測試廠(chǎng)商積極應對數字視頻挑戰

    技術(shù)正在以迅猛之勢在視頻行業(yè)的各個(gè)方面取代模擬技術(shù)，帶來(lái)了全新的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)。這種變化完全改變了視頻內容的創(chuàng )建、存儲、管理、傳送和分配方式以及人們的觀(guān)賞方式，同時(shí)也對測試儀器提出新挑戰。

      數字技術(shù)正在以迅猛之勢在視頻行業(yè)的各個(gè)方面取代模擬技術(shù)，帶來(lái)了全新的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)。這種變化完全改變了視頻內容的創(chuàng )建、存儲、管理、傳送和分配方式以及人們的觀(guān)賞方式。這種變化在各個(gè)地區的表現不盡相同，這與當地的基礎設施是否完善、服務(wù)商是否積極推動(dòng)、市場(chǎng)的競爭態(tài)勢以及用戶(hù)對新興視頻業(yè)務(wù)的態(tài)度等各種因素有關(guān)。但是從根本上而言，技術(shù)已經(jīng)使視頻內容、傳輸機制和觀(guān)看體驗等發(fā)生了巨大的變化，這種變化幾乎表現在視頻業(yè)的所有方面。因此，它也帶動(dòng)了視頻測試儀器的發(fā)展。

 視頻技術(shù)日新月異

     隨著(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展，數字視頻產(chǎn)品和數字業(yè)務(wù)更易被人們接受。在過(guò)去的幾年里，視頻器件和數字服務(wù)的性?xún)r(jià)比逐步提高。數字錄像機(DVR)、視頻podcas（播客）、寬帶連接以及移動(dòng)設備等從根本上改變了視頻媒介的用戶(hù)體驗方式。視頻媒介的發(fā)展也因此而獲得了巨大的進(jìn)步，例如數字節目制作和數字影院等。與此同時(shí)，視頻行業(yè)的整合和向端到端工作流和供給鏈路的過(guò)渡，正改變著(zhù)整個(gè)內容的生命周期。

    一個(gè)正在進(jìn)行著(zhù)的顯著(zhù)變化是人們觀(guān)看節目的方式。這種變化是：許多視頻節目同時(shí)向各個(gè)接收者播放轉變?yōu)橄蛟S多人分別播放各自需要的視頻節目。老的方式是用戶(hù)按照網(wǎng)絡(luò )規定的時(shí)間來(lái)收看視頻節目；而新的方式則是由用戶(hù)自己選擇觀(guān)看時(shí)間并使用最方便的工具來(lái)觀(guān)看自己選擇的內容?，F在的用戶(hù)期望有更加豐富的節目?jì)热?，能夠欣賞自己喜愛(ài)的節目，同時(shí)又能隨時(shí)收看。我們可以把視頻想象為它是連接四方的、交互式的、屬于個(gè)人的，而且能夠在任何時(shí)候、任何地方、任何器件上獲取。

    語(yǔ)音、數據和視頻的整合增加了系統的復雜性和投資。例如，電信公司正投資于視頻業(yè)務(wù)，是把它作為傳統語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)的補充。然而，傳輸視頻業(yè)務(wù)對電信基礎設施的要求遠高于數據和語(yǔ)音業(yè)務(wù)。傳輸一個(gè)典型的因特網(wǎng)視頻文件所占用的網(wǎng)絡(luò )帶寬是一個(gè)平均郵件信息的1000倍。

    數字視頻系統是由一些從事內容創(chuàng )建和內容傳輸分配的公司以及專(zhuān)業(yè)和的設計商和制造商組成的。最近幾年來(lái)，隨著(zhù)新成員的加入，這個(gè)系統變得更加復雜。從新競爭伙伴的加入可以看出技術(shù)帶來(lái)的巨大變化?，F在競爭延伸的范圍超出了原來(lái)建立的、傳統的競爭范圍，其特點(diǎn)是具有新的理念并具有改善產(chǎn)品、服務(wù)和進(jìn)程的創(chuàng )新方式。系統中的所有成員均處于為整合數字視頻技術(shù)而改進(jìn)其基礎設施的進(jìn)程之中。與此同時(shí)，許多傳統的廣播電視業(yè)主仍然需要支持傳統的模擬技術(shù)。在向視頻轉換的過(guò)程中存在著(zhù)許多挑戰。

