网络视频质量评价方法研究_毕设答辩

1、网络视频质量评价方法研究网络视频质量评价方法研究 指导老师：姜秀华指导老师：姜秀华 学生：雷霄骅学生：雷霄骅2011.51背景和现状背景和现状2主要技术主要技术3软件设计与实现软件设计与实现4测试结果和结论测试结果和结论1.背景和现状背景和现状（一）（一） 背景和意义背景和意义（二）（二） 发展现状发展现状（一）（一） 背景和意义背景和意义互联网的迅猛发展和普及为网络视频业务发展提供了强大互联网的迅猛发展和普及为网络视频业务发展提供了强大市场动力，以音视频为主的网络视频业务正变得日益流行。市场动力，以音视频为主的网络视频业务正变得日益流行。网络视频特点：网络视频特点：1.信息量大；信息量大；2

2、.对时延和抖动较高的要求。对时延和抖动较高的要求。计算机网络特点：计算机网络特点：“尽最大努力交付尽最大努力交付”的网络，不提供任何机制来的网络，不提供任何机制来预留资源或保证服务质量。预留资源或保证服务质量。因此对数据传输的时延、抖动、丢包率等传输服务质量参因此对数据传输的时延、抖动、丢包率等传输服务质量参数进行有效的监测和计算，对网络视频服务质量动态控制数进行有效的监测和计算，对网络视频服务质量动态控制提供了客观依据。提供了客观依据。（二）（二） 发展现状发展现状全部都是针对全部都是针对IPTV的的监测设备主要用于设备和系统部署完成后对系统进行监视。监测设备主要用于设备和系统部署完成后对系

3、统进行监视。测试设备主要用于在系统部署之前对系统和系统中用到的设测试设备主要用于在系统部署之前对系统和系统中用到的设备进行测试和验证。备进行测试和验证。主流产品如下：主流产品如下：1. ClearSight Networks及其产品及其产品Clearsight2. IneoQuest公司及其产品公司及其产品3. Shenick及其产品及其产品diversifEye 4. IXIA 公司及其产品公司及其产品1背景和现状背景和现状2主要技术主要技术3软件设计与实现软件设计与实现4测试结果和结论测试结果和结论2.主要技术主要技术（一）传输技术（一）传输技术（二）传输协议（二）传输协议运输层：运输层：

4、UDP,TCP应用层：应用层：RTP,RTCP,RTSP（一一） 传输技术传输技术视频服务视频服务万维网服务器媒体播放器 元文件浏览器 GET: 元文件 RESPONSEGET: 音频/视频文件 RESPONSE媒体服务器客户机服务器（二）（二） 传输传输协议协议网络协议模型网络协议模型（二）（二） 传输传输协议协议网络协议模型网络协议模型（二）（二） 传输传输协议协议运输层运输层lUDP提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普

5、通数据在传送时使用优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较较多（例如多（例如RTP,RTCP)lTCP提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议。传输方式提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议。传输方式较复杂。较复杂。应用层应用层lRTP：对音视频数据进行封装：对音视频数据进行封装,用于计算机网络传输用于计算机网络传输lRTCP：控制：控制RTP传输，提供传输，提供RTP服务质量的反馈服务质量的反馈lRTSP：远程控制多媒体服务器（播放：远程控制多媒体服务器（播放/暂停）暂停）RTP,RTCP,RTSP在协议栈中的位置在协议栈中的位置RTCPRTP控制协议。控制协议。会周期性传输到所

6、有会话参与者中（不超过会周期性传输到所有会话参与者中（不超过5%）RTCP 提供数据提供数据分发质量反馈信息分发质量反馈信息，如时延抖动，丢包率等，如时延抖动，丢包率等等，并且涉及到了其它传输协议的流控制和拥塞控制。等，并且涉及到了其它传输协议的流控制和拥塞控制。万维网服务器客户机服务器媒体播放器 元文件浏览器媒体服务器 GET: 元文件 RESPONSESETUP RESPONSEPLAY RESPONSE RESPONSE TEARDOWN RTSP实时流协议实时流协议RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制。充当多媒体服务器的网络远程控制。1背景和现状背景和现状2主要技术主要技术3软件设计

7、与实现软件设计与实现4测试结果和结论测试结果和结论3.设计与实现设计与实现（一）（一）QoS参数的计算方法参数的计算方法（二）实验环境介绍（二）实验环境介绍（三）软件总体设计（三）软件总体设计（一一） QoS参数的计算方法参数的计算方法l时延抖动时延抖动RTP数据报在接收端包间隔和发送端包间隔时延差值的平均数据报在接收端包间隔和发送端包间隔时延差值的平均平滑绝对值。平滑绝对值。J可以指示即将到来的潜在网络拥塞。可以指示即将到来的潜在网络拥塞。l丢包率丢包率丢失的数据报与期望接收到的数据报之比丢失的数据报与期望接收到的数据报之比以上参数可以通过两种方式获得：以上参数可以通过两种方式获得：1.通过

