網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究_畢設(shè)答辯

1、網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究 指導(dǎo)老師：姜秀華指導(dǎo)老師：姜秀華 學(xué)生：雷霄驊學(xué)生：雷霄驊2011.51背景和現(xiàn)狀背景和現(xiàn)狀2主要技術(shù)主要技術(shù)3軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4測(cè)試結(jié)果和結(jié)論測(cè)試結(jié)果和結(jié)論1.背景和現(xiàn)狀背景和現(xiàn)狀（一）（一） 背景和意義背景和意義（二）（二） 發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀（一）（一） 背景和意義背景和意義互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和普及為網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)大互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和普及為網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)大市場(chǎng)動(dòng)力，以音視頻為主的網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)正變得日益流行。市場(chǎng)動(dòng)力，以音視頻為主的網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)正變得日益流行。網(wǎng)絡(luò)視頻特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)視頻特點(diǎn)：1.信息量大；信息量大；2

2、.對(duì)時(shí)延和抖動(dòng)較高的要求。對(duì)時(shí)延和抖動(dòng)較高的要求。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：“盡最大努力交付盡最大努力交付”的網(wǎng)絡(luò)，不提供任何機(jī)制來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，不提供任何機(jī)制來(lái)預(yù)留資源或保證服務(wù)質(zhì)量。預(yù)留資源或保證服務(wù)質(zhì)量。因此對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等傳輸服務(wù)質(zhì)量參因此對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等傳輸服務(wù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和計(jì)算，對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和計(jì)算，對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制提供了客觀依據(jù)。提供了客觀依據(jù)。（二）（二） 發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀全部都是針對(duì)全部都是針對(duì)IPTV的的監(jiān)測(cè)設(shè)備主要用于設(shè)備和系統(tǒng)部署完成后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。監(jiān)測(cè)設(shè)備主要用于設(shè)備和系統(tǒng)部署完成后對(duì)系

3、統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。測(cè)試設(shè)備主要用于在系統(tǒng)部署之前對(duì)系統(tǒng)和系統(tǒng)中用到的設(shè)測(cè)試設(shè)備主要用于在系統(tǒng)部署之前對(duì)系統(tǒng)和系統(tǒng)中用到的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。備進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。主流產(chǎn)品如下：主流產(chǎn)品如下：1. ClearSight Networks及其產(chǎn)品及其產(chǎn)品Clearsight2. IneoQuest公司及其產(chǎn)品公司及其產(chǎn)品3. Shenick及其產(chǎn)品及其產(chǎn)品diversifEye 4. IXIA 公司及其產(chǎn)品公司及其產(chǎn)品1背景和現(xiàn)狀背景和現(xiàn)狀2主要技術(shù)主要技術(shù)3軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4測(cè)試結(jié)果和結(jié)論測(cè)試結(jié)果和結(jié)論2.主要技術(shù)主要技術(shù)（一）傳輸技術(shù)（一）傳輸技術(shù)（二）傳輸協(xié)議（二）傳輸協(xié)議運(yùn)輸層：運(yùn)輸層：

4、UDP,TCP應(yīng)用層：應(yīng)用層：RTP,RTCP,RTSP（一一） 傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)視頻服務(wù)視頻服務(wù)萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器媒體播放器 元文件瀏覽器 GET: 元文件 RESPONSEGET: 音頻/視頻文件 RESPONSE媒體服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器（二）（二） 傳輸傳輸協(xié)議協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型（二）（二） 傳輸傳輸協(xié)議協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型（二）（二） 傳輸傳輸協(xié)議協(xié)議運(yùn)輸層運(yùn)輸層lUDP提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。它不屬于連接型協(xié)議，因而具有資源消耗小，處理速度快的它不屬于連接型協(xié)議，因而具有資源消耗小，處理速度快的優(yōu)點(diǎn)，所以通常音頻、視頻和普