    為推動(dòng)數字視頻的發(fā)展，內容創(chuàng )建和傳輸系統以及終端設備必須具有互操作性且使用簡(jiǎn)便。同樣，對測試也必須提出更高的要求，它應能在系統中的各點(diǎn)進(jìn)行。

 迎接視頻傳送和質(zhì)量挑戰

     在向數字視頻轉換的過(guò)程中，為支持這種轉換所開(kāi)發(fā)的技術(shù)也帶動(dòng)了內容傳輸領(lǐng)域中許多新的變革。過(guò)去的10年至15年里，在一些行業(yè)的推動(dòng)下，有線(xiàn)多重服務(wù)運營(yíng)商(MSO)去開(kāi)發(fā)與傳統廣播電視網(wǎng)絡(luò )不同的業(yè)務(wù)。MSO得到收益回報后，又進(jìn)一步投資以擴展其有線(xiàn)業(yè)務(wù)和基礎設施。

    通信提供商感受到了來(lái)自有線(xiàn)MSO的壓力。為避免收入的下滑，他們也擴展了自己的業(yè)務(wù)。這樣，就可以通過(guò)已建立的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展基于IP（網(wǎng)際協(xié)議）的視頻和音頻傳輸服務(wù)。

    所有這些行業(yè)均增加了新的服務(wù)項目并使新技術(shù)適應他們各自的系統環(huán)境，他們也面臨著(zhù)開(kāi)發(fā)新技術(shù)的挑戰，必須迅速而有效地解決這些問(wèn)題以期盡早地得到投資回報。

 從信號管理到內容管理

     在模擬電視的早期，就已經(jīng)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的測量工具，為工程師建立網(wǎng)絡(luò )和維護網(wǎng)絡(luò )性能、增強網(wǎng)絡(luò )可靠性提供支持。利用這些工具，可以將模擬信號經(jīng)由一個(gè)封閉的環(huán)路或者確定的網(wǎng)絡(luò )路徑傳送到接收機或發(fā)射機。

    從性質(zhì)上而言，數字網(wǎng)絡(luò )更穩定和更可靠。無(wú)論數字網(wǎng)絡(luò )是處于傳統廣播電視設施內還是作為網(wǎng)絡(luò )的一部分，已開(kāi)發(fā)的工具能夠確保網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的高度可靠性和可預測性。隨著(zhù)內容可用性的增加，業(yè)界則將注意力由傳輸過(guò)程中的載體層轉向網(wǎng)絡(luò )中視音頻內容的質(zhì)量。

     基帶視頻網(wǎng)絡(luò )

     在模擬電視向標準清晰度(SD)數字視頻和高清晰度(HD)數字視頻過(guò)渡期間，原有的許多設施將面臨無(wú)法承受基礎設施成批轉換的巨大投資。這樣，一些用于視音頻傳輸的基帶廣播電視設施在管理上會(huì )出現模擬與并存的混合信號管理環(huán)境。

    泰克公司的基帶信號測試、測量和監視儀器以及應用軟件支持多種標準和多種格式。泰克公司的許多監視解決方案能夠管理各種信號，這些信號從模擬視頻到HD數字視頻，從模擬音頻到AES/環(huán)繞聲音頻。

     壓縮視頻分析和監視

     在動(dòng)態(tài)數字視頻系統中，最為流行的技術(shù)是視頻數據壓縮技術(shù)。視頻壓縮是推動(dòng)視頻發(fā)展的基礎技術(shù)。制造商和內容傳送機構在適用標準和格式上的變化，是有規律可循的，它反映的是最新的先進(jìn)成果。泰克公司為壓縮視頻提供了全面(適用于多個(gè)標準和視頻層)、深入(深入的信號發(fā)生和分析)的功能。

