专利名称：Iptv用户体验质量评估装置及评估方法
技术领域：
本发明涉及网络技术领域，特别涉及网络电视技术领域，具体是指一种IPTV用户 体验质量评估装置及评估方法。
背景技术：
很多电信业务中都提出业务质量(quality of service, QoS)要求及相关的QoS 保障技术。在ITU-T E. 800标准中，QoS被定义为“反映用户对业务使用满意程度的服务性 能的综合效果”。对传统电信业务而言，QoS通常指网络性能，尤其是网络传输性能。由于IPTV是一种电信业务中的上层应用的业务，传统的QoS无法满足对最终用户 感受的评估，因此目前业界往往采用体验质量(quality of experience, QoE)来描述面向 最终用户应用的业务质量。QoE在ITU-T P. 10/G. 100中被定义为“最终用户对使用的应用 或业务的总体主观可接受程度”，可见QoE相比QoS更强调最终用户的业务使用感受。IPTV的QoE如图1所示，应该同时包含主观评估质量和客观评估质量两部分内容， 前者主要根据人眼视觉系统来评估视频质量，通过主观感受来评估体验质量；后者则可以 定义各种客观指标，并采用相应的测试工具进行测量。目前，市场上还不具备能够有效应用 于IPTV的主观质量评估装置，无法评估在IPTV的终端基于人眼视觉的视频质量，因此，应 用于IPTV的QoE具有严重缺陷，由此对IPTV的进一步发展和推广形成了障碍。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能有效应用于IPTV系 统，对于系统终端进行人眼视觉主观视频质量评价，从而完善现有IPTV的QoE，且结构简 单，成本低廉，应用方式简便的IPTV用户体验质量评估装置及评估方法。为了实现上述的目的，本发明的IPTV用户体验质量评估装置具有如下构成该装置包括网络传输检测模块、视频编码检测模块和综合分析模块，所述的网络 传输检测模块通过所述的视频编码检测模块连接所述的综合分析模块，所述的网络传输检 测模块还具有视频流输入端。该IPTV用户体验质量评估装置中，所述的综合分析模块为用户综合感官分析单兀。该IPTV用户体验质量评估装置中，所述的网络传输检测模块包括数据报文分析 单元和RTP分析单元，所述的数据报文分析单元通过所述的RTP分析单元连接所述的视频 编码检测模块，所述的视频流输入端设置于所述的数据报文分析单元。该IPTV用户体验质量评估装置中，所述的视频编码检测模块包括流媒体参数分 析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型处理单元，所述的流媒体参数分析单 元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型处理单元均连接于所述的网络传输检测模 块和综合分析模块之间。该IPTV用户体验质量评估装置中，所述的帧分析单元包括视频帧还原子单元和帧质量分析子单元，所述的视频帧还原子单元和帧质量分析子单元依次串联接于所述的网 络传输检测模块和综合分析模块之间。本发明还提供一种基于所述的装置实现IPTV用户体验质量评估方法，其主要特 点是，所述的方法包括以下步骤(1)网络传输检测模块获得视频流；
(2)网络传输检测模块检测所述的视频流获得网络传输影响参数，并将视频流和 网络传输影响参数发送至视频编码检测模块；(3)视频编码检测模块检测所述的视频流获得视频编码影响参数，并将所述的网 络传输影响参数和视频编码影响参数发送至综合分析模块；(4)综合分析模块根据所述的网络传输影响参数和视频编码影响参数计算出用户 感官平均意见得分。该实现IPTV用户体验质量评估方法中，所述的网络传输检测模块包括数据报文 分析单元和RTP分析单元，所述的数据报文分析单元通过所述的RTP分析单元连接所述的 视频编码检测模块，所述的视频流输入端设置于所述的数据报文分析单元，所述的步骤(2) 具体包括以下步骤(21)数据报文分析单元获取视频流的源地址、目标地址、端口值、用户标识、包长 度，并进行TCP传输分析；(22)RTP分析单元进行视频流丢包、延时和抖动分析；(23)网络传输检测模块将所获得的网络传输影响参数和视频流发送至视频编码 检测模块。