: архив : архив журнала "625" : 1999 : #5

Цифровые видеоархивы
Андрей Лобунец, Виктор Мазо, Юрий Соколов

Прежде чем начать описание конкретной системы архивирования и поиска видеоинформации, остановимся на общих принципах построения цифровых архивов применительно к телевизионному производству.

В настоящее время в большинстве телекомпаний архивирование осуществляется традиционным способом. Поступающий на кассетах видеоматериал классифицируется по общим признакам (спорт, политика, чрезвычайные происшествия и т.п.), отсматривается и "сгоняется" на сборные тематические видеокассеты видеоархиватором, который формирует текстовое описание видеоматериала. Затем эта текстовая информация вносится в компьютерную базу данных. Обычно поиск в базе данных проводится сотрудниками архива по запросам журналистов и режиссеров.

Как правило, методика описания материалов у каждой телекомпании своя и выработана теми, кто стоял у истоков создания видеоархивов. Однако несмотря на субъективный подход, в описании материала всегда присутствует общая для всех баз информация:

- о временном коде начала описываемого фрагмента;
- номере кассеты;
- авторе сюжета;
- дате происходящего события;
- и месте действия;
- дате прохождения сюжета в эфир.

Зная эти параметры, всегда можно с достаточной степенью точности найти необходимый видеофрагмент. Однако как найти, например, видеоматериал, на котором изображены конкретные лица в конкретных условиях? Для такого рода поиска, то есть для описания происходящего в кадре события, приходится вводить дополнительную информацию.

Видеоматериал описывается с той или иной степенью свободы либо в виде произвольного текста, но с учетом негласных правил классификации, либо ключевыми словами из специально сформированного списка. Естественно, текстовое описание происходящего в кадре довольно субъективно, что затрудняет поиск информации сотрудникам, не знакомым подробно с методикой архивирования (или, вернее, лично с архивистом). С другой стороны, как показывает практика, описание видео только ключевыми словами из ограниченного списка не позволяет передать в нюансах происходящие в кадре события, а увеличение числа ключевых слов приводит к еще большему субъективизму и хаосу, затрудняющему поиск. Полнотекстовый поиск, методика которого хорошо отработана, позволяет довольно легко справляться с поиском конкретного материала, но и здесь не всегда гарантируется положительный результат.

Принципиально облегчить проблему описания и поиска видеоинформации могли бы системы, основанные на внутрикадровом анализе видеоматериала. Однако на данном этапе технологии распознавания видеоинформации еще находятся в зачаточном состоянии и могут служить лишь вспомогательным инструментом при описании и поиске видеоматериалов. Например, доступное уже сегодня автоматическое отслеживание прямых склеек и микшерных переходов позволяет ускорить процесс разделения на фрагменты оцифрованных материалов.

Newsroom. Журналисты осуществляют поиск и просмотр необходимой информации

Каким же способом можно увеличить точность и сократить время поиска необходимой информации? В рамках существующих технологий этого можно достичь следующим образом:

- разгрузить архивистов, переложив задачи поиска информации на потребителей - режиссеров и журналистов. Для этого необходимо разработать и внедрить многопользовательскую сетевую версию архивной системы с выделенным сервером базы данных, обеспечивающую одновременный доступ к информации всем участникам процесса видеопроизводства;
- обеспечить просмотр найденных видеофрагментов непосредственно на рабочих местах журналистов, редакторов, режиссеров на их персональных компьютерах. Реализовать эту функцию можно двумя способами: либо использовать основной цифровой видеоархив, в котором видеоматериалы хранятся в вещательном качестве и обеспечивается прямой доступ к видео по локальной компьютерной сети всем участникам процесса видеопроизводства, либо создать дополнительную зеркальную поисковую копию реального ленточного видеоархива с видео, оцифрованном в низком, но вполне достаточном для просмотра, разрешении.