    最長(cháng)久的視頻壓縮標準是MPEG2（動(dòng)態(tài)圖像專(zhuān)家組）。為MPEG2傳送流監視、測量和查錯而開(kāi)發(fā)的許多工具在今天仍獲得了廣泛的應用。直至今天，MPEG2傳送流技術(shù)在多種應用中還保持著(zhù)旺盛的生命力，即使這些應用已使用了下一代壓縮標準H.264或MPEG4編碼器。新標準H.264/AVC-1和VC-1可以將更多的數據打包到相對固定的可用帶寬中。

    設備設計者和制造商開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品采用了最新的壓縮技術(shù)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中他們希望測試和測量設備供應商盡早地為他們提供幫助，以將其產(chǎn)品盡快地投入市場(chǎng)。他們的產(chǎn)品具有高性?xún)r(jià)比和標準符合性。在他們中間，有音頻和視頻編碼器/解碼器(編解碼器)器件的設計商和制造商，以及路由器和交換機之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò )設施、大型存儲器、機頂盒等設備的設計商和制造商。

    設計和制造行業(yè)中的工程師需要深入的分析工具，要求這樣的工具能夠排查和快速識別引起重大故障的原因。有許多故障是間斷性的，這時(shí)可以將檢測工具設置在“陷阱”故障狀態(tài)，以便捕獲相關(guān)數據。這樣的工具在排查故障中是非常有用的，它可以節省故障的查找和分析時(shí)間，能夠顯著(zhù)提高工程師的工作效率。

     基于文件的內容分析

     在建立了巨大的內容檔案庫后，如果要再次使用這些內容或者打算送入各種分配系統，例如，用于地面傳輸、基于IP的傳輸或者用于移動(dòng)傳輸，內容的再次利用通常是在代碼轉換過(guò)程中進(jìn)行的，從一種壓縮格式轉換為另一種壓縮格式，才能被特定的分配系統所使用。顯然，在這樣的轉換過(guò)程中，可能會(huì )出現一些未被人工發(fā)現的錯誤。

    現在，業(yè)界領(lǐng)先的儀器公司已經(jīng)推出了完善的內容分析工具，它可以基于文件的壓縮內容質(zhì)量，而無(wú)需使用費用高昂的人眼主觀(guān)評估。利用基于文件的內容分析工具，在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，就不必經(jīng)歷先對某段壓縮媒介的內容解碼、評估、再編碼這樣一個(gè)過(guò)程。

    另一方面，當我們將某段內容傳送到顯示器類(lèi)型或分辨率不同于原先設定的顯示器時(shí)，我們有時(shí)需要預測這段內容在該顯示器中的感知圖像質(zhì)量。例如，將原先在HD中開(kāi)發(fā)的內容傳送到移動(dòng)設備中，而移動(dòng)設備中使用的是相對較小、分辨率較低的顯示器。如果要預測人眼在移動(dòng)環(huán)境下感知的該段內容的圖像質(zhì)量，可以使用泰克公司的PQA500圖像質(zhì)量分析儀。利用PQA500，編碼器和網(wǎng)絡(luò )工程師就能夠對他們的產(chǎn)品和系統進(jìn)行優(yōu)化，以建立正確的觀(guān)看者體驗，而不必考慮采用什么類(lèi)型的顯示器件。

    基于文件的內容分析為客戶(hù)提供了能夠按照行業(yè)標準或用戶(hù)質(zhì)量性能要求來(lái)評價(jià)內容的工具。這樣，用戶(hù)在對壓縮視頻內容進(jìn)行評價(jià)時(shí)，不必借助人工觀(guān)看解碼后的視頻和監聽(tīng)解碼后的音頻來(lái)判定壓縮視頻的質(zhì)量，也無(wú)須為此而投入資金。

