CN102057634B - 音频质量估计方法以及音频质量估计设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种音频质量估计设备,包括:音频分组丢失频率计算单元(11),用于当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;平均影响时间计算单元(12),用于基于所接收的IP分组的信息,计算作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间的平均影响时间;以及主观质量评估值估计单元(22),用于基于音频分组丢失频率以及平均影响时间,估计主观质量评估值。
Description
技术领域
本发明涉及一种在流传输多媒体电信服务中估计音频数据的主观质量的技术,更具体地,涉及一种在多媒体电信服务中的音频质量设计/管理技术。
背景技术
当提供流传输多媒体电信服务时,对用户在供应电信服务的同时体验到的音频质量进行测量对于管理服务中的质量和处理客户抱怨来说是必不可少的。一种更准确地测量QoE(体验质量)的方法是由主体实际评估QoE的主观质量评估方法。然而,该方法无法测量服务中的质量。因此,需要开发一种客观测量QoE的技术。
客观质量评估方法分为多种类别。参数模型是用于根据所输入的质量因素基于质量因素与QoE之间的关系对QoE进行估计的模型。该模型适于服务质量设计。参数分组层模型是用于基于发送/接收侧的分组首部信息对作为参数模型的输入而给定的质量因素中的一些进行测量的模型。该模型适于测量服务中的QoE。ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)的推荐P.564定义了电话频带或宽带电话的分组层模型的标准(参见参考文献“Conformance testing for narrow-bandvoice over IP transmission quality assessment models”,ITU-TRecommendation P.564,July 2006”)。
发明内容
本发明要解决的问题
传统的客观质量评估方法以其中存储在一个分组中的数据的时间长度是固定的并且提供单个介质的服务为目标。然而,在多媒体电信服务中利用的音频数据中,存储在一个分组中的数据的量(时间长度)由于编码方法而不是恒定的,分组有时包含与音频数据不同的介质。因此,传统的参数分组层模型无法适当地估计音频质量。这样一来,传统的客观质量评估方法无法在多媒体电信服务中估计音频数据的主观质量。
本发明已用于解决上述问题,其目的是提供一种能够在多媒体电信服务中适当地估计音频数据的主观质量的音频质量估计方法、音频质量估计设备以及程序。
解决问题的手段
根据本发明,提供了一种用于多媒体电信服务的音频质量估计方法,所述多媒体电信服务发送作为包含音频数据的IP分组的音频分组和不包含音频数据的IP分组的混合分组,所述方法包括以下步骤:音频分组丢失频率计算步骤,当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;以及主观质量评估值估计步骤,基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值。
根据本发明,提供了一种音频质量估计设备,包括:音频分组丢失频率计算装置,用于当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;平均影响时间/平均音频突发长度计算装置,用于基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的 音频分组的平均数目;以及主观质量评估值估计装置,用于基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值。
根据本发明,提供了一种音频质量估计程序,使计算机执行以下操作:音频分组丢失频率计算步骤,当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;以及主观质量评估值估计步骤,基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值。
本发明的效果
如上所述,本发明包括:音频分组丢失频率计算步骤,计算音频分组丢失频率;平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤,计算平均影响时间或平均音频突发长度;以及主观质量评估值估计步骤,基于音频分组丢失频率以及平均影响时间或平均音频突发长度,估计主观质量评估值。因此,本发明可以在多媒体电信服务中的服务接收侧测量音频数据的适当的主观质量。本发明可以通过在接收侧计算多个质量参数来测量服务中的准确主观质量评估值。本发明可以从接收侧及时地且容易地获取管理质量和处理客户抱怨所必需的信息。
附图说明
图1是示出了表示本发明原理的音频质量估计设备的配置的框图;
图2是解释了音频分组丢失频率和平均影响时间的视图;
图3是示出了在主观质量评估实验中使用以获得音频分组丢失频 率与QoE之间的关系的IP分组的视图;
图4是例证了音频分组丢失频率与QoE之间的关系的曲线图;
图5是解释了将与参考影响时间长度不同的平均影响时间长度的一次音频分组丢失转换为导致与该丢失等价的质量下降的参考影响时间长度的音频分组丢失频率的方法的曲线图;
图6是例证了平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的关系的曲线图;
图7是示出了根据本发明第一实施例的音频质量估计设备的配置的框图;
图8是示出了根据本发明第一实施例的音频质量估计设备的操作的流程图;
图9是示出了本发明第一实施例中由音频比特率计算单元执行的音频比特率计算方法的流程图;
图10是示出了本发明第一实施例中由IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元计算IP分组丢失频率和平均突发长度的方法的流程图;
图11是示出了本发明第一实施例中由音频分组计数比计算单元执行的音频分组计数比计算方法的流程图;
图12是例证了本发明第一实施例中音频分组丢失频率计算单元的配置的框图;
图13是示出了本发明第一实施例中由音频分组丢失频率计算单元执行的音频分组丢失频率计算方法的流程图;
图14是示出了本发明第一实施例中由平均音频突发长度计算单元执行的平均音频突发长度计算方法的流程图;
图15是示出了本发明第一实施例中由平均音频分组计数计算单元执行的平均音频分组计数计算方法的流程图;
图16是例证了本发明第一实施例中平均影响时间计算单元的配置的框图;
图17是示出了本发明第一实施例中由平均影响时间计算单元执行的平均影响时间计算方法的流程图;
图18是例证了本发明第一实施例中主观质量评估值估计单元的配置的框图;
图19是示出了本发明第一实施例中由主观质量评估值估计单元执行的主观质量评估值估计方法的流程图;
图20是示出了根据本发明第二实施例的音频质量估计设备的配置的框图;
图21是示出了根据本发明第二实施例的音频质量估计设备的操作的流程图;
图22是例证了本发明第二实施例中主观质量评估值估计单元的配置的框图;
图23是示出了本发明第二实施例中由主观质量评估值估计单元执行的主观质量评估值估计方法的流程图。
具体实施方式
[本发明的原理]