Что касается первого варианта видеоархива, то теоретически он возможен, но практически неоправданно дорог - потребуется полная переделка сети с использованием технологий Fibre Channel, ATM или Gigabit Ethernet; понадобится мощный видеосервер, способный поддерживать множество потоков видео с быстрой дисковой подсистемой огромного объема; кроме того, для оснащения рабочих мест понадобятся достаточно мощные рабочие станции.

Второй вариант является предпочтительным и уже сегодня имеется разумное по стоимости решение. Приведем небольшое техническое обоснование подобного рода решений. Современные программные кодеки (компрессоры) позволяют оцифровывать видео в четверть кадра (192х144), размером вполне достаточном для предварительного просмотра и монтажа со средним потоком менее 50 кБ/с без выпадения кадров. При столь небольших потоках для видеоархива объемом в 1000 часов потребуется дисковый массив объемом в 200 ГБ, что учитывает 20-процентную избыточность для организации RAID-массива третьего или пятого уровней, необходимых для гарантированной сохранности данных. При сегодняшних ценах стоимость накопителей можно считать приемлемой. Используемая повсеместно стандартная сетевая инфраструктура, базирующаяся на Ethernet 100, позволит просматривать видео одновременно на 20-40 рабочих местах. Естественно, используемые потоки видео также не накладывают каких-либо особых требований к видеосерверу. По сути, видеосервер является обычным файловым сервером, который по запросу должен выдавать клиенту требуемые, весьма небольшие, потоки видеоданных. Наконец, на рабочих местах журналистов и редакторов достаточно иметь стандартные персональные компьютеры офисного класса. Итак, стоимость аппаратной части системы для цифрового поискового архива становится сопоставимой со стоимостью монтажной пары Betacam.

Рабочие места архивистов. Ввод информации в базу данных

Предложенная технология уже получила признание как среди телекомпаний, так и среди специализированных коммерческих видеоархивов. Технология поискового архива позволяет многократно увеличить скорость работы с архивными материалами, обеспечивает полноценный поиск и приводит к значительной экономии средств при производстве видеосюжетов.

Экономия ресурсов

Приведем несколько аргументов, позволяющих подтвердить экономическую целесообразность внедрения системы архивирования в низком разрешении. Во-первых, экономический эффект достигается за счет значительного удешевления эксплуатационных расходов. При традиционной технологии для производства одного часа эфирных сюжетов требуется не менее трех просмотровых аппаратных, стоимость которых близка к стоимости аппаратной части многопользовательского автоматизированного цифрового поискового архива. При передаче работ по поиску и предварительному отбору исходных видеоматериалов компьютерной системе архивирования экономия очевидна, так как расходы на эксплуатацию компьютерной системы в несколько раз меньше расходов на эксплуатацию просмотровых и монтажных аппаратных. С расширением же производства, экономия становится еще более существенной: суммарные расходы на монтажные и просмотровые аппаратные будут расти пропорционально времени эфирных сюжетов, в то время как расходы на компьютерную систему практически не изменятся.

WСтойка с оборудованием. Вверху - видиосервер, под ним сервер базы данный

Во-вторых, экономический эффект достигается за счет полноценного использования имеющейся информации. Сегодня содержание корпоративного видеоархива, по существу, находится в головах архивистов. При новых технологиях предоставляются возможности быстрого и полномасштабного поиска информации для всех участников процесса производства. Информация является дорогостоящим товаром: себестоимость минуты новостийного эфирного сюжета составляет сотни и более долларов, что для архива эфирных сюжетов в сотни часов составляет миллионы долларов. При продаже видеоинформации необходимо предоставить покупателю возможность видеть ее и слышать. Используемые современные компьютерные технологии обеспечивают покупателю доступ к видео через Интернет с возможностями поиска по различным атрибутам с дальнейшим просмотром и прослушиванием отобранных сюжетов. Если новая технология позволит продать даже небольшую долю видеоархива, это все равно окупит основные затраты по внедрению новой технологии.

