L' Assurance Qualité QA et le Contrôle
Qualité se réfèrent systématiquement au monitoring visuel et à
l'évaluation de nombreux aspects d'un projet, avec comme
conséquences les services et les moyens qui assurent que les
standards qualitatifs sont bien au rendez-vous. Il est important de
noter que le niveau de qualité est déterminée par les utilisateurs
pour lesquels les images sont destinées et que cela est
difficilement quantifiable.
Comment un fabricant de matériels de
traitement broadcast peut-il garantir que ces unités de traitement
de la vidéo sont de la meilleure qualité ?
Pour répondre à cette question, nous
devons définir ce que nous entendons par matériels de traitement.
Pour les besoins de cette étude, nous considérerons que les
équipements de traitement seront similaires aux matériels utilisés
en télécommunication:
- Un outil de compression sera aussi
un transmetteur (encodeur vidéo)
- Un moyen de transmission (câble,
IP, satellite, onde courte et transmission sans fil)
- Un outil de décompression sera
aussi un récepteur (décodeur vidéo)
En général le mot vidéo englobe les
images & le son ou l'audio & la vidéo.
Encodeur Vidéo
Le traitement
vidéo est un cas spécifique du traitement de signaux généralement
parlant, où les signaux d'entrée et de sortie sont des flux vidéo
ou des fichiers. La forme commune d'un traitement vidéo est de
compresser cette vidéo afin de coller à une bande passante
disponible. L'outil permettant cette fonctionnalité s'appelle un
encodeur vidéo.
Un encodeur vidéo
réduit la quantité de données en enlevant les informations
redondantes entre une image et les images suivantes. Les formats de
vidéo digitale définis par VCEQ et MPEG sont les standard de-facto
de la vidéo broadcast. Il sont très répandus car
- Il n'y a pas
de restrictions sur l'implémentation des encodeurs vidéo (outils
de compression)
- Les capacités
des décodeurs vidéo (Set-Top-Box, PC)sont complètement définis
en profiles et en levels.
- Les standards
comprennent la vidéo, l'audio, le transport et les fonctions de
timing.
On trouve dans ces
formats -MPEG-1, MPEG-2 (DVD), H.263 (surveillance), MPEG-4/H.264 (la
dernière génération), JPEG (images fixes), JPEG-2000 (Archives)
pour n'en nommer que quelques uns. A l'exception du JPEG-2000, tous
dégradent le signal (Des informations sont perdues lors de la
compression, la qualité après encodage/décodage n'est plus celle
de l'original). JPEG-2000 peut être dégradant et aussi
mathématiquement sans perte.
En pratique tous
les encodeurs dégradants génèrent des artefacts (Régions ou la
reproduction visuelle ou audible est dégradée). Si l'encodeur a été
bien conçu et bien configuré et que le débit des données est
suffisamment élevé, alors ces artefacts seront virtuellement
invisibles. Mais les encodeurs vidéo ne travaillent pas dans un
espace « sous vide ». D'autres facteurs comme les
systèmes de transmission, la température, les mauvaises entrées
peuvent générer des erreurs même avec les encodeurs les plus
performants.
Transmission Vidéo
La vidéo est
transférée de point à point et d'un point vers de multiples
destinations via des moyens de transmission. On peut citer les
liaisons cuivre, fibres optiques, liaisons sans fil et stockages
(DVD, enregistreur sur mémoire Flash, disques durs).
Même au travers
des réseaux à liaisons garanties, des erreurs de bit ne sont pas
exceptionnelles. Les flux sont envoyés au travers de nombreux
routers et chacun d'eux peut retarder l'envoi des paquets (raison du
jitter), peut re-router les paquets (causant des pertes d'ordre dans
les paquets), ou simplement peut tomber et se mettre en carafe.
L'un des moyens
les plus simples pour créer une erreur est de sur-charger le
réseau. Il suffit de connecter plus de flux que le réseau ne peut
en supporter si bien sûr ces flux seront en usage maximum (peak).
Dans des opérations normales, le réseau n'est jamais sollicité
dans des conditions maximales. Si cela arrivait les paquets seraient
perdus et les flux vidéos s'arrêteraient.
Décodeur Vidéo
Il y a deux
catégories de décodeurs:
- Les décodeurs
professionnels qui intègrent récepteurs/décodeurs (IRD). Ils ont
en général des connexions d'entrées-sorties professionnelles
HD-SDI, SDI-3G, DVB-ASI, etc.
- Les décodeurs
grand public, boitier convertisseur et box appelés set-top boxes
(STB). Ils ont des connexions compatibles avec les équipements de
la maison: composante, péritel, HDMI, etc.
Les décodeurs
vidéo sont des outils informatiques qui reçoivent des signaux
digitaux compressés, les décryptent, les décodent et les
convertissent en vidéo analogiques ou en vidéo digitales afin
d'être visualisés sur des téléviseurs. Les décodeurs peuvent
être des boitiers externes, être intégrés dans une télé, un PC
ou une console de jeux, etc. Peu importe leur intégration, ils
rendent possible la réception de signaux de télévision, permettent
d'être connectés sur le réseau, autorisent de jouer à des jeux
dits électroniques et surfer sur Internet.
