音視頻通話業(yè)務(wù)體驗(yàn)指標(biāo)及評估方法

1音視頻通話業(yè)務(wù)體驗(yàn)指標(biāo)及評估方法本文件規(guī)定了影響音視頻通話用戶體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的因素，制定了音視頻通話用戶體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的綜合評價(jià)模型和評估方法。本文件適用于移動(dòng)終端視頻通話類應(yīng)用(包含ViLTE、ViNR、OTT等方式)的音視頻通話用戶體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)的評估，也可為音視頻通話平臺(tái)運(yùn)營和體驗(yàn)保障提供評估方法和分析參考。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件視頻通話端到端時(shí)延end-to-enddelayofvideocall視頻通話音視頻流從發(fā)送端用戶端數(shù)據(jù)采集到接收端用戶端音視頻流渲染顯示播放的單向端到端在視頻通話過程中，出現(xiàn)畫面一部分無法有效顯示的問題，例如出現(xiàn)黑邊、花邊、畫面下列縮略語適用于本文件BPP像素深度IMSIP多媒體子系統(tǒng)KPI關(guān)鍵性能指標(biāo)KQI關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)MOS主觀平均分OTT通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管道向用戶提供應(yīng)用服務(wù)PPD角度像素密度QoE體驗(yàn)質(zhì)量RTC實(shí)時(shí)通信YiLTE基于LTE的視頻通話業(yè)務(wù)YiNR基于NR的視頻通話業(yè)務(wù)IPMultimediaSrPixelsPerDegrQualityofExperienceReal-timeCommunicat5音視頻通話體驗(yàn)評估指標(biāo)及框架25.1關(guān)健體驗(yàn)指標(biāo)影響音視頻通話用戶體驗(yàn)的因素包括音視頻視聽體驗(yàn)質(zhì)量、交互體驗(yàn)質(zhì)量和呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量三個(gè)方面。音視頻視聽體驗(yàn)質(zhì)量，指視頻通話的清晰度和流暢度。交互體驗(yàn)質(zhì)量取決于音視頻通話的端到端時(shí)延，指發(fā)送端用戶端從音視頻采集到接收端用戶播放音視頻的實(shí)時(shí)性。呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量，是指因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葐栴}導(dǎo)致的音視頻卡頓、花屏或音畫不同步的體驗(yàn)損傷。如下圖1所示?；ㄆ翀D1影響音視頻通話體驗(yàn)的關(guān)鍵因素視頻通話端到端時(shí)延指視頻通話音視頻流從發(fā)送端用戶端數(shù)據(jù)采集到接收端用戶端音視頻流渲染顯示播放的單向端到端時(shí)延。這部分時(shí)延以毫秒(ms)為單位，主要包括：a)終端采集時(shí)延：客戶端采集音頻和視頻的時(shí)間b)終端前處理時(shí)延：終端音視頻前處理(如降噪)的時(shí)間c)編碼時(shí)延：音視頻編碼的時(shí)間；d)上行網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)廷：音視頻數(shù)據(jù)從客戶端發(fā)送給實(shí)時(shí)音視頻云平臺(tái)的時(shí)間o)實(shí)時(shí)音視頻云平臺(tái)傳輸時(shí)延或者NS平臺(tái)傳輸時(shí)延：音視頻數(shù)據(jù)在實(shí)時(shí)音視頻云平臺(tái)或者IMS平臺(tái)傳輸需要的時(shí)間：f)下行網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延：視頻通話從實(shí)時(shí)音視頻云平臺(tái)傳輸?shù)浇邮斩丝蛻舳说臅r(shí)間：g)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)緩沖時(shí)延：客戶端接收音視頻數(shù)據(jù)為了抗抖動(dòng)在緩沖區(qū)的時(shí)間：h)終端解碼時(shí)延：接收端客戶端對接收到的音視頻流進(jìn)行解碼的時(shí)間：i)音視頻后處理時(shí)延：接收端客戶端對音視頻進(jìn)行后處理(如對失真、圖像模糊的處理)的時(shí)j)終端播放時(shí)延：接收客戶端將解碼后的音視頻流完整顯示播放的時(shí)間5.2關(guān)鍵指標(biāo)框架音視頻通話業(yè)務(wù)受終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)等多方面影響。具體的指標(biāo)體系如下圖2所示。