В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

В борьбе за качество эфира

Наверное, большинство телезрителей полагает, что качество изображения зависит от того, насколько крут их телевизор. Жидкокристаллический, плазменный, проекционный... Рынок предлагает потребителю огромный выбор. Действительно, ламповый телевизор не сможет донести до своего хозяина изображение HD и стереозвук. Однако одним только телевизором проблема качества телевидения не исчерпывается

Владимир
Лавренчук

Руководитель отдела внедрения ООО "Теком"

Наталья
Кочеганова

Директор департамента маркетинга ООО "Теком"

Тернистый путь телевизионного сигнала

От камеры оператора до телеэкрана зрителя видеорепортаж проходит огромный путь, на котором неизбежно возникают помехи, сопровождающиеся потерей качества.

Чтобы добраться до телезрителя, сюжет, подготовленный в телекомпании, передается в центр кодирования и мультиплексирования, где происходит его трансформация в формат, пригодный для передачи. Далее оператор спутниковой сети обеспечивает доставку контента из федерального центра в регионы. Региональный партнер производит региональную врезку передач или рекламы, после чего сигнал снова попадает к спутниковому оператору, который распространяет контент в регионе. И наконец, региональный оператор услуг обеспечивает эфирное или кабельное телерадиовещание, благодаря которому трансляция попадает к зрителю.

На этом непростом пути телевизионный сигнал неоднократно преобразуется, проходит через различные устройства, вносящие искажения. Многочисленное кодирование и декодирование, искажения, вносимые в ТВ-сигнал модуляторами, антенно-фидерными устройствами и усилителями передатчика, эфирные помехи, низкое качество антенно-кабельных сооружений коллективного приема — все это может привести к существенному снижению качества картинки, которую видит телезритель.

Сейчас Россия, как и многие страны мира, стоит на пороге цифровизации вещания. Эра цифрового телевидения воспринимается большинством людей как переход на новое качество вещания. Действительно, цифровые технологии позволяют получить гораздо лучшее качество изображения и звука. Но решает ли переход на цифровой формат все проблемы с потерей качества, возникающие при передаче, распространении и приеме сигнала? К сожалению, нет. Более того, в цифровом телевидении присутствует ряд специфических особенностей. Ключевое отличие проблем с качеством цифры от аналога заключается в следующем. При ухудшении качества приема аналогового сигнала, появлении шумов телезритель, хоть и с трудом, но может воспринимать трансляцию. Если же возникают проблемы с приемом цифрового сигнала, то изображение будет в лучшем случае притормаживать и рассыпаться, то есть смотреть его станет невозможно.

Особенности кодирования цифрового сигнала могут привести к возникновению различных артефактов, неведомых аналоговому вещанию:

замирание или полное пропадание изображения;
блочный или мозаичный эффект — разбиение всего изображения или его части на квадратные блоки;
ступенчатый переход яркости на границах деталей изображения;
размытие и пропадание мелких деталей изображения;
появление длительно сохраняющегося "следа" за движущимися деталями изображения;
появление паразитных цветов на монохромном изображении;
нарушение плавности фаз движения динамических деталей изображения.

Возможно, такие красочные эффекты могут развлечь скучающего телезрителя во время рекламной паузы, но вряд ли это порадует его при просмотре любимого фильма.

Получается, что сам факт запуска цифрового вещания не дает полной уверенности, что телезритель увидит контент в хорошем качестве.

Что такое хорошо и что такое плохо?

Чтобы ответить на вопрос относительно качества телевизионной трансляции, специализированными организациями выработан ряд стандартов, определяющих подходы и параметры оценки качества телерадиовещания.

Наиболее авторитетной организацией в сфере связи является Международный союз электросвязи (InternationalTelecommunicationUnion, ITU), который объединяет более 500 правительственных и неправительственных организаций — телефонные, телекоммуникационные и почтовые министерства, ведомства и агентства разных стран, а также поставщиков оборудования для обеспечения телекоммуникационного сервиса. Основная задача ITU состоит в координации разработки международных правил и рекомендаций, используемых в отрасли связи.

