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QC-Control und Management

TV-Studio mit

Immer mehr audiovisuelle Inhalte müssen für unterschiedliche Verbreitungswege und Plattformen aufbereitet werden. IT-basierte Produktionsumgebungen liefern dafür die Basis, stellen aber die Qualitätssicherung vor neue Herausforderungen. In IT-Strukturen werden Videodateien permanent bewegt, ohne dass oftmals eine implizite Kontrolle durch einen Operator stattfindet. Traditionelle QC-Verfahren sind nicht mehr ausreichend um im IT-Prozess zeitnah die Integrität der Inhalte zu kontrollieren und damit sicherzustellen.

Das IRT unterstützt die Rundfunkanstalten bei der Einführung der Qualitätskontrolle und des Qualitätsmanagements im Datei-basierten Produktionsprozess. Dazu führen die Experten Prozessanalysen durch, bestimmen die messtechnischen Anforderungen, identifizieren brauchbare QC-Werkzeuge und definieren die QC-Resultate für betrieblich verwendbare Entscheidungen. Übergeordnet muss im Produktionsprozess ein Management aller QC-Aktivitäten stattfinden. Dafür gilt es Verantwortlichkeiten festzulegen und effektive und wirtschaftliche QC-Punkte für die Prüfungen zu definieren sowie in die Workflows zu integrieren.

Messung der Audioqualität mit standardisierten Testmethoden

Moderne Audiocodierverfahren mit Datenreduktion arbeiten in der Regel mit variablen Bitraten. Systembedingt ist die Reduzierung der Datenrate mit einer Qualitätsbeeinträchtigung verbunden. Da objektive Verfahren zur Messung der Audioqualität von speziellen Audiocodierverfahren oder Kaskadierketten (mehrfache Co-/Decodierung und Verwendung unterschiedlicher Audiocodierverfahren innerhalb einer Übertragungskette) keine ausreichend zuverlässigen Ergebnisse liefern, sind psychoakustische Messungen, also Messungen, die auf experimentell ermittelten subjektiven Qualitätsbeurteilungen basieren, unumgänglich.

Zur Messung der Qualität von Audiocodierverfahren und Kaskadierketten wurden zwei Testmethoden international standardisiert, die seit einigen Jahren im Broadcastbereich erfolgreich eingesetzt werden:

Testmethode ITU-R BS.1116
Bei der Testmethode ITU-R BS.1116 werden dem Hörer drei Stimuli A, B, C angeboten. Stimulus A ist immer die Referenz. Das zu beurteilende Testsignal sowie die „versteckte“ Referenz werden in zufälliger Reihenfolge als Stimulus B und C angeboten. Die Aufgabe des Hörers besteht darin, die Referenz bzw. das zu beurteilende Testsignal zu erkennen und dann das erkannte Testsignal im Vergleich zur Referenz A anhand einer fünfstufigen Skala von 5=imperceptible (nicht wahrnehmbar) bis 1=very annoying (sehr störend) zu bewerten.

MUSHRA-Methode
Mit der MUSHRA-Methode (MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor, ITU-R BS.1534) kann das zu beurteilende Testsignal aus maximal zwölf zeitsynchronen Testsignalen beliebig ausgewählt werden, um es dann zur Beurteilung über Lautsprecher oder Kopfhörer wiederzugeben.

Bei MUSHRA werden neben den eigentlichen Testsequenzen drei zusätzliche Stimuli angeboten. Sie beinhalten eine gekennzeichnete Referenz (unbeeinflusstes Originalsignal, das nicht zu beurteilen ist) sowie eine versteckte Referenz und einen versteckten Ankerstimulus (7 kHz tiefpass-begrenztes Original), die wie die anderen Testsequenzen zu beurteilen sind. Die Beurteilung erfolgt mittels einer kontinuierlichen Qualitätsskala von 0 bis 100% bzw. den Attributen „bad (mangelhaft) - excellent (ausgezeichnet)“. Beurteilt wird dabei die „allgemeine Audioqualität“ unter Einbeziehung aller wahrgenommenen Störungen

Messung der Videoqualität mit standardisierten Messmethoden

Die herkömmlichen Methoden zur Untersuchung der Bildqualität lassen sich nicht mehr auf digitale Signale anwenden, bei denen teilweise ganz neuartige Fehler entstehen. Zwar wird versucht, objektive Messverfahren zu entwickeln, jedoch lassen sich die Eigenschaften des menschlichen Sehapparates nur schwer in logische Strukturen zwängen und die Ergebnisse verfehlen immer noch die von realen Betrachtern wahrgenommene Qualität. Um dennoch die Qualität von digitalen Videos zu überprüfen, werden subjektive Tests empfohlen.

Das IRT ist maßgeblich an der Entwicklung dieser subjektiven Testverfahren beteiligt und führt auch selbst Tests von aktuellen Videocodecs durch.

SAMVIQ
SAMVIQ („Subjective Assessment Methodology for VIdeo Quality“) beschreibt ein subjektives Testverfahren, das insbesondere zur Qualitätsuntersuchung von im Internet verwendeten Videoformaten entwickelt wurde, aber auch für Standard-TV-Formate eingesetzt werden kann.

