COGNITUS

Με επιτυχία στέφθηκε η παρουσίαση των προϊόντων του έργου COGNITUS από τη Forthnet στην IBC 2018, τη μεγαλύτερη έκθεση για τη ραδιοτηλεοπτική αγορά στον κόσμο, που πραγματοποιήθηκε στο Amsterdam στις 14-18 Σεπτεμβρίου 2018. Στο ειδικά διαμορφωμένο περίπτερο του COGNITUS παρουσιάστηκε το σύνολο των προϊόντων του…

Με επιτυχία στέφθηκε η παρουσίαση των προϊόντων του έργου COGNITUS από τη Forthnet στην IBC 2018, τη μεγαλύτερη έκθεση για τη ραδιοτηλεοπτική αγορά στον κόσμο, που πραγματοποιήθηκε στο Amsterdam στις 14-18 Σεπτεμβρίου 2018. Στο ειδικά διαμορφωμένο περίπτερο του COGNITUS παρουσιάστηκε το σύνολο των προϊόντων του σε πολυάριθμους επισκέπτες από τον χώρο του broadcasting και του integration οι οποίοι επέδειξαν μεγάλο ενδιαφέρον για την άμεση εμπορική εκμετάλλευση τους.

Το έργο υλοποιείται από τη Forthnet, το BBC, το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ), το Queen Mary University of London (QMUL), το Universidade Nova de Lisboa, την πολυεθνική εταιρεία παραγωγής πλατφορμών διαχείρισης video και κωδικοποιητών, Vitec – videoinnovations, και την επίσης κορυφαία πολυεθνική εταιρεία τεχνολογιών Pay TV και ευρυζωνικότητας, ARRIS.

Αντικείμενο του έργου είναι η δημιουργία ολοκληρωμένου περιβάλλοντος για την ενσωμάτωση στις επαγγελματικές παραγωγές video – περιεχομένου, υπέρ-υψηλής ευκρίνειας (4Κ/UltraHD) και πολυκαναλικού ήχου από θεατές ψυχαγωγικών εκδηλώσεων και αθλητικών γεγονότων (User Generated Content – UGC), αξιοποιώντας τη διεθνή τάση της αλληλεπίδρασης των τηλεοπτικών μεταδόσεων με το κοινό τους. Για την ολοκλήρωση του έργου έχουν πραγματοποιηθεί πολυάριθμες πιλοτικές δοκιμές σε αγώνες ποδοσφαίρου του Ελληνικού Πρωταθλήματος, αλλά και άλλες διοργανώσεις. Με αυτόν τον τρόπο, οι θεατές συνδιαμορφώνουν τα πλάνα με δικά τους video, ενώ οι τηλεθεατές σε τεχνολογικά προηγμένες πλατφόρμες, όπως της Nova και του BBC, έχουν τη δυνατότητα να απολαμβάνουν μια νέα εμπειρία κατευθείαν από τους χώρους των εκδηλώσεων στο σπίτι τους!

Το έργο, που βρίσκεται στην τρίτη χρονιά της υλοποίησής του, ολοκληρώνεται το Δεκέμβριο 2018 και χρηματοδοτείται από το ευρωπαϊκό πλαίσιο έρευνας και τεχνολογίας HORIZON 2020, ενώ έχει ήδη περάσει με επιτυχία όλες τις αξιολογήσεις της Ευρωπαϊκής Επιτροπής.

Οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις στις εκπομπές UHD και στον διαμοιρασμό μέσω mobile κοινωνικών δικτύων, σε συνδυασμό με πάνω από πενήντα χρόνια έρευνας και ανάπτυξης στην τεχνολογία των πολυμεσικών συστημάτων, σημαίνουν ότι είναι πλέον κατάλληλος ο χρόνος για έρευνα σχετικά με το πώς τα media που παράγονται από τους ίδιους τους χρήστες μπορούν να εμπλουτίσουν τη συμβατική εμπειρία τηλεοπτικής μετάδοσης.