Стандарты, а если быть совсем точным, рекомендации ITU не являются обязательными, но широко поддерживаются, так как облегчают взаимодействие между сетями связи и позволяют провайдерам предоставлять услуги по всему миру.

Международный союз электросвязи предлагает два подхода к оценке качества вещания — объективный и субъективный.

Объективный подход основан на критериях и метриках, которые могут быть измерены. Объективные методы классифицируются в соответствии с тем, насколько доступен исходный видеосигнал (источник) для сравнения с полученным видеоизображением. В соответствии с этим выделяются три метода оценки — с полным источником, с сокращенным источником и без источника ("слепая оценка"). Среди объективных показателей качества цифрового видео можно выделить шесть ключевых (рис. 1).

Субъективный подход к качеству вещания — это метод получения оценки качества непосредственно от зрителей. Данный подход предполагает выбор видеофрагмента, метода тестирования и достаточное количество экспертов (не менее 15).

Как правило, существуют два класса субъективных оценок. Первый — это оценки, которые определяют качество системы в оптимальных условиях работы. Такие оценки обычно называют оценками качества. Второй — это оценки, которые определяют способность системы поддерживать качество работы в неоптимальных условиях работы, обусловленных условиями передачи или распространения сигнала. Такие оценки обычно называют оценками ухудшений.

Рекомендации ITU по субъективной оценке качества ТВ регламентируют условия просмотра в домашней либо лабораторной среде, параметры монитора (яркость, контрастность), условия выбора испытательных материалов, количество наблюдателей (экспертов), продолжительность сеанса испытания и др.

Существует несколько методик испытаний:

DSIS (метод с двумя источниками воздействия и с использованием шкалы искажений) — оценщику сначала демонстрируется неискаженный эталон, а затем то же самое изображение с искажениями. После этого его просят оценить второй образец относительно первого.
DSCQS (метод двух источников воздействия с непрерывной шкалой качества) — оценщика просят рассмотреть пару изображений, полученных от одного и того же источника, но одно из них при этом подверглось рассматриваемому процессу обработки, а второе получено непосредственно от источника. Его просят оценить качество обоих изображений.
SS (метод с одним источником воздействия) — демонстрируется одно изображение или последовательность изображений, и оценщик ставит балл в отношении всей демонстрации, оценщику в произвольном порядке показывается как эталонное, так и обработанное изображение.
SSCQE (непрерывная оценка качества при одном источнике воздействия) — при этом оценщику показывается только обработанное изображение или последовательность изображений.

В результате сбора мнений приглашенных экспертов и обработки результатов получается некая усредненная оценка (Mean Opinion Score, MOS).

Международный союз электросвязи — не единственная организация, осуществляющая стандартизацию телерадиовещания. В Европе данными вопросами занимаются две организации: Европейский комитет стандартизации решений в электротехнике CENELEC (the European Committee for Electrotechnical Standardization) и Европейский институт стандартизации в области телекоммуникаций ETSI (European Telecommunications Standards Institute).

На основании рекомендаций Международного союза электросвязи институтом ETSI был разработан стандарт TR101290 для оценки качества телерадиовещания формата DVB.

Данный стандарт определяет характеристики транспортного потока первого, второго и третьего приоритета в соответствии с их важностью для мониторинга (рис. 2).

Мониторинг ошибок третьего приоритета является необязательным и представляет интерес лишь в определенных приложениях.

Появление стандарта DVB-T2 потребовало внесения поправки в стандарт TR 101290. Данная поправка предлагает набор метрик, производящих мониторинг совокупности характеристик пакетов Т2 (рис. 3).

На страже прав телезрителей

"Закон о защите прав потребителей" — документ, о существовании которого осведомлен практически любой человек. Благодаря этому закону мы, покупатели, знаем, что продавец отвечает за качество продаваемого товара, знаем, что мы вправе предъявлять претензии, если товар или оказанная услуга требованиям к качеству не соответствует.

А есть ли права на качественный просмотр у телезрителей и кто эти права защищает?