Bereits existierende subjektive Testverfahren sind in der ITU-R BT.500 Recommendation standardisiert. Diese Verfahren sind allerdings vor allem für den TV-Bereich entwickelt worden. Fehler wie Unschärfe und Blockbildung können mit diesen herkömmlichen Methoden zwar gut beurteilt werden, doch im Multimediabereich kommt es auch sehr auf den zeitlich kontinuierlichen Bildfluss an. Die verwendete Bildgröße entspricht hier meistens einem Viertel (CIF) oder 1/16 (QCIF) Standardauflösung.

SAMVIQ ist nun speziell für den Multimediabereich konzipiert und gestattet die Verwendung herstellerspezifischer Decoder (z.B. MPEG-4 Player, RealVideo, QuickTime, Windows Media) und unterschiedlicher Auflösungen bis hin zu SDTV. Ferner ermöglicht der optimierte Testablauf aussagekräftigere Ergebnisse und absolute Qualitätsbeurteilungen.

Lautheit in AV-Medien

Paar hält sich im Wohnzimmer die Ohren zu

Das Problem der Lautheitsunterschiede im Hörfunk und Fernsehen ist seit langem bekannt. Die Lautheitsunterschiede oder -sprünge können bis zu 10 dB betragen, was etwa einer Lautheitsverdopplung entspricht, und sind dann extrem störend. Lautheitssprünge treten u. a. beim Umschalten zwischen Programmen, Programmblöcken oder zwischen unterschiedlichen Übertragungswegen auf.

Wegen der zahlreichen Zuschauerbeschwerden haben die Rundfunkanstalten bereits vor längerer Zeit damit begonnen, Strategien zu entwickeln, um die störenden Lautheitssprünge zu vermeiden. Einen wichtigen Beitrag hat in diesem Zusammenhang das IRT durch die Entwicklung eines Lautheitsmessers geleistet. Dieser Lautheitsmesser erlaubt es, wegen seiner hohen Korrelation zwischen subjektiver und objektiver Lautheit den subjektiven Parameter Lautheit messtechnisch zu erfassen. Der von der Firma Pinguin auf Basis des IRT-Lautheitsalgorithmus entwickelte Lautheitsmesser wird in Verbindung mit einem Datenlogger seit einigen Jahren von den Anstalten der ARD und des ZDF in den Sendestudios zur Kontrolle der Lautheitsverhältnisse eingesetzt.

Seit 2006 gibt es einen international standardisierten Lautheitsalgorithmus zur Messung der Lautheit von Rundfunkprogrammen [ITU-R BS.1770]. Dieser Algorithmus unterscheidet sich nicht signifikant vom IRT-Algorithmus, so dass die Umstellung auf den internationalen Standard fließend erfolgen kann.

Die eigentliche praktische Umsetzung des internationalen Lautheitsstandards erfolgte in den letzten zwei Jahren innerhalb der EBU-Projektgruppe P-LOUD. P-LOUD hat in intensiver, weltweit beachteter und unterstützter Gremienarbeit ein ganzes Paket an Empfehlungen bzw. Technischen Dokumenten erarbeitet, das weit über die reine Definition des Algorithmus in ITU-R BS.1770 hinausgehen.

Die von P-LOUD erarbeiteten Empfehlungen sind im Einzelnen:

 

Die entscheidende Bedeutung dieser Dokumente liegt darin, dass konkrete Empfehlungen in Bezug auf die Messung und Einhaltung einer normalisierten Lautheit im Rundfunk definiert werden. Das betrifft zum einen den Zielwert (Target Loudness) sowie die Messinstrumente und zum anderen die globale Einbeziehung der gesamten Broadcast-Signalkette (Produktion, Archivierung, File-Ingest, Playout, Verteilung, Übertragung usw.).

Es sei noch einmal hervorgehoben, dass die Empfehlungen von P-LOUD die bisher gültigen Aussteuerungsempfehlungen innerhalb der EBU, wahrscheinlich auch international, ersetzen werden. Laut [Technische Richtlinien zur Herstellung von Fernsehproduktionen für ARD, ZDF und ORF HD-TV] sollten ARD/ZDF und ORF bereits ab Januar 2012 mit dem Umstieg auf die lautheitsbezogene Aussteuerung begonnen haben. Auf der Basis der P-LOUD Empfehlungen erfolgt keine Aussteuerung mehr in Bezug auf den Spitzenpegel, d. h. auf den innerhalb einer Produktion maximal auftretenden Pegel - gemessen mit einem Aussteuerungsmesser mit 10 ms Integrationszeit - sondern eine Aussteuerung in Bezug auf die empfohlene Target Loudness. Bei konsequenter Anwendung dieser neuen Aussteuerungsempfehlung werden zukünftige Produktionen bereits lautheitsnormiert in Archiven oder auf Servern vorliegen, so dass die Zuschauer/-hörer nicht mehr mit Lautheitssprüngen „genervt" werden.

Ergänzende Literatur:

Ihr Ansprechpartner

Dr. Markus Ludwig
Sachgebietsleiter
Head of Department
Tel. +49 (0)89 32399-321