    隨著(zhù)新的編解碼器和存儲器解決方案進(jìn)入混合系統，工作流的管理及其對內容質(zhì)量的影響也變得愈來(lái)愈復雜。視頻的發(fā)展使得許多機構開(kāi)發(fā)新的工作流，以利于發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢，也使得許多機構在整合新技術(shù)時(shí)重新評價(jià)工藝，重新指配資源，開(kāi)發(fā)新的業(yè)務(wù)。

 技術(shù)背景

 視頻系統需要多種測試

     隨著(zhù)數字技術(shù)的迅猛發(fā)展，許多原來(lái)僅從事內容傳送的公司現在卻涉足于內容創(chuàng )建或者設備設計和制造。傳統的廣播電視業(yè)主發(fā)現，他們面對的競爭不僅來(lái)自同行業(yè)對手，而且還有新加入者。這時(shí)，分界線(xiàn)變得模糊了，但下面對系統的討論我們仍然按照功能的區分來(lái)進(jìn)行。

     研究開(kāi)發(fā)和制造

     研發(fā)和生產(chǎn)制造行業(yè)包括新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、新業(yè)務(wù)的建立，以及為滿(mǎn)足消費者的需求而提供各種設備的制造業(yè)。

    在研究和開(kāi)發(fā)階段，為了與現有的系統具有便利的互操作性，確保產(chǎn)品性能的標準符合性，必須進(jìn)行特定的測試和測量。這種測試和測量包括設計驗證測試、增強測試和故障的查錯/分析。當產(chǎn)品由設計階段轉入生產(chǎn)環(huán)境時(shí)，應提供快速的、可重復的、客觀(guān)的測試手段，以使產(chǎn)品正確地送達終端用戶(hù)，使用戶(hù)的不滿(mǎn)降至最低。

     內容創(chuàng )建

     隨著(zhù)標準清晰度和高清晰度數字視頻的日益普及，對數字內容的需求也在日益增長(cháng)。許多公司正從事內容開(kāi)發(fā)，還有愈來(lái)愈多的公司正成為內容提供商。這些內容創(chuàng )建者的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是：他們都是非技術(shù)人員，也就是說(shuō)他們并非是視頻工程師。因此，他們需要采用一種能夠充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢的適當工具來(lái)創(chuàng )建內容，使他們創(chuàng )建的內容看起來(lái)和聽(tīng)起來(lái)都很受歡迎，同時(shí)能夠符合客戶(hù)或受眾的接受標準。

     內容傳送

     所有從事內容傳送和后期制作領(lǐng)域的運營(yíng)商均面臨著(zhù)不斷增多的、可用于傳輸和分配的數字媒介。由許多電影或磁帶轉換來(lái)的存儲檔案是大量數字媒介的補充。在整個(gè)數字系統設施中，工作流的效率可能是無(wú)限的?？刹捎玫募夹g(shù)包括非線(xiàn)性編輯設備和數字存儲器、新的音頻技術(shù)、壓縮技術(shù)，以及通過(guò)各種各樣的物理接口的壓縮視頻分配技術(shù)等。

    無(wú)論在什么情況下，對新技術(shù)的快速適應和開(kāi)放的市場(chǎng)均必須確保高質(zhì)量的服務(wù)，迅速開(kāi)展新興業(yè)務(wù)并取得更佳的投資回報率(ROI)。

    對傳統的廣播電視業(yè)主來(lái)說(shuō)，他們需要的是對其采用的、相對成熟的基帶網(wǎng)絡(luò )設施進(jìn)行可靠的、準確的和可重復的測量和監視。對于新加入內容傳送的如公司，由于數字技術(shù)已經(jīng)在他們從事的領(lǐng)域中占有主導地位，他們需要的是能夠迅速排查故障的工具，以識別和校正較為復雜的錯誤并解決現有網(wǎng)絡(luò )設施和視頻凈荷之間的相關(guān)問(wèn)題。泰克公司擅長(cháng)于視頻測試，為現有的模擬視頻和新視頻技術(shù)提供了全面、完善的視頻測試和監視產(chǎn)品系列。利用這些產(chǎn)品系列，幾乎可以在視頻系統中的每點(diǎn)進(jìn)行測試。