为了解决上述问题,本发明提出了参数分组层模型。更具体地,导出了用于在多媒体电信服务中估计音频质量的参数模型。基于接收侧的分组首部信息,计算在服务中变化的输入参数,如音频比特率、分组丢失频率或平均突发长度。
多媒体电信服务是用于发送作为包含音频数据的IP分组的音频分组和不包含音频数据的IP分组的混合分组的电信服务。在多媒体电信服务中,经由IP网络来发送这些分组。
图1是示出了表示本发明原理的音频质量估计设备的配置的框图。图1中的音频质量估计设备包括:参数导出单元1,导出输入参数;以及质量估计单元2,基于输入参数来计算音频数据的主观质量评估值。
参数导出单元1包括包括音频比特率计算单元10、音频分组丢失频率计算单元11和平均影响时间计算单元12。音频比特率计算单元10基于从IP网络(未示出)接收的IP分组的信息来计算音频比特率。音频分组丢失频率计算单元11基于从IP网络接收的IP分组的信息来对音 频分组丢失进行计数。平均影响时间计算单元12基于从IP网络接收的IP分组的信息来计算平均影响时间。
质量估计单元2包括编码音频质量值数据库20、系数数据库21和主观质量评估值估计单元22。在编码音频质量值数据库20中,预先累积每一个均表示以下音频数据的主观质量的编码音频质量值:该音频数据的质量在编解码器进行编码时已下降。在系数数据库21中,预先累积用于计算主观质量评估值的系数。主观质量评估值估计单元22基于音频分组丢失频率和平均影响时间来计算主观质量评估值。
音频质量估计设备考虑由编码导致的失真和由分组丢失引起的下降。在由于编码失真而使得质量已下降的音频数据的质量测量中,通过主观质量评估实验来测量每个音频比特率(kbps)和每个采样率(kHz)处的主观质量评估值,从而创建编码音频质量值数据库20,作为主观质量评估值数据库。然后使用编码音频质量值数据库20。
如下执行由于分组丢失而使得质量已下降的音频数据的质量测量。首先,将分组丢失除以音频分组丢失频率La和一次丢失的平均影响时间t(ms)。图2是解释了音频分组丢失频率La和平均影响时间t的视图。图2的(A)表示在将音频数据划分为IP分组之前的该音频数据。参考标记200表示每个帧。在这种情况下,一个帧的长度是100ms。
图2的(B)表示存储音频数据和其他数据的IP分组。音频分组201和202存储音频数据,IP分组203存储与音频数据不同的数据。在图2的(B)的示例中,将一个帧的音频数据分为两份,分别存储在IP分组201和202中。假定在IP分组中产生图2的(B)中的丢失204至207。丢失204表示连续丢失8个IP分组的情况。丢失205表示连续丢失2个IP分组的情况。丢失206和207表示丢失一个IP分组的情况。
当对IP分组的丢失进行计数时,IP分组丢失频率是4,并且丢失的IP分组计数是12。将丢失的IP分组计数除以IP分组丢失频率得到12/4=3。
当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次分组丢失进行计数,获得音频分组丢失频率La。由于丢失207是包含与音 频数据不同的数据的IP分组的丢失,因此对丢失204至206进行计数以计算音频分组丢失,如图2的(C)所示。因此,音频分组丢失频率是3。
平均影响时间t是在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间。在丢失204中丢失了两个帧的音频数据,在丢失205和206中的每一个中丢失了一个帧的音频数据。被这些丢失影响的帧的总数是4,因此,被三个丢失影响的帧的平均数目是4/3=1.333...。平均影响时间是将被影响的帧的平均数目乘以帧长度得到的值1.333...×100(ms)=133.333...(ms)。
接下来,音频质量估计设备的用户导出用于根据音频分组丢失频率和平均影响时间估计主观质量评估值的模型(质量估计函数)。
针对平均影响时间设置参考值t’(ms),并将平均影响时间固定为参考影响时间t’(ms)。更具体地,准备IP分组流,其中,将一个帧长度设置为t’(ms),产生分组丢失300从而丢失一个帧的音频数据,如图3所示,并将分组丢失300设置为不超过一个帧。在这种情况下,被影响的帧的平均数目是1,因此,平均影响时间是t’(ms)。然后,进行主观质量评估实验,以再现通过IP分组流发送的音频数据,由主体评估再现的话音,并确定QoE。
针对具有各个音频分组丢失频率的IP分组进行该主观质量评估实验,获得音频分组丢失频率与QoE之间的关系,如图4所示。用户根据图4所示的关系,导出音频分组丢失频率与QoE之间的关系fa。
此后,针对具有与参考影响时间t’不同的平均影响时间的IP分组流进行主观质量评估实验。此时,针对其中将平均影响时间设置为与参考值t’(ms)不同的t”(ms)并且将音频分组丢失频率设置为1的IP分组流,采用以下方式进行主观质量评估实验。将此时获得的QoE定义为Q”。基于关系fa,用户计算以下音频分组丢失频率:在该音频分组丢失频率处,当将平均影响时间设置为参考值t’(ms)时,获得QoEQ”(图5)。所计算的音频分组丢失频率被定义为虚拟音频分组丢失频率V”。
针对具有各个平均影响时间t”(ms)的IP分组流执行主观质量评 估实验以及对虚拟音频分组丢失频率V”的计算,获得平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的关系,如图6所示。用户根据图6所示的关系,导出平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的关系fb。在主观质量评估值估计单元22中预先设置由此导出的关系fa和fb。
当估计音频数据的质量时,主观质量评估值估计单元22根据由平均影响时间计算单元12计算的平均影响时间长度t,使用关系fb,计算虚拟音频分组丢失频率V。主观质量评估值估计单元22通过将虚拟音频分组丢失频率V与由音频分组丢失频率计算单元11计数的音频分组丢失频率La相乘,计算值(V×La)。主观质量评估值估计单元22将要获得的质量视为与在参考影响时间为t’并且丢失出现(V×La)次时获得的质量相同。然后,主观质量评估值估计单元22根据音频分组丢失频率(V×La),使用关系fa,计算音频数据的主观质量评估值Q。
根据本发明的音频质量估计设备可以通过根据从IP网络接收的IP分组的首部信息计算多个输入参数,实时估计质量。
音频比特率计算单元10根据从IP网络接收的IP分组的首部信息来测量音频信息的数据,并计算每秒的数据量,从而计算音频比特率。
音频分组丢失频率计算单元11根据从IP网络接收的IP分组的首部信息来检测丢失的IP分组,并基于音频数据与所有数据之比来估计丢失的IP分组中包含音频数据的IP分组的数目。然后,音频分组丢失频率计算单元11将在预定时间估计的包含音频数据的IP分组的丢失频率设置为音频分组丢失频率。
类似地,平均影响时间计算单元12根据从IP网络接收的IP分组的首部信息来检测丢失的IP分组,并基于音频数据与所有数据之比来估计丢失的IP分组中包含音频数据的IP分组的数目。然后,平均影响时间计算单元12将在预定时间估计的包含音频数据的IP分组的突发长度的平均值设置为平均音频突发长度。
[第一实施例]
将参照附图来描述本发明第一实施例。图7是示出了根据本发明第一实施例的音频质量估计设备的配置的框图。与图1中相同的参考标 记表示相同部件。
音频质量估计设备包括参数导出单元1、质量估计单元2和中间参数导出单元3。中间参数导出单元3导出用于获得由参数导出单元1导出的音频分组丢失频率和平均影响时间的中间参数。
