专利名称：针对has的视频质量评价和故障诊断方法
技术领域：
本发明属于视频通信技术领域，涉及一种故障诊断方法，尤其涉及一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法。
背景技术：
随着以PC为主导的固定互联网和以智能手机为主导的移动互联网的快速发展，基于OTT视频技术的互联网电视、移动视频和多屏互动业务正以惊人速度发展。OTT是"Over The Top”的缩写，其意指在网络之上提供服务，强调服务与物理网络的无关性。OTT视频是指基于HTTP协议和开放互联网的视频服务，其终端可以是智能电视机、电脑、机顶 盒、PAD、智能手机等。OTT视频主要有两种实现方式HTTP渐进下载(HTTP ProgressiveDownload,简称 HPD)和 HTTP 自适应流媒体(HTTP Adaptive Streaming,简称 HAS)。传统的OTT视频一般采用HPD技术。基于HPD的客户端在开始播放之前仅需等待一段较短的时间用于下载和缓冲媒体文件最前面的一部分数据，之后便可以一边下载一边播放。HPD OTT视频存在诸多的局限性，例如不适合对实时性要求较高的直播节目的传输;初始播放的等待时延一般较长；当网络带宽不稳定时比较容易出现卡片现象；由于客户端会持续下载视频文件，当用户中途放弃节目观看，会造成已下载文件(消耗带宽)的浪费。为了克服HPD OTT视频技术的局限性，近年来基于HAS的OTT视频技术逐渐被业界广泛采用和推广。HAS OTT采用视频分片和自适应码率(ABR)技术。在HAS系统中，媒体流分割器将编码器输出的视频流分割为一系列连续的、长度均等的小分片文件，并将它们存储在Web内容分发服务器。HAS客户端设备可在可用的带宽的基础上，自动向Web服务器请求合适的视频质量(即不同的分辨率和码率)的分片文件，从而给用户最好的视觉体验。为了便于HAS客户端实现不同码率分片之间的快速、实时切换，HAS视频一般采用较短的分片长度(例如10秒)。由于HAS系统可向不同屏幕大小的终端提供适合分辨率的视频分片文件，并可在不同网络带宽情况下实现流畅的视频播放，因此HAS被业内认为是未来无所不在的多屏互动视频的核心技术。在传统的电视领域，可通过网线连接互联网的智能电视和OTT机顶盒正在悄然进入寻常百姓家庭的客厅。HAS技术在这些OTT终端设备上也逐渐被广泛采用。作为一种数字视频业务，OTT电视业务势必会同传统的有线电视和IPTV竞争。由于人们已经习惯了有线电视低廉的收费标准和不中断的业务可用性，因此如何保证OTT视频用户体验质量能达到(或超过)有线电视，就成为OTT电视成功的关键要素。尤其是对于收费的OTT视频业务，消费者不再满足以往免费网络视频“尽力服务”的质量体验，他们会在服务提供商知道他们不满意前就转投竞争者，以获得他们期望的视频质量体验。因此，对于OTT视频运营商来说，为了留住用户，就必须改善OTT视频业务质量水平，提升用户满意度。由于OTT视频业务需要通过多个参与方(包括各级内容提供商、电信网络运营商和用户家庭网络)的网络设备才能到达最终用户，这给OTT整体业务运营商在OTT视频业务质量保障带来了许多新的困难和挑战，尤其体现在，如何快速对OTT视频业务质量问题进行故障诊断和责任定位，是内容运营商、网络运营商、用户家庭网络还是OTT机顶盒的问题？研究表明，影响HAS视频质量的主要因素包括两个方面其一，传输网络的速度是否足够快，使得客户端能在当前视频分片播放完之前完成对下一个分片的下载；其二，视频服务器和客户端之间是否实现了正确的分片传输调度机制，即客户端是否及时发出了适合码率的分片下载请求，服务器端是否及时响应客户的请求并开始视频分片的传输。如果以上两种情况都满足，则HAS客户端就能及时从Web服务器获得所需播放的视频内容，从而进行连续、流畅的视频播放。为了进一步分析影响HAS视频播放质量的因素，我们对HAS客户端从Web服务器下载视频分片进行分情况讨论。如图1所示，HAS视频分片下载存在五种可能的情况。其中箭头图形的长度代表HAS客户端从Web服务器下载分片的持续时长；“分片间隔”指两个相邻分片之间的时间间隔；“分片播放时长”指视频分片可供播放的时长。情况1:这是理想的HAS实现情况。由于传输网络性能良好，客户端下载视频分片的速度较快(例如1个10秒钟的分片只花了 5秒就传输完了)；并且客户端按时(即基本以分片播放时长为间隔，如每隔10秒)进行了分片下载请求。在这种情况下，客户端总能在上一个分片播放结束前及时获得下一个分片，因此不会出现卡片现象，视频播放流畅。并且由于客户端缓冲区中没有预先积累过多的视频内容，即使用户中途停止了当前视频观看，也不会造成对已下载视频内容的浪费(即实现了网络带宽利用率的最大化)。情况2 :传输网络性能良好，客户端下载视频分片的速度较快；客户端总是提前发出下一个分片的下载请求，这样会造成客户端缓冲区中的视频内容不断增加。在这种情况下，由于客户端总有充足的视频内容播放，因此不会出现卡片现象，视频播放流畅。但如果用户中途停止了当前视频观看，就会造成对已下载视频内容的浪费(即未能实现对网络带宽的最优化利用)。情况3 :传输网络性能一般，视频分片下载速度基本同其播放速度持平；客户端能基本按时发出分片下载请求。在这种情况下，客户端一般能正常播放视频，但由于分片获取处于临界状态，可能会导致偶发性短暂卡片现象。情况4 :传输网络性能良好，客户端下载视频分片的速度较快。但是，由于客户端未能及时发出分片下载请求，或者Web服务器未能及时响应客户端的请求发送视频分片，导致客户端在上一个分片播放结束后还未能获得下一个分片，从而导致其缓冲区中无可供播放的内容，出现明显卡片现象。情况5 :传输网络性能较差，客户端下载视频分片的速度低于其播放速度；并且客户端和Web服务器之间的视频分片调度也不够及时。