Το τριετές πρόγραμμα COGNITUS συγκεντρώνει εμπειρογνώμονες στον τομέα της τηλεοπτικής μετάδοσης, επεξεργασίας και ανάλυσης, με στόχο την ενίσχυση των συμβατικών εκπομπών υψηλής ευκρίνειας (UHD), συνδυάζοντάς τες με ποιοτικό περιεχόμενο που παράγεται από το χρήστη (UGC).

Το έργο ξεκινά με μια διεξοδική μελέτη των διαθέσιμων τεχνολογιών για τη δημιουργία και την κατανάλωση περιεχομένου UHD, με έμφαση στο πώς αυτά μπορούν να λειτουργήσουν καλύτερα σε ένα περιβάλλον media που κυριαρχείται όλο και περισσότερο από την κοινωνική δικτύωση. Δεδομένου ότι οι δημιουργοί περιεχομένου και οι καταναλωτές είναι όλο και περισσότερο οι ίδιοι, έχει νόημα η συμμετοχή του κοινού πριν από την εκπομπή. Επομένως, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στα πιθανά συστήματα κοινωνικής δικτύωσης για τη συμμετοχή των χρηστών στον προγραμματισμό εκπομπών.

Το έργο έχει σκοπό να αποδείξει τη βιωσιμότητα των στόχων του μέσω δύο διαφορετικών περιπτώσεων χρήσης που αντλούνται από πραγματικά γεγονότα, όπως τα μεγάλα αθλητικά γεγονότα ή οι συναυλίες. Και οι δύο θα παράσχουν παραδείγματα των συναρπαστικών και δυνητικά απεριόριστων νέων υπηρεσιών που θα μπορούσαν να εξαπολυθούν με τη διασύνδεση της τεχνολογίας εκπομπής UHD με το διαδραστικό UGC.

Αρχιτεκτονική του COGNITUS

Η πλατφόρμα COGNITUS βασίζεται σε μια αρχιτεκτονική προσανατολισμένη στις υπηρεσίες, αποτελούμενη από διάφορα στοιχεία βελτίωσης της εικόνας και του ήχου, σημασιολογικής ανάλυσης και εργαλεία αξιολόγησης της ποιότητας, καθώς και λύσεις διαχείρισης ροής και αποθήκευσης (εικόνα 1). Η ετερογενής φύση αυτών των συνιστωσών και η ανάγκη για υψηλή αποδοτικότητα, οδήγησε σε μια αρθρωτή και αποσυνδεδεμένη αρχιτεκτονική, εύκολα κλιμακούμενη για την αντιμετώπιση των υψηλών απαιτήσεων μεταφόρτωσης και ενίσχυσης του περιεχομένου που δημιουργείται από χρήστες (UGC). Τα συστατικά μέρη της πλατφόρμας COGNITUS μπορούν να ομαδοποιηθούν σε πέντε λειτουργικές κατηγορίες: (i) βασικά συστατικά, (ii) διαχείριση δεδομένων, (iii) επεξεργασία, (iv) ροή περιεχομένου και (v) εφαρμογές χρήστη.

Βασικά στοιχεία του GOGNITUS: Η αρχιτεκτονική της πλατφόρμας COGNITUS βασίζεται σε ένα μοντέλο προσανατολισμένο στις υπηρεσίες, που χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες (τα στοιχεία COGNITUS) ως βασικά συστατικά. Η προσέγγιση αυτή απαιτεί την ύπαρξη μίας βασικής λειτουργικότητας, η οποία προσφέρει τον απαραίτητο συντονισμό, παρακολούθηση, σύγκλιση και εξασφάλιση του Quality of Service (QoS) του συστήματος. Επιπρόσθετα, η ετερογενής φύση των στοιχείων που αποτελούν την πλατφόρμα δημιουργεί την ανάγκη για ένα αποσυνδεμένο αρχιτεκτονικό μοντέλο, προς μία διαχείριση που προσανατολίζεται στις υπηρεσίες. Η επικοινωνία μεταξύ των στοιχείων θα πρέπει να συμβαίνει απρόσκοπτα και με ένα αποτελεσματικό τρόπο, μέσω ενός κοινού επικοινωνιακού καναλιού. Το τμήμα συντονισμού της αρχιτεκτονικής COGNITUS αντιμετωπίζει τέτοια ζητήματα με την εισαγωγή ενός σετ βασικών στοιχείων που διαμορφώνουν το κέντρο εντολών και ελέγχου της πλατφόρμας.

