一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，包括：在視頻流的播放過程中，計算當(dāng)前播放視頻幀與前一相鄰視頻幀之間在Y、Cb、Cr三個視頻分量上的差值，進(jìn)而計算所述當(dāng)前播放視頻幀與前一相鄰視頻幀之間的差值；結(jié)合計算結(jié)果判斷當(dāng)前播放視頻幀處于四種狀態(tài)中的哪一種：視頻卡頓開始、視頻卡頓結(jié)束、視頻卡頓持續(xù)與正常播放；若處于視頻卡頓結(jié)束狀態(tài)，保存新得到的視頻卡頓時長，利用新得到的視頻卡頓時長與已有的視頻卡頓信息計算視頻流暢度，若處于視頻卡頓開始狀態(tài)，開始測量本次卡頓的時長，然后利用已有的視頻卡頓信息計算視頻流暢度，若處于其他兩種狀態(tài)，利用已有的視頻卡頓信息，計算視頻流暢度；計算視頻幀的模糊度和馬賽克。
【專利說明】一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法及系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 隨著LTE(LongTermEvolution)無線技術(shù)的普及，越來越多的用戶使用移動終 端觀看流媒體視頻。但由于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動態(tài)變化以及陰影衰落等因素的影響，流媒體 視頻可能出現(xiàn)馬賽克、模糊和視頻卡頓等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致用戶使用業(yè)務(wù)的體驗(yàn)下降。為了保 證移動終端接收到的視頻質(zhì)量，在移動基站必須實(shí)施相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)度方法，優(yōu)先調(diào)度視頻 質(zhì)量出現(xiàn)下降的用戶，避免用戶接收到的視頻質(zhì)量持續(xù)受到損傷，以保證用戶對本次業(yè)務(wù) 的整體體驗(yàn)。用戶對流媒體業(yè)務(wù)的體驗(yàn)質(zhì)量（Q〇E，QualityofExperience)是運(yùn)營商進(jìn)行 業(yè)務(wù)運(yùn)營和業(yè)務(wù)優(yōu)化的重要參考指標(biāo)，傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS,QualityofService)只能代 表網(wǎng)絡(luò)的性能，并不能反映用戶使用業(yè)務(wù)時的真實(shí)感受。以Q〇E為目標(biāo)的優(yōu)化方法的研究， 對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)意義。
[0003]在流媒體業(yè)務(wù)中，流媒體客戶端從流媒體服務(wù)器下載流媒體數(shù)據(jù)，并在本地進(jìn)行 緩存。當(dāng)緩存達(dá)到一定數(shù)量或時間時，客戶端才進(jìn)行播放。無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的動態(tài)變化容易 導(dǎo)致流媒體數(shù)據(jù)包的時延增大或者引起丟包，客戶端的流媒體視頻就會出現(xiàn)模糊、馬賽克 或者卡頓，進(jìn)而降低用戶的Q〇E。為了保障用戶的視頻觀看體驗(yàn)，需要實(shí)時監(jiān)測用戶的QoE 變化，以在發(fā)現(xiàn)用戶Q〇E降低時，實(shí)施優(yōu)化措施，提高用戶QoE。實(shí)時的QoE監(jiān)測和優(yōu)化對于 運(yùn)營商保障用戶黏度具有重要的意義。
[0004]在目前的流媒體業(yè)務(wù)實(shí)時QoE評估方法中，主要有全參考、部分參考和無參考評 估方法。全參考方法需要把待測視頻和源視頻進(jìn)行對比，進(jìn)行逐像素點(diǎn)的計算，運(yùn)算量較 大，且由于在測量點(diǎn)需要源視頻作為參考，因此全參考方法實(shí)用性較差。部分參考方法則 只需要源視頻的部分特征信息，在客戶端進(jìn)行特征信息比較，得出評價結(jié)果，但由于只是提 取了部分的特征信息，有可能源視頻的特征信息和失真視頻的特征信息完全相同，造成評 估偏差。無參考方法不需要任何參考信息，僅通過提取受損視頻本身的特征進(jìn)行分析評估， 復(fù)雜度較低且易于實(shí)時實(shí)現(xiàn)。但目前的無參考QoE評估模型中，并沒有考慮用戶之間的差 異性，對所有用戶均使用同一種評估模型。