[发明专利]视频质量估计设备、方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频质量估计技术，用于对经由诸如互联网等IP(互联网协议)网络提供的IPTV服务、视频分发服务、视频通信服务等中的视频通信质量进行估计。

背景技术

随着互联网接入线路的速度和带宽的增长，期望视频通信服务能够更普遍，该视频通信服务经由互联网在终端之间或服务器端之间传送包括视频和语音的视频媒体。

互联网是一种不一定保证通信质量的网络。为此，当使用语音和视频媒体来进行通信时，如果网络带宽较窄，或者网络在用户终端之间被阻塞，则用户所感知到的语音和视频媒体的质量[QoE(体验质量)]会劣化。

更具体地，视频质量劣化被感知为，视频的模糊、拖尾、马赛克形状的失真、以及抖动效果。为了提供高质量视频通信服务，提供服务之前的应用或网络质量设计和开始服务之后的质量管理是重要的。因此，需要能够适当表达观察者所感知的视频质量的简单且高效的视频质量评估技术。

传统上，ITU-T(国际电信联盟-电信标准部)推荐标准J.144(ITU-T推荐标准J.144)定义了一种客观视频质量评估方法。ITU-T推荐标准G.1070(ITU-T推荐标准G.1070)定义了一种用于视频电话的质量设计的质量估计方法。这些客观评估技术可以在具有估计误差情况下对主观质量进行估计，该估计误差相当于预定条件下的主观质量的统计不确定性。

发明内容

然而，上述ITU-T推荐标准是一种使用视频媒体信号(像素信号)的质量估计方法，并且需要与质量估计有关的大量计算。为此，该方法不适合于通过提取网络之间的质量信息来估计质量，更具体地，不适合于大规模网络中的质量估计。

基于影响视频质量的质量参数来估计质量的方法(上述ITU-T推荐标准G.1070)是一种仅能够对随机分组丢失(即，突发丢失长度为“1”的分组丢失)进行估计而不能对突发分组丢失(连续产生的分组丢失)进行估计的模型。

更具体地，当产生突发分组丢失时，一次连续丢失多个IP分组。因此，视频的丢失频率低于随机分组丢失的频率。例如，假定分组丢失率为3％，并且当突发分组丢失长度为“1”时，分组丢失频率为3。在这种情况下，当突发分组丢失长度为“3”时，分组丢失频率为1。

即，在前一种情况下(分组丢失长度为“1”时的分组丢失，即，随机分组丢失)，用户感知到在视频中已经发生了三次分组丢失。在后一种情况下(连续产生的分组丢失，即，突发分组丢失)，用户感知到已经发生了一次分组丢失。

如上所述，如果分组丢失率相同，如图11A所示，产生突发分组丢失时的视频质量比产生随机分组丢失时的视频质量高。注意，在图11A中，ABL表示平均突发分组丢失长度。通过将丢失的分组数目除以分组丢失频率来获得ABL。由于传统方法不考虑上述特征，因此产生突发分组丢失时的视频质量被评估为比实际质量低，导致极低的估计精确度。

在移动通信中，基于一个或若干分组形成一个帧。当产生长突发分组丢失时，丢失了若干帧(在HD标准的视频中，一个帧包括几十个分组或更多分组，因此，如果突发分组丢失长度高达10，则仅一个帧劣化)。另一方面，很少跨若干帧发生随机分组丢失(即，当突发分组丢失长度为1时)(然而，如果一个分组包含多个帧的信息，则在丢失一个分组时丢失多个帧)。因此，如果突发分组丢失长度较长，则多个帧劣化。与随机分组丢失相比，人类所感知到的质量变得更差。更具体地，例如，当帧率为30fps时，一个帧的丢失时间为33ms。例如，如果丢失了10个帧，则丢失继续330ms。按照相同的分组丢失频率，针对突发分组丢失的质量比针对随机分组丢失的质量差。

考虑上述问题做出了本发明，并且本发明的目的是允许可靠地估计产生突发分组丢失的视频的质量。

解决问题的手段

为了解决上述问题，根据本发明，提供了一种视频质量估计设备，包括：分组分析单元，从输入IP分组中提取编码比特率、帧率、以及分组丢失模式作为质量参数；分组丢失频率计算单元，根据提取的分组丢失模式，将在预定间隔中产生的分组丢失计数为一次分组丢失，该预定间隔表示多个连续IP分组的间隔，从而计算计数值作为分组丢失频率；编码质量计算单元，基于所提取的编码比特率和帧率，来计算第一视频质量值；以及视频质量估计单元，基于由分组丢失频率计算单元计算的分组丢失频率以及由编码质量计算单元计算的第一视频质量值，来计算第二视频质量值。