Εφαρμογές χρηστών COGNITUS: Βασικός στόχος του COGNITUS είναι να παράσχει την απαραίτητη λειτουργικότητα για να είναι δυνατή η εθελοντική συνεισφορά βίντεο που έχει παραχθεί από  χρήστες (UGV) που έχουν συμμετάσχει σε δημόσιες εκδηλώσεις, όπως φεστιβάλ, αθλητικές συναντήσεις, κλπ (εικόνα 2). Το περιεχόμενο που συγκεντρώνεται, ενισχύεται και μεταφέρεται σε βίντεο UHD, που στη συνέχεια είναι διαθέσιμο σε επαγγελματίες. Χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα COGNITUS οι επαγγελματίες μπορούν να βρουν και να συνδυάσουν τις εκδόσεις υψηλής ποιότητας του διαθέσιμου UGV σε ένα ενιαίο σενάριο, το οποίο σχετίζεται με μία εκδήλωση, και στη συνέχεια να το διαθέσουν για τηλεοπτική εκπομπή. Οι χρήστες του COGNITUS μπορούν να ανεβάσουν τα βίντεό τους στην πλατφόρμα, χρησιμοποιώντας μία εφαρμογή για κινητά. Για κάθε UGV που μεταφορτώνεται στην πλατφόρμα COGNITUS, εμπλέκεται μια ροή εργασίας για την επεξεργασία και παράδοση ενός  νέου επαγγελματικού περιεχομένου, καθώς και την ενίσχυση του βίντεο και τη διανομή του στους τελικούς χρήστες, μέσω μιας ποικιλίας συσκευών, όπως αποκωδικοποιητές (STB), tablet ή κινητά τηλέφωνα. Οι εφαρμογές COGNITUS είναι σημαντικές για το έργο, αφού αποτελούν τη βασική διεπαφή μεταξύ των χρηστών και της πλατφόρμας.

Διαχείριση δεδομένων: Ο τομέας διαχείρισης δεδομένων της αρχιτεκτονικής περιλαμβάνει στοιχεία που είναι υπεύθυνα για τη φιλοξενία και τη διαχείριση ολόκληρου του σώματος του περιεχομένου του COGNITUS, όπως τα στοιχεία πολυμέσων και πρόσθετα μεταδεδομένα. Η διαχείριση δεδομένων αποτελείται από δύο στοιχεία COGNITUS: Το αποθετήριο μεταδεδομένων των κοινωνικών μέσων, το οποίο φιλοξενεί τα μεταδεδομένα που προέρχονται από κοινωνικές πλατφόρμες, και το χώρο αποθήκευσης COGNITUS, ο οποίος φιλοξενεί τα δεδομένα πολυμέσων.

Ροή περιεχομένου: Το τμήμα ροής περιεχομένου της αρχιτεκτονικής COGNITUS αναφέρεται στα στοιχεία που είναι υπεύθυνα για τη ροή περιεχομένου UHD υψηλής ποιότητας που είναι διαθέσιμο στην πλατφόρμα. Η ροή περιεχομένου προσαρμόζεται στις δυνατότητες της συσκευής και στο εύρος ζώνης δικτύου του χρήστη.

