[發明專利]一種流媒體播放質量的預測方法

有效

• 申請號: 201710023946.3
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106656629B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 杜鵬楨;張震宇;李千目
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/06
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種流媒體播放質量的預測方法。該方法步驟如下：使用網絡監聽技術收集和本機系統相關的網絡數據包，通過IP地址、端口過濾技術保留流媒體播放相關的數據包；根據相應協議重新構建協議棧，獲取其中傳輸的媒體數據和網絡性能數據，并記錄主機的性能數據；解碼媒體數據，結合系統時間綜合判斷當前播放質量，結合上一階段的網絡和主機性能數據訓練機器學習模型；使用機器學習模型，通過當前網絡和主機性能數據，預測下一階段時間的流媒體播放質量。本發明方法在不更改播放器和系統的情況下，對當前流媒體播放質量進行準確判斷，并通過機器學習算法對一段時間后的播放質量進行穩定高效的預測，對于服務方提高流媒體播放質量有重要的參考意義。

技術領域

本發明涉及流媒體點播直播技術領域，特別是一種流媒體播放質量的預測方法。

背景技術

隨著中國網絡數字電視和視頻直播點播產業的飛快發展，基于有線網絡的數字電視用戶規模在近幾年持續增長，網絡帶寬的增長也促進了高清網絡電視的發展，數字高清電視和可交互網絡電視等業務的覆蓋面也越來越廣。由于用戶的快速增長和播放媒體的碼率的提升，給媒體服務器和傳輸網絡都帶來相當大的挑戰。

由于互聯網流媒體播放技術的復雜性，需要服務器端、傳輸網絡和客戶端共同合作完成流媒體的播放功能，任何一方出現問題都會影響播放質量。播放質量最直觀的表現就是是否發生卡頓，而卡頓發生對于用戶觀看體驗有極大的影響，容易導致用戶的流失。故對于流媒體播放質量的檢測和預測，對服務提供商有極大的參考價值，有利于服務提供商及時調整優化服務，提升用戶體驗。

目前對流媒體播放質量檢測的主要方法是在終端中集成軟探針軟件，一類軟探針是集成在播放器中，對播放器的工作狀態進行檢測從而得出播放質量；另一類軟探針是工作于系統底層，通過分析網絡數據包來評判網絡質量，從而推斷播放質量。這兩種技術能部分判斷播放質量，但缺乏自學習的能力，不能根據終端自身情況進行自適應的改變，同時缺乏對播放質量預測的能力，只能在故障發生后提供數據，不具備故障的前瞻性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工作于系統底層，能實時判斷流媒體播放質量并對未來一段時間的播放質量進行預測的方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種流媒體播放質量的預測方法，包括以下步驟：

步驟1，使用網絡監聽技術收集和本機系統相關的網絡數據包，通過IP地址、端口過濾技術保留流媒體播放相關的數據包；

步驟2，根據相應協議重新構建協議棧，獲取該協議棧中傳輸的媒體數據和網絡性能數據，并記錄主機的性能數據；

步驟3，解碼媒體數據，結合系統時間綜合判斷當前播放質量，結合上一階段的網絡和主機性能數據訓練機器學習模型；

步驟4，使用機器學習模型，通過當前網絡和主機性能數據，預測下一階段時間的流媒體播放質量。

進一步地，步驟1中所述通過IP地址、端口過濾技術保留流媒體播放相關的數據包，具體為：

使用電子節目指南服務器、調度服務器和內容分發網絡服務器的IP地址和端口對網絡數據包進行過濾，僅保留流媒體播放相關的數據包。

進一步地，步驟2所述根據相應協議重新構建協議棧，獲取該協議棧中傳輸的媒體數據和網絡性能數據，并記錄主機的性能數據，具體如下：

A)針對傳輸層是TCP協議的，使用對幀技術，獲取TCP中傳輸的流數據，同時記錄時延、亂序率、丟包率、低窗口率；

B)針對應用層是HTTP協議的，對包頭進行重新構建，獲取請求信息和響應信息，同時記錄各階段時延；

C)針對應用層是HLS協議的，記錄媒體碼率；

D)針對傳輸層是UDP組播協議的，記錄組播控制信息和媒體數據，同時記錄網絡時延、抖動；