中间参数导出单元3包括音频分组计数比计算单元30、IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31、平均音频突发长度计算单元32和平均音频分组计数计算单元33。音频分组计数比计算单元30基于从IP网络(未示出)接收的IP分组的信息来计算音频分组计数与总IP分组计数之比。基于所接收的IP分组的信息,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31通过在不管连续长度的情况下将单个地或连续地产生的IP分组丢失作为一次IP分组丢失进行计数,计算IP分组丢失频率。IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31还将平均突发长度作为包含在一次IP分组丢失中的IP分组的平均数目进行计算。基于平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比,平均音频突发长度计算单元32将平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目进行计算。基于所接收的IP分组的信息,平均音频分组计数计算单元33计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目。
第一实施例以使用IP/UDP(用户数据报协议)/RTP(实时传输协议)分组结构的数据传输为目标。图8示出了根据第一实施例的音频质量估计设备的操作的流程图。该音频质量估计设备首先获得参数。
音频比特率计算单元10计算音频比特率A(步骤S1)。图9是示出了由音频比特率计算单元10计算音频比特率A的方法的流程图。首先,音频比特率计算单元10采集T’秒的IP分组流(步骤S100),并基于IP分组流中的IP分组的RTP首部中的序列号,对IP分组进行排序(步骤S101)。
然后,音频比特率计算单元10从IP分组流中提取未检验的IP分组之一。此外,音频比特率计算单元10从IP分组的IP首部中提取源IP地址和目的地IP地址,从IP分组的UDP首部中提取起始端口号和目的地端口号,并从IP分组的RTP首部中提取7比特有效载荷类型号(步骤S102)。
音频比特率计算单元10确定所提取的源IP地址和目的地IP地址是否与评估目标的源IP地址和目的地IP地址相匹配,所提取的起始端口号和目的地端口号是否与评估目标的起始端口号和目的地端口号相匹配,以及所提取的有效载荷类型号是否与评估目标的有效载荷类型号相匹配(步骤S103)。
如果从IP分组中提取的所有源IP地址、目的地IP地址、起始端口号、目的地端口号和有效载荷类型号与评估目标的值相匹配,则音频比特率计算单元10确定被提取的IP分组是要评估的音频分组,并前进至步骤S104。如果源IP地址、目的地IP地址、起始端口号、目的地端口号和有效载荷类型号中的至少一个与评估目标的值不匹配,则音频比特率计算单元10前进至步骤S105。
在步骤S 104,音频比特率计算单元10测量音频分组的数据量D(kb),并将所测量的数据量D增加至作为累积值的音频数据量Da(kb)。
在步骤S104结束之后或者如果步骤S103为否,则音频比特率计算单元10确定在IP分组流中是否存在未检验的IP分组(步骤S105)。如果存在未检验的IP分组,则音频比特率计算单元10返回至步骤S102;如果不存在未检验的IP分组,则前进至步骤S106。重复步骤S102至S105的处理,直到检验了IP分组流的所有IP分组为止。
在检验结束之后,音频比特率计算单元10通过将音频数据量Da(kb)除以时间T’,计算音频比特率A(步骤S106):
A=Da/T’ ...(1)
然后,音频比特率计算单元10的处理结束。
在导出音频分组丢失频率La的过程中,计算IP分组丢失频率L、平均突发长度B以及音频分组计数与总IP分组计数之比Pa,作为三个中间参数。
IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31计算IP分组丢失频率L和平均突发长度B(图8中的步骤S2)。图10是示出了由IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31计算IP分组丢失频率L和平均突发长度B的方法的流程图。
IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31采集T秒的IP分组流(步骤S200),并基于IP分组流中的IP分组的RTP首部中的序列号,对IP分组进行排序(步骤S201)。然后,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31获取相应IP分组的RTP首部中的序列号(步骤S202)。
IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31将第一RTP分组的序列号SS和已在步骤S202获取的最后一个RTP分组的序列号S1,并确定第一序列号SS是否大于最后一个序列号S1(步骤S203)。
如果第一序列号SS小于最后一个序列号S1(步骤S203的否),则IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31从满足SS<X<S1的所有X中提取不作为在步骤S202获取的序列号而存在的号码X1、X2、...、Xk(步骤S204)。
IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31获得作为丢失的序列号X1、X2、...、Xk的累积数的丢失IP分组计数k。此外,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31基于序列号X1、X2、...、Xk的连续性来计算IP分组丢失频率,并将所计算的频率设置为T秒中的IP分组丢失频率L(步骤S205)。在计算IP分组丢失频率L的过程中,如果序列号连续丢失,则将具有连续序列号的IP分组的丢失作为一次分组丢失进行计数。
如果第一序列号SS大于最后一个序列号S1(步骤S203的是),则IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31从满足0≤X<S1或SS<X≤65535的所有X中提取不作为在步骤S202获取的序列号而存在的号码X1、X2、...、Xk(步骤S206)。
IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31获得作为丢失的序列号X1、X2、...、Xk的累积数的丢失IP分组计数k。此外,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31基于序列号X1、X2、...、Xk的连续性来计算IP分组丢失频率,并将所计算的频率设置为T秒中的IP分组丢失频率L(步骤S207)。
在步骤S207的处理结束之后,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31确定0和65535是否都存在于在步骤S206提取的序列号X1、X2、...、Xk中(步骤S208)。如果0和65535都存在于序列号X1、X2、...、 Xk中,则IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31前进至步骤S209;如果0和65535中的至少一个不存在,则IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31前进至步骤S210。