Επεξεργασία στοιχείων: Αυτό το τμήμα της αρχιτεκτονικής COGNITUS περιλαμβάνει τα στοιχεία που είναι υπεύθυνα για την επεξεργασία του περιεχομένου. Τα στοιχεία επεξεργασίας ταξινομούνται ανάλογα με τη λειτουργικότητά τους σε βελτίωση περιεχομένου, έλεγχο ποιότητας, παροχή περιεχομένου και σημασιολογική ανάλυση.

Επικοινωνία και συντονισμός

Η αρθρωτή αρχιτεκτονική του COGNITUS προϋποθέτει τη διανομή της λειτουργικότητας ανάμεσα σε μία σειρά υπηρεσιών, που κάθε μία από αυτές έχει συγκεκριμένη αρμοδιότητα. Αυτό έχει αποτέλεσμα ένα οργανωτικό πλαίσιο που είναι πιο ευέλικτο, και επιτρέπει την ταχύτερη ανάπτυξη και αποτελεσματικότητα στην απόδοση. Έτσι υιοθετήθηκε ο συντονιστής COGNITUS ως κύριο στοιχείο υπεύθυνο για τον συντονισμό και την διαλειτουργικότητα μεταξύ των υπόλοιπων υπηρεσιών. Η επικοινωνία μεταξύ του συντονιστή και των στοιχείων των υπηρεσιών επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός μεσολαβητή μηνυμάτων (message broker) για την αποστολή των εργασιών. Ως message broker για το COGNITUS χρησιμοποιείται η ώριμη λύση ανοιχτού κώδικα RabbitMQ (www.rabbitmq.com), η οποία προσφέρει τις βιβλιοθήκες client για σχεδόν όλες τις γλώσσες προγραμματισμού (εικόνα 3).

Ανάπτυξη

Το COGNITUS έχει δημιουργηθεί ως ένα προϊόν έτοιμο προς εκμετάλλευση, το οποίο μπορεί να αναπτυχθεί εύκολα σε περιβάλλον παραγωγής. Για το σκοπό αυτό έχουν μελετηθεί διάφορες αρχιτεκτονικές πτυχές:

Απομόνωση και αυτονομία των στοιχείων: Δεδομένου ότι πολλά στοιχεία του COGNITUS πρέπει να λειτουργούν ταυτόχρονα, πραγματοποιώντας κρίσιμες επεξεργασίες για την επίτευξη των στόχων της πλατφόρμας, είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι όλα αυτά λειτουργούν αξιόπιστα χωρίς να διαταράσσονται από άλλα στοιχεία. Στο επίπεδο της λειτουργικής αρχιτεκτονικής, αυτό έχει αντιμετωπιστεί μέσω του συντονιστή COGNITUS και των συστατικών στοιχείων του message broker (RabbitMQ), τα οποία διανέμουν και αποστέλλουν την εργασία ώστε το κάθε συστατικό να δέχεται επεξεργασία απομονωμένο από τα άλλα συστατικά στοιχεία.

Επιπλέον, το COGNITUS είναι μια πλατφόρμα που αποτελείται από πολλαπλά ετερογενή στοιχεία που αναλαμβάνουν μικρά τμήματα του έργου, για την εκπλήρωση των στόχων του. Η ανάπτυξη μιας τέτοιας πλατφόρμας δημιουργεί μεγάλες προκλήσεις, καθώς κάθε στοιχείο απαιτεί την εκτέλεση συγκεκριμένου περιβάλλοντος και βιβλιοθηκών. Για την εξάλειψη τέτοιων περιορισμών, ο σχεδιασμός της αρχιτεκτονικής ανάπτυξης έχει επικεντρωθεί στην απομόνωση των υπηρεσιών και την αυτονομία τους. Σύμφωνα με αυτήν την προσέγγιση, κάθε στοιχείο μπορεί να αναπτυχθεί χρησιμοποιώντας το περιβάλλον και τη διαμόρφωση που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες του, χωρίς να υπάρχει αλληλεπίδραση λογισμικού με άλλες υπηρεσίες.