这种情况会导致客户端缓冲区出现严重下溢，需长时间等待后续播放内容，从而造成严重卡片、停顿现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，可分析视频流质量，并能指出HAS视频质量故障原因。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，所述方法包括如下步骤步骤S1:通过采集设备在固定互联网或移动互联网的某个中间点或终端设备上，进行被动式数据采集和深度包解析，根据HTTP URL中的特征字符串识别并跟踪HAS视频媒体流；步骤S2 :对HAS视频媒体流中的各个视频分片进行服务质量QoS指标测量，包括分片的播放时长PT、分片的下载时间DT、分片间隔时间SD ；步骤S3 :对HAS视频媒体流的各视频分片的QoS指标进行关联分析和质量打分若(SD> PT* (1+R)) AND (DT > PT)，则判定该视频分片质量为差，OV-Score = I ；若(SD > PT* (1+R)) AND (DT < = PT)，则判定该视频分片质量为较差，OV-Score =2 ；若(PT< = SD < = PT*(I+R))OR((PT*(1-R) < = SD < PT)AND(DT > = PT*(1-R)))，则判定该视频分片质量为中等，OV-Score = 3 ；若(PT* (1-R) < = SD < PT) AND (DT < PT* (1-R))，则判定该视频分片质量为优秀，OV-Score = 5 ；若SD < PT* (1-R)，则判定该视频分片质量为良好，OV-Score = 4 ；其中，R为分片下载临界系数，OV-Score为视频分片的质量分值；步骤S4:对HAS视频媒体流的各分片质量分值进行统计分析，并以此判断造成HAS视频质量问题的原因；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为I，则判断HAS视频出现卡片现象的原因为传输网络带宽不足；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为2，则判断HAS视频出现卡片现象的原因为HAS视频服务器或终端存在故障。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，分片的播放时长PT从HAS视频的播放列表中获取；分片的下载时间DT为从HAS客户端发起分片下载请求至收到该分片全部字节内容所经历的时间长度；分片间隔时间SD为两个相邻视频分片的起始下载时间的间隔。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S3中，R设置为O. 2。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4包括，生成专家系统提示若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为1，则生成专家系统提示传输网络带宽不足，导致HAS视频出现卡片现象；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为2，则生成专家系统提示HAS视频服务器或终端存在故障，导致HAS视频出现卡片现象。作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4中，M = 10, N = 3。本发明的有益效果在于本发明提出的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，通过监测HAS视频媒体流的分片QoS指标，并对这些指标进行关联分析，从而对分片质量进行打分，并判断HAS视频质量故障是由于流媒体服务器、终端设备还是传输网络造成的。
图1为HAS视频分片下载存在五种可能情况的示意图。
图2为本发明针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。实施例一请参阅图2，本发明揭示了一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，所述方法包括如下步骤步骤SI通过采集设备在固定互联网或移动互联网的某个中间点或终端设备上，进行被动式数据采集和深度包解析，根据HTTP URL中的特征字符串识别并跟踪HAS视频媒 体流。步骤S2对HAS视频媒体流中的各个视频分片进行QoS指标测量，包括(I)分片的播放时长(PT):此参数可从HAS视频的播放列表中获取；(2)分片的下载时间(DT):从HAS客户端发起分片下载请求至收到该分片全部字节内容所经历的时间长度；(3)分片间隔时间(SD):两个相邻视频分片的起始下载时间的间隔。步骤S3对HAS视频媒体流的各视频分片的QoS指标进行关联分析和质量打分若(SD> PT* (1+R)) AND (DT > PT)，则判定该视频分片质量为差，OV-Score = I ；若(SD > PT* (1+R)) AND (DT < = PT)，则判定该视频分片质量为较差，OV-Score =2 ；若(PT< = SD < = PT*(I+R))OR((PT*(1-R) < = SD < PT)AND(DT > =PT*(1-R)))，则判定该视频分片质量为中等，OV-Score = 3 ；若(PT* (1-R) < = SD < PT) AND (DT < PT* (1-R))，则判定该视频分片质量为优秀，OV-Score = 5 ；若SD < PT* (1-R)，则判定该视频分片质量为良好，OV-Score = 4。