如果0和65535是否都存在于序列号X1、X2、...、Xk中,则将包含序列号0的丢失和包含序列号65535的丢失作为一次丢失进行计数。因此,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31将通过将在步骤S207计算出的IP分组丢失频率L减1而得到的值设置为最终IP分组丢失频率L(步骤S209)。如果0和65535中的至少一个不存在于序列号X1、X2、...、Xk中,则IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31将在步骤S207计算出的值直接设置为IP分组丢失频率L。
最后,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31通过将丢失IP分组计数k除以IP分组丢失频率L来计算平均突发长度B(步骤S210):
B=k/L ...(2)
然后,IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31的处理结束。
音频分组计数比计算单元30计算音频分组计数与总IP分组计数之比Pa(图8中的步骤S3)。图11是示出了由音频分组计数比计算单元30计算音频分组计数的比Pa的方法的流程图。
音频分组计数比计算单元30采集T’秒的IP分组流(步骤S300),并基于IP分组流中的IP分组的RTP首部中的序列号,对IP分组进行排序(步骤S301)。
步骤S302和S303中的处理与图9的步骤S102和S103中的处理相同。如果在步骤S303,从IP分组中提取的所有源IP地址、目的地IP地址、起始端口号、目的地端口号和有效载荷类型号与评估目标的值相匹配,则音频分组计数比计算单元30确定被提取的IP分组是要评估的音频分组,并前进至步骤S304。如果源IP地址、目的地IP地址、起始端口号、目的地端口号和有效载荷类型号中的至少一个与评估目标的值不匹配,则音频分组计数比计算单元30前进至步骤S305。
在步骤S304,音频分组计数比计算单元30将音频分组计数Na加1。
在步骤S304的处理结束之后或者如果步骤S303为否,则音频分组计数比计算单元30将IP分组流的总IP分组计数N加1(步骤S305)。
然后,音频分组计数比计算单元30确定在IP分组流中是否存在为检验的IP分组(步骤S306)。如果存在未检验的IP分组,则音频分组计数比计算单元30返回至步骤S302;如果不存在未检验的IP分组,则前进至步骤S307。重复步骤S302至S306的处理,直到检验了IP分组流的所有IP分组为止。
在检验结束之后,音频分组计数比计算单元30通过将音频分组计数Na除以总IP分组计数N来计算音频分组计数Na与总IP分组计数N之比Pa(步骤S307):
Pa=Na/N ...(3)
然后,音频分组计数比计算单元30的处理结束。
音频分组丢失频率计算单元11基于已采用以上方式计算出的IP分组丢失频率L、平均突发长度B以及音频分组计数Na与总IP分组计数N之比Pa,对音频分组丢失频率La进行计数(图8中的步骤S4)。图12是例证了音频分组丢失频率计算单元11的配置的框图。图13是示出了由音频分组丢失频率计算单元11计算音频分组丢失频率La的方法的流程图。
音频分组丢失频率计算单元11包括丢失音频分组计数期望值计算单元110和音频分组丢失频率确定单元111。丢失音频分组计数期望值计算单元110将平均突发长度B和音频分组计数Na与总IP分组计数N之比相乘,从而计算一次IP分组丢失所丢失的音频分组的数目的期望值。音频分组丢失频率确定单元111根据音频分组的数目的期望值和IP分组丢失频率L,确定音频分组丢失频率La。
音频分组丢失频率计算单元11无法确定存储在丢失的IP分组的有效载荷中的数据的类型。因此,音频分组丢失频率计算单元11基于平均突发长度B以及音频分组计数Na与总IP分组计数N之比Pa,计算一次IP分组丢失所丢失的音频分组的数目的期望值Y(步骤S400):
Y=B×Pa ...(4)
随后,音频分组丢失频率计算单元11确定期望值Y是否小于1(步骤S401)。如果Y≥1,则音频分组丢失频率计算单元11确定一次IP分组丢失始终包含Y个音频分组(步骤S402),并设置音频分组丢失频率 La=L(步骤S403)。
如果在步骤S401Y<1,则音频分组丢失频率计算单元11确定一次分组丢失以概率Y(=B×Pa)包含一个音频分组(步骤S404)。在这种情况下,以IP分组丢失频率L,在L×Y个分组丢失中丢失一个音频分组。因此,音频分组丢失频率计算单元11设置音频分组丢失频率La=L×Y(步骤S405)。相应地,音频分组丢失频率计算单元11的处理结束。
在计算平均影响时间t的过程中,计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频突发长度Ba和平均音频分组计数Pn,作为两个中间参数。
平均音频突发长度计算单元32计算平均音频突发长度Ba(图8中的步骤S5)。图14是示出了由平均音频突发长度计算单元32计算平均音频突发长度Ba的方法的流程图。
步骤S500、S501、S502和S504的处理与图13的步骤S400、S401、S402和S404的处理相同。如果Y≥1,则平均音频突发长度计算单元32设置平均音频突发长度Ba=Y(步骤S503);如果Y<1,则设置平均音频突发长度Ba=1(步骤S505)。然后,平均音频突发长度计算单元32的处理结束。
平均音频分组计数计算单元33计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频分组计数Pn(图8中的步骤S6)。图15是示出了由平均音频分组计数计算单元33计算平均音频分组计数Pn的方法的流程图。
平均音频分组计数计算单元33采集T’秒的IP分组流(步骤S600),并基于IP分组流中的IP分组的RTP首部中的序列号,对IP分组进行排序(步骤S601)。
步骤S602、S603和S604的处理与图11的步骤S302、S303和S304的处理相同。
平均音频分组计数计算单元33在步骤S604将音频分组计数Na加1,并确定在步骤S603提取的音频分组中包含的RTP首部的标记比特是否是1(步骤S605)。标记比特值“1”意味着该分组是包含音频数据的帧的最后数据在内的音频分组。因此,如果标记比特是1,则平均音 频分组计数计算单元33将帧计数Nm加1(步骤S606)。
在步骤S606的处理结束之后或者如果步骤S603或S605为否,则平均音频分组计数计算单元33将IP分组流的总IP分组计数N加1(步骤S607)。
此后,平均音频分组计数计算单元33确定在IP分组流中是否存在未检验的IP分组(步骤S608)。如果存在未检验的IP分组,则平均音频分组计数计算单元33返回至步骤S602;如果不存在未检验的IP分组,则前进至步骤S609。重复步骤S602至S608的处理,直到检验了IP分组流的所有IP分组为止。
在检验结束之后,平均音频分组计数计算单元33通过将音频分组计数Na除以帧计数Nm,计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频分组计数Pn(步骤S609):
Pn=Na/Nm ...(5)
相应地,平均音频分组计数计算单元33的处理结束。