但在實(shí)際應(yīng)用中，不同用戶對于不同的視頻失真 參數(shù)(如模糊度、馬賽克、流暢度）的關(guān)注度可能各不相同，用戶對視頻失真的承受度也不相 同，理論上應(yīng)該根據(jù)用戶的偏好設(shè)置不同的權(quán)重，但在無參考評估方法中并沒有這樣做。另 一方面，由于用戶對于視頻的流暢性與否更為敏感，并且對于一次卡頓現(xiàn)象的記憶持續(xù)時 間較長，在評估QoE時，需要考慮用戶所感受到的所有卡頓情況，在現(xiàn)有技術(shù)中也沒有考慮 這方面的內(nèi)容。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，從而提供一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲 取方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，包括：
[0007] 步驟1)、在視頻流的播放過程中，計算當(dāng)前播放視頻幀與前一相鄰視頻幀之間在 Y、Cb、Cr三個視頻分量上的差值，進(jìn)而計算所述當(dāng)前播放視頻幀與前一相鄰視頻幀之間的 差值；
[0008] 步驟2)、結(jié)合步驟1)的計算結(jié)果判斷當(dāng)前播放視頻幀處于四種狀態(tài)中的哪一種： 視頻卡頓開始、視頻卡頓結(jié)束、視頻卡頓持續(xù)與正常播放；若處于視頻卡頓結(jié)束狀態(tài)，保存 新得到的視頻卡頓時長，利用新得到的視頻卡頓時長與已有的視頻卡頓信息計算視頻流暢 度，若處于視頻卡頓開始狀態(tài)，開始測量本次卡頓的時長，然后利用已有的視頻卡頓信息計 算視頻流暢度，若處于其他兩種狀態(tài)，利用已有的視頻卡頓信息，計算視頻流暢度；
[0009] 步驟3)、計算視頻幀的模糊度和馬賽克。
[0010] 上述技術(shù)方案中，還包括：
[0011] 步驟4)、根據(jù)視頻流暢度、模糊度和馬賽克計算視頻幀的體驗(yàn)質(zhì)量。
[0012] 上述技術(shù)方案中，所述的步驟1)包括：
[0013] 步驟1-1)、提取當(dāng)前播放的第m幀的Y、Cb、Cr分量的值，并和之前的第m-1幀的 相應(yīng)分量進(jìn)行比較，得到Y(jié)、Cb、Cr三個分量的差值JY、Jeb、J& ;
[0014] 步驟1-2)、計算第m巾貞和第m-1巾貞的差值Jm,Jm=a?JY+b?Jcb+c?J&,其中的a、b、 c分別表示JY、L、J&三個參數(shù)的權(quán)重。
[0015] 上述技術(shù)方案中，所述的步驟2)包括：
[0016] 步驟2-1 )、若Jm=0并且L尹0,則當(dāng)前播放的第m幀開始出現(xiàn)卡頓，重置定時器 L，開始測量本次卡頓時長，然后執(zhí)行2-3)，若Jm=0并且L尹0不成立，執(zhí)行步驟2-2);
[0017] 步驟2-2)、若Jm尹0并且IfO成立，則視頻卡頓結(jié)束，讀取定時器L的值，將其 作為第k次卡頓的時長Djeridness，k并存儲，然后執(zhí)行下一步，若Jm尹0并且J^O不成立，則 直接執(zhí)行下一步；
[0018] 步驟2-3 )、讀取所保存的第k次卡頓時長Djeridness，k，計算視頻流暢度參數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，包括： 步驟1)、在視頻流的播放過程中，計算當(dāng)前播放視頻峽與前一相鄰視頻峽之間在Y、 Cb、化H個視頻分量上的差值，進(jìn)而計算所述當(dāng)前播放視頻峽與前一相鄰視頻峽之間的差 值； 步驟2)、結(jié)合步驟1)的計算結(jié)果判斷當(dāng)前播放視頻峽處于四種狀態(tài)中的哪一種；視頻 卡頓開始、視頻卡頓結(jié)束、視頻卡頓持續(xù)與正常播放；若處于視頻卡頓結(jié)束狀態(tài)，保存新得 到的視頻卡頓時長，利用新得到的視頻卡頓時長與已有的視頻卡頓信息計算視頻流暢度， 若處于視頻卡頓開始狀態(tài)，開始測量本次卡頓的時長，然后利用已有的視頻卡頓信息計算 視頻流暢度，若處于其他兩種狀態(tài)，利用已有的視頻卡頓信息，計算視頻流暢度； 步驟3)、計算視頻峽的模糊度和馬賽克。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，其特征在于，還包括： 步驟4)、根據(jù)視頻流暢度、模糊度和馬賽克計算視頻峽的體驗(yàn)質(zhì)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，其特征在于，所述的步驟 1)包括： 步驟1-1)、提取當(dāng)前播放的第m峽的Y、Cb、化分量的值，并和之前的第m-1峽的相應(yīng) 分量進(jìn)行比較，得到Y(jié)、Cb、化H個分量的差值Jy、心、心； 步驟1-2)、計算第m巾貞和第m-1巾貞的差值Jm, Jm=a ? Jy+b ? Jcb+C ? Jcr,其中的a、b、C分 另懐示Jy、Jcb、Jct ;個參數(shù)的權(quán)重。