泛视频质量评价模型分析及应用

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023171

电信科学 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (10): 156-165.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2023171

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泛视频质量评价模型分析及应用

丁华¹, 王昕², 魏峥¹, 罗传飞¹, 宋皓¹, 施唯佳¹

¹ 天翼数字生活科技有限公司，上海 200085
² 中国电信股份有限公司，北京 100045

修回日期:2023-08-31 出版日期:2023-10-01 发布日期:2023-10-01
作者简介:丁华（1969- ），男，天翼数字生活科技有限公司高级工程师，主要研究方向为 IPTV及探针、视频监控和视频通话等
王昕（1977- ），男，中国电信股份有限公司工程师，主要研究方向为宽带和基于高带宽接入的IPTV等
魏峥（1983- ），男，天翼数字生活科技有限公司工程师，主要研究方向为 IPTV 及探针、视频视觉和机器人智能等
罗传飞（1978- ），男，博士，天翼数字生活科技有限公司教授级高级工程师，主要研究方向为视音频信号处理、IPTV视频质量指标和视联网等
宋皓（1988- ），女，天翼数字生活科技有限公司工程师，主要研究方向为 IPTV 及探针、计算机数据处理系统和云网CDN等
施唯佳（1978- ），男，天翼数字生活科技有限公司高级工程师，主要研究方向为 IPTV及探针、融合视讯和视联网等

Analysis and application of pan-video playback quality evaluation model

Hua DING¹, Xin WANG², Zheng WEI¹, Chuanfei LUO¹, Hao SONG¹, Weijia SHI¹

¹ E-surfing Digital Life Technology Co., Ltd., Shanghai 200085, China
² China Telecom Co., Ltd., Beijing 100045, China

Revised:2023-08-31 Online:2023-10-01 Published:2023-10-01

摘要/Abstract

摘要：

泛视频是指以视频为信息展现和交互形式的业务，主要分为传统视频业务、新兴视频业务和衍生视频业务三类，然而如何准确地进行视频播放质量评估却一直是一个难题。提出了一种泛视频播放质量评价模型及参数，主要包括视频切换时延、视频起播时延以及视频播放卡顿次数和时长等，其已在现网的IPTV天翼高清质量监测系统中得到了应用，实践表明应用效果良好。所提研究成果可进一步应用于视联网产品领域等所有泛视频应用场景中。

关键词: 泛视频, 视频质量评估, 视频切换时延, 视频起播时延, 视频播放卡顿次数和时长

Abstract:

Pan-video refers to the business that takes video as the form of information presentation and interaction.It is mainly divided into three categories: traditional video business, emerging video business and derivative video business.However, how to accurately evaluate the quality of video playback has always been a problem.A pan-video playback quality evaluation model and parameters were proposed, which mainly included: video switching delay, video start delay, video playback pause times and duration, etc.It has been applied in the IPTV quality monitoring system of the current network, and the practice shows that the application effect is good.The proposed research results can be further applied to all pan-video application scenarios in the field of video network products.

Key words: pan-video, video playback quality evaluation, video switching delay, video start delay, video playback pause times and duration

中图分类号:

TP399

丁华, 王昕, 魏峥, 罗传飞, 宋皓, 施唯佳. 泛视频质量评价模型分析及应用[J]. 电信科学, 2023, 39(10): 156-165.

Hua DING, Xin WANG, Zheng WEI, Chuanfei LUO, Hao SONG, Weijia SHI. Analysis and application of pan-video playback quality evaluation model[J]. Telecommunications Science, 2023, 39(10): 156-165.