平均影响时间计算单元12基于已在采用以上方式计算出的、存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频突发长度Ba和平均音频分组计数Pn,计算平均影响时间t(图8中的步骤S7)。图16是例证了平均影响时间计算单元12的配置的框图。图17是示出了由平均影响时间计算单元12计算平均影响时间t的方法的流程图。
平均影响时间计算单元12包括丢失帧计数期望值计算单元120和平均影响时间确定单元121。基于存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频突发长度Ba和平均音频分组计数Pn,丢失帧计数期望值计算单元120计算其中一次音频分组丢失影响质量的帧的数目。平均影响时间确定单元121通过将帧的数目与帧长度相乘,确定平均影响时间。
首先,平均影响时间计算单元12将平均音频突发长度Ba除以平均音频分组计数Pn,计算被一次音频分组丢失影响的帧的数目的期望值Nf(步骤S700)。然后,平均影响时间计算单元12确定帧计数Nf是否小于1(步骤S701)。
如果Nf≥1,则平均影响时间计算单元12确定一次音频分组丢失影响Nf个帧(步骤S702)。平均影响时间计算单元12将通过将帧计数 Nf与已知的帧长度F相乘而得到的值设置为一次丢失的平均影响时间t(步骤S703)。
如果在步骤S701中Nf<1,则平均影响时间计算单元12确定一次音频分组丢失影响一个帧(步骤S704),并设置平均影响时间t=F(步骤S705)。由于一次音频分组丢失始终影响一个或多个帧,因此在步骤S704和705的处理中,始终将帧计数Nf设置为1或更多:
Nf=max(Ba/Pn,1) ...(6)
然后,平均影响时间计算单元12的处理的结束。
在质量估计单元2中的编码音频质量值数据库20中预先累积用于表示与音频比特率和采样率相对应的音频数据的主观质量的编码音频质量值Ie。编码音频质量值Ie是通过主观质量评估实验来预先导出的,并且在编码音频质量值数据库20中设置。
更具体地,使用在要评估的流传输多媒体电信服务中使用的编解码器来对音频数据进行编码。对音频数据进行解码和再现。主体评估再现后的话音,并确定编码音频质量值Ie。针对具有各个音频比特率和采样率的音频数据进行该主观质量评估实验。在本示例中,DMOS(平均主观分数差值)用作编码音频质量值Ie,但编码音频质量值Ie不限于此。在该主观质量评估实验中使用的音频数据的长度被设置为等于T。期望地,主体和数据的数目较大。
编码音频质量值数据库20向主观质量评估值估计单元22输出与从音频比特率计算单元10输入的音频比特率A的值以及要评估的音频数据的已知采样率相对应的编码音频质量值Ie(图8中的步骤S8)。如果在数据库中不存在输入音频比特率A的值,则编码音频质量值数据库20向主观质量评估值估计单元22输出与在数据库中累积的音频比特率中最接近于值A的音频比特率相对应的编码音频质量值Ie。
图18是例证了主观质量评估值估计单元22的配置的框图。图19是示出了由主观质量评估值估计单元22执行的主观质量评估值估计方法的流程图。
主观质量评估值估计单元22包括转换单元220和主观质量评估值计算单元221。转换单元220将由平均影响时间计算单元12计算出的 平均影响时间t转换为虚拟音频分组丢失频率,其中,平均影响时间t的一次音频分组丢失对质量具有与预先设置的参考影响时间的虚拟音频分组丢失频率类似的影响。主观质量评估值计算单元221基于编码音频质量值Ie、音频分组丢失频率La和虚拟音频分组丢失频率来计算主观质量评估值。
主观质量评估值估计单元22基于从编码音频质量值数据库20输入的编码音频质量值Ie、从音频分组丢失频率计算单元11输入的音频分组丢失频率La以及从平均影响时间计算单元12输入的平均影响时间t,计算主观质量评估值Q(图8中的步骤S10):
Q=(Ie-1)((1-n1)e(-LaV/n2)+n1e(-LaV/n3)) ...(7)
V=(t/n4)n5 ...(8)
其中V是平均影响时间t中的虚拟音频分组丢失频率。转换单元220根据等式(8)来计算虚拟音频分组丢失频率V(S800)。主观质量评估值计算单元221根据等式(7)来计算主观质量评估值Q(步骤S801)。等式(7)与关系fa相对应,等式(8)与关系fb相对应。然而,等式(7)和(8)仅是示例,本发明不限于此。为了使用等式(7)和(8)计算主观质量评估值Q,需要从系数数据库21预先获取等式(7)中的系数n1、n2和n3以及等式(8)中的系数n4和n5。
在系数数据库21中预先累积每个编解码器的系数n1、n2、n3、n4和n5。系数数据库21向主观质量评估值估计单元22输出与在要评估的流传输多媒体电信服务中使用的已知编解码器相对应的系数n1、n2、n3、n4和n5(图8中的步骤S9)。如下导出每个系数。
首先,音频质量估计设备的用户设置平均影响时间的参考值t’,并创建具有参考影响时间t’的音频数据。再现该音频数据,并且,主体评估再现后的话音并确定主观质量评估值Q。针对具有各个音频分组丢失频率的音频数据进行该主观质量评估实验,从而获得每个音频分组丢失频率的主观质量评估值Q。此外,针对具有参考影响时间t’的无丢失音频数据进行类似的主观质量评估实验,从而确定编码音频质量值Ie。用户将虚拟音频分组丢失频率设置为1(V=1),通过非线性最小二乘拟合,导出等式(7)中每个音频分组丢失频率的使主观质 量评估值Q与编码音频质量值Ie之间的误差最小的系数n1、n2和n3。
然后,用户创建具有与参考影响时间t’不同的平均影响时间t”且音频分组丢失频率为1的音频分组。再现该音频数据,并且主体评估再现后的话音并确定主观质量评估值Q。通过使用等式(7),用户在获得主观质量评估值Q时计算丢失频率V,并将所计算出的值设置为平均影响时间t”中的虚拟音频分组丢失频率V”。针对具有各个平均影响时间t”的音频数据进行该主观质量评估实验。用户通过非线性最小二乘拟合,导出使每个平均影响时间t”的虚拟音频分组丢失频率V”与在将平均影响时间t”代入等式(8)中时得到的虚拟音频分组丢失频率V之间的误差最小的系数n4和n5。以这种方式,可以导出系数n1、n2、n3、n4和n5。
在用于导出系数n1、n2、n3、n4和n5的主观质量评估实验中,期望地,所使用的音频数据、编码音频质量值Ie、Q、和主体与在创建编码音频质量值数据库20时使用的相同。
根据上述第一实施例,可以仅使用接收侧的信息,在服务中估计主观质量。在第一实施例中,将分组丢失除以频率以及一次丢失的影响的量值。此外,一次丢失的影响是根据时间长度来估计的。由此,可以实现与任何分组丢失模式相对应的主观质量估计。
[第二实施例]
将描述本发明的第二实施例。图20是示出了根据本发明第二实施例的音频质量估计设备的配置的框图。与图1和7中相同的参考标记表示相同部件。
音频质量估计设备包括参数导出单元1a、质量估计单元2a和中间参数导出单元3a。
参数导出单元1a包括音频比特率计算单元10、音频分组丢失频率计算单元11、和平均音频突发长度计算单元32。
中间参数导出单元3a包括音频分组计数比计算单元30和IP分组丢失频率和平均突发长度计算单元31。
质量估计单元2a包括编码音频质量值数据库20、系数数据库21 和主观质量评估值估计单元22a。
在第二实施例中,平均音频突发长度计算单元32替换第一实施例中的平均影响时间计算单元12,并基于音频分组丢失频率La和平均音频突发长度Ba来计算主观质量评估值。
将参照图21来解释根据第二实施例的音频质量估计设备的操作。步骤S 1至S5、S8和S9的处理与第一实施例中相同,将不重复其描述。