该实现IPTV用户体验质量评估方法中，所述的视频编码检测模块包括流媒体参 数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型单元，所述的流媒体参数分析单 元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型单元均连接于所述的网络传输检测模块和 综合分析模块之间，所述的步骤(3)包括以下步骤(31)所述的流媒体参数分析单元分析视频流码率及流媒体传输参数；(32)所述的内容分析单元分析宏观视频质量参数，包括分辨率、帧率、DTS时戳、 PTS时戳；(33)所述的帧分析单元还原视频帧，并分析视频帧损害比率、废弃比率、过期比率
等参数；(34)所述的马尔科夫模型单元产生主观感受调整参数；(35)视频编码检测模块将上述的各网络传输影响参数和视频编码影响参数发送 至综合分析模块。该实现IPTV用户体验质量评估方法中，所述的帧分析单元包括视频帧还原子单 元和帧质量分析子单元，所述的视频帧还原子单元和帧质量分析子单元依次串联接于所述 的网络传输检测模块和综合分析模块之间，所述的步骤(43)具体包括以下步骤(33-1)所述的视频帧还原子单元将数据报文还原为视频帧，并分析视频流性噪 比；(33-2)所述的帧质量分析子单元分析所还原视频帧的损害比率、废弃比率和过期比率。
该实现IPTV用户体验质量评估方法中，所述的综合分析模块为用户综合感官分 析单元，所述的步骤(4)具体是指所述的用户综合感官分析单元依据所述的网络传输影 响参数和视频编码影响参数，并结合所述的主观感受调整参数计算出用户感官平均意见得 分。该实现IPTV用户体验质量评估方法中，所述的主观感受调整参数为网络传输影 响参数和视频编码影响参数的权重修正值。
采用了该发明的IPTV用户体验质量评估装置，其包括依次串接的网络传输检测 模块、视频编码检测模块和综合分析模块，所述的网络传输检测模块还具有视频流输入端。 利用该装置在网络传输检测模块获得视频流后，检测视频流并获得网络传输影响参数；然 后视频编码检测模块检测视频流获得视频编码影响参数；最后，综合分析模块根据所述的 网络传输影响参数和视频编码影响参数计算出用户感官平均意见得分，以实现对于主观视 频质量的评估。从而提供一种对于终端用户人眼视觉的视频质量评估装置及方法，有效完 善目前的IPTV的QoE，且结构简单，成本低廉，应用方式简便，应用范围较为广泛。
图1为IPTV的QoE (体验质量)定义范围示意图。图2为本发明的IPTV用户体验质量评估装置的功能模块结构示意图。图3为本发明的IPTV用户体验质量评估装置的功能单元结构示意图。图4为本发明的实现IPTV用户体验质量评估方法的步骤流程图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图2所示，为本发明的IPTV用户体验质量评估装置的功能模块结构示意 图。在一种实施方式中，该装置包括网络传输检测模块、视频编码检测模块和综合分 析模块，所述的网络传输检测模块通过所述的视频编码检测模块连接所述的综合分析模 块，所述的网络传输检测模块还具有视频流输入端。如图4所示，为利用该装置实现IPTV用户体验质量评估方法的步骤流程图。该方 法包括以下步骤(1)网络传输检测模块获得视频流；(2)网络传输检测模块检测所述的视频流获得网络传输影响参数，并将视频流和 网络传输影响参数发送至视频编码检测模块；(3)视频编码检测模块检测所述的视频流获得视频编码影响参数，并将所述的网 络传输影响参数和视频编码影响参数发送至综合分析模块；(4)综合分析模块根据所述的网络传输影响参数和视频编码影响参数计算出用户 感官平均意见得分。在一种优选的实施方式中，所述的IPTV用户体验质量评估装置中的网络传输检 测模块包括数据报文分析单元和RTP分析单元，所述的数据报文分析单元通过所述的RTP 分析单元连接所述的视频编码检测模块，所述的视频流输入端设置于所述的数据报文分析单元。