[信息与通信]网络视频质量评价方法研究_毕设答辩

网络视频质量评价方法研究,指导老师：姜秀华 学生：雷霄骅2011.5,毕设答辩,1,背景和现状,2,主要技术,3,软件设计与实现,4,测试结果和结论,1.背景和现状,（一） 背景和意义（二） 发展现状,（一） 背景和意义,互联网的迅猛发展和普及为网络视频业务发展提供了强大市场动力，以音视频为主的网络视频业务正变得日益流行。,网络视频特点：1.信息量大；2.对时延和抖动较高的要求。计算机网络特点：“尽最大努力交付”的网络，不提供任何机制来预留资源或保证服务质量。,因此对数据传输的时延、抖动、丢包率等传输服务质量参数进行有效的监测和计算，对网络视频服务质量动态控制提供了客观依据。,（二） 发展现状,全部都是针对IPTV的监测设备主要用于设备和系统部署完成后对系统进行监视。测试设备主要用于在系统部署之前对系统和系统中用到的设备进行测试和验证。主流产品如下：1. ClearSight Networks及其产品Clearsight2. IneoQuest公司及其产品,3. Shenick及其产品diversifEye 4. IXIA 公司及其产品,1,背景和现状,2,主要技术,3,软件设计与实现,4,测试结果和结论,2.主要技术,（一）传输技术（二）传输协议运输层：UDP,TCP应用层：RTP,RTCP,RTSP,（一） 传输技术,视频服务,（二） 传输协议,网络协议模型,（二） 传输协议,网络协议模型,（二） 传输协议,运输层UDP提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多（例如RTP,RTCP)TCP提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议。传输方式较复杂。,应用层RTP：对音视频数据进行封装,用于计算机网络传输RTCP：控制RTP传输，提供RTP服务质量的反馈RTSP：远程控制多媒体服务器（播放/暂停）RTP,RTCP,RTSP在协议栈中的位置,RTP数据报首部关键字段序列号(sN)：16位，每发送一个RTP信息数据包，序列号就会自动加1，接收端可以用它来检查信息数据包是否有丢失以及按顺序号处理信息包。时间戳(Time Stamp)：32位，它反映RTP数据信息包中第一个字节的采样时刻(时间)。接收端可以利用这个时间戳来去除由网络引起的信息包的抖动，并且在接收端为播放提供同步功能。,RTCPRTP控制协议。会周期性传输到所有会话参与者中（不超过5%）RTCP 提供数据分发质量反馈信息，如时延抖动，丢包率等等，并且涉及到了其它传输协议的流控制和拥塞控制。,201发送端报告分组SR 202接收端报告分组RR203源点描述分组SDES204结束分组BYE 205特定应用分组APP,由于本课题着重探讨的是一种基于RTP协议以实时监测网络视频传输质量的实现方法，而不是依据基于RTCP中提取质量参数的方法，不对各种类型RTCP包的可变长首部进行研究。,RTSP实时流协议RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制。,1,背景和现状,2,主要技术,3,软件设计与实现,4,测试结果和结论,3.设计与实现,（一）QoS参数的计算方法（二）实验环境介绍（三）软件总体设计,（一） QoS参数的计算方法,时延抖动RTP数据报在接收端包间隔和发送端包间隔时延差值的平均平滑绝对值。J可以指示即将到来的潜在网络拥塞。丢包率丢失的数据报与期望接收到的数据报之比以上参数可以通过两种方式获得：1.通过RTCP包的字段数据获得。缺点：不能看出该时间段内抖动的持续变换情况2.通过RTP包中时间戳计算获得。,抖动在相同的RTP时间戳单位(单位为毫秒)下，一个RTP数据报到达时刻对应的RTP时间戳Ri与该RTP数据报的时间戳Si之差叫做“相关传输时间”(relative transmit time)。记相关传输时间为di，有： 对于先后到达接受端的RTP数据报i和数据报j，两者在接收端包间隔和发送端包间隔的时延差值D(i，j)可表示为： 将上式变换为： 可得到数据报到达时延抖动J是连续计算的，每收到媒体源发出的一个RTP数据报i，就计算包i和按到达顺序最近收到的包(i-1)之间的时延差D(i-1，i)，然后按照下式计算时延抖动：,1）接收时间，即某一时刻的绝对时间-使用Winpcap函数2）发送时间戳（timestamp）-读取数据报首部已知时间戳的计数依据式：新时间戳=上一个时间戳+绝对时间间隔采样频率变换得到式：绝对时间间隔=（新时间戳上一个时间戳）采样频率由此统一收发时间间隔为绝对时间,单位不同！,丢包率设在某一段时间T内，接收端所接收到的数据报的最小序列号为SQmin，最大的序列号为SQmax：，则在这段时间内接收端所期望收到的数据报数目CE为： 设CR为这段时间T内接收端实际收到的数据报总数，则在时间段T内接收端累计的丢包数CC为： 数据报丢包率RL可以计算如下：,（二）实验环境介绍,流媒体点播系统,Live555出色的开源视音频服务器软件。它实现了对标准流媒体传输协议如RTP/RTCP、RTSP等的支持。,VLC Player媒体播放器。可以用于播放网络串流及本机多媒体档案。本课题在设计的C+软件中嵌入VLC Player的控件实现对点播媒体的播放。,WANem广域网模拟器。通过在数据报传输过程中加入人为的干扰，用来在局域网内模拟广域网的信道环境。,通常情况下，局域网信道环境良好。不会出现丢包现象。抖动也很不明显。通过WANem设置，可以模拟广域网的环境，设置丢包率抖动等。,（三）软件总体设计,总体流程,软件初始化,处理用户输入的数据,警告，等待操作,网卡或地址为空,打开设备、设置相应参数启动播放器与流媒体服务器的连接开启新线程,捕获数据报,网卡和地址不为空,提取信息RTP报头信息计算传输质量参数,提取报头基本信息,是,否,显示分析结果,1,背景和现状,2,主要技术,3,软件设计与实现,4,测试结果和结论,4.测试结果和结论,（一）软件介绍（二）软件抓包性能的测试（三）丢包率抖动对于视频质量的影响（四）总结,（一）软件功能介绍,网卡，点播地址,视频质量参数,播放窗口,控制按钮,数据报信息,（二）软件抓包性能的测试,视频演示,wireshark,本课题设计的软件,（三）丢包率抖动对于视频质量的影响,丢包率演示抖动演示,抖动较高(300ms)时画面,丢包率较高（30%）时画面,编写的软件实现了:捕获数据报,列表显示数据报首部信息，实