图22是例证了主观质量评估值估计单元22a的配置的框图。图23是示出了由主观质量评估值估计单元22a执行的主观质量评估值估计方法的流程图。
主观质量评估值估计单元22a包括转换单元220a和主观质量评估值计算单元221a。转换单元220a将由平均音频突发长度计算单元32计算出的平均音频突发长度Ba转换为虚拟音频分组丢失频率V,其中,平均音频突发长度Ba的一次音频分组丢失对质量具有与预先设置的参考音频突发长度的虚拟音频分组丢失频率V类似的影响。主观质量评估值计算单元221a基于编码音频质量值Ie、音频分组丢失频率La和虚拟音频分组丢失频率V来计算主观质量评估值Q。
主观质量评估值估计单元22a基于从编码音频质量值数据库20输入的编码音频质量值Ie、从系数数据库21输入的系数n1、n2、n3、n4和n5、从音频分组丢失频率计算单元11输入的音频分组丢失频率La以及从平均音频突发长度计算单元32输入的平均音频突发长度Ba,计算主观质量评估值Q(图21中的步骤S10a):
Q=(Ie-1)((1-n1)e(-LaV/n2)+n1e(-LaV/n3)) ...(9)
V=(Ba/n4)n5 ...(10)
转换单元220a根据等式(10)来计算虚拟音频分组丢失频率V(S900)。主观质量评估值计算单元221a根据等式(9)来计算主观质量评估值Q(步骤S901)。注意,在原理和第一实施例中对平均影响时间的所有解释适用于第二实施例。即,足以将在原理和第一实施例中描述的平均影响时间替换为平均音频突发长度,以及足以将参考影响时间替换为参考音频突发长度。
甚至,第二实施例可以获得与第一实施例中相同的效果。
注意,第一和第二实施例中的每一个中的音频质量估计设备可以由具有CPU、存储设备和外部接口的计算机以及对这些硬件资源进行控制的程序来实现。提供了使计算机实现本发明的音频质量估计方法的音频质量估计程序,其中,将该音频质量估计程序记录在诸如软盘、CD-ROM、DVD-ROM或存储卡之类的记录介质上。CPU写入从存储设备中的记录介质加载的程序,并根据该程序来执行如第一或第二实施例中描述的处理。
第一和第二实施例已将音频质量估计设备描述为一个设备,但本发明不限于此。例如,可以在接收终端中配置参数导出单元1和1a以及中间参数导出单元3和3a,并且可以在多媒体电信服务的控制中心中配置质量估计单元2和2a。在这种情况下,将在接收终端中计算的参数发送至控制中心中的质量估计单元2和2a。
工业实用性
本发明适用于在多媒体电信服务中对用户所体验的音频数据主观质量进行估计的技术。
Claims (32)
1.一种用于多媒体电信服务的音频质量估计方法,所述多媒体电信服务发送作为包含音频数据的IP分组的音频分组和不包含音频数据的IP分组的混合分组,所述音频质量估计方法包括:
音频分组丢失频率计算步骤,当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;
平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;
音频比特率计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算音频比特率;以及
主观质量评估值估计步骤,基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值;
其中,在主观质量评估值估计步骤中,从编码音频质量值数据库接收与要评估的编解码器的音频比特率和采样率相对应的编码音频质量值,所述编码音频质量值数据库预先存储用于表示其质量在编解码器进行编码时已下降的音频数据的主观质量的编码音频质量值,并且,所述主观质量评估值是基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和平均影响时间来计算的。
2.一种用于多媒体电信服务的音频质量估计方法,所述多媒体电信服务发送作为包含音频数据的IP分组的音频分组和不包含音频数据的IP分组的混合分组,所述音频质量估计方法包括:
音频分组丢失频率计算步骤,当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;
平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;
音频比特率计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算音频比特率;以及
主观质量评估值估计步骤,基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值;
在主观质量评估值估计步骤中,从编码音频质量值数据库接收与要评估的编解码器的音频比特率和采样率相对应的编码音频质量值,所述编码音频质量值数据库预先存储用于表示其质量在编解码器进行编码时已下降的音频数据的主观质量的编码音频质量值,并且,所述主观质量评估值是基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和平均音频突发长度来计算的。
3.根据权利要求1所述的音频质量估计方法,还包括:
IP分组丢失频率计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将单个地或连续地产生的IP分组丢失作为一次IP分组丢失进行计数,计算IP分组丢失频率;
平均突发长度计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算平均突发长度,所述平均突发长度作为包含于在IP分组丢失频率计算步骤中检测到的一次IP分组丢失中的IP分组的平均数目;
音频分组计数比计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算音频分组计数与总IP分组计数之比;
平均音频突发长度计算步骤,基于平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比,计算平均音频突发长度,所述平均音频突发长度作为包含于在音频分组丢失频率计算步骤中检测到的一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;以及
平均音频分组计数计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目,
其中,在音频分组丢失频率计算步骤中,音频分组丢失频率是基于IP分组丢失频率、平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比来计算的;以及
在平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤中,平均影响时间是基于帧长度、平均音频突发长度以及存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目来计算的。
4.根据权利要求2所述的音频质量估计方法,还包括:
IP分组丢失频率计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将单个地或连续地产生的IP分组丢失作为一次IP分组丢失进行计数,计算IP分组丢失频率;
平均突发长度计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算平均突发长度,所述平均突发长度作为包含于在IP分组丢失频率计算步骤中检测到的一次IP分组丢失中的IP分组的平均数目;以及
