[发明专利]非介入式单端采集的视频端到端时延测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机多媒体信息传播、QoS服务质量测量，特别是涉及非介入式单端采集的视频端到端时延测量方法及装置。

背景技术

随着基于网络的多媒体业务应用快速发展和普及，网络音视频点播、网络音视频会议等系统迅速流行。用户对网络多媒体业务的QoS服务质量提出了越来越高的要求。如何能够快速、方便、精确地对候选产品的关键性QoS参数做出评估，是成功选择最佳产品的关键。

同时，研发和生产网络多媒体业务和系统的厂商，也需要一种装置能够方便快捷地对自己生产的网络多媒体产品的关键参数进行测量，以便在产品开发过程中测量关键参数，随时改进。

端到端时延是多媒体业务的关键性能参数之一，它直接影响QoS和用户体验的评估。端到端时延通常包括采集时延、编码时延、网络传输时延、解码时延、播放时延等。

现有的检测端到端时延的方法大致可以分为两大类：一类属于介入式，即通过在被测系统的信号传输路径的一端注入特征的测量信号，或者在被测系统原有信号数据上附加测量数据，然后在另一端提取测量数据并记录接收到的时间，比较两个时间的差值获取时延大小。

这一类介入式方法的主要特点是需要介入到被测系统的信号传输路径中，向其中加入数据或从中提取测量数据，测量装置与被测设备之间存在物理线路的连接。

这类介入式测量方法的主要难点在于：

首先，由于测量数据通常依附于被测系统的数据帧或数据分组来传递，中间不可避免经过编码压缩、封装、解封装、解码等环节，测量数据在编码压缩和解压过程中可能会丢失或损坏；

其次，由于被测系统的数据格式、封装格式、编码压缩和解码算法未必公开，测试人员要设计与之匹配的测量方式和测量信号会比较困难。

第三，介入式测量方法通常要求在被测系统的信号数据通路上串接分接头或汇接头，对于已经安装完毕的被测系统，通常比较麻烦或根本不被允许。

此外，有的介入式测量方法需要在被测系统的终端上运行测量用的工具软件，通过工具软件进行计时。这种方式可能会影响被测系统终端本身的正常运行，最多只能在开发和调试阶段使用，而很难被运用在已经产品化的系统上。

另一类测试方法是非介入式的，被测系统和测量装置之间不存在物理接触，把被测系统视为黑盒子，测试信号主要是通过声、光信号方式进入被测系统，并以声、光方式输出。测量装置通过对比和分析输入、输出信号来获得时延大小。这类方法的优点是不介入被测系统的实际运行，与被测系统具体实现无关，所以具有最广泛的适用性。比如通过人眼、人耳的主观感觉和听觉，来评估端到端时延就是这类方法。

利用人眼、人耳来主观评测虽然非常直观，但存在很大的误差，尤其是两种被测系统的端到端时延参数比较接近的情况下，很难做出科学准确的判断，导致测量结果缺乏说服力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供非介入式单端信号的视频端到端时延测量方法及装置。

本发明采用非介入的策略，把被测系统当作黑盒子，针对被测系统端到端的视频时延设计了测量技术方案。

本发明的视频端到端时延测量的技术方案，包括如下步骤：

(1)将被测系统的视频采集设备摄像机正对远端屏幕，构成视频信号回路；

(2)在本地端利用视频测试信号发生器产生预先设定频率和预先设定模式的视频测试信号，该测试信号同时分别进入测量装置和被测系统的视频信号采集设备。

(3)进入测量装置的信号被采集后，提交给信号处理模块进行检测，并记录下该视频测试信号的到达时间T_V1；

(4)进入被测系统的视频测试信号被采集后，经过编码压缩、网络传输、解码等环节，在被测系统的远端屏幕显示出来。

(5)远端屏幕显示的视频测试信号被远端摄像机采集后，经编码压缩、网络传输、解码等环节，重新传回本地端，并在本地屏幕显示出来。

(6)被测系统本地屏幕的视频测试信号由测量装置的第二路视频信号采集设备采集后，输入测量装置的信号处理模块。

(7)测量装置的信号处理模块对步骤(6)采集的第二路视频测试信号进行检测，并记录下该视频测试信号的到达时间T_V2。