[發(fā)明專利]一種移動(dòng)流媒體用戶體驗(yàn)質(zhì)量QoE評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611165090.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106604026B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊麗榮;金鑫;王玲燕;尤日晶
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.移動(dòng)流媒體用戶QoE評估方法，具體步驟如下：

步驟1.移動(dòng)流媒體用戶QoE影響因素映射方法；

S1.1：對于流媒體業(yè)務(wù)過程中的視頻質(zhì)量等級，視頻質(zhì)量切換等級差，采用的映射算法分別如下：

視頻質(zhì)量等級η表示每個(gè)媒體片段等級與最高的視頻質(zhì)量等級的比值，如公式(1)，主要評價(jià)每個(gè)片段質(zhì)量等級；其中Q_i表示第i片段的視頻質(zhì)量等級，N表示MPD中最高的質(zhì)量等級；

視頻質(zhì)量切換等級差γ表示每個(gè)媒體分片在發(fā)生質(zhì)量等級切換時(shí)上下切換幅度，公式(2)評價(jià)視頻質(zhì)量等級的大幅度跳變而造成的感官體驗(yàn)影響；其中Q_i-1表示上一片段的視頻質(zhì)量等級；

S1.2：對于流媒體業(yè)務(wù)過程中的設(shè)備穩(wěn)定性、用戶觀看距離，首先采用移動(dòng)設(shè)備傳感器分別測量設(shè)備穩(wěn)定性、用戶觀看距離，再采用相應(yīng)的映射算法分別如下：

用戶觀看距離測量方法：測量得出若干種用戶占比最大的觀看位置下移動(dòng)設(shè)備與水平面夾角的角度；用戶觀看距離測量方法：測量得出四種用戶占比最大的觀看狀態(tài)下移動(dòng)設(shè)備與水平夾角的角度、并使用加速度傳感器進(jìn)行測量，得到該四種觀看狀態(tài)下的三軸加速度特征，分別為：

(1)Lap-case(X：1.2，Y：0，Z：8.5,單位m/s2)

(2)Table-case(X：6，Y：0，Z：4.8,單位m/s2)

(3)Hand-case(X：7.3，Y：0，Z：4.2,單位m/s2)

(4)Table-moving(X：9.1，Y：0，Z：1.8,單位m/s2)

其對應(yīng)的觀看距離分別為0.32m，0.22m，0.12m，0.60m；使用以上四種觀看距離來匹配用戶實(shí)際觀看距離；當(dāng)加速度傳感器輸出的實(shí)時(shí)三軸加速度符合上述的某種特征值，誤差±0.5，則判斷為相應(yīng)的觀看位置；

設(shè)備穩(wěn)定性測量方法：采用基于加速度傳感器的設(shè)備抖動(dòng)狀態(tài)檢測方法，并加入用戶主觀感受評分閾值，從用戶的角度更為準(zhǔn)確的判斷設(shè)備狀態(tài)；首先定義了一個(gè)存有n秒數(shù)據(jù)的滑動(dòng)窗口；定義一個(gè)計(jì)數(shù)器c_d，一旦設(shè)備在滑動(dòng)窗口內(nèi)發(fā)生至少2s連續(xù)的方向變化則判斷的一次抖動(dòng)，c_d＝c_d+1；為了避免輕微抖動(dòng)都自適應(yīng)檢測的影響，只有當(dāng)方向變化值超過閥值T_G的時(shí)候計(jì)數(shù)器才會增加，定義如果在一個(gè)滑動(dòng)窗口時(shí)間n秒內(nèi)沒加檢測到抖動(dòng)則將計(jì)數(shù)器c_d重置，同時(shí)設(shè)置了每秒4次的傳感器采樣率；MOS評分定義如式(3)：

MOS＝a₀+a_ampl*x₁+a_dur*x₂+a_speed*x₃ (3)

其中x₁表示設(shè)備在抖動(dòng)時(shí)的振幅，x₂表示當(dāng)前設(shè)備抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，x₃表示抖動(dòng)時(shí)播放的速度；MOS模型參數(shù)a₀＝3.7，a_ampl＝-2.5723，a_dur＝-0.0494，a_speed＝-2.412；設(shè)定閥值為3.5，當(dāng)MOS≥3.5時(shí)表示用戶主觀體驗(yàn)良好，MOS＜3.5時(shí)表示用戶主觀體驗(yàn)較差；一旦抖動(dòng)計(jì)數(shù)器和MOS同時(shí)小于閥值則判定當(dāng)前用戶為較差的觀看體驗(yàn)，不適合觀看當(dāng)前較高質(zhì)量的視頻；