音频分组计数比计算步骤,基于所接收的IP分组的信息,计算音频分组计数与总IP分组计数之比,
其中,在音频分组丢失频率计算步骤中,音频分组丢失频率是基于IP分组丢失频率、平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比来计算的;以及
在平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤中,作为包含于在音频分组丢失频率计算步骤中检测到的一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目的平均音频突发长度是基于平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比来计算的。
5.根据权利要求3所述的音频质量估计方法,其中,所述音频分组丢失频率计算步骤包括:
音频分组计数期望值计算步骤,通过将平均突发长度和音频分组计数与总IP分组计数之比相乘,计算一次IP分组丢失所丢失的音频分组的数目的期望值;以及
音频分组丢失频率确定步骤,根据音频分组的数目的期望值和IP分组丢失频率,确定音频分组丢失频率。
6.根据权利要求4所述的音频质量估计方法,其中,所述音频分组丢失频率计算步骤包括:
音频分组计数期望值计算步骤,通过将平均突发长度和音频分组计数与总IP分组计数之比相乘,计算一次IP分组丢失所丢失的音频分组的数目的期望值;以及
音频分组丢失频率确定步骤,根据音频分组的数目的期望值和IP分组丢失频率,确定音频分组丢失频率。
7.根据权利要求3所述的音频质量估计方法,其中,所述平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤包括:
帧计数计算步骤,基于存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频突发长度和平均数目,计算其中一次音频分组丢失影响质量的帧的数目;以及
平均影响时间确定步骤,通过将帧的数目与帧长度相乘,确定平均影响时间。
8.根据权利要求1所述的音频质量估计方法,其中,所述主观质量评估值估计步骤包括:
转换步骤,将在平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤中计算出的平均影响时间转换为虚拟音频分组丢失频率,其中,平均影响时间的一次音频分组丢失频率对质量造成与预先设置的参考影响时间的虚拟音频分组丢失频率造成的影响相同的影响;以及
主观质量评估值计算步骤,基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和虚拟音频分组丢失频率来计算主观质量评估值。
9.根据权利要求2所述的音频质量估计方法,其中,所述主观质量评估值估计步骤包括:
转换步骤,将在平均影响时间/平均音频突发长度计算步骤中计算出的平均音频突发长度转换为虚拟音频分组丢失频率,其中,平均音频突发长度的一次音频分组丢失频率对质量造成与预先设置的参考音频突发长度的虚拟音频分组丢失频率造成的影响相同的影响;以及
主观质量评估值计算步骤,基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和虚拟音频分组丢失频率来计算主观质量评估值。
10.根据权利要求8所述的音频质量估计方法,其中,
在主观质量评估值计算步骤中,所述主观质量评估值是基于编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的预定关系来计算的;以及
编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系是通过执行主观质量评估实验来导出的,所述主观质量评估实验确定与每个音频分组丢失频率的参考影响时间的长度相对应的主观质量评估值。
11.根据权利要求9所述的音频质量估计方法,其中,
在主观质量评估值计算步骤中,所述主观质量评估值是基于编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的预定关系来计算的;以及
编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系是通过执行主观质量评估实验来导出的,所述主观质量评估实验确定与每个音频分组丢失频率的参考音频突发长度相对应的主观质量评估值。
12.根据权利要求10所述的音频质量估计方法,其中,
在转换步骤中,基于平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的预定关系,将平均影响时间转换为虚拟音频分组丢失频率;以及
平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的关系是通过以下操作来导出的:针对多个影响时间,执行通过主观质量评估实验确定在除了参考影响时间之外的平均影响时间中的音频分组丢失频率为1时的主观质量评估值的处理;根据编码音频质量值、音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系,计算给出与主观质量评估值等价的质量的参考影响时间的音频分组丢失频率;以及将所计算出的音频分组丢失频率设置为影响时间中的虚拟音频分组丢失频率。
13.根据权利要求11所述的音频质量估计方法,其中,
在转换步骤中,基于平均音频突发长度与虚拟音频分组丢失频率之间的预定关系,将平均音频突发长度转换为虚拟音频分组丢失频率;以及
平均音频突发长度与虚拟音频分组丢失频率之间的关系是通过以下操作来导出的:针对多个音频突发长度,执行通过主观质量评估实验确定在除了参考音频突发长度之外的平均音频突发长度的音频分组丢失频率为1时的主观质量评估值的处理;根据编码音频质量值、音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系,计算给出与主观质量评估值等价的质量的参考音频突发长度的音频分组丢失频率;以及将所计算出的音频分组丢失频率设置为音频突发长度的虚拟音频分组丢失频率。
14.根据权利要求1所述的音频质量估计方法,其中,在音频分组计数比计算步骤、平均音频分组计数计算步骤和音频比特率计算步骤中,基于IP分组首部中的IP地址、端口号和有效载荷类型的信息,仅提取要评估的音频分组。
15.根据权利要求2所述的音频质量估计方法,其中,在音频分组计数比计算步骤和音频比特率计算步骤中,基于IP分组首部中的IP地址、端口号和有效载荷类型的信息,仅提取要评估的音频分组。
16.根据权利要求3所述的音频质量估计方法,其中,在平均音频分组计数计算步骤中,存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目是基于所接收的IP分组中的协议结构来计算的。
17.一种用于多媒体电信服务的音频质量估计设备,所述多媒体电信服务发送作为包含音频数据的IP分组的音频分组和不包含音频数据的IP分组的混合分组,所述音频质量估计设备包括:
音频分组丢失频率计算装置,用于当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;
平均影响时间/平均音频突发长度计算装置,用于基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;