5、通數(shù)據(jù)在傳送時(shí)使用優(yōu)點(diǎn)，所以通常音頻、視頻和普通數(shù)據(jù)在傳送時(shí)使用UDP較較多（例如多（例如RTP,RTCP)lTCP提供的是可靠的、面向連接的傳輸控制協(xié)議。傳輸方式提供的是可靠的、面向連接的傳輸控制協(xié)議。傳輸方式較復(fù)雜。較復(fù)雜。應(yīng)用層應(yīng)用層lRTP：對(duì)音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝：對(duì)音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝,用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸lRTCP：控制：控制RTP傳輸，提供傳輸，提供RTP服務(wù)質(zhì)量的反饋服務(wù)質(zhì)量的反饋lRTSP：遠(yuǎn)程控制多媒體服務(wù)器（播放：遠(yuǎn)程控制多媒體服務(wù)器（播放/暫停）暫停）RTP,RTCP,RTSP在協(xié)議棧中的位置在協(xié)議棧中的位置RTCPRTP控制協(xié)議?？刂茀f(xié)議。會(huì)周期性傳輸?shù)剿?/p>

6、有會(huì)話參與者中（不超過(guò)會(huì)周期性傳輸?shù)剿袝?huì)話參與者中（不超過(guò)5%）RTCP 提供數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)分發(fā)質(zhì)量反饋信息分發(fā)質(zhì)量反饋信息，如時(shí)延抖動(dòng)，丟包率等，如時(shí)延抖動(dòng)，丟包率等等，并且涉及到了其它傳輸協(xié)議的流控制和擁塞控制。等，并且涉及到了其它傳輸協(xié)議的流控制和擁塞控制。萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器客戶機(jī)服務(wù)器媒體播放器 元文件瀏覽器媒體服務(wù)器 GET: 元文件 RESPONSESETUP RESPONSEPLAY RESPONSE RESPONSE TEARDOWN RTSP實(shí)時(shí)流協(xié)議實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP充當(dāng)多媒體服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。充當(dāng)多媒體服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。1背景和現(xiàn)狀背景和現(xiàn)狀2主要技術(shù)主要技術(shù)3軟件設(shè)計(jì)

7、與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4測(cè)試結(jié)果和結(jié)論測(cè)試結(jié)果和結(jié)論3.設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（一）（一）QoS參數(shù)的計(jì)算方法參數(shù)的計(jì)算方法（二）實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹（二）實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹（三）軟件總體設(shè)計(jì)（三）軟件總體設(shè)計(jì)（一一） QoS參數(shù)的計(jì)算方法參數(shù)的計(jì)算方法l時(shí)延抖動(dòng)時(shí)延抖動(dòng)RTP數(shù)據(jù)報(bào)在接收端包間隔和發(fā)送端包間隔時(shí)延差值的平均數(shù)據(jù)報(bào)在接收端包間隔和發(fā)送端包間隔時(shí)延差值的平均平滑絕對(duì)值。平滑絕對(duì)值。J可以指示即將到來(lái)的潛在網(wǎng)絡(luò)擁塞?？梢灾甘炯磳⒌絹?lái)的潛在網(wǎng)絡(luò)擁塞。l丟包率丟包率丟失的數(shù)據(jù)報(bào)與期望接收到的數(shù)據(jù)報(bào)之比丟失的數(shù)據(jù)報(bào)與期望接收到的數(shù)據(jù)報(bào)之比以上參數(shù)可以通過(guò)兩種方式獲得：以上參數(shù)可以通過(guò)兩種方式獲得：1.通過(guò)

8、通過(guò)RTCP包的字段數(shù)據(jù)獲得。包的字段數(shù)據(jù)獲得。缺點(diǎn)：不能看出該時(shí)間段內(nèi)抖動(dòng)的持續(xù)變換情況缺點(diǎn)：不能看出該時(shí)間段內(nèi)抖動(dòng)的持續(xù)變換情況2.通過(guò)通過(guò)RTP包中時(shí)間戳計(jì)算獲得。包中時(shí)間戳計(jì)算獲得。l抖動(dòng)抖動(dòng)在相同的在相同的RTP時(shí)間戳單位時(shí)間戳單位(單位為毫秒單位為毫秒)下，一個(gè)下，一個(gè)RTP數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的RTP時(shí)間戳?xí)r間戳Ri與該與該RTP數(shù)據(jù)報(bào)的時(shí)間戳數(shù)據(jù)報(bào)的時(shí)間戳Si之差叫做之差叫做“相關(guān)傳輸時(shí)相關(guān)傳輸時(shí)間間”(relative transmit time)。記相關(guān)傳輸時(shí)間為。記相關(guān)傳輸時(shí)間為di，有：，有： 對(duì)于先后到達(dá)接受端的對(duì)于先后到達(dá)接受端的RTP數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)