其中，R为分片下载临界系数，可设置为O. 2 ；0V-Score是视频分片的质量分值。步骤S4对HAS视频媒体流的各分片质量分值进行统计分析，生成专家系统提示若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值为1，则生成专家系统提示传输网络带宽不足，导致HAS视频出现卡片现象；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值为2，则生成专家系统提示HAS视频服务器或终端存在故障，导致HAS视频出现卡片现象。在本实施例中，M = 10，N = 3。综上所述，本发明提出的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，通过监测HAS视频媒体流的分片QoS指标，并对这些指标进行关联分析，从而对分片质量进行打分，并判断HAS视频质量故障是由于流媒体服务器、终端设备还是传输网络造成的。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改 变。
权利要求
1.一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤S1:通过采集设备在固定互联网或移动互联网的某个中间点或终端设备上，进行被动式数据采集和深度包解析，根据HTTP URL中的特征字符串识别并跟踪HAS视频媒体流；步骤S2 :对HAS视频媒体流中的各个视频分片进行服务质量QoS指标测量，包括分片的播放时长PT、分片的下载时间DT、分片间隔时间SD ；步骤S3 :对HAS视频媒体流的各视频分片的QoS指标进行关联分析和质量打分若(SD > PT*(1+R))AND(DT > PT)，则判定该视频分片质量为差，OV-Score = I ；若(SD > PT*(1+R))AND(DT <= PT)，则判定该视频分片质量为较差，OV-Score = 2 ； 若(PT < = SD < = PT* (1+R)) OR ((PT* (1-R) <= SD < PT) AND (DT > = PT* (1-R)))， 则判定该视频分片质量为中等，OV-Score = 3 ；若(PT*(1-R) <= SD < PT)AND(DT < PT*(1_R))，则判定该视频分片质量为优秀， OV-Score = 5 ；若SD < PT* (1-R)，则判定该视频分片质量为良好，OV-Score = 4 ；其中，R为分片下载临界系数，OV-Score为视频分片的质量分值；步骤S4 :对HAS视频媒体流的各分片质量分值进行统计分析，并以此判断造成HAS视频质量问题的原因；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为1，则判断HAS视频出现卡片现象的原因为传输网络带宽不足；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为2，则判断HAS视频出现卡片现象的原因为HAS视频服务器或终端存在故障。
2.根据权利要求1所述的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，其特征在于所述步骤S2中，分片的播放时长PT从HAS视频的播放列表中获取；分片的下载时间DT 为从HAS客户端发起分片下载请求至收到该分片全部字节内容所经历的时间长度；分片间隔时间SD为两个相邻视频分片的起始下载时间的间隔。
3.根据权利要求1所述的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，其特征在于所述步骤S3中，R设置为O. 2。
4.根据权利要求1所述的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，其特征在于所述步骤S4包括，生成专家系统提示若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为1，则生成专家系统提示 传输网络带宽不足，导致HAS视频出现卡片现象；若在M个连续的分片中出现N个分片的质量分值OV-Score为2，则生成专家系统提示 HAS视频服务器或终端存在故障，导致HAS视频出现卡片现象。
5.根据权利要求1所述的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，其特征在于所述步骤S4中，M = 10, N = 3。
全文摘要
本发明揭示了一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，包括通过采集设备在固定互联网或移动互联网的某个中间点或终端设备上，进行被动式数据采集和深度包解析，根据HTTP URL中的特征字符串识别并跟踪HAS视频媒体流；对HAS视频媒体流中的各个视频分片进行QoS指标测量；对HAS视频媒体流的各视频分片的QoS指标进行关联分析和质量打分；对HAS视频媒体流的各分片质量分值进行统计分析，并以此判断造成HAS视频质量问题的原因。本发明提出的针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法，通过监测HAS视频媒体流的分片QoS指标，并对这些指标进行关联分析，从而对分片质量进行打分，并判断HAS视频质量故障是由于流媒体服务器、终端设备还是传输网络造成的。
文档编号H04N17/00GK103024440SQ20131001106
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者吴雪波 申请人:德科仕通信(上海)有限公司