爲什麼要監測視頻質量
測試音頻和視頻質量起着重要的作用作爲視頻成爲我們交流的方式越來越大的部分。質量評估的目的是確定質量符合人類觀察者的意見。大量的研究已經在嘗試提供客觀的解決這個主觀的問題進行了。
服務提供商正在不斷增加新的視頻服務，IPTV、視頻點播、P2P視頻流-爲客戶提供更多的選擇。如果這些服務有視頻質量差，會發生什麼？簡單識別，數據接收錯誤是不夠的。我們需要定義對視頻質量的影響，這取決於對錯誤的嚴重程度和位置分類。
此外，觀衆是視頻質量的最終判斷，將立即如果質量下降或持續低於可接受的水平，給客戶的支持。一個是觀衆的評論不敏感的服務提供商最終會失去用戶，因此顯著收入岌岌可危。因此，它是在內容交付使用的綜合視頻監控和分析能力勢在必行。
說明
大多數視頻數字化和數據率可在現有的傳輸路徑傳輸壓縮：衛星、微波、光纖、網絡。唯一的例外是當模擬視頻傳輸，而較少發生。通過MPEG視頻質量專家定義的數字視頻格式的事實上的標準的娛樂視頻。因爲他們是受歡迎的：
–有對視頻編碼器的實現沒有任何限制。
–的視頻解碼能力（如機頂盒、PC、智能手機、平板電腦）是完全基於定義的水平和配置文件。
–標準包括視頻、音頻、運輸、定時功能。
這些視頻格式包括MPEG-1、MPEG-2、H.263（DVD）（視頻監控）、MPEG-4、H.264、JPEG（照片），JPEG-2000（檔案），和mpeg-h / H.265（HEVC）。隨着JPEG-2000的例外，他們都是有損的（信息丟失，在壓縮後的編碼/解碼的質量不如原來的好）。JPEG-2000有損或無損可以數學。
在實踐中，都有損編碼器生成工件（不忠視覺/聽覺繁衍的地方）。如果編碼器的設計很有足夠高的數據率，那麼這些文物幾乎是看不見的。該編碼器的質量和適當的設置選擇可以檢查脫機（非實時）使用定量的視頻質量分析裝置如ClearView視頻圖像和音頻質量測試系統。
即使一個合適的編碼器的選型和配置正確的設置，實時錯誤仍然會發生：
–實時壓縮
–廣告插入
–統計複用
–重新編碼
–傳輸系統
圖1：IP視頻傳輸比較實時轉換
實時壓縮
實時壓縮是必要的直播（或重發）。壓縮裝置（編碼器）運行，創建A/V流的最高質量。編碼存在兩種方式：
–恆定比特率（CBR）
–可變比特率（VBR）
這是基於幀間和幀內壓縮的視頻編碼器（上面提到的那些與JPEG除外）通過減少在一幀一幀和下一個之間的冗餘信息，降低比特率。滯銷（高度冗餘）的場景，他們做的很好，但在高速運動的視頻的比特率降低更爲困難。視頻，它的本質是動態的。此外，如果一個IPTV分發需要顯著降低比特率（見圖1），如一個場景，可能只有少量的運動，但高頻圖像信息的大量的，可能會有一點的畫面成爲觀衆反感。
VBR因爲它能根據場景複雜度變化的壓縮率產生更好的視頻質量。當然，更多的比特流需要更多的帶寬。大多數時間，流的帶寬是固定的網絡，所以VBR是不是一種選擇。
大多數人實現CBR固定帶寬的應用，如上網，有線電視、衛星電視、IPTV。CBR是分割成塊，在比特率隨時間是恆定的，但瞬時比特率是高於或低於根據場景的複雜性。緩衝平滑變化的複雜性是用來減少複雜場景的影響。這個過程被稱爲分配空間，淨空必須預先分配足夠的材料類型。
實時壓縮，它是分配空間很重要。當淨空高度不夠，會出現錯誤。
非實時編碼稱爲“基於文件的編碼。”在這個過程中，compressionists可以花時間編碼重新編碼，基於他們的專業知識的材料。由compressionist技能消除淨空問題。隨後的數字流（文件）是一個視頻服務器或寫入到DVD。
廣告插入
廣告插入是插入廣告信息到一個流的過程。廣告可以被插入在全國範圍內，從地理位置上看，或人口統計學。通常一個數字音（稱爲提示音）是生成的，它講述了一個廣告服務器打廣告而不是正常的編程。另一個音信號恢復正常的編程。
Problems can occur during the switch if:
– The resolution or aspect ratio between the programming and advertising is different.