8、通过RTCP包的字段数据获得。包的字段数据获得。缺点：不能看出该时间段内抖动的持续变换情况缺点：不能看出该时间段内抖动的持续变换情况2.通过通过RTP包中时间戳计算获得。包中时间戳计算获得。l抖动抖动在相同的在相同的RTP时间戳单位时间戳单位(单位为毫秒单位为毫秒)下，一个下，一个RTP数据报到达时刻对应的数据报到达时刻对应的RTP时间戳时间戳Ri与该与该RTP数据报的时间戳数据报的时间戳Si之差叫做之差叫做“相关传输时相关传输时间间”(relative transmit time)。记相关传输时间为。记相关传输时间为di，有：，有： 对于先后到达接受端的对于先后到达接受端的RTP数据报数据报

9、i和数据报和数据报j，两者在接收端包间隔和发送，两者在接收端包间隔和发送端包间隔的时延差值端包间隔的时延差值D(i，j)可表示为：可表示为： 将上式变换为：将上式变换为： 可得到可得到数据报到达时延抖动数据报到达时延抖动J是连续计算的，每收到媒体源发出的一个是连续计算的，每收到媒体源发出的一个RTP数据报数据报i，就计算包，就计算包i和按到达顺序最近收到的包和按到达顺序最近收到的包(i-1)之间的时延差之间的时延差D(i-1，i)，然后，然后按照下式计算时延抖动：按照下式计算时延抖动： iiS-Rdi )S-(S-)R-(Rj),D(iijij)S-(R-)S-(Rj),D(iiijjdi-d

10、jj)D(i,)/16)-J|i)1,-D(i(|JJ1 - i1 - ii1）接收时间，即某一时刻的绝对时间）接收时间，即某一时刻的绝对时间-使用使用Winpcap函数函数2）发送时间戳（）发送时间戳（timestamp）-读取数据报首部读取数据报首部l丢包率丢包率设在某一段时间设在某一段时间T内，接收端所接收到的数据报的最小序列号为内，接收端所接收到的数据报的最小序列号为SQmin，最大的序列号为最大的序列号为SQmax：，则在这段时间内接收端所期望收到的数据：，则在这段时间内接收端所期望收到的数据报数目报数目CE为：为： 设设CR为这段时间为这段时间T内接收端实际收到的数据报总数，则在时

11、间段内接收端实际收到的数据报总数，则在时间段T内接内接收端累计的丢包数收端累计的丢包数CC为：为： 数据报丢包率数据报丢包率RL可以计算如下：可以计算如下：minmaxSQSQCERECC-CCECL/CCR（二）实验环境介绍（二）实验环境介绍流媒体点播系统流媒体点播系统Live555出色的开源视音频服务器软件。它实现了对标出色的开源视音频服务器软件。它实现了对标准流媒体传输协议如准流媒体传输协议如RTP/RTCP、RTSP等的支等的支持。持。VLC Player媒体播放器。可以用于播放网络串流媒体播放器。可以用于播放网络串流及本机多媒体档案。及本机多媒体档案。本课题在设计的本课题在设计的C+

12、软件中嵌入软件中嵌入VLC Player的控件实现对点播媒体的播放。的控件实现对点播媒体的播放。WANem广域网模拟器。通过在广域网模拟器。通过在数据报传输过程中加入数据报传输过程中加入人为的干扰，用来在局人为的干扰，用来在局域网内模拟广域网的信域网内模拟广域网的信道环境。道环境。通常情况下，局域网信道环境良好。不会出现丢包现象。通常情况下，局域网信道环境良好。不会出现丢包现象。抖动也很不明显。通过抖动也很不明显。通过WANem设置，可以模拟广域网的环设置，可以模拟广域网的环境，设置丢包率抖动等。境，设置丢包率抖动等。（三）软件总体设计（三）软件总体设计总体流程总体流程软件初始化软件初始化处理

13、用户输处理用户输入的数据入的数据警告，等待操作警告，等待操作网卡或网卡或地址为地址为空空打开设备、设置相应参数打开设备、设置相应参数启动播放器与流媒体服务器的连接启动播放器与流媒体服务器的连接开启新线程开启新线程捕获数据报捕获数据报是否是是否是RTP包？包？网卡和地址不为空网卡和地址不为空提取信息提取信息RTP报头信息报头信息计算传输质量参数计算传输质量参数提取报头基本信息提取报头基本信息是是否否显示分析结果显示分析结果1背景和现状背景和现状2主要技术主要技术3软件设计与实现软件设计与实现4测试结果和结论测试结果和结论4.测试结果和结论测试结果和结论（一）软件（一）软件介绍介绍（二二）软件抓包性能的测试）软件抓包性能的测试（三三）丢包率抖动对于视频质量的影响）丢包率抖动对于视频质量的影响（四四）总结总结（一）软件（一）软件功能介绍功能介绍（二）软件抓包性能的测试（二）软件抓包性能的测试（三）丢包率抖动对于视频质量的影响（三）丢包率抖动对于视频质量的影响编写的软件实现了编写的软件实现了:捕获数据报捕获数据报,列表显示数据报首部信息，实时计算传输参数（时延抖动，丢列表显示数据报首部信息，实时计算传输参数（时延抖动，丢包率）包