所述的视频编码检测模块包括流媒体参数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马 尔科夫模型处理单元，所述的流媒体参数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫 模型处理单元均连接于所述的网络传输检测模块和综合分析模块之间。所述的综合分析模 块为用户综合感官分析单元利用该装置的方法，其步骤(2)具体包括以下步骤(21)数据报文分析单元获取视频流的源地址、目标地址、端口值、用户标识、包长 度，并进行TCP传输分析；(22)RTP分析单元进行视频流丢包、延时和抖动分析；(23)网络传输检测模块将所获得的网络传输影响参数和视频流发送至视频编码 检测模块。其所述的步骤(3)包括以下步骤(31)所述的流媒体参数分析单元分析视频流码率及流媒体传输参数；(32)所述的内容分析单元分析宏观视频质量参数，包括分辨率、帧率、DTS时戳、 PTS时戳；(33)所述的帧分析单元还原视频帧，并分析视频帧损害比率、废弃比率、过期比率
等参数；(34)所述的马尔科夫模型单元产生主观感受调整参数；(35)视频编码检测模块将上述的各网络传输影响参数和视频编码影响参数发送 至综合分析模块。所述的步骤(4)具体是指所述的用户综合感官分析单元依据所述的网络传输影 响参数和视频编码影响参数，并结合所述的主观感受调整参数计算出用户感官平均意见得 分。其中，所述的主观感受调整参数为网络传输影响参数和视频编码影响参数的权重修正值。在更优选的实施方式中，该IPTV用户体验质量评估装置中所述的帧分析单元包 括视频帧还原子单元和帧质量分析子单元，所述的视频帧还原子单元和帧质量分析子单元 依次串联接于所述的网络传输检测模块和综合分析模块之间。在该实施方式的装置的利用方法中，所述的步骤(33)具体包括以下步骤(33-1)所述的视频帧还原子单元将数据报文还原为视频帧，并分析视频流性噪 比；(33-2)所述的帧质量分析子单元分析所还原视频帧的损害比率、废弃比率和过期比率。在实际应用中，视频质量主观体验值，也即平均意见得分(Mean Opinion Score, M0S)，是一种提供在线路终端(特别是以互联网为代表的语音通讯)的语音质量的量化测 量的方法。此种机制采用算术平均处理以获取系统运行状况的量化指标的主观测试(意见 分数)。MOS进行扩展后，应用到如图2所示的视频质量的量化测试中，作为QoE的量化指 标，来对影响到视频质量的编码参数、分辨率参数、流媒体传输层的性能指标等进行综合评 价。流媒体业务中，对用户体验造成影响的主要有三部分网络传输质量、视频源质量 以及用户的主观行为，MOS合理地整合了上述三者，模拟出真实用户收看视频时的体验情况。下表1所列为对MOS进行退化的各种参数影响因子
权利要求
1.一种IPTV用户体验质量评估装置，其特征在于，所述的IPTV用户体验质量评估装置 包括网络传输检测模块、视频编码检测模块和综合分析模块，所述的网络传输检测模块通 过所述的视频编码检测模块连接所述的综合分析模块，所述的网络传输检测模块还具有视 频流输入端。
2.根据权利要求1所述的IPTV用户体验质量评估装置，其特征在于，所述的综合分析 模块为用户综合感官分析单元。
3.根据权利要求1所述的IPTV用户体验质量评估装置，其特征在于，所述的网络传 输检测模块包括数据报文分析单元和RTP分析单元，所述的数据报文分析单元通过所述的 RTP分析单元连接所述的视频编码检测模块，所述的视频流输入端设置于所述的数据报文 分析单元。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的IPTV用户体验质量评估装置，其特征在于，所 述的视频编码检测模块包括流媒体参数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫 模型处理单元，所述的流媒体参数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型处 理单元均连接于所述的网络传输检测模块和综合分析模块之间。
5.根据权利要求4所述的IPTV用户体验质量评估装置，其特征在于，所述的帧分析单 元包括视频帧还原子单元和帧质量分析子单元，所述的视频帧还原子单元和帧质量分析子 单元依次串联接于所述的网络传输检测模块和综合分析模块之间。