Организацией, обладающей властными полномочиями в сфере связи, призванной контролировать в том числе и качество услуг в этой отрасли, является Роскомнадзор — Федеральная служба по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Именно эта структура следит за всеми сферами в области электросвязи, радиосвязи, теле- и радиовещания (электронными СМИ). Именно Роскомнадзор рассматривает жалобы на качество телевизионного вещания. Для реализации своих функций у Роскомнадзора есть подведомственные органы — радиочастотные центры, обладающие технической базой для осуществления мониторинга связи и вещания.

Организация собственной системы качества в сфере производства продукции является чем-то само собой разумеющимся. В старые добрые времена штамп ОТК означал, что продукция соответствует установленным требованиям, и гарантировал это соответствие потребителю. А как организована или должна быть организована система качества телевидения?

Вопрос достаточно сложный в силу того, что телеканал отдает свой контент телезрителю не напрямую, а через сеть распространения, то есть через оператора, либо эфирного — ФГУП "Российская телевизионная и радиовещательная сеть" (ФГУП РТРС), либо кабельного, а зачастую и через того, и через другого. В результате на вопрос "Кто виноват? " не всегда можно получить однозначный ответ. Парадокс заключается в том, что формально, при соблюдении норм качества на каждом отдельно взятом участке, в итоге можно получить отсутствие изображения. Ситуация до крайности похожая на монолог Райкина: "К пуговицам претензии есть?". Сам собой напрашивается вывод о необходимости сквозной системы контроля качества вещания в соответствии с принятыми нормами.

Кстати, а какие нормы качества вещания необходимо соблюдать в России? Еще один парадокс: формально — никакие. В нашей стране в настоящее время нет закона, устанавливающего соответствующие нормативы.

В конце апреля 2012 года Роскомнадзор объявил о начале работы над созданием системы государственного контроля качества оказания услуг связи. Первый этап — разработка концепции. По словам главы ведомства Александра Жарова, концепция организации системы государственного контроля качества услуг связи призвана установить методику определения показателей качества, обязательных для соблюдения норм по этим показателям. Согласно техническому заданию концепция должна была охватить вопросы оценки качества услуг голосовой сотовой связи, фиксированной телефонной связи, услуг передачи данных, телематики, аналогового и цифрового ТВ.

В январе 2013 года "Концепция создания системы контроля качества предоставления услуг связи в Российской Федерации" была представлена широкой общественности. Уважаемые телезрители, не спешите радоваться! В этом документе о телевидении нет ни слова. Текст концепции гласит "В соответствии с зарубежным опытом первоначально требования по контролю качества услуг предъявляются к инфраструктурообразующим услугам связи, включая услуги фиксированной телефонной связи; услуги подвижной связи; универсальные услуги; услуги телематических служб (услуги доступа в Интернет). Предлагается последовать зарубежному опыту и первоначально предусмотреть построение в России системы для контроля качества перечисленных выше услуг связи, расширив перечень услуг на последующих этапах, предусматривающих разработку соответствующих методик измерений".

Очевидно, что телевидение попало в перечень услуг, качество которых будет регламентировано на следующих этапах. Когда это произойдет, пока не известно.

Тем не менее не только закона ради, а ради собственной репутации, любви к телезрителям и рекламодателям и телеканалы, и операторы задумываются о контроле качества и в той или иной мере решают эту задачу.

Качество ТВ - чем измерить?

На российском рынке сейчас можно найти системы мониторинга качества телерадиовещания как зарубежных, так и российских разработчиков. Их функциональные возможности разнятся — это и просто измерительные комплексы, и распределенные системы, позволяющие построить сеть мониторинга в масштабах страны. Есть решения, сфокусированные только на цифровом ТВ, есть поддерживающие мониторинг всех видов сигнала, включая аналог, цифру, спутник, IPTV.

Одним из самых широких функционалов среди зарубежных разработок, представленных в России, обладает израильская система Actus. He уступает ей по возможностям и видам мониторинга разработка российской компании "Теком" — система IRWInQoSTV.

Базовое сравнение решений для мониторинга качества приведено в таблице (рис. 4). Подробности — материал для отдельной статьи. Очевидно одно — выбор есть. А каким он будет, решат надзорные органы, операторы и вещатели.