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，其特征在于，所述的步驟2) 包括： 步驟2-1 )、若Jm=0并且Jm_i聲0,則當(dāng)前播放的第m峽開始出現(xiàn)卡頓，重置定時器T。，開 始測量本次卡頓時長，然后執(zhí)行2-3)，若Jm=0并且Jm_i聲0不成立，執(zhí)行步驟2-2); 步驟2-2)、若Jm聲0并且Jm_i=0成立，則視頻卡頓結(jié)束，讀取定時器T。的值，將其作為 第k次卡頓的時長Dj.ctkiDesSik并存儲，然后執(zhí)行下一步，若Jm聲0并且Jm_l=〇不成立，則直接 執(zhí)行下一步； 步驟2-3)、讀取所保存的第k次卡頓時長計算視頻流暢度參數(shù)
其中， 表示把每一次出現(xiàn)的卡頓時間進(jìn)行歸一化;Wk是第k次視頻卡頓所占的權(quán) ^Jerk.rmx 2/-1 重，距離測量時刻更近的視頻卡頓權(quán)重更大，％ =^，/t =1，2....N，N為總的卡頓次數(shù)，當(dāng) N=0時，ffiue"ey=l，滿足Ww〉Wk，且
Djetk，表示用戶可W容忍的最大卡頓時間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，其特征在于，所述的步驟 3)包括： 為視頻峽計算模糊度Dbiw、馬賽克Dbi。。，然后進(jìn)行歸一化計算/Ww-nvwss =l-〇A'"'- 誠r'max、

f村。clu誦=、-其中，fewness、fbl。加ness表示歸一化后的模糊度和馬賽克，Dblw,max、 bloc.mscK., Dbi。。,。。,表示從用戶信息中得到的用戶可容忍的視頻巾貞的最大模糊度和馬賽克。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，其特征在于，采用Blind Image Quality Index算法計算模糊度Dbiur和馬賽克Dbioc。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取方法，其特征在于，在步驟4)中，計 算視頻峽的體驗(yàn)質(zhì)量包括： QOE = a ? fbiurriness+ 目 * fblockiness+ Y * f円勵巧； 其中，fbluaiDws表示模糊度，fblDddDess表示馬賽克，fflw。。表示流暢度，a、目、Y分別表 示模糊度、馬賽克、流暢度在用戶體驗(yàn)中所占比重，并且滿足a +目+ y=i。
8. -種無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)提取模塊、流暢度計算模 塊；其中， 所述的參數(shù)提取模塊用于在視頻流的播放過程中，計算當(dāng)前播放視頻峽與前一相鄰視 頻峽之間在Y、Cb、化H個視頻分量上的差值，進(jìn)而計算所述當(dāng)前播放視頻峽與前一相鄰視 頻峽之間的差值；W及計算視頻峽的模糊度和馬賽克； 所述的流暢度計算模塊判斷當(dāng)前播放視頻峽處于四種狀態(tài)中的哪一種：視頻卡頓開 始、視頻卡頓結(jié)束、視頻卡頓持續(xù)與正常播放；若處于視頻卡頓結(jié)束狀態(tài)，保存新得到的視 頻卡頓時長，利用新得到的視頻卡頓時長與已有的視頻卡頓信息計算視頻流暢度，若處于 視頻卡頓開始狀態(tài)，開始測量本次卡頓的時長，然后利用已有的視頻卡頓信息計算視頻流 暢度，若處于其他兩種狀態(tài)，利用已有的視頻卡頓信息，計算視頻流暢度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線網(wǎng)絡(luò)流媒體質(zhì)量獲取系統(tǒng)，其特征在于，還包括QoE評估 板塊； 所述QoE評估模塊從用戶信息中獲取用戶觀看偏好，得到模糊度、馬賽克、流暢度在用 戶體驗(yàn)中所占的比重a、目、Y，并且滿足a +目+y=l ;由模糊度、馬賽克、流暢度，計算用 戶的體驗(yàn)質(zhì)量參數(shù)。
【文檔編號】H04N21/647GK104427402SQ201310395141
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】王振豪, 劉銀龍, 胡亞輝, 周旭, 慈松, 譚紅艷 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所