9、i和數(shù)據(jù)報(bào)和數(shù)據(jù)報(bào)j，兩者在接收端包間隔和發(fā)送，兩者在接收端包間隔和發(fā)送端包間隔的時(shí)延差值端包間隔的時(shí)延差值D(i，j)可表示為：可表示為： 將上式變換為：將上式變換為： 可得到可得到數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)時(shí)延抖動(dòng)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)時(shí)延抖動(dòng)J是連續(xù)計(jì)算的，每收到媒體源發(fā)出的一個(gè)是連續(xù)計(jì)算的，每收到媒體源發(fā)出的一個(gè)RTP數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)i，就計(jì)算包，就計(jì)算包i和按到達(dá)順序最近收到的包和按到達(dá)順序最近收到的包(i-1)之間的時(shí)延差之間的時(shí)延差D(i-1，i)，然后，然后按照下式計(jì)算時(shí)延抖動(dòng)：按照下式計(jì)算時(shí)延抖動(dòng)： iiS-Rdi )S-(S-)R-(Rj),D(iijij)S-(R-)S-(Rj),D(iiijjdi-d

10、jj)D(i,)/16)-J|i)1,-D(i(|JJ1 - i1 - ii1）接收時(shí)間，即某一時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間）接收時(shí)間，即某一時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間-使用使用Winpcap函數(shù)函數(shù)2）發(fā)送時(shí)間戳（）發(fā)送時(shí)間戳（timestamp）-讀取數(shù)據(jù)報(bào)首部讀取數(shù)據(jù)報(bào)首部l丟包率丟包率設(shè)在某一段時(shí)間設(shè)在某一段時(shí)間T內(nèi)，接收端所接收到的數(shù)據(jù)報(bào)的最小序列號(hào)為內(nèi)，接收端所接收到的數(shù)據(jù)報(bào)的最小序列號(hào)為SQmin，最大的序列號(hào)為最大的序列號(hào)為SQmax：，則在這段時(shí)間內(nèi)接收端所期望收到的數(shù)據(jù)：，則在這段時(shí)間內(nèi)接收端所期望收到的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)目報(bào)數(shù)目CE為：為： 設(shè)設(shè)CR為這段時(shí)間為這段時(shí)間T內(nèi)接收端實(shí)際收到的數(shù)據(jù)報(bào)總數(shù)，則在時(shí)

11、間段內(nèi)接收端實(shí)際收到的數(shù)據(jù)報(bào)總數(shù)，則在時(shí)間段T內(nèi)接內(nèi)接收端累計(jì)的丟包數(shù)收端累計(jì)的丟包數(shù)CC為：為： 數(shù)據(jù)報(bào)丟包率數(shù)據(jù)報(bào)丟包率RL可以計(jì)算如下：可以計(jì)算如下：minmaxSQSQCERECC-CCECL/CCR（二）實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹（二）實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)Live555出色的開(kāi)源視音頻服務(wù)器軟件。它實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)出色的開(kāi)源視音頻服務(wù)器軟件。它實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)流媒體傳輸協(xié)議如準(zhǔn)流媒體傳輸協(xié)議如RTP/RTCP、RTSP等的支等的支持。持。VLC Player媒體播放器。可以用于播放網(wǎng)絡(luò)串流媒體播放器?？梢杂糜诓シ啪W(wǎng)絡(luò)串流及本機(jī)多媒體檔案。及本機(jī)多媒體檔案。本課題在設(shè)計(jì)的本課題在設(shè)計(jì)的C+

