、传送和分配方式以及人们的观赏方式。这种变化在各个地区的表现不尽相同,这与当地的基础设施是否完善、服务商是否积极推动、市场的竞争态势以及用户对新兴视频业务的态度等各种因素有关。但是从根本上而言,数字技术已经使视频内容、传输机制和观看体验等发生了巨大的变化,这种变化几乎表现在视频业的所有方面。因此,它也带动了视频测试仪器的发展。

  数字视频技术日新月异

  随着数字技术的发展,数字视频产品和数字业务更易被人们接受。在过去的几年里,视频器件和数字服务的性价比逐步提高。数字录像机(DVR)、视频podcas(播客)、宽带连接以及移动设备等从根本上改变了视频媒介的用户体验方式。视频媒介的发展也因此而获得了巨大的进步,例如数字节目制作和数字影院等。与此同时,视频行业的整合和向数字端到端工作流和供给链路的过渡,正改变着整个内容的生命周期。

  一个正在进行着的显著变化是人们观看节目的方式。这种变化是:许多视频节目同时向各个接收者播放转变为向许多人分别播放各自需要的视频节目。老的方式是用户按照网络规定的时间来收看视频节目;而新的方式则是由用户自己选择观看时间并使用最方便的工具来观看自己选择的内容。现在的用户期望有更加丰富的节目内容,能够欣赏自己喜爱的节目,同时又能随时收看。我们可以把视频想象为它是连接四方的、交互式的、属于个人的,而且能够在任何时候、任何地方、任何器件上获取。

  语音、数据和视频的整合增加了系统的复杂性和投资。例如,电信公司正投资于视频业务,是把它作为传统语音和数据业务的补充。然而,传输视频业务对电信基础设施的要求远高于数据和语音业务。传输一个典型的因特网视频文件所占用的网络带宽是一个平均邮件信息的1000倍。

  数字视频系统是由一些从事内容创建和内容传输分配的公司以及专业电子和消费电子的设计商和制造商组成的。最近几年来,随着新成员的加入,这个系统变得更加复杂。从新竞争伙伴的加入可以看出技术带来的巨大变化。现在竞争延伸的范围超出了原来建立的、传统的竞争范围,其特点是具有新的理念并具有改善产品、服务和进程的创新方式。系统中的所有成员均处于为整合数字视频技术而改进其基础设施的进程之中。与此同时,许多传统的广播电视业主仍然需要支持传统的模拟技术。在向数字视频转换的过程中存在着许多挑战。

  为推动数字视频的发展,内容创建和传输系统以及终端设备必须具有互操作性且使用简便。同样,对测试也必须提出更高的要求,它应能在数字系统中的各点进行。

  迎接数字视频传送和质量挑战

  在向数字视频转换的过程中,为支持这种转换所开发的技术也带动了内容传输领域中许多新的变革。过去的10年至15年里,在一些行业的推动下,有线多重服务运营商(MSO)去开发与传统广播电视网络不同的业务。MSO得到收益回报后,又进一步投资以扩展其有线业务和数字基础设施。

  通信提供商感受到了来自有线MSO的压力。为避免收入的下滑,他们也扩展了自己的业务。这样,就可以通过已建立的通信网络发展基于IP(网际协议)的视频和音频传输服务。

  所有这些行业均增加了新的服务项目并使新技术适应他们各自的系统环境,他们也面临着开发新技术的挑战,必须迅速而有效地解决这些问题以期尽早地得到投资回报。

  从信号管理到内容管理

  在模拟电视的早期,就已经开发了专用的测量工具,为工程师建立网络和维护网络性能、增强网络可靠性提供支持。利用这些工具,可以将模拟信号经由一个封闭的环路或者确定的网络路径传送到接收机或发射机。

  从性质上而言,数字网络更稳定和更可靠。无论数字网络是处于传统广播电视设施内还是作为通信网络的一部分,已开发的工具能够确保网络环境的高度可靠性和可预测性。随着数字内容可用性的增加,业界则将注意力由传输过程中的载体层转向网络中视音频内容的质量。

  基带视频网络

  在模拟电视向标准清晰度(SD)数字视频和高清晰度(HD)数字视频过渡期间,原有的许多设施将面临无法承受基础设施成批转换的巨大投资。这样,一些用于视音频传输的基带广播电视设施在管理上会出现模拟与数字并存的混合信号管理环境。

  泰克公司的基带信号测试、测量和监视仪器以及应用软件支持多种标准和多种格式。泰克公司的许多监视解决方案能够管理各种信号,这些信号从模拟视频到HD数字视频,从模拟音频到AES/环绕声数字音频。

  压缩视频分析和监视

  在动态数字视频系统中,最为流行的技术是视频数据压缩技术。视频压缩是推动视频发展的基础技术。制造商和内容传送机构在适用标准和格式上的变化,是有规律可循的,它反映的是最新的先进成果。泰克公司为数字压缩视频提供了全面(适用于多个标准和视频层)、深入(深入的信号发生和分析)的功能。

  最长久的视频压缩标准是MPEG2(动态图像专家组)。为MPEG2传送流监视、测量和查错而开发的许多工具在今天仍获得了广泛的应用。直至今天,MPEG2传送流技术在多种应用中还保持着旺盛的生命力,即使这些应用已使用了下一代压缩标准H.264或MPEG4编码器。新标准H.264/AVC-1和VC-1可以将更多的数据打包到相对固定的可用带宽中。