KPI(關(guān)鍵性能指標(biāo))一般指基于網(wǎng)元設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)側(cè)關(guān)鍵指標(biāo)，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，如帶寬、丟包KQI(關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo))從業(yè)務(wù)和應(yīng)用層面出發(fā)反映業(yè)務(wù)使用體驗(yàn)，包括視頻通話的流暢度、清晰度，呈現(xiàn)體驗(yàn)中是否有花屏、卡頓等；以及視頻通話過程中的實(shí)時(shí)交互體驗(yàn)等。3圖2音視頻通話關(guān)鍵指標(biāo)框架為保證實(shí)時(shí)性，視頻通話業(yè)務(wù)提供方通常使用較短的時(shí)間切片，將每個(gè)時(shí)間切片內(nèi)的音視頻數(shù)據(jù)通過編碼壓縮形成一系列IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。在智能移動(dòng)終端能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音視頻捕捉、編碼壓縮相關(guān)計(jì)算、封包傳輸和播放的情況下，網(wǎng)絡(luò)對音視頻數(shù)據(jù)流的可靠傳輸是保證視頻通話清晰、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況不佳時(shí)，對包含時(shí)間切片內(nèi)音視頻信息數(shù)據(jù)包的傳輸可能出現(xiàn)延遲增加、順序錯(cuò)亂、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤甚至信息丟失的情況。依據(jù)不同編碼、壓縮和傳輸策略，這些問題可能導(dǎo)致的體驗(yàn)質(zhì)量下降a)畫面信息丟失，包括丟幀(圖像未能正確傳輸)和棄幀(圖像到達(dá)廷遲過長被主動(dòng)舍棄):b)畫面質(zhì)量的損失，包括畫面出現(xiàn)模糊、馬賽克、自適應(yīng)分辨率降低等引起畫質(zhì)損失的情況：c)聲音的失真，包括聲音片段丟失、速度改變、頻率改變、細(xì)節(jié)丟失等情況：e)端到端時(shí)廷的不穩(wěn)定等除影響視頻通話本身業(yè)務(wù)質(zhì)量外，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量還會(huì)影響到包括呼叫、接聽、掛斷等一系列信令交互過程的成功率和等待時(shí)間。在充分考慮模型完整性和建模可行性的基礎(chǔ)上，采用分級映射的方式，可避免大量參數(shù)交叉測試。使主觀測試環(huán)節(jié)測試量可控，并有利于分析、建立視頻通話QoE評估模型。具體的視頻通話QoE評估模型框架，如Error!Referencesourcenotfound.所示。a)視頻質(zhì)量和音頻質(zhì)量構(gòu)成視聽體驗(yàn)質(zhì)量。在不受卡頓、花屏等體驗(yàn)損傷因素影響的情況下，視聽體驗(yàn)質(zhì)量用來表征用戶體驗(yàn)視頻通話時(shí)所見、所聽的主觀感受，以相關(guān)指標(biāo)如分辨率、幀率、碼率、編碼參數(shù)等作為輸入?yún)?shù)b)呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量用以表征受網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量影響的體驗(yàn)損傷，視頻通話過程中，因傳輸帶寬、時(shí)延及丟包導(dǎo)致的卡頓、花屏、音畫不同步等問題c)交互體驗(yàn)質(zhì)量用以表征視頻通話的實(shí)時(shí)性，主要受端到端時(shí)延的影響；d)綜合視聽體驗(yàn)質(zhì)量、呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量和交互體驗(yàn)質(zhì)量的視頻通話綜合體驗(yàn)質(zhì)量。51頻通話業(yè)R2頻通話業(yè)R3頻通話業(yè)S4特每秒，Kbps)頻通話業(yè)5數(shù)(fps)頻通話業(yè)6頻通話業(yè)7頻通話業(yè)8特每秒，Kbps)頻通話業(yè)9數(shù)頻通話業(yè)頻通話業(yè)時(shí)間(單位：毫秒)頻通話業(yè)時(shí)間(單位；毫秒)率應(yīng)用數(shù)據(jù)丟失率(%),頻通話業(yè)間的時(shí)延差(毫秒，ms)頻通話業(yè)延的單向端到端時(shí)廷(ms)頻通話業(yè)152345567頓感知質(zhì)量。取值范896.3輸入?yún)?shù)采集建議方法6.3.1輸入?yún)?shù)采集概述模型輸入?yún)?shù)采集可通過客戶端(或稱用戶端)采集或者在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采集，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取在網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)位置，網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)采集分為兩種：一種是在實(shí)時(shí)音視頻云平臺(tái)或者IMS平臺(tái)獲取指標(biāo)；一種是在接入網(wǎng)或者中間路由節(jié)點(diǎn)獲取指標(biāo)，采集節(jié)點(diǎn)可參考圖4所示?？