Για την αντιμετώπιση τέτοιων ζητημάτων, υιοθετήθηκε πρόσφατα η προσέγγιση του containerization (εικόνα 4). Σύμφωνα με αυτήν την προσέγγιση, ένα container αποτελείται από ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον runtime, μια εφαρμογή, τις εξαρτήσεις του (βιβλιοθήκες και εκτελέσιμα αρχεία) και τα αρχεία ρυθμίσεων. Σήμερα υπάρχουν πολλές λύσεις που αυτοματοποιούν το χειρισμό των container, μετατρέποντας τη διαχείριση και την ανάπτυξη του λογισμικού σε μια εύκολη εργασία. Στο πλαίσιο του COGNITUS χρησιμοποιείται η λύση του Docker (www.docker.com). Το Docker είναι ένα έργο ανοιχτού κώδικα, που παρέχει τα εργαλεία για την υποστήριξη των προγραμματιστών και διαχειριστών συστημάτων, ώστε να δημιουργούν λογισμικό και να μοιράζονται το περιβάλλον ανάπτυξής τους.

Επεκτασιμότητα: Η δυνατότητα της πλατφόρμας COGNITUS να υποστηρίξει την επεκτασιμότητα έχει αντιμετωπιστεί εν μέρει από την προτεινόμενη αρθρωτή (modular) λειτουργική αρχιτεκτονική. Συγκεκριμένα, το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να είναι stateless, επιτρέποντας την προσθήκη / αφαίρεση στιγμιότυπων των στοιχείων με μέθοδο plug and play. Για να επιτευχθεί αυτό σε φυσικό επίπεδο, ενσωματώθηκε ένα εργαλείο αυτοματοποίησης, το οποίο επιτρέπει την οριζόντια επεκτασιμότητα των container που αποτελούν την πλατφόρμα COGNITUS.

Υψηλή διαθεσιμότητα: Η διαθεσιμότητα είναι ένα χαρακτηριστικό των συστημάτων που προσανατολίζονται στις υπηρεσίες και περιγράφει την χρονική περίοδο κατά την οποία είναι διαθέσιμη μια υπηρεσία. Ο όρος high-availability (υψηλή διαθεσιμότητα) χρησιμοποιείται για να εκφράσει τη σημασία της υψηλής λειτουργικής απόδοσης για μια δεδομένη χρονική περίοδο. Για να δημιουργηθεί ένα κατανεμημένο σύστημα, πραγματικά αξιόπιστο με υψηλή διαθεσιμότητα, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη δύο σημαντικά χαρακτηριστικά: η εξισορρόπηση του φορτίου (load balancing) και ο πλεονασμός (redundancy).

Η εξισορρόπηση φορτίου αναφέρεται στη διανομή της κυκλοφορίας δικτύου ή των εφαρμογών σε σειρά όμοιων εξυπηρετητών (servers). Χρησιμοποιείται ευρέως για τη βελτιστοποίηση πόρων, τη μεγιστοποίηση της διακίνησης, τη μείωση της καθυστέρησης και τη διασφάλιση ανθεκτικών σε σφάλματα διαμορφώσεων. Στο COGNITUS, οι εξισορροπητές φορτίου χρησιμοποιούνται μεταξύ όλων των εφαρμογών τελικού χρήστη και των εσωτερικών στοιχείων / εξυπηρετητών που προσφέρουν τα δημόσια end-points.