图/表 7

图1

表1

图2

表2

表3

图3

表4

参考文献 20

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序号	分类	名称	描述	备注
1	video switching delay	switchChannel_time	视频切换时延	播放器接收视频切换指令与第一个视频关键
			（播放器）（单位：ms）	帧之间的时延
2	video start delay	Latency	视频起播时延	播放器接收视频起播指令与第一个视频关键
			（播放器）（单位：ms）	帧之间的时延
3.1	frame_info	frame_type	帧类型（I/P/B帧）
3.2	frame_info	frame_rate	视频帧率（单位：f/s）
3.3	frame_info	frame_size	帧大小（单位：KB）
3.4	frame_info	frameqpmin	每秒的帧级QP的最小值	量化参数：QP
3.5	frame_info	frameqpmax	每秒的帧级QP的最大值
3.6	frame_info	frameqpavg	每秒的帧级QP的平均值
3.7	frame_info	framemvmin	每秒的帧级MV的最小值	运动矢量：MV
3.8	frame_info	framemvmax	每秒的帧级MV的最大值
3.9	frame_info	framemvavg	每秒的帧级MV的平均值
3.10	frame_info	frame_skip	每秒的帧级 skip 和非 skip的比例，I帧为0
3.11	frame_info	decoder_buffer	解码器缓存状态：	芯片每秒上报一次帧信息。下溢表示：该帧
			0—OK	数据为空（3.3～3.11的帧数据中，前8位均
			1—OverFlow；上溢	为0，第9位为2）
			2—UnderFlow；下溢
			3—解码出现错误帧
4.1	video playback pause	FreezeCount	卡顿次数（播放器）	统计每秒视频帧信息中decoder_buffer=2或3
				的个数，超过500 ms（1 s内的半数帧以上）
				即计为卡顿一次
4.2	video playback pause	lagtv	卡顿时长	通过发生卡顿的帧数进行时长换算
			（播放器）（单位：ms）
5	U_MOS	MOS	视频MOS值（5分制）	通过芯片帧信息数据计算，每5 min计算一次

n₁	n₂	n₃	n₄	n₅	n₆
1.764 17	-1.875 08×10^-5	9.251 12×10^-5	6.289 61	-2 407.725 558	20.236 81
n₇	n₈	n₉	n₁₀	n₁₁
-11.374 05	0.069 90	0.003 28	-0.037 94	0.001 68

序号	分类	名称	描述	备注
1	Video	Switch	视频切换时延	探针网络抓包，从类似igmp leave的视频切换消息
	switching delay	Channel_time1	（探针首包）（单位：ms）	开始，到收到第一个网络数据包的时间
2	video start delay	Latency1	视频起播时延	探针网络抓包，从类似 DESCRIBE rtsp://的视频起
			（探针首包）（单位：ms）	播消息开始，到收到第一个网络数据包的时间
3	h_mos	StreamHealth	网络健康指数（5分制）	视频播放期间，主要基于 MDI 的 MLR 和 DF 统
				计，每5 min计算一次

参数/片源测试	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
switchChannel_time	1 087		251		375		1 467		3 419
switchChannel_time1	52		13		21		7		23
人眼感知视频切换时延（直播切台）	1 000		<500		<500		<1 500		3 000
Latency		503		482		505		498		186
Latency1		29		19		17		26		51
人眼感知视频起播时延（点播起播）		500		500		500		500		<500
FreezeCount	1	1	1	1	1	2	2	2	1	1
lagtv	1 200	960	1 400	840	13 680	1 680	1 680	1 600	1 080	1 360
人眼感知卡顿次数	1	1	1	1	13	2	2	2	1	1
人眼感知卡顿时长	1 000	<1 000	1 000	<1 000	13 000	1 000	1 000	1 000	<1 000	1 000
MOS（U_MOS）	4.28	4.34	4.23	4.04	3.95	3.91	3.92	3.92	4.21	4.16
StreamHealth（h_mos）	5.00	5.00	5.00	5.00	2.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00

泛视频质量评价模型分析及应用

Analysis and application of pan-video playback quality evaluation model

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[1]	韩建亭,张夙. 基于智能终端的视频通信业务服务质量评测模型研究[J]. 电信科学, 2013, 29(4): 27-32.
[2]	姚良,奚溪. 三网融合下视频业务质量评估体系的研究[J]. 电信科学, 2011, 27(3): 27-31.