[发明专利]流式视频用户体验质量的自动测量方法和系统

说明书

本发明公开了一种在感知传输给用户观看设备的视频时自动测量终端用户体验质量(QoE)的系统和方法。通过结合瞬时演示质量、回放平滑度质量及两者间的相互作用，测量并计算总体用户QoE。因此，预测准确度得到了显著提高。该系统和方法创建的瞬时过程结束QoE评价适用于流媒体传输系统和服务的监测与优化。

技术领域

本发明总体涉及向终端用户提供流式视频的领域。更具体地，本发明 涉及一种流式视频信号用户体验质量的自动测量方法和系统。

背景技术

在过去十年中，由于网络服务的快速发展和智能移动设备的显著增 长，流媒体应用有了巨大的增长。例如，在过顶(over-the-top，OTT)视频 传输领域中，很多方法，例如HTTP直播流媒体(HTTP Live Streaming， HLS)，银光平滑流式传输(Silverlight SmoothStreaming，MSS)，HTTP动 态流式传输(HTTP Dynamic Streaming，HDS)和基于HTTP的动态自适应 流式传输(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，DASH)均通过以各种比 特率提供视频流并将视频流分解为较小的HTTP文件片段来实现解码器驱动 的速率适配。将每个片段的媒体信息存储在清单文件中，该清单文件是在服 务器创建的并且传输给客户端，以便提供每个片段的规格和位置。在整个流 式传输过程中，客户端的视频播放器通过基于回放速率、缓冲条件和瞬时TCP 吞吐量选择片段，在可用流之间进行自适应切换。随着流媒体应用的快速发 展，对准确的体验质量(QoE)测量和QoE驱动的自适应视频传输方法的需求很大。

由于视频流传输服务越来越受欢迎，用户不断提高对更好服务的期望。已经有研究或调查探究了用户对视频传输服务类型的偏好，结果表明，在用户选择中，QoE在内容、时间、质量、易用性、可便携性、交互性和共享等类别中表现出了主导作用。收入的巨大损失可能是由于视频流质量差造成的。人们认为，较差的流式传输体验可能成为视频服务生态系统的一大威 胁。因此，实现最终观众的最佳QoE已经成为现代视频传输服务的核心目标。

由于在大多数应用中，人是视频的最终接收者，所以主观评价通常被 认为是评价流式视频QoE的最直接、最可靠的方法。全面的主观用户研究有 多个好处。它提供了有用的数据来研究人类在评价流式视频感知质量中的行 为；提供了测试集来评价，比较和优化流式传输策略；并且对于验证和比较 现有客观QoE模型的性能是很有用的。尽管这种主观的用户研究提供了可靠 的评价，但它们往往不方便，耗费时间并且较昂贵。更重要的是，它们很难 应用于任何实时回放调度框架中。因此，高精度、低复杂度、客观的评价对 于高效设计媒体传输系统的质量控制和资源分配协议而言是可取的。然而， 许多已知的方法设计成仅测量演示质量(或图像质量)或者仅测量初始缓冲 和回放停顿的影响。实际上，现有系统通常依赖于停顿事件的比特率和全球 统计数据进行QoE预测。这存在着问题，原因有以下两点。第一，使用相同 的比特率来编码不同的视频内容会导致截然不同的演示质量。第二，视频演 示质量和网络质量之间的相互作用在一些已知方法中很难解释或者根本无法 解释。

以上为大量终端用户进行实时客观QoE测量创造了挑战和约束。因 此，与现有技术相比，需要一种流式视频信号用户体验质量的自动测量方法 和系统。本发明的目标是减轻或消除上述至少一个缺点。

发明内容

本发明总体涉及在感知传输给用户观看设备的视频时终端用户体验质 量(QoE)的自动化测量。为了自动测量用户QoE，本发明结合了视频瞬时 演示质量(即平滑回放期间显现的视频帧的图像质量，可能受到有损压缩、 噪声、模糊、空间和时间尺度、预处理、后处理、传输损耗等方面的影响， 并且可基于用户端的观看设备和观看条件发生变化)、回放平滑度质量(即回 放过程的平滑度，可能受到因回放期间的缓冲、停顿等导致的初始停顿的影 响)及两者之间的相互作用。

本发明旨在提供一种一般流式视频的瞬时客观QoE测量方法或系统。 本发明不仅测量视频演示质量和回放平滑度质量，而且还说明了两者在这些 测量中的相互作用，这将在下面的描述中变得显而易见。