視頻內容片源質量檢查系統(tǒng)設計與實現

程輝

摘要：針對視頻內容片源人工檢查方式的不足，描述了一種自動化的視頻內容片源質量檢查系統(tǒng)的設計與實現，對檢查評分模型、系統(tǒng)流程、架構設計與部署等方面展開了探討，希望能為IPTV等相關系統(tǒng)建設提供借鑒。

關鍵詞：視頻質量檢查系統(tǒng)；系統(tǒng)設計；實現

0引言

中國移動視頻基地為手機用戶提供了豐富的視頻服務，每天有大量內容提供商以及個人創(chuàng)作者向平臺上傳數千條內容。這些內容的片源質量良莠不齊，其中一些存在片源質量不達標的情況。由于質量較差的片源在轉碼、播放環(huán)節(jié)均會產生一些問題，以致嚴重影響最終用戶體驗感受，因此需要將質量不達標的預先篩選出來。傳統(tǒng)篩選方式是通過檢查操作員進行人工播放篩選，這種方式存在若干操作性問題，諸如審核耗時長效率低影響內容上線及時上線、過于依賴于人的主觀判斷難以實現客觀標準的片源質量管理體系等。為了提升內容運營效率，需要設計和實現一套自動化的系統(tǒng)，進行高效、客觀標準化的視頻內容片源質量檢查。

1系統(tǒng)概述

質量檢查是內容上線流程的重要環(huán)節(jié)，如圖1所示，一條內容的完整上線流程包括介質上傳、內容資訊信息錄入、版權錄入與審核、片源質量檢查、轉碼、播控審核和發(fā)布上線等環(huán)節(jié)。其中，質量檢查環(huán)節(jié)主要目標是將不合格的片源，保障內容庫的高質量，避免內容在轉碼和用戶播放環(huán)節(jié)出現問題。

質量檢查系統(tǒng)需要達到的兩個關鍵目標是：（1）提升檢查效率加快內容上線。（2）形成量化客觀的檢查標準。傳統(tǒng)方式為采用人工觀看，需要將內容從頭至尾觀看一遍，最高只能達到1倍速的檢查效率，例如一部2小時的影片在檢查環(huán)節(jié)需要耗時2小時，嚴重影響到節(jié)目的快速上線。采用高性能服務器進行自動化的檢查，可以達到6-10倍速的檢查效率，2小時的影片只需要20分鐘即可完成檢查。一臺服務器在滿負荷條件下可以同時運行多個檢查任務，通過擴充服務器數量可以實現處理能力的水平擴展。

質量檢查系統(tǒng)采用高性能服務器，將視頻片源解碼、進行模式分析，采用相應檢測算法，將檢查項量化為具體技術指標，例如通過計算聲音的峰值電平的分貝數判斷該節(jié)目是否音量過高或過低。系統(tǒng)自動化計算方式所輸出的檢測結果與操作人員主觀判斷無關，檢查結果可以一致地重現。而傳統(tǒng)的人工檢查方式則高度受到操作人員的主觀感受所影響，不同操作員的檢查結果各有不同。片源質量檢查系統(tǒng)在對視頻文件進行一次檢查遍歷的過程中，可以得到所有檢查項的量化結果指標，然后按照檢查評分模型計算其綜合得分，以及詳細到每一個幀的檢測結果。綜合得分低于下限的視頻內容，即可初步視為質量不達標。

在某些特殊情況下，系統(tǒng)會將節(jié)目中插入的“視頻特效”識別為“缺陷”，例如系統(tǒng)能夠檢測出視頻片源包含一定面積的馬賽克，但這個馬賽克有可能是片源損壞，也有可能是節(jié)目制作人員用于遮擋面部而特意插入的。對于此類情況，需要引入操作人員的理解和判斷，因此系統(tǒng)設計了人工復檢流程，采用操作員人工方式對系統(tǒng)檢查出的疑問點快速復查確認，以避免誤判。

2片源檢查與評分

2.1支持多種視頻文件格式

視頻文件由元數據和多個媒體信息流組成，按照特定的文件格式，即視頻的容器格式或封裝格式，存成二進制文件。主流的封裝格式有：AVI、WMV、MPEG、RM、MKV、FLV等。視頻文件的元信息定義視頻的基本信息，主要包括：標明了文件的封裝格式、播放時長、文件的平均編碼碼率，文件中所包含的各個視頻和音頻流的詳細定義。視頻文件的元數據是否正確、完整，對該文件能否正常轉碼、播放有至關重要的影響。視頻文件中所包含的媒體信息流，例如視頻流、音頻流各有各自的壓縮編碼格式規(guī)范，例如音頻可以采用AAC、AC3、WMA等各自編碼方式，視頻流的編碼壓縮格式更為復雜多樣。文件封裝格式與媒體信息流編碼格式彼此交叉組合，能夠產生數百種片源格式，這是實現質量檢查系統(tǒng)的主要難點之一。