Ситуация на рынке

Несмотря на принятую де-факто практически всеми производителями технологию работы с видео в низком разрешении, имеются значительные проблемы при создании универсальных систем архивирования. Главная проблема, препятствующая созданию и повсеместному внедрению подобных систем, - отсутствие общей методики описания видеоданных. Несколько инициативных групп предпринимают попытки выработать единые стандарты, но пока эти работы находятся на начальной стадии.

Без единой методики описания видеоданных невозможно в рамках одного программного продукта обеспечить в телекомпаниях стыковку систем, уже существующих и используемых в производственном процессе. Здесь проявляются различия не только в подходах к описанию, но и в технологиях обмена данными между разнородными системами. Переход к новым технологиям потребует от производителя достаточно глубокой доработки и адаптации программной части под нужды и традиции конкретного заказчика. Крупные производители телевизионного оборудования, несмотря на общее понимание проблемы, не обладают, к сожалению, достаточным опытом в создании подобного рода информационных систем. Компании же разрабатывающие программное обеспечение слишком поздно обратили внимание на телевизионный рынок, да и создать действующую систему вне реального производства очень сложно - предлагаемые сегодня системы скорее являются упрощенными концептуальными моделями, чем реальными продуктами.

Формирование запроса на поиск информации

Исходя из вышесказанного, становится понятно, что система должна создаваться в тесном контакте с сотрудниками телекомпании и видеоархива с учетом всех нюансов конкретного производственного процесса.

Разработка и внедрение системы MediaDimension

Три года назад, когда принципы и технология архивирования в низком разрешении находились на стадии теоретического обсуждения, группой московских разработчиков был предложен прототип такой системы. Система позволяла работать с зеркальной поисковой копией видеоархива в однопользовательском варианте и обладала возможностью предварительного монтажа. Два года назад разработки были перенесены в информационное агентство "Телевизионная Служба Новостей" (ТСН). Учет конкретных условий производства заставил полностью переработать систему. При создании новой версии учитывались следующие моменты:

- необходимость поэтапного ввода в эксплуатацию (от однопользовательской версии к многопользовательской сетевой);
- контекстный поиск с использованием справочников и специальных полей для дополнительной информации;
- получение статистики об использовании архивной информации (частота обращения к той или иной информации, прохождение сюжетов в эфир, сведения об авторах и количестве созданных ими материалов и т.п.);
- административные задачи: разграничение прав доступа как к определенной информации, так и по функциональному признаку;
- поиск и отсмотр видео на рабочих местах журналистов;
- получение режиссерского монтажного листа с временными кодами выбранных для монтажа фрагментов;
- обеспечение технической возможности при дальнейшем развитии технической базы ТСН интеграции с цифровыми системами хранения и обработки видеоинформации (например, видеосерверами) и системами автоматизации;
- поиск архивной информации через Интернет.

Результаты поиска. Отбор необходимой информации

Поскольку система, получившая название MediaDimension, должна была начать работу в кратчайшие сроки, ее внедрение было разбито на четыре этапа. Причем каждый последующий этап расширял функциональные возможности системы, не ломая уже устоявшуюся технологию.

На первом этапе (TCH начала работу меньше двух лет назад) при небольшом объеме архивируемых материалов можно было ограничиться однопользовательской версией системы: c одного выделенного компьютера осуществлялся поиск и ввод информации.

Так выглядит режиссерский монтажный лист

На втором этапе, по мере роста архива и объема работ, была внедрена многопользовательская версия с выделенным сервером базы данных. Это позволило осуществлять поиск не только специалистам видеотеки, но и прямым потребителям информации - журналистам и режиссерам непосредственно со своих рабочих мест, а также сторонним пользователям через Интернет.

Третий этап - просмотр найденных видеоматериалов на рабочих местах с возможностью получения режиссерского монтажного листа с отобранными видеофрагментами.

И наконец, четвертый этап, который находится в заключительной фазе реализации, - удаленный доступ к видеоматериалам через Интернет.

Разделение работ на этапы стало возможным благодаря модульности программного продукта, которая позволяет телекомпаниям с различными финансовыми и техническими возможностями использовать его, начиная с относительно простой конфигурации и с гарантией последующего расширения системы по мере развития технической базы.