  设备设计者和制造商开发的产品采用了最新的压缩技术,在产品开发过程中他们希望测试和测量设备供应商尽早地为他们提供帮助,以将其产品尽快地投入市场。他们的产品具有高性价比和标准符合性。在他们中间,有音频和视频编码器/解码器(编解码器)器件的设计商和制造商,以及路由器和交换机之类的网络设施、大型数字存储器、机顶盒等设备的设计商和制造商。

  设计和制造行业中的工程师需要深入的分析工具,要求这样的工具能够排查和快速识别引起重大故障的原因。有许多故障是间断性的,这时可以将检测工具设置在“陷阱”故障状态,以便捕获相关数据。这样的工具在排查故障中是非常有用的,它可以节省故障的查找和分析时间,能够显著提高工程师的工作效率。

  基于文件的内容分析

  在建立了巨大的数字内容档案库后,如果要再次使用这些内容或者打算送入各种分配系统,例如,用于地面传输、基于IP的传输或者用于移动通信传输,内容的再次利用通常是在代码转换过程中进行的,从一种压缩格式转换为另一种压缩格式,才能被特定的分配系统所使用。显然,在这样的转换过程中,可能会出现一些未被人工发现的错误。

  现在,业界领先的仪器公司已经推出了完善的内容分析工具,它可以评测基于文件的压缩数字内容质量,而无需使用费用高昂的人眼主观评估。利用基于文件的内容分析工具,在进行质量控制时,就不必经历先对某段压缩媒介的内容解码、评估、再编码这样一个过程。

  另一方面,当我们将某段内容传送到显示器类型或分辨率不同于原先设定的显示器时,我们有时需要预测这段内容在该显示器中的感知图像质量。例如,将原先在HD中开发的内容传送到移动设备中,而移动设备中使用的是相对较小、分辨率较低的显示器。如果要预测人眼在移动环境下感知的该段内容的图像质量,可以使用泰克公司的PQA500图像质量分析仪。利用PQA500,编码器和网络工程师就能够对他们的产品和系统进行优化,以建立正确的观看者体验,而不必考虑采用什么类型的显示器件

  基于文件的内容分析为客户提供了能够按照行业标准或用户质量性能要求来评价数字内容的工具。这样,用户在对压缩视频内容进行评价时,不必借助人工观看解码后的视频和监听解码后的音频来判定压缩视频的质量,也无须为此而投入资金。

  随着新的编解码器和存储器解决方案进入混合系统,工作流的管理及其对内容质量的影响也变得愈来愈复杂。数字视频的发展使得许多机构开发新的工作流,以利于发挥新技术的优势,也使得许多机构在整合新技术时重新评价工艺,重新指配资源,开发新的业务。

  技术背景

  数字视频系统需要多种测试

  随着数字技术的迅猛发展,许多原来仅从事内容传送的公司现在却涉足于内容创建或者数字设备设计和制造。传统的广播电视业主发现,他们面对的竞争不仅来自同行业对手,而且还有新加入者。这时,分界线变得模糊了,但下面对系统的讨论我们仍然按照功能的区分来进行。

  研究开发和制造

  研发和生产制造行业包括新技术的开发、新业务的建立,以及为满足消费者的需求而提供各种消费电子设备的制造业。

  在研究和开发阶段,为了与现有的系统具有便利的互操作性,确保产品性能的标准符合性,必须进行特定的测试和测量。这种测试和测量包括设计验证测试、增强测试和故障的查错/分析。当产品由设计阶段转入生产环境时,应提供快速的、可重复的、客观的测试手段,以使产品正确地送达终端用户,使用户的不满降至最低。

  内容创建

  随着标准清晰度和高清晰度数字视频的日益普及,对数字内容的需求也在日益增长。许多公司正从事内容开发,还有愈来愈多的公司正成为内容提供商。这些内容创建者的一个显著特点是:他们都是非技术人员,也就是说他们并非是视频工程师。因此,他们需要采用一种能够充分发挥数字技术优势的适当工具来创建内容,使他们创建的内容看起来和听起来都很受欢迎,同时能够符合客户或受众的接受标准。

  内容传送

  所有从事内容传送和后期制作领域的运营商均面临着不断增多的、可用于传输和分配的数字媒介。由许多电影或磁带转换来的存储档案是大量数字媒介的补充。在整个数字系统设施中,工作流的效率可能是无限的。可采用的技术包括非线性编辑设备和数字存储器、新的音频技术、数字压缩技术,以及通过各种各样的物理接口的压缩视频分配技术等。

  无论在什么情况下,对新技术的快速适应和开放的市场均必须确保高质量的服务,迅速开展新兴业务并取得更佳的投资回报率(ROI)。

  对传统的广播电视业主来说,他们需要的是对其采用的、相对成熟的基带网络设施进行可靠的、准确的和可重复的测量和监视。对于新加入内容传送的如通信公司,由于数字技术已经在他们从事的领域中占有主导地位,他们需要的是能够迅速排查故障的工具,以识别和校正较为复杂的错误并解决现有网络设施和视频净荷之间的相关问题。泰克公司擅长于视频测试,为现有的模拟视频和新数字视频技术提供了全面、完善的视频测试和监视产品系列。利用这些产品系列,几乎可以在视频系统中的每点进行测试。

关键字:可靠  预测  过渡  视频  数字  清晰度  压缩  标准

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/video_measurement/200804/article_1.html
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