[發明專利]一種視頻體驗質量評估的方法、裝置與系統

在審

• 申請號: 201710185909.2
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107105224A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 朱文明;楊珍;洪琦;李永紅
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院;朱文明
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;H04L29/06
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙)43215
• 代理人: 肖戰勝

技術領域

本發明涉及一種視頻體驗質量評估的方法、裝置與系統。

背景技術

隨著互聯網的快速發展，大量的互聯網業務以迅猛的速度不斷的涌現。根據思科報告，2012年全球互聯網流量中視頻流量已經占據了57％的比重，而到 2017年將占到69％以上。其中有近三分之二的流量將承載于HTTP的視頻流化框架上，如Netflix、Youtube等。相比傳統基于RTP的IPTV框架而言，HTTP 互聯網視頻技術能有效防止丟包的問題，但同時也引入了一些其他問題。比如在網絡擁塞情況下，一旦可用帶寬低于視頻文件的比特率，則可能直接導致整個文件不能及時緩沖，引起初始等待時間過長，或者播放過程中的畫面停頓，從而最終嚴重影響用戶的感知體驗。

作為一種HTTP互聯網視頻技術的改進，HTTP自適應流媒體(HTTP Adaptive Streaming，以下稱HAS)于2006年第一次應用于Move Networks視頻業務，從此衍生出三種技術方案，即微軟公司的MSS(Microsoft Smooth Streaming)框架、蘋果公司的HLS(HTTP Live Streaming)框架，以及Adobe 公司的HDS(HTTP Dynamic Streaming)框架。致力于達成互通標準的努力則分別來自于3GPP的TS 26.234及3GPP與MPEG的動態自適應流媒體方案 (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，DASH)。

在HAS技術框架中，服務器上的同一個視頻內容需要分成不同比特率的適配集，且各個比特率的視頻文件都會切分成若干個小的視頻片段，每個片段僅包含幾秒的視頻內容。服務器上還會保存所有視頻片段的索引文件，由客戶端獲取后進行解析并指示緩沖器使用HTTP下載對應的視頻片段進行緩存。當初始緩存結束后，客戶端開始對播放窗口進行渲染顯示，并同時根據當前播放進度、緩存區狀態決定下一次HTTP請求發生的時間，以及具體需要請求的視頻片段序號?？蛻舳诉€需要評估當前的帶寬是否充裕，如果帶寬過低的話，客戶端需要進行碼率的切換，即指示下載比特率較低的視頻片段，以降低視頻圖像清晰度來保障視頻播放的流暢度。

相比傳統單一碼率、大文件的流化技術，HAS能夠達到較好的可部署性、移動性和跨平臺兼容性。比如，同時提供多種碼率的文件分片版本，能讓用戶/ 客戶端在不同網絡條件或者終端顯示尺寸上進行選擇；在考慮實際的商業模型時，運營商也可以根據視頻清晰度和帶寬使用情況指定不同的價格策略，從而提升HAS在市場上的認可度。

然而，HAS在初始緩沖等待過長、畫面停頓以及視頻清晰度切換時，仍然不可避免的會導致用戶體驗受損。目前為止已有部分研究成果對HAS的QoE進行度量，不過在適應參數、切換行為等因素以及對QoE的影響方面，仍存在很多研究空間。為此，本文提出基于影響因子的參數化MOS模型，從不同維度定義量化參數(Quantization Parameter,QP)，分析各量化參數對QoE的貢獻，并使用統一的模型將各影響因子以簡單可擴展的方式進行組合，得到最終的MOS分數，從而達到模擬評估HAS用戶QoE的目的。

在早期流化視頻MOS的主觀評估相關研究主要集中在分辨率、壓縮率、幀率及幀內量化效應研究。傳統的廣播系統中，視頻流的各項時空參數在整個節目的傳輸播放過程中是固定不變的，相比而言，HAS視頻流由于多個版本、多個切片的特性，其分辨率、壓縮率和幀率往往不固定，甚至會頻繁發生改變的。這些變化通常都會反映到最終用戶觀看視頻的主觀體驗，并且非線性相關。同時，已知的研究成果還主要停留在對相對低分辨率、低幀率視頻資源的評估分析。DASH的QoE相關研究工作則主要集中于網絡和終端設備參數對最終用戶的感知體驗的影響方面。