用于确定具有变化的质量对比特率的媒体数据流的质量的概念的制作方法_5

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行参数的生成。
[0106]如已经描述的,可以执行对测试段的聚合参数集的统计分析,使得针对聚合参数集中包含的不同参数执行不同的统计评价,例如,针对不同参数的集中趋势和/或分散来确定不同的统计时刻和度量,但是它们不限于上面作为示例提到的那些。
[0107]为了更实际地示出上面概述实施例的优点和效果,使用四层质量模型,且下面将参考图12来呈现,所述模型反映了可能对传输期间的伪像做出贡献的不同源。
[0108]内容质量:可以用专业演播室质量来提供原始内容,要么是未压缩的,要么仅以非常高的比特率来轻微编码。因此术语“内容质量”指的是原始内容的最高可能质量。其由原始画面或帧、大小(UHD、HD或SD)、渐进式或交织式扫描、以及由原始帧速率(29.97、25或24帧/秒(fps))来定义。将要求大量存储/传输资源的未处理(raw)视频内容在可以将其存储和分发之前编码。
[0109]媒体流质量:对于基于IP的分发,需要对视频转码(S卩,更高效的重新编码),以匹配各种分发格式。我们将该层称为“媒体流质量”。在该阶段,压缩视频的质量有原始内容的质量加上编码质量来定义。后者主要由编码器的类型(主要是H.264)连同编码参数(主要是输出比特率)以及若干其他设置来确定。这种设置包括目标帧速率、1、B和P帧或画面的比例、以及影响编码效率的其他选择可能性,即熵编码的优选类型。CAVLC(基于上下文的自适应可变长度编码)或CABAC(基于上下文的自适应二进制算数编码)。可能确定媒体流质量的另一方面是编码器被设置为产生恒定比特率(CBR)还是可变比特率(VBR)。
[0110]所有自适应流传输解决方案具有共同之处:内容要以各种比特率来提供,且从而要以各种质量来提供,而客户端将或多或少地在相应网或网络所允许的不同质量级别之间“平滑”切换。实际上,这可能意味着同一内容在例如高至11个流中驻留在服务器上,每个流以不同比特率编码且针对不同的目标屏幕。注意到:当从一个流切换到另一个流时,不仅比特率可能要改变,取决于可用比特率,帧大小(分辨率)和编码器简档也可能要改变。
[0111]传输质量:实际网络中的分组传输很少没有损耗。带宽失配、分组丢失、时延、以及其他传输损害可能导致视频质量的严重劣化,且从而降低订户的QoE。因此,传输质量由所述传输损害来确定。已设计出了各种流传输设置和协议,以应对静止和移动网络的实时约束,特别是适应当前可用的比特率。尽管对于渐进式下载,帧大小和比特率一旦选定就在视频呈现期间不改变,然而针对每个2秒或4秒组块以多种比特率来编码视频(和/或音频)时,动态元素在自适应流传输协议中有了用武之地。客户端/播放器现在可以选择最适合其需求的那些组块-其在该时刻可以处理的最佳比特率和分辨率。Web服务器通常以与网络带宽允许的速度来传输数据。客户端可以轻易地估计出用户带宽,并提前决定是下载较大还是较小的组块。
[0112]呈现质量:感知呈现质量的关键元素将是客户端设备本身:平面屏幕电视、平板电脑或智能电话。除了可能涉及完全不同用户期望的屏幕大小和观看环境之外,播放器软件对于呈现质量也具有值得注意的影响:诸如播出大小和下载缓冲区之类的参数是完全可定制的。
[0113]除了上述方面,呈现质量取决于客户端侧的多个方面,即:
[0114]-最终用户设备的CPU能力、存储器、和连接性约束。
[0115]-操作系统及其对流传输协议的固有支持
[0116]-使用中的流传输协议的性能,即实际上客户端/服务器协商
[0117]-包括重新缓冲、错误隐藏技术等在内的播放器软件,它们是操作系统、互联网浏览器、(第三方)插件(例如,Adobe Flash、微软Silverlight)或0ΤΤ服务提供商提供的APP的功能集合,以及
[0118]-最终,(当地)显示器、或连接的监视器或TV的大小、分辨率和刷新速率、其交互(■^^、1?8或!1011)、连同观看环境。
[0119]图12中示出了已设计出的四层0ΤΤ质量模型。刚刚提出的四层方案非常适用于在0ΤΤ流传输服务的情况下与订户的QoE竞争中涉及的各方:实际上,图12的四层模型包括与涉及的所述各方的1:1对应关系:
[0120]-内容质量落在内容拥有者的负责范围内。内容拥有者的示例是索尼影业、派拉蒙、环球、华纳兄弟等(注册品牌)。它们想要通过经由新的V0D渠道推广它们的电影和电视剧作品来扩展它们的收入流。
[0121]-媒体流质量落入0ΤΤ提供商的负责范围内,0ΤΤ提供商的示例是Netf1 ix、Hulu、亚马逊/Lovefilm等(注册品牌)。针对在线视频提供,它们彼此竞争新的商业模型,但是也与本身设立0ΤΤ服务的内容拥有者竞争。
[0122]-传输质量清楚地落入网络提供商的负责范围内。网络提供商的示例是BBC、德国电信、时代华纳有线。这些网络提供商提供传输基础结构,但是也建立它们自己的VoD提供(BBC iPlayer、Telekom Entertain),以及
[0123]-呈现质量落入设备或手机制造商的首要负责范围内。诸如连接和智能TV、机顶盒(“STB”,包括连接蓝光播放器和游戏机)、PC、平板电脑和智能电话之类的最终用户设备的折中制造商以及操作和标准软件的供货商(微软、Adobe、苹果)向观众(=订户)提供用户界面。