На схеме изображена функциональная схема системы архивирования для ТСН. Исходные материалы, поступающие на видеокассетах Betacam, отсматриваются, перегоняются на архивные видеокассеты (как правило, двухчасовые) и описываются архивистами в текстовой базе данных. Далее архивная кассета направляется на станции ввода видео, где архивируемый материал оцифровывается в низком разрешении, достаточном для поиска и просмотра сюжетов на персональном компьютере, с временным кодом, соответствующим реальному коду кассеты. По завершении процесса ввода видеоинформации осуществляется автоматическая (по временным кодам, введенным на этапе текстового описания) или ручная (метки расставляются непосредственно при отсмотре) привязка оцифрованного фрагмента к соответствующему ему текстовому описанию. Разделение процессов оцифровки и описания придает системе дополнительную гибкость, так как видеоматериал может быть введен в систему в любое удобное время как до этапа текстового описания, так и после него. В целях экономии дискового пространства видеоданными можно сопровождать только наиболее важные и часто используемые сюжеты (статистику подобного рода также можно получать с помощью системы). Кроме того, можно начать внедрение системы текстового варианта видеоархива и затем добавить видео, причем без необходимости перерегистрации материалов.

После того как материалы описаны и оцифрованы, пользователи могут осуществлять их полномасштабный поиск в базе данных. По результатам поиска можно получить либо список необходимых сюжетов с указанием их временных кодов на архивных видеокассетах, либо, при наличии видео, осуществить более точный (с точностью до кадра) отбор используемых для окончательного монтажа фрагментов (режиссерский монтажный лист). Процесс отбора видеофрагментов напоминает работу на видеомагнитофоне по разметке сюжетов (используются такие же кнопки управления). В принципе, режиссерский монтажный лист может быть легко преобразован в один из стандартных форматов монтажных листов (EDL) и использован для окончательного чистового монтажа сюжетов в автоматизированных аппаратных. Система просмотра может быть интегрирована со специализированными видеосерверами, такими, как Quantel ClipBox или Tektronix Profile, - для интеграции достаточно иметь их протоколы управления и обмена данными.

Таким образом, система позволяет производить поиск и отбор материалов не только по описанным в базе сюжетам, но и на уровне используемых при окончательном монтаже, что существенно сокращает общее время подготовки программ.

Новые области применения

Цифровая революция в информационной индустрии открыла технические возможности для внедрения медиакомпаний (телевизионные безусловно относятся к ним) на принципиально новые рынки. Система Media-Dimension является одним из технических и технологических инструментов расширения бизнеса медиакомпаний. Применение этой технологии не ограничивается только видеоархивами, так как система может работать с любыми медиаданными (подробнее о таких системах см.: 625. 1999, № 2-3). К новым секторам рынка, в которых технология и программные продукты MediaDimension могут быть в равной степени использованы и для внутренних целей, и для успешного продвижения своего информационного продукта вовне, относятся:

- большие корпорации и государственные учреждения и организации: PR и информационные службы, оборот мультимедийных документов, обучение персонала;
- военные и охранные ведомства;
- дизайн-студии, производители мультимедийной продукции и продукции для Интернета;
- архивы, фонды, музеи;
- рекламные агентства;
- поставщики услуг в Интернете;
- образовательные учреждения.

Предложенную технологию архивирования можно использовать совместно с разнообразными решениями по дистрибуции видеоматериалов:
- потоковое видео (streaming) как инструмент для просмотра и отбора материалов;
- перекачка видеофайлов по локальным сетям или по Интернету на рабочие станции и локальные серверы рабочих групп для окончательно отбора и монтажа;
- внутрикорпоративное широкополосное вещание по локальным сетям по протоколу IP.

В заключение еще раз следует подчеркнуть, что технология и программные продукты MediaDimension могут быть использованы в равной степени как для внутренних целей, так и для широкого предоставления информационных услуг.