S1.3：定義當(dāng)前視頻片段時(shí)刻設(shè)備的抖動(dòng)情況φ和當(dāng)前視頻片段時(shí)刻用戶的觀看位置σ；

公式如下(4)、(5)；其中φ和σ的值來自于上述基于加速度傳感器檢測設(shè)備穩(wěn)定算法和距離檢測算法的輸出值，stable表示設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)，instable表示設(shè)備處于抖動(dòng)狀態(tài)，感官體驗(yàn)較差；Hand-case表示當(dāng)前觀看距離為0.12m，Table-case表示當(dāng)前觀看距離為0.22m，Lap-case表示當(dāng)前觀看距離為0.32m，Table-moving當(dāng)前觀看距離為0.60m；

步驟2.移動(dòng)流媒體用戶QoE評價(jià)方法；

S2.1：根據(jù)上述映射方式，設(shè)定每個(gè)分段的QoE評估得分如下公式(6)：其中η表示視頻質(zhì)量等級，γ表示視頻質(zhì)量切換等級差，φ表示設(shè)備的抖動(dòng)情況，σ表示用戶的觀看位置，a，b，c，d，e為相應(yīng)的調(diào)和系數(shù)；

S2.2：采用基于HAS的系列位置效應(yīng)量化方法，將近因效應(yīng)和首因效應(yīng)的影響程度與視頻播放時(shí)間建立映射關(guān)系，獲得整個(gè)視頻中每個(gè)片段相對于整體所占權(quán)重ω_i，并根據(jù)視頻的長度，動(dòng)態(tài)的調(diào)整近因效應(yīng)δ和首因效應(yīng)θ的影響強(qiáng)度；

定義1：影響強(qiáng)度函數(shù)f(t)，定義如下：

式(7)中首因效應(yīng)θ，表示首因效應(yīng)影響程度；近因效應(yīng)δ，表示近因效應(yīng)影響程度；t表示當(dāng)前時(shí)刻，T表示整個(gè)視頻業(yè)務(wù)結(jié)束時(shí)刻；

定義2：第i片段視頻的影響強(qiáng)度f_i；假設(shè)第i片段的播放時(shí)間為t_i-1到t_i，那么該片段的持續(xù)時(shí)間為ΔT＝t_i-t_i-1；那么第i片段視頻的影響強(qiáng)度可以表示為：

式(8)中ρ＝θΔT為離散后的首因因子，υ＝δΔT為離散后的近因因子，K表示總的視頻片段數(shù)；

定義3：第i片段的權(quán)重ω_i；歸一化后，便可以得到第i片段的權(quán)重ω_i，公式如下：

定義4：首因因子ρ和近因因子υ，表示首因效應(yīng)和近因效應(yīng)的影響強(qiáng)弱，隨著視頻時(shí)間的增長，首因效應(yīng)逐漸減弱，而近因效應(yīng)逐漸增強(qiáng)；

要獲得ω_i，必須求得首因因子ρ和近因因子υ；首先定義首因效應(yīng)影響起始m個(gè)片段的權(quán)重比例為a，近因效應(yīng)影響末尾n個(gè)片段權(quán)重比例為b；當(dāng)播放的自適應(yīng)流足夠長的時(shí)候，即K≥30時(shí)，獲得如下計(jì)算公式：

由式(10)可以轉(zhuǎn)化出式(11)，從而求得首因因子ρ和近因因子υ；

擬合出a,b隨視頻長度變化的一次線性函數(shù)如公式(12)

由此計(jì)算得每個(gè)視頻片段的權(quán)重系數(shù)為

S2.3：整個(gè)自適應(yīng)流媒體服務(wù)的整體體驗(yàn)質(zhì)量評價(jià)估算公式(13)如下；其中ω_i表示第i片段的影響權(quán)重系數(shù)，Sn(N)表示整個(gè)視頻播放過程中片段發(fā)生質(zhì)量等級切換的總次數(shù)，ψ為調(diào)和參數(shù)；