视频内容片源质量检查系统设计与实现
程辉
摘要：针对视频内容片源人工检查方式的不足，描述了一种自动化的视频内容片源质量检查系统的设计与实现，对检查评分模型、系统流程、架构设计与部署等方面展开了探讨，希望能为IPTV等相关系统建设提供借鉴。
关键词：视频质量检查系统；系统设计；实现
0引言
中国移动视频基地为手机用户提供了丰富的视频服务，每天有大量内容提供商以及个人创作者向平台上传数千条内容。这些内容的片源质量良莠不齐，其中一些存在片源质量不达标的情况。由于质量较差的片源在转码、播放环节均会产生一些问题，以致严重影响最终用户体验感受，因此需要将质量不达标的预先筛选出来。传统筛选方式是通过检查操作员进行人工播放筛选，这种方式存在若干操作性问题，诸如审核耗时长效率低影响内容上线及时上线、过于依赖于人的主观判断难以实现客观标准的片源质量管理体系等。为了提升内容运营效率，需要设计和实现一套自动化的系统，进行高效、客观标准化的视频内容片源质量检查。
1系统概述
质量检查是内容上线流程的重要环节，如图1所示，一条内容的完整上线流程包括介质上传、内容资讯信息录入、版权录入与审核、片源质量检查、转码、播控审核和发布上线等环节。其中，质量检查环节主要目标是将不合格的片源，保障内容库的高质量，避免内容在转码和用户播放环节出现问题。
质量检查系统需要达到的两个关键目标是：（1）提升检查效率加快内容上线。（2）形成量化客观的检查标准。传统方式为采用人工观看，需要将内容从头至尾观看一遍，最高只能达到1倍速的检查效率，例如一部2小时的影片在检查环节需要耗时2小时，严重影响到节目的快速上线。采用高性能服务器进行自动化的检查，可以达到6-10倍速的检查效率，2小时的影片只需要20分钟即可完成检查。一台服务器在满负荷条件下可以同时运行多个检查任务，通过扩充服务器数量可以实现处理能力的水平扩展。
质量检查系统采用高性能服务器，将视频片源解码、进行模式分析，采用相应检测算法，将检查项量化为具体技术指标，例如通过计算声音的峰值电平的分贝数判断该节目是否音量过高或过低。系统自动化计算方式所输出的检测结果与操作人员主观判断无关，检查结果可以一致地重现。而传统的人工检查方式则高度受到操作人员的主观感受所影响，不同操作员的检查结果各有不同。片源质量检查系统在对视频文件进行一次检查遍历的过程中，可以得到所有检查项的量化结果指标，然后按照检查评分模型计算其综合得分，以及详细到每一个帧的检测结果。综合得分低于下限的视频内容，即可初步视为质量不达标。
在某些特殊情况下，系统会将节目中插入的“视频特效”识别为“缺陷”，例如系统能够检测出视频片源包含一定面积的马赛克，但这个马赛克有可能是片源损坏，也有可能是节目制作人员用于遮挡面部而特意插入的。对于此类情况，需要引入操作人员的理解和判断，因此系统设计了人工复检流程，采用操作员人工方式对系统检查出的疑问点快速复查确认，以避免误判。
2片源检查与评分
2.1支持多种视频文件格式
视频文件由元数据和多个媒体信息流组成，按照特定的文件格式，即视频的容器格式或封装格式，存成二进制文件。主流的封装格式有：AVI、WMV、MPEG、RM、MKV、FLV等。视频文件的元信息定义视频的基本信息，主要包括：标明了文件的封装格式、播放时长、文件的平均编码码率，文件中所包含的各个视频和音频流的详细定义。视频文件的元数据是否正确、完整，对该文件能否正常转码、播放有至关重要的影响。视频文件中所包含的媒体信息流，例如视频流、音频流各有各自的压缩编码格式规范，例如音频可以采用AAC、AC3、WMA等各自编码方式，视频流的编码压缩格式更为复杂多样。文件封装格式与媒体信息流编码格式彼此交叉组合，能够产生数百种片源格式，这是实现质量检查系统的主要难点之一。
2.2基本质量检查项
视频片源质量问题可以分为两类，格式错误和播放质量不达标，因此检查项也围绕这两类进行设计，分为格式检查和播放质量检查。视频格式问题，主要通过元数据进行检查：文件封装格式错误、时长不达标、码率过低、视频编码方式错误、分辨率过低、画面比例错误、视频码率过低、视频帧率过低、音频编码方式错、音频码率过低、声道数错误、采样率过低等。视频格式检查项，可以通过解析视频文件的元信息完成检查，检测效率较高。
对于播放质量检查，需要将音视频流进行解码，然后逐帧运行相应的检测项。视频流的主要检测项包括：编码错误、黑场、静帧、马赛克、色域超标、亮度超标、RGB偏色等。音频流的主要检测项包括：编码错误、静音、峰值音频电平过高或过低、音频削波失真等。
2.3评分模型设计
评分模型采用扣分方式计算，满分为100分，低于60分的内容为不合格内容。如果在检查过程中发现存在格式类错误或音视频流解码失败，直接计0分，中止后续其他检查项。对于播放质量类错误，每一个检查项有不同的扣分权重，针对每个检查项，按缺陷次数/片长*扣分权重进行扣分，以实现对长片和短片的计分公平。通过调整扣分权重，可以增强或放低该项质量要求。如果片源文件的扣分超过100分，按0分计。
3系统设计与实现
3.1系统流程与架构设计
视频片源检查系统，是视频运营体系中的一个环节，主要与内容管理平台对接，如图2所示。内容管理系统通过接口发起视频片源检查任务。片源质量检查系统收到该指令后，产生相应后台检查任务，并将其纳入处理队列。质量检查系统完成检查后，向内容管理系统异步反馈检查结果。
质量检查系统由下列组件构成：任务管理组件、多个检查执行组件和数据库。任务管理组件提供：上端系统（内容管理系统）的对接、任务调度、检查策略管理、执行组件管理、综合评分，通过web方式提供节目片源预览播放，系统检查不合格内容的人工复检等功能，是质检系统的主控模块。
检查执行组件完成具体的片源检查功能，由多台执行组件形成集群，各自相对独立地完成任务管理组件下发的检查任务，上报检查结果，并以文件形式记录详细到帧的缺陷详情。根据业务的需要，通过在任务管理组件中修改相应配置，即可完成集群中执行组件的增删，灵活调整系统并发处理能力。
3.2系统实现与部署
在系统的开发过程中，采用了成熟套件与自主开发相结合的方式。任务管理组件采用自主开发方式，基于.java+tomcat+mysql实现。视频质量检查执行组件，采取成熟套件Tektronix Cerify组件实现。任务管理组件与执行组件，通过SOAP接口实现通讯。在实际应用中，采用2台HP DL585服务器以主备模式部署任务管理组件，采用7台HP DL585服务器部署检查执行组件，数据库组件与其他系统复用。经过测试，单台检查执行组件对于4M码率的H264高清视频，能够达到6倍速以上的检测效率，可同时并行执行4路检查任务。在7台服务器均满负荷执行的情况下，总体效率相当于单一人工检查的168倍，并且可以通过增加服务器的方式进一步扩充。
4结语
综上所述，片源质量检查系统上线后，大大降低了检查人员的工作量，大幅度提升了检查效率，缩短了内容上线的周期，降低了人工主观判断的不确定性，形成了客观量化的检查标准，保证了上线内容的片源质量和用户的播放体验，在实际运营中取得了良好的效果。