Leurs
fonctions primaires consiste à détecter les erreurs, les résoudre
ou les cacher
concealed en:
- Gelant
l'image précédente complètement ou partiellement
- En
redemandant une retransmission (Solution IPTV de Microsoft)
Quand le décodeur
traite des graphiques à l'écran, il peut s'arrêter de décoder ou
d'afficher la vidéo. Il peut aussi recevoir des informations vidéo
erronées et simplement s'éteindre.
Détails des workflows
Workflow Vidéo
Ce schéma illustre le traitement
d'un workflow vidéo simplifié
Un signal vidéo
non-compressé est envoyé à un encodeur qui compresse les données
et les prépare afin qu'elles soient envoyées via un moyen de
transport de médias. Le décodeur vidéo reçoit les données, les
décode et les décrypte afin qu'elles deviennent visualisables sur
un téléviseur ou un moniteur.
Comment
réalisez-vous des tests dans un tel environnement ? La pensée
naturelles serait d'envoyer de nombreux flux vidéo dans le workflow
puis de capturer, analyser et visualiser le résultat.
Durant ce
traitement de la vidéo de nombreux points peuvent générer des
problèmes :
- L'encodeur
peut ne pas encoder la vidéo correctement
- L'encodeur
peut regrouper les données incorrectement et générer une
transmission de mauvaise qualité;
- Le moyen de
transmission peut ajouter un délai ou rater des paquets
- Le décodeur
vidéo peut ne pas pouvoir lire le flux transmis
- Le décodeur
peut ne pas décompresser correctement la vidéo
Pour des tests
ponctuels, le mieux est d'utiliser un analyseur vidéo de tests et
de mesures qui peut jouer des flux vidéo non-compressés et qui les
enregistrent simultanément. Lorsque le flux traité a été
enregistré l'analyseur peut analyser le signal traité en
comparaison avec l'original et générer des critères d'acceptation
et de refus. Le ClearView Video Quality Analysis Systems a été créé
par Vidéo Clarity pour effectuer ce genre de tests.
Qu'est-ce qu'il
arrive lorsque l'unité de traitement vidéo ne produit pas d'erreur
pendant de longues heures voire de jours ?
Peut-être que des
entrées de données particulières envoyées juste au mauvais moment
étaient nécessaires pour créer le problème.
Ce type de
problèmes est vraiment difficile à dupliquer, mais ce sera le
premier que le client potentiel va exposer.
De nombreux
fabricants d'équipements vidéo se sont tournés vers Video Clarity
pour résoudre cette sorte de problèmes. Pour tester, vous devez
continuellement analyser visuellement la qualité de la vidéo,
continuellement détecter les évènements erronés et enregistrer
les données avant et après l'évènement afin de pouvoir
diagnostiquer le problème, puis de deviser pour générer une
solution.
Video Clarity RTM
Des erreurs vont
se produire. Les systèmes ne sont pas parfaits. Video Clarity a
développé un monitoring en temps réel (RTM) qui compare 2 flux
vidéo. Il aligne l'audio et la vidéo et génère des alertes dès
que:
- La qualité
de la vidéo tombe
- La qualité
de l'audio tombe
- Les données
VANC ne sont pas complètes
- Le délai A/V
n'est pas correct
En plus il donne
un rapport de surveillance
- La qualité
moyenne A/V
- Le délai /
Offset A/V
- Toutes les
dropframes et dynamiquement les réaligne
Monitoring hardware de la
qualité vidéo
RTM prend deux
flux vidéo, des adaptateurs sont disponibles pour tous les formats
vidéo en composante, HDMI, etc, et il aligne la vidéo et l'audio.
Alignement
Le système
d'alignement (dépôt de brevet en cours) recherche les irrégularité
temporelles.
Pour la vidéo
- Changements
de scène
- Fondus au
noir
- Changements
dans les mouvements rapides
Pour l'audio
- Discussion
vers silence
- Discussion
vers musique
- Musique vers
silence
|
|
Ce n'est pas la
magnitude du changement mais la différence par rapport à une
moyenne qui est prise en compte. Par exemple un match de hockey
génère des déplacements spectaculaires, mais ces déplacements
sont relativement tous similaires. En vidéo conférence un angle de
caméra qui change sera un mouvement spectaculaire au regard de ce
qui s'y passe.
Évènement temporel en
audio et en vidéo
Les
audios et vidéos de références et celles traitées sont analysées
séparément et un offset pour chacun est calculé. Cet offset
représente la durée du traitement. En théorie, les délais audio
et vidéo devraient être les mêmes. S'il ne le sont pas, la
différence pourrait être la conséquence d'un problème de synchro
labiale.
Si
l'audio devance la vidéo, ce phénomène causera un problème encore
plus important car nous sommes conditionnés à attendre l'audio
après les images. Cet ordre inverse est très dérangeant.
Interface
RTM
peut fonctionner via SNMP, via des commandes intégrées ou à partir
de son interface utilisateur GUI, voir plus bas. Toutes les données
sont enregistrées et listées, des alertes sont générées.
Avec
RTM, un fabricant peut démarrer un test et vaquer à d'autres
occupations. Des alertes et des listes seront générées dès qu'une
erreur sera repérée. Les marges d'erreurs sont générées sur la
base de profiles de l'utilisateur. Les erreurs sont enregistrées en
rapport avec les listes sous forme de séquences vidéo et audio qui
intègrent une plage pré et post événement/alerte.
Interface utilisateur de RTM (GUI)