6.一种基于权利要求1所述的装置实现IPTV用户体验质量评估方法，其特征在于，所 述的方法包括以下步骤(1)网络传输检测模块获得视频流；(2)网络传输检测模块检测所述的视频流获得网络传输影响参数，并将视频流和网络 传输影响参数发送至视频编码检测模块；(3)视频编码检测模块检测所述的视频流获得视频编码影响参数，并将所述的网络传 输影响参数和视频编码影响参数发送至综合分析模块；(4)综合分析模块根据所述的网络传输影响参数和视频编码影响参数计算出用户感官 平均意见得分。
7.根据权利要求6所述的实现IPTV用户体验质量评估方法，其特征在于，所述的网络 传输检测模块包括数据报文分析单元和RTP分析单元，所述的数据报文分析单元通过所述 的RTP分析单元连接所述的视频编码检测模块，所述的视频流输入端设置于所述的数据报 文分析单元，所述的步骤(2)具体包括以下步骤(21)数据报文分析单元获取视频流的源地址、目标地址、端口值、用户标识、包长度，并 进行TCP传输分析；(22)RTP分析单元进行视频流丢包、延时和抖动分析；(23)网络传输检测模块将所获得的网络传输影响参数和视频流发送至视频编码检测 模块。
8.根据权利要求7所述的实现IPTV用户体验质量评估方法，其特征在于，所述的视频 编码检测模块包括流媒体参数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型单元， 所述的流媒体参数分析单元、内容分析单元、帧分析单元和马尔科夫模型单元均连接于所 述的网络传输检测模块和综合分析模块之间，所述的步骤(3)包括以下步骤(31)所述的流媒体参数分析单元分析视频流码率及流媒体传输参数；(32)所述的内容分析单元分析宏观视频质量参数，包括分辨率、帧率、DTS时戳、PTS时戳；(33)所述的帧分析单元还原视频帧，并分析视频帧损害比率、废弃比率、过期比率等参数；(34)所述的马尔科夫模型单元产生主观感受调整参数；(35)视频编码检测模块将上述的各网络传输影响参数和视频编码影响参数发送至综 合分析模块。
9.根据权利要求8所述的实现IPTV用户体验质量评估方法，其特征在于，所述的帧 分析单元包括视频帧还原子单元和帧质量分析子单元，所述的视频帧还原子单元和帧质量 分析子单元依次串联接于所述的网络传输检测模块和综合分析模块之间，所述的步骤(43) 具体包括以下步骤(33-1)所述的视频帧还原子单元将数据报文还原为视频帧，并分析视频流性噪比； (33-2)所述的帧质量分析子单元分析所还原视频帧的损害比率、废弃比率和过期比率。
10.根据权利要求8所述的实现IPTV用户体验质量评估方法，其特征在于，所述的综合 分析模块为用户综合感官分析单元，所述的步骤(4)具体是指所述的用户综合感官分析单元依据所述的网络传输影响参数和视频编码影响参数，并 结合所述的主观感受调整参数计算出用户感官平均意见得分。
11.根据权利要求10所述的实现IPTV用户体验质量评估方法，其特征在于，所述的主 观感受调整参数为网络传输影响参数和视频编码影响参数的权重修正值。
全文摘要
本发明涉及一种IPTV用户体验质量评估装置，其包括网络传输检测模块、视频编码检测模块和综合分析模块，所述的网络传输检测模块通过所述的视频编码检测模块连接所述的综合分析模块，所述的网络传输检测模块还具有视频流输入端。本发明还提供一种基于所述装置的实现IPTV用户体验质量评估方法，该方法在网络传输检测模块获得视频流后，检测视频流获得网络传输影响参数；然后视频编码检测模块检测视频流获得视频编码影响参数；最后，综合分析模块根据网络传输影响参数和视频编码影响参数计算出用户感官平均意见得分，以实现对于主观视频质量的评估，提供一种对于终端用户人眼视觉的视频质量评估装置及方法，有效完善目前的IPTV的QoE。
文档编号H04N21/643GK102143388SQ201110102668
公开日2011年8月3日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者曹晶, 林强, 逯利军, 钱培专 申请人:赛特斯网络科技(南京)有限责任公司