2.2基本質量檢查項

視頻片源質量問題可以分為兩類，格式錯誤和播放質量不達標，因此檢查項也圍繞這兩類進行設計，分為格式檢查和播放質量檢查。視頻格式問題，主要通過元數據進行檢查：文件封裝格式錯誤、時長不達標、碼率過低、視頻編碼方式錯誤、分辨率過低、畫面比例錯誤、視頻碼率過低、視頻幀率過低、音頻編碼方式錯、音頻碼率過低、聲道數錯誤、采樣率過低等。視頻格式檢查項，可以通過解析視頻文件的元信息完成檢查，檢測效率較高。

對于播放質量檢查，需要將音視頻流進行解碼，然后逐幀運行相應的檢測項。視頻流的主要檢測項包括：編碼錯誤、黑場、靜幀、馬賽克、色域超標、亮度超標、RGB偏色等。音頻流的主要檢測項包括：編碼錯誤、靜音、峰值音頻電平過高或過低、音頻削波失真等。

2.3評分模型設計

評分模型采用扣分方式計算，滿分為100分，低于60分的內容為不合格內容。如果在檢查過程中發(fā)現存在格式類錯誤或音視頻流解碼失敗，直接計0分，中止后續(xù)其他檢查項。對于播放質量類錯誤，每一個檢查項有不同的扣分權重，針對每個檢查項，按缺陷次數/片長*扣分權重進行扣分，以實現對長片和短片的計分公平。通過調整扣分權重，可以增強或放低該項質量要求。如果片源文件的扣分超過100分，按0分計。

3系統(tǒng)設計與實現

3.1系統(tǒng)流程與架構設計

視頻片源檢查系統(tǒng)，是視頻運營體系中的一個環(huán)節(jié)，主要與內容管理平臺對接，如圖2所示。內容管理系統(tǒng)通過接口發(fā)起視頻片源檢查任務。片源質量檢查系統(tǒng)收到該指令后，產生相應后臺檢查任務，并將其納入處理隊列。質量檢查系統(tǒng)完成檢查后，向內容管理系統(tǒng)異步反饋檢查結果。

質量檢查系統(tǒng)由下列組件構成：任務管理組件、多個檢查執(zhí)行組件和數據庫。任務管理組件提供：上端系統(tǒng)（內容管理系統(tǒng)）的對接、任務調度、檢查策略管理、執(zhí)行組件管理、綜合評分，通過web方式提供節(jié)目片源預覽播放，系統(tǒng)檢查不合格內容的人工復檢等功能，是質檢系統(tǒng)的主控模塊。

檢查執(zhí)行組件完成具體的片源檢查功能，由多臺執(zhí)行組件形成集群，各自相對獨立地完成任務管理組件下發(fā)的檢查任務，上報檢查結果，并以文件形式記錄詳細到幀的缺陷詳情。根據業(yè)務的需要，通過在任務管理組件中修改相應配置，即可完成集群中執(zhí)行組件的增刪，靈活調整系統(tǒng)并發(fā)處理能力。

3.2系統(tǒng)實現與部署

在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，采用了成熟套件與自主開發(fā)相結合的方式。任務管理組件采用自主開發(fā)方式，基于.java+tomcat+mysql實現。視頻質量檢查執(zhí)行組件，采取成熟套件Tektronix Cerify組件實現。任務管理組件與執(zhí)行組件，通過SOAP接口實現通訊。在實際應用中，采用2臺HP DL585服務器以主備模式部署任務管理組件，采用7臺HP DL585服務器部署檢查執(zhí)行組件，數據庫組件與其他系統(tǒng)復用。經過測試，單臺檢查執(zhí)行組件對于4M碼率的H264高清視頻，能夠達到6倍速以上的檢測效率，可同時并行執(zhí)行4路檢查任務。在7臺服務器均滿負荷執(zhí)行的情況下，總體效率相當于單一人工檢查的168倍，并且可以通過增加服務器的方式進一步擴充。

4結語

綜上所述，片源質量檢查系統(tǒng)上線后，大大降低了檢查人員的工作量，大幅度提升了檢查效率，縮短了內容上線的周期，降低了人工主觀判斷的不確定性，形成了客觀量化的檢查標準，保證了上線內容的片源質量和用戶的播放體驗，在實際運營中取得了良好的效果。