Ο πλεονασμός (εφεδρεία) αναφέρεται στην πολλαπλή ύπαρξη αντιγράφων μιας υπηρεσίας που εκτελείται οποιαδήποτε στιγμή. Για την υποστήριξη του πλεονασμού, έχει ενσωματωθεί ένας ελεγκτής αναπαραγωγής στην αρχιτεκτονική για την εκκίνηση ή τον τερματισμό στιγμιότυπων των στοιχείων του  COGNITUS, σύμφωνα με το τρέχον φορτίο. Με αυτό τον τρόπο τα στιγμιότυπα αντικαθίστανται αυτόματα εάν αποτύχουν, διαγραφούν ή τερματιστούν. Ο ελεγκτής αναπαραγωγής είναι ένα χαρακτηριστικό που παρέχεται από τη λειτουργία Docker Swarm.

Ροές εργασίας

Το COGNITUS επικεντρώνεται στο περιεχόμενο. Οι χρήστες ανεβάζουν βίντεο ενώ βρίσκονται σε μία εκδήλωση, το περιεχόμενο βελτιώνεται από τα στοιχεία COGNITUS (UHD, υψηλό ρυθμό καρέ, HDR κλπ.) και τελικά επιστρέφει στις συσκευές των χρηστών μέσω προσαρμοστικών ροών (streams). Συνεπώς, τέσσερις κύριες ροές εργασιών καλύπτουν τις πιο σημαντικές διαδικασίες στο COGNITUS: (i) βελτίωση UGC, (ii) δημιουργία συμβάντων, (iii) η ανακάλυψη του σχετικού περιεχομένου και o συγχρονισμός του, και (iv) παράδοση περιεχομένου.

Η ροή εργασιών βελτίωσης του UGC περιλαμβάνει τα στοιχεία που ενεργοποιούνται για την ανάλυση και αξιολόγηση του της ποιότητας του αρχικού περιεχομένου και την βελτίωση του ακολουθώντας διάφορα βήματα βελτίωσης της ποιότητας βίντεο και ήχου. Παράλληλα, μία σειρά από στοιχεία αναλύουν το περιεχόμενο για να παράγουν συναφή σημασιολογικά μεταδεδομένα, βασισμένα σε οπτικές απόψεις του περιεχομένου ή μεταδεδομένων που μπορούν να βρεθούν στα κοινωνικά μέσα. Το αποτέλεσμα αυτής της επεξεργασίας είναι ένα βίντεο υψηλής ποιότητας, κωδικοποιημένο σε HEVC με πολύ υψηλές ταχύτητες, χρησιμοποιώντας τον κωδικοποιητή Turing, ο οποίος θα χρησιμοποιηθεί από τους επαγγελματίες παραγωγούς για την δημιουργία σεναρίων και κλιπ που βασίζονται στο αρχικό UGC (εικόνα 5).

Η ροή εργασιών δημιουργίας συμβάντων περιλαμβάνει μια σειρά εργασιών που είναι υπεύθυνες για τη σημασιολογική προετοιμασία ενός συμβάντος (εικόνα 6). Αυτή η διαδικασία συνεπάγεται τη λήψη σχετικών μεταδεδομένων από τις κοινωνικές πλατφόρμες για να συσχετιστούν ενδεχομένως με τα νέα UGC που φθάνουν στην πλατφόρμα.

Η ανακάλυψη περιεχομένου που σχετίζεται με το περιεχόμενο εκδηλώσεων και η εργασία συγχρονισμού παρέχει διευκολύνσεις για τους επαγγελματίες παραγωγούς, προκειμένου να δημιουργηθούν νέα σενάρια και κλιπ.

Τέλος, η ροή παράδοσης του περιεχομένου περιλαμβάνει τις εργασίες που παράγουν τις διάφορες εκδόσεις του περιεχομένου (υψηλή / χαμηλή ανάλυση, υψηλή / χαμηλή ταχύτητα καρέ, HDR/SDR κ.λπ.), κωδικοποίηση (χρησιμοποιώντας τον κωδικοποιητή Turing) και δημιουργία ροών DASH που θα διανέμουν τις ροές (stream) του περιεχομένου στις συσκευές των χρηστών.

Πηγή: http://cognitus-h2020.eu/

{gallery}24160{/gallery}