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基于TCP視頻流的多層視頻體驗質量評價方法研究

時間:1970-01-01  作者:佚名

摘要:針對網絡性能的參數不能有效評估TCP視頻流體驗質量的問題,提出了一種客觀多層視頻體驗質量評價方法。該方法有兩個步驟。在第一步中,考慮到視頻播放性能參數對體驗質量的影響,提出了三個新穎的應用層參數;在對網絡狀態參數進行研究的基礎上,提煉出高級網絡層參數;對網絡層參數和應用層指標之間的關系進行推導和計算。在第二步,對應用層指標與體驗質量進行測試。在實際網絡下的仿真和測試實驗顯示,本文提出的方法能夠很好的評價TCP視頻流體驗質量。

論文關鍵詞:體驗質量,TCP,應用層參數,網絡層參數,BPNN

0引言

在過去的幾年中,在線視頻業務數量飛速增長,據估計到2017年在線視頻播放消費將增加到總體視頻消費量的69%[1]。隨著視頻流量的不斷增加,視頻業務的質量是否被用戶認可成為了擺在視頻網站、內容提供者、流媒體服務商和網絡運營商面前的一個重要和急迫的問題[2],而目前對視頻業務質量的研究中,各種算法和方案都存在不同程度的局限性,無法準確的反應用戶的主觀感受,所以研究面向視頻流媒體業務的用戶體驗質量評價具有重要的社會意義與較大的經濟價值。

目前獲取網絡視頻的手段很豐富,主要有網絡電視、視頻分享網站、P2P視頻等。基于TCP協議傳播的網絡視頻已經超過基于HTTP協議的網絡視頻。本文算法是對TCP視頻進行體驗質量評價。

本文提出了一種基于TCP視頻流的客觀的分層體驗質量評價方法。考慮到視頻播放性能參數對體驗質量的影響,本文提出了三個新穎的應用層參數:初始緩沖延時(IBD),后續緩沖時間均值(RBDM)和后續緩沖頻率(RBF);研究了網絡性能對視頻播放性能的影響機制,并提出了網絡層參數;對網絡層參數和應用層參數的關系進行分析量化;利用應用層參數通過主管測試對體驗質量進行評價。最后,通過在實際網絡下的仿真和測試實驗,顯示本文提出的方法能夠很好的評價TCP視頻流體驗質量。

1網絡層參數和應用層參數

本節首先提出了三個影響TCP視頻體驗質量的幾個重要的應用層參數和網絡層參數,然后分析計算了網絡層參數和應用層參數的關系。

1.1應用層性能參數

對于基于TCP網絡傳輸協議的視頻流,如果TCP下載流量低于播放速度,視頻播放就會暫停并等待視頻數據[3],多次的緩沖和卡頓嚴重地影響用戶的體驗質量。考慮視頻回放狀態和對體驗質量的影響,提出三個可量化的應用層性能指標量化視頻回放狀態,它們是:

1)初始緩沖延時(用IBD表示):這個參數表示視頻從開始緩沖到開始播放之間的時間間隔。

2)后續緩沖時間均值(用RBDM表示):這個參數表示整個視頻播放過程中多次緩沖時間的平均值。

3)后續緩沖頻率(用RBF表示):這個參數表示整個視頻播放過程中出現緩沖情況的頻率。

1.2網絡層性能參數

TCP視頻在傳送過程中的網絡信道不同,視頻質量降低的程度也不同。用來衡量網絡性能的參數有丟包、延遲和分組重傳[4]。本節對網絡狀態如何影響視頻應用層參數和用戶體驗的問題進行研究。在這里需要通過測量高層網絡性能參數來得到各種網絡條件。

在TCP流媒體視頻傳輸中,視頻接收器需要建立播放緩沖區來消除或減少網絡吞吐量波動帶來的影響。

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