–廣告開始或停止或早或晚。
–廣告使實時編碼器需要更多的空間。
統計複用
一個電視臺購買固定數量的帶寬，最大限度的利用，包儘可能多的渠道進入這個帶寬。這樣做的正常的技術稱爲統計複用。統計複用是一個將許多不相關的技術、突發流量來源在一起，其峯值速率總和不超過鏈路容量。
一系列的編碼器設置，其輸出可以通過多路複用器（組合）組合成一個單一的多節目傳輸流（MPTS）。每個編碼器分配目標比特率，和多路複用器監測的流量總和。當編碼器遇到複雜的場景，它要求更多的位。多路複用器竊取比特從其他編碼器和分配更多的請求編碼器。如果多個編碼器同時遇到挑戰性的場景，然後就會出現問題。多路複用器將否認編碼器請求或丟棄數據（下拉框）。無論哪種方式，視頻質量的影響。
統計複用是重要提供視頻在固定管–如衛星、微波和光纖傳輸。訂閱的數據速率，保證用戶想使用儘可能多的整個帶寬爲他們訂閱/付費。
重新編碼
重新編碼的最大帶寬的另一種方法是類似的統計複用。然而，重新編碼不全解碼和編碼結果。如果一個完整的解碼是必要的，那麼最好是使用統計多路複用器。
重新編碼修改現有的壓縮數據流實時無需解碼。一個轉換器-即，有線電視，衛星電視，或IPTV運營商可能選擇重新編碼時拉程序從多個來源，結合起來，並將其發送過自己的光纖、衛星、微波或通道。
重新編碼解析壓縮語法和消除某些編碼細節來適應多個項目進入了一個新的MPTS。這種技術通常用在一個系統的多路複用器連接，當多個mptss整齊（即新路是拉程序多MPTSs形成）。
再次，複雜的場景會引起的情況下，將發生超額認購。在這種情況下，視頻質量將受到影響。
傳輸系統
視頻是在保證業務傳輸（微波、衛星、或IP）或受控負載的服務（IP）。受控負載的服務是盡力而爲的服務，這意味着視頻將交付使用的最好的可用比特率在給定時刻基於網絡流量（而不是提供在保證服務水平的交通）。翻譯：一個盡力而爲的服務，質量會有所不同。由於在現有的IP網絡視頻的爆炸性增長，負荷控制方法需要大量的數據整形。
即使在保證服務網絡，比特錯誤發生。溪流在許多路由器發送，和他們中的任何一個可以延遲數據包（引起抖動），讓數據包（造成損失或重新排序），或者乾脆不。
實時監控誤差
簡單的真理是，會出現錯誤。對視頻質量的影響是什麼？
這取決於壓縮類型。在一般的基於塊的算法–MPEGx、H.26x，幀被分爲3類：
- 幀內幀（I）–完全指定的圖片
- 預測幀（P）–持有的變化從以前的框架
- 雙向預測幀（B）–持有前後幀之間的差異
圖2：在MPEG幀序列的潛在錯誤的位置
如果一個I幀丟失或損壞，那麼這會影響視頻質量，直到整個畫面是redrawn。如果一個P幀丟失，那麼受影響的面積減少了視頻質量，直到它被隨後的P幀或幀重畫。如果一個B幀丟失，然後影響最小。
你怎麼知道哪種類型的幀丟失的？我架最大其次是P B所以一些算法嘗試智能看的數據包的大小。別人做一個深度包分析和讀取流語法。當然，深度包分析，花費最多的時間和廣播加密服務提供可能的深度包分析。
機頂盒（STB）是計算機設備，接收數字壓縮信號，解密和解碼，並轉換成模擬信號或者數字格式將在您的電視顯示。機頂盒可以外接盒，內置到電視，電腦，遊戲機，等。不管怎樣，它可以接收和顯示電視信號，連接到網絡，玩遊戲，上網。它的一個主要功能是檢測錯誤，修復或隱瞞。它通過：
- 持前一幀/部分圖片
- 請求重傳
一些機頂盒隱藏錯誤做額外的工作。這就是爲什麼監測必須經過機頂盒做的。
何必呢？
答案很簡單–競爭。低質量的服務會影響到未來客戶的銷售，降低現有客戶的滿意度。監控視頻質量可以識別問題，然後再影響底線。此外，在設置過程中可以節省數據速率爲新添加的新設備的測試程序。採用新的編碼技術可以進一步提高信道數，使高質量和更高的分辨率格式，如4K的高動態範圍（HDR）和新的色彩空間。
監測應該返回三基本數據點：
–知識發生了一個錯誤
–對最終用戶感知的影響
–位置的誤差–點引起的誤差
–重要的測量統計的感知視頻質量，音頻質量，脣同步，和響度。
有了這些知識，服務提供商可以解決當前的錯誤和防止未來的錯誤。由於這些原因，監控最好的地方到處都是。但由於監測都是不切實際的，顯示器應該放在：
–廣告插入（主控）
–實時編碼器
–統計多路複用器
–重新編碼
–發射機
監測在早期階段可以對誤差的影響有更深的瞭解。如果監測裝置保存錯誤狀態，然後進一步分析可以解決誤差。最後，一個精心設計的監控系統可以降低成本，減少客戶流失，並有助於定義一個更好的進行視頻傳輸解決方案。
圖3：內容傳輸網絡的簡化流程圖
視頻清晰度RTM的解決方案
RTM比較任何源於反饋到發射中心輸送鏈的任何一點，警報時，誤差會造成視覺、音頻和輔助數據的故障，報告音像偏移（假唱），並保存錯誤片段。RTM還節省了即時的分析性能趨勢數據。
總結RTM
圖4：一個源點相比，實時的下游飼料
總結RTM
- 措施來源與生活的視頻/音頻源或文件
- 持續監控和記錄的音頻和視頻質量
- 監測全程序響度和VANC數據
- 計算和記錄的A / V同步（假唱）
- 保存未壓縮的視頻和音頻的錯誤，和離線分析日誌數據