[0124]基于四层质量模型,我们可以总结适用于自适应流传输的针对准确感知度量的要求如下所述:
[0125]内容质量的评价:取决于可访问性,要么是原始内容的专业演播室质量,要么是用于分发的(轻度编码)版本被视为表示内容质量。该“参考”质量将形成任何FR测量的基础,用于评价稍后通过编码和转码所积累的压缩伪像的量。因此,自适应流传输质量指标应当能够适应该参考信号。
[0126]对媒体流质量的评价:对于自适应视频流传输,当从一个流切换到另一个流时,不仅比特率要改变,而且取决于可用比特率,帧大小(分辨率)和编码器简档也要改变。因此,针对自适应流传输的感知视频质量度量必须适用于分辨率和帧大小的可扩缩性。
[0127]对传输质量的评价:适用于自适应流传输的感知质量度量不仅需要对于有线和无线IP网络的所有类型的传输伪像敏感,其还必须适合评价在长期尺度上下文中由对不同比特率的组块进行自适应切换所导致的伪像。这也要求时域中的可扩缩性,从微观尺度(组块长度)到宏观尺度(实际内容长度)。
[0128]对呈现质量的评价:感知呈现质量的关键元素将是客户端设备本身:平面屏幕TV、平板电脑或智能电话。除了可以包括完全不同用户期望的屏幕尺寸和观看环境之外,适合自适应流传输的感知质量度量对于由播放器软件引入的所有类型的伪像必须敏感。
[0129]总而言之,用于自适应流传输的准确感知视频质量度量不仅应当能够连续跟踪不同的比特率(=质量),还能够评价播放器切换流的频率以及在拥塞网络中播放器能够与服务器交互的“平滑”的程度。此外,应当能够针对不同帧大小和帧速率来测量和比较画面质量。最后,为了准确预测感知QoE,应当考虑到设备特性和观看环境。
[0130]上面提出的实施例可以而满足所述要求,或至少形成满足所有所有要求的基础。
[0131]上面提出的实施例内后的第一理念是:对在自适应视频流传输中一般被视为组块(序列)长度的2秒至4秒视频的分析依然合理地适合当前标准的标准化用例。上面提出的实施例提供了将串联测量合并用于相对长的序列的可能性。
[0132]上面提出的实施例背后的第二理念是:所提到的四个质量层(内容质量、媒体质量、传输质量和呈现质量)可被成组为动态和准恒定质量方面:
[0133]可以将典型的点播0ΤΤ应用的流传输服务器(参见图1中的10和12)上呈现的媒体流的编码质量视为是“准恒定的”。一旦被编码和格式化为不同质量级别,服务器上的文件的编码质量保持不变。
[0134]另一方面,针对通过特定网络的针对特定内容的每个请求,传输和呈现质量动态改变。
[0135]针对这两个方面的背景,上述实施例能够以下述方式来涵盖准恒定和动态方面:即使在移动设备上,其也实现了将例如FR高度准确视频质量测量与实时测量的组合。因此,使用由两个主要块构成的混合设置:媒体流质量分析(参见64和66)和客户端探测(参见图3)0
[0136]媒体流质量分析的任务是确定在流传输服务器(参见图1中的10和12)上出现的特定编码内容的媒体流质量。对于自适应流传输的情况,这意味着针对这种内容的每个质量级别来评估媒体流质量(参见图2和5)。
[0137]该分析分两步执行:获取内容以及实际质量测量。
[0138]在获取期间,根据上述媒体数据流段24从流传输服务器取回所有编码质量级别(参见图2中的&至以)的所有组块。由于自适应流传输基于TCP来运行,不存在在获取期间将额外引入失真的分组丢失的风险。然而,应当注意确保在没有任何间隙的情况下完全获取内容的所有质量级别,例如该间隙可能有服务器上丢失的组块引起或者有不正确的清单文件引起。
[0139]例如上面阐述的,实际媒体流质量分析可被构建在标准化的FR视频质量模型PEVQ之上,其被进一步推进以确保对短长度视频组块的正确分析。在PEVQ中,通常需要提供参考视频(通常是具有高分辨率的原始内容)作为作为输入,而通过使用参考解码器对获取的质量级别进行解码来生成劣化视频。该分析(参见图5)得到了针对每个质量级别的每个帧的质量值集合。通过在特定短视频持续时间(例如,10s)上对这些质量值聚合(参见图4),有可能计算例如对应视频的符合J.247的M0S分数。
[0140]媒体流质量数据库(参见10)将质量值连同相应内容的若干项元信息一起加以存储。然后在动态质量方面的测量期间,数据库中的信息由客户端探测(即图1中的32)来使用。
[0141]根据解码视频信号来测量媒体流质量的主要优点在于:分析对于使用的底层编码技术是不可知的。这确保了跨不同编码系统的准确和一致的测量结果。另一值得注意的优点是:由于将媒体流质量视为准恒定的,针对每个内容仅需要生成数据库一次。这意味着需要大量计算的视频解码以及可能的FR质量分析不需要针对每次测试来重复,也不需要在客户端设备上运行,而是可以被分配给专用的离线媒体流质量分析设备。
[0142]客户端探测的任务是分析动态视频流传输质量(S卩,传输和呈现质量)并将其与静态质量方面有关的信息(内容和媒体流质量)加以合并,以计算最终的QoE分数。
[0143]为了该目的,探测捕捉传入的HTTP业务,然后是比特流分析:
[0144]在该比特流分析期间,可以考虑诸如抖动和分组重新传输之类的网络分组属性。对于流传输的视频内容的每一帧,可以计算客户端处的到达时间。
[0145]然后将该信息馈送至流传输播放器模型,
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