Čeští diváci a operátoři sítí si zvykli u digitálního signálu na zjednodušené hodnocení, že signál buď je, nebo není. Kvalitativních škál však může být více.
Koncem dubna se konala v Las Vegas největší show televizní, rozhlasové a vysílací techniky NAB 2017, která zahrnuje v dnešním konvergovaném světě film, zábavu, postprodukci, mobilní svět, reklamu, sport, zpravodajství, IT, online Video i virtuální a rozšíření realitu. Korporátní společnosti a jejich vývojové týmy tam představovaly požadavky spotřebitelů po hlubších zážitcích z nabízeného digitálního obsahu.
Pro ty odborníky, kteří se letošního veletrhu přímo v Las Vegas nemohli zúčastnit, se následně v květnu konaly v Čechách a na Moravě semináře na téma POST NAB 2017. První pořádala začátkem května slovenská společnost SUNTEQ v budově České televize na Kavčích horách, kde představila vystavovatele z NAB společnosti Appear TV s jejich XC a X platformou a Bridge technologies s měřícími sondami pro analýzu kvality přenášeného videa, včetně přenosného zařízení NOMAD. Tento seminář se následující den konal i v Bratislavě.
Druhou akcí byla pravidelná konference ABEX Society odborné, neziskové a produktově neutrální asociace pro vysílání, elektronická media a sdělovací, obrazovou a zvukovou techniku, která se konala v moravském Mikulově poslední víkend v květnu.
V následujícím článku představíme z pražského semináře firmy SUNTEQ podrobnosti o měřících zařízeních Bridge Technologies. V samostatném článku přineseme technické informace o konferenci ABEX a zařízení pro vysokorychlostní video sítě norské firmy Appear TV.
Kvalita digitálních videosignálů
Bridge Technologies je norská firma, která vyrábí pokročilé systémy pro monitoring a analýzu kvality služeb pro dopravu obsahu pro televizní, kabelové, satelitní a OTT operátory a případně další telekomunikační služby. V analýze kvality vycházejí z toho, že v dnešní době prolínání telekomunikačních a IT služeb dochází k ovlivňování i ze subjektivního pohledu vnímání kvality koncovým uživatelem. Historicky telekomunikační služby zavedly parametr QoS (kvalita služby) a tyto „kvosy“ v různých úrovních převážně definovaly priority přenosu určitého typu dat (transakční data, streamované video, video konference, hlas). Tento kvalitativní parametr ve streamovaném nebo živém videu dohlíží na všechny ukazatele na transportních vrstvách na základě zavedených standardů (příkladem je ETR 290) a představuje tak hodnotící kritérium kvalifikovaného zákazníka telekomunikační služby.
Obrázek 1: Parametry měření na transportní vrstvě (poskytla společnost Sunteq)
Kvalitu obrazu vyhodnotí objektivně, ale i přesto nemůže podchytit další zkreslení a negativní vjemy, která vedou k nespokojenosti diváka. Proto se pro vyhodnocení z pohledu koncového zákazníka používá parametr QoE (Quality of Experience) – kvalita uživatelské zkušenosti, v mnoha souvislostech je lepší volnější překlad Uživatelská přívětivost. Ta zahrnuje taková zkreslení jako prostorové a časové artefakty digitalizovaného obrazu, kostičkování, ztrátu ostrosti hran a další. Popis těchto vad ukazuje následující obrázek.
Obrázek 2: Rozdělení rušících artefaktů při kompresi a přenosu videa (poskytla společnost Sunteq)
Pro jednoduchost již léta existuje subjektivní hodnocení kvality televizního obrazu (viz Rec. ITU-R BT.500-11) , které vychází z pětistupňové škály, kde 5 představuje vynikající kvalitu bez rušivých artefaktů, 4 – dobrá (zkreslení vnímatelná, ale neruší), 3 – průměrná (zkreslení lehce ruší), 2 – ubohá (zkreslení ruší) a 1 – špatná (velmi rušivé, nekoukatelné). Tato subjektivní hodnocení vyžadují součinnost většího či menšího počtu pozorovatelů a srovnatelnost výsledků je obtížná. Otevřený přístup k objektivní QoE Uživatelské přívětivosti založený na principu srovnávání vzorků nabízí Netflix (viz https://medium.com/netflix-techblog/toward-a-practical-perceptual-video-quality-metric-653f208b9652). Právě společnost Bridge Technologies používá tuto metodu v řadě svých zařízení v tzv. VMAF skóre udávané v procentech se srovnávacím vzorkem.
Zařízení firmy jsou určena pro dohledová centra kabelových satelitních a terestrických operátorů, kteří mají možnost je nasazovat jak v průběhu zpracování (transkódování/převodů modulací a kompresních formátů), tak zejména pro srovnání při předávání koncovým uživatelům. Všechny nasazené próby jsou vybaveny možností vzdáleného přístupu na internet a tak umožňují v kontrolním středisku dálkově sledovat parametry QoS i QoE.
Obrázek 3: Pracovníci firem Sunteq a Bridge Technologies při představování řady testovacích sond v distribučním řetězci (Foto: Václav Udatný)
Zvláštní pozornost si zaslouží měřící zařízení s názvem NOMAD. Je určeno zejména do IP multicastových sítí, OTT ale i pro sítě RF terestrického vysílání a analyzuje DVB signály a IP pakety. Vytváří vlastní WIFI síť, na kterou je možno se připojit laptopem a nahrazuje tak všechny PCI karty a USB dongly. Může být ponecháno na místě a sledovat tak odchylky od standardních signálů v průběhu času. Připojení je možné na satelitní (DVB-S/S2), terestrický(DVB-T/T2) nebo kabelový (DVB-C) signál v rozsahu 43 – 1002 MHz se šířkou pásma ř, 6 7 a 8 Mhz). Konstelační diagram je samozřejmostí.
Obrázek 4: Měřící sonda Nomad (Foto: Václav Udatný)
Na závěr představujeme několik ukázek monitoringu a analýzy sejmutých v době psaní tohoto článku. Screenshoty byly sejmuty autorem.
Obrázek 5: Program NRK HD sejmutý v 10 sekundových intervalech se zobrazením úrovně zvuku a GOPu
Obrázek 6: Program CNN s registrovanými výpadky paketů pod nastavenou hodnotu
Obrázek 7: Program Riks TV šířený v norském MUXu včetně konstelačního diagramu
Obrázek 8: Přehled parametrů monitorovaných programů v různých sítích
Ujmou se tyto metody měření kvality i u nás?
Uvedené sondy představují využití digitálního věku nejen pro měření, ale i pro dálkové dlouhodobé sledování kvality všech existujících datových toků a televizních programů bez ohledu na jejich způsob transportu k uživateli – divákovi. Zvykli jsme si, že digitální signál je tvořen jedničkami a nulami, tj. že buď je, nebo není. Maximálně si stěžujeme, že jej ruší sousední kmitočty LTE. Současný trend kvantity (počtu nabízených programů) však není jediným měřítkem. Ale k dosažení opravdu vyšší kvality, podle subjektivního hodnocení stupně 5 – výborné, jsou popisované metody u nás málo používané.