12、軟件中嵌入軟件中嵌入VLC Player的控件實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)播媒體的播放。的控件實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)播媒體的播放。WANem廣域網(wǎng)模擬器。通過(guò)在廣域網(wǎng)模擬器。通過(guò)在數(shù)據(jù)報(bào)傳輸過(guò)程中加入數(shù)據(jù)報(bào)傳輸過(guò)程中加入人為的干擾，用來(lái)在局人為的干擾，用來(lái)在局域網(wǎng)內(nèi)模擬廣域網(wǎng)的信域網(wǎng)內(nèi)模擬廣域網(wǎng)的信道環(huán)境。道環(huán)境。通常情況下，局域網(wǎng)信道環(huán)境良好。不會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。通常情況下，局域網(wǎng)信道環(huán)境良好。不會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。抖動(dòng)也很不明顯。通過(guò)抖動(dòng)也很不明顯。通過(guò)WANem設(shè)置，可以模擬廣域網(wǎng)的環(huán)設(shè)置，可以模擬廣域網(wǎng)的環(huán)境，設(shè)置丟包率抖動(dòng)等。境，設(shè)置丟包率抖動(dòng)等。（三）軟件總體設(shè)計(jì)（三）軟件總體設(shè)計(jì)總體流程總體流程軟件初始化軟件初始化處理

13、用戶輸處理用戶輸入的數(shù)據(jù)入的數(shù)據(jù)警告，等待操作警告，等待操作網(wǎng)卡或網(wǎng)卡或地址為地址為空空打開(kāi)設(shè)備、設(shè)置相應(yīng)參數(shù)打開(kāi)設(shè)備、設(shè)置相應(yīng)參數(shù)啟動(dòng)播放器與流媒體服務(wù)器的連接啟動(dòng)播放器與流媒體服務(wù)器的連接開(kāi)啟新線程開(kāi)啟新線程捕獲數(shù)據(jù)報(bào)捕獲數(shù)據(jù)報(bào)是否是是否是RTP包？包？網(wǎng)卡和地址不為空網(wǎng)卡和地址不為空提取信息提取信息RTP報(bào)頭信息報(bào)頭信息計(jì)算傳輸質(zhì)量參數(shù)計(jì)算傳輸質(zhì)量參數(shù)提取報(bào)頭基本信息提取報(bào)頭基本信息是是否否顯示分析結(jié)果顯示分析結(jié)果1背景和現(xiàn)狀背景和現(xiàn)狀2主要技術(shù)主要技術(shù)3軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4測(cè)試結(jié)果和結(jié)論測(cè)試結(jié)果和結(jié)論4.測(cè)試結(jié)果和結(jié)論測(cè)試結(jié)果和結(jié)論（一）軟件（一）軟件介紹介紹（二二）軟件抓包性能的測(cè)試）軟件抓包性能的測(cè)試（三三）丟包率抖動(dòng)對(duì)于視頻質(zhì)量的影響）丟包率抖動(dòng)對(duì)于視頻質(zhì)量的影響（四四）總結(jié)總結(jié)（一）軟件（一）軟件功能介紹功能介紹（二）軟件抓包性能的測(cè)試（二）軟件抓包性能的測(cè)試（三）丟包率抖動(dòng)對(duì)于視頻質(zhì)量的影響（三）丟包率抖動(dòng)對(duì)于視頻質(zhì)量的影響編寫(xiě)的軟件實(shí)現(xiàn)了編寫(xiě)的軟件實(shí)現(xiàn)了:捕獲數(shù)據(jù)報(bào)捕獲數(shù)據(jù)報(bào),列表顯示數(shù)據(jù)報(bào)首部信息，實(shí)時(shí)計(jì)算傳輸參數(shù)（時(shí)延抖動(dòng)，丟列表顯示數(shù)據(jù)報(bào)首部信息，實(shí)時(shí)計(jì)算傳輸參數(shù)（時(shí)延抖動(dòng)，丟包率）包