蛻舳瞬杉稍趫D4中所示節(jié)點(diǎn)1處采集，網(wǎng)絡(luò)側(cè)采集可在圖4中所示節(jié)點(diǎn)2處采集，網(wǎng)絡(luò)側(cè)采集可按照需要在節(jié)點(diǎn)2示意的不同模塊處采集。頻通話是一個(gè)雙向通話的過程，發(fā)送端同時(shí)又是接收端，圖4示意圖中表征的是以其中一個(gè)客戶端作為發(fā)送端，另外一個(gè)客戶端作為接收端的單端作為發(fā)送端，另外一個(gè)客戶端作為接收端的單向視頻通話流程示意圖。圖4音視頻通話評估模型輸入?yún)?shù)采集節(jié)點(diǎn)參考示意圖6.3.2客戶端采集通過客戶端(或稱用戶增)可采集的輸入?yún)?shù)，如表3所示。由發(fā)送端側(cè)和接收端側(cè)配合實(shí)現(xiàn)，一段時(shí)間內(nèi)在發(fā)送8間6.3.3網(wǎng)絡(luò)側(cè)采集根據(jù)數(shù)據(jù)獲取在網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)位置，網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)采集分為兩種：一種是在實(shí)時(shí)音視頻云平臺(tái)或者IMS平臺(tái)獲取指標(biāo)；一種是在接入網(wǎng)或者中間路由節(jié)點(diǎn)獲取指標(biāo)。通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)可采集的輸入?yún)?shù)，如表4所示。(如：1秒),從網(wǎng)絡(luò)一端流到另一端的最大數(shù)據(jù)位由發(fā)送端側(cè)和接收端側(cè)配合實(shí)現(xiàn)，一段時(shí)間內(nèi)在發(fā)間為stauTme7音視頻通話用戶體驗(yàn)評估方法7.1評估方法概述為了綜合考慮網(wǎng)絡(luò)側(cè)和客戶端側(cè)視頻通話評估的不同需求，以及不同方法的工程實(shí)現(xiàn)，評估標(biāo)準(zhǔn)定義了兩類客觀評估模型用于評估視頻通話的用戶體驗(yàn)，分別是客戶端側(cè)模型和網(wǎng)絡(luò)側(cè)模型?？蛻舳藗?cè)模型的輸入?yún)?shù)為客戶端側(cè)提取的跟體驗(yàn)類直接相關(guān)的體驗(yàn)KQI參數(shù)，模型算法請參考本文件第7.1~7.2章節(jié)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)模型的輸入?yún)?shù)為網(wǎng)絡(luò)側(cè)相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)，模型算法請參考本文件第7.1和7.3章9驗(yàn)質(zhì)量(0.31),呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量(0.32),交互體驗(yàn)質(zhì)量(0.33))的函數(shù)關(guān)系。使用rteMOS表征0.41(綜合體驗(yàn)質(zhì)量),使用Q。表征0.31(視聽體驗(yàn)質(zhì)量),使用Qva表征rtcMOS=max(min(Qm-1)+(1-vsi·(5-Qmc)-vsz·(5-Qimteractlsm))+1,5),1)的權(quán)重，其形式如下公式(2)和公式(3):—Qo=max(min(fi(encode)-f?CFr)-fa5), (7) (8)在式(6)中Q=mox(min(u??×Q,+vz?×Qa+v23×Qo×Qa+v245)Qastal=max(min(v*exp(vy?·Astatam)+vn)·(vs?*exp(v?s*Astuattime)+v式(16);Qasm=max(mn(t9*exp(va*Tasym),5),1)…Q?=max(min(4+(1-v4s·(5-Qpstat)-v46*(5-Qastal))+視頻碼率范圍(Mhps)-2000ns~+2000ns(-代表音頻先于視頻，+代表視頻先(資料性)模型公式參數(shù)基于附錄A的典型實(shí)驗(yàn)條件，通過主觀體驗(yàn)測試和建模擬合，生成的一組模型公式參考系數(shù)如下：視頻模型系數(shù)視頻模型系數(shù)見表B.1i36gb)音頻模型系數(shù)音頻模型系數(shù)見表B.2。表B.2音頻質(zhì)量模型系數(shù)vis”v2o22212212212c)視聽模型系數(shù)視聽模型系數(shù)見表B.3。表B.3視聽體驗(yàn)質(zhì)量模型系數(shù)v21~v24d視頻卡頓模型系數(shù)。視頻卡頓模型系數(shù)見表B.4。表B.4視頻卡頓模型系數(shù)25”vs0o)音頻卡頓模型系數(shù)