音频比特率计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算音频比特率;以及
主观质量评估值估计装置,用于基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值;
所述主观质量评估值估计装置从编码音频质量值数据库接收与要评估的编解码器的音频比特率和采样率相对应的编码音频质量值,所述编码音频质量值数据库预先存储用于表示其质量在编解码器进行编码时已下降的音频数据的主观质量的编码音频质量值,并且,所述主观质量评估值估计装置基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和平均影响时间来计算主观质量评估值。
18.一种用于多媒体电信服务的音频质量估计设备,所述多媒体电信服务发送作为包含音频数据的IP分组的音频分组和不包含音频数据的IP分组的混合分组,所述音频质量估计设备包括:
音频分组丢失频率计算装置,用于当在单个地或连续地产生的IP分组丢失中存在要评估的至少一个音频分组时,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将该分组丢失作为一次音频分组丢失进行计数,计算音频分组丢失频率;
平均影响时间/平均音频突发长度计算装置,用于基于所接收的IP分组的信息,计算平均影响时间或平均音频突发长度,平均影响时间作为在音频分组丢失频率为1时影响音频质量的平均时间,平均音频突发长度作为包含在一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;
音频比特率计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算音频比特率;以及
主观质量评估值估计装置,用于基于音频分组丢失频率以及平均影响时间和平均音频突发长度之一,估计主观质量评估值;
所述主观质量评估值估计装置从编码音频质量值数据库接收与要评估的编解码器的音频比特率和采样率相对应的编码音频质量值,所述编码音频质量值数据库预先存储用于表示其质量在编解码器进行编码时已下降的音频数据的主观质量的编码音频质量值,并且,所述主观质量评估值估计装置基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和平均音频突发长度来计算主观质量评估值。
19.根据权利要求17所述的音频质量估计设备,还包括:
IP分组丢失频率计算装置,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将单个地或连续地产生的IP分组丢失作为一次IP分组丢失进行计数,计算IP分组丢失频率;
平均突发长度计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算平均突发长度,所述平均突发长度作为包含于由所述IP分组丢失频率计算装置检测到的一次IP分组丢失中的IP分组的平均数目;
音频分组计数比计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算音频分组计数与总IP分组计数之比;
平均音频突发长度计算装置,基于平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比,计算平均音频突发长度,所述平均音频突发长度作为包含于由所述音频分组丢失频率计算装置检测到的一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目;以及
平均音频分组计数计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目,
其中,所述音频分组丢失频率计算装置基于IP分组丢失频率、平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比,计算音频分组丢失频率;以及
所述平均影响时间/平均音频突发长度计算装置基于帧长度、平均音频突发长度以及存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目,计算平均影响时间。
20.根据权利要求18所述的音频质量估计设备,还包括:
IP分组丢失频率计算装置,基于所接收的IP分组的信息,通过在不管连续长度的情况下将单个地或连续地产生的IP分组丢失作为一次IP分组丢失进行计数,计算IP分组丢失频率;
平均突发长度计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算平均突发长度,所述平均突发长度作为包含于由所述IP分组丢失频率计算装置检测到的一次IP分组丢失中的IP分组的平均数目;以及
音频分组计数比计算装置,基于所接收的IP分组的信息,计算音频分组计数与总IP分组计数之比,
其中,所述音频分组丢失频率计算装置基于IP分组丢失频率、平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比,计算音频分组丢失频率;以及
所述平均影响时间/平均音频突发长度计算装置基于平均突发长度以及音频分组计数与总IP分组计数之比,计算平均音频突发长度,所述平均音频突发长度作为包含于由所述音频分组丢失频率计算装置检测到的一次音频分组丢失中的音频分组的平均数目。
21.根据权利要求19所述的音频质量估计设备,其中,所述音频分组丢失频率计算装置包括:
音频分组计数期望值计算装置,通过将平均突发长度和音频分组计数与总IP分组计数之比相乘,计算一次IP分组丢失所丢失的音频分组的数目的期望值;以及
音频分组丢失频率确定装置,根据音频分组的数目的期望值和IP分组丢失频率,确定音频分组丢失频率。
22.根据权利要求20所述的音频质量估计设备,其中,所述音频分组丢失频率计算装置包括:
音频分组计数期望值计算装置,通过将平均突发长度和音频分组计数与总IP分组计数之比相乘,计算一次IP分组丢失所丢失的音频分组的数目的期望值;以及
音频分组丢失频率确定装置,根据音频分组的数目的期望值和IP分组丢失频率,确定音频分组丢失频率。
23.根据权利要求19所述的音频质量估计设备,其中,所述平均影响时间/平均音频突发长度计算装置包括:
帧计数计算装置,基于存储一个帧的音频数据的音频分组的平均音频突发长度和平均数目,计算其中一次音频分组丢失影响质量的帧的数目;以及
平均影响时间确定装置,通过将帧的数目与帧长度相乘,确定平均影响时间。
24.根据权利要求17所述的音频质量估计设备,其中,所述主观质量评估值估计装置包括:
转换装置,将由所述平均影响时间/平均音频突发长度计算装置计算出的平均影响时间转换为虚拟音频分组丢失频率,其中,平均影响时间的一次音频分组丢失频率对质量造成与预先设置的参考影响时间的虚拟音频分组丢失频率造成的影响相同的影响;以及
主观质量评估值计算装置,基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和虚拟音频分组丢失频率来计算主观质量评估值。
25.根据权利要求18所述的音频质量估计设备,其中,所述主观质量评估值估计装置包括:
转换装置,将由所述平均影响时间/平均音频突发长度计算装置计算出的平均音频突发长度转换为虚拟音频分组丢失频率,其中,平均音频突发长度的一次音频分组丢失频率对质量造成与预先设置的参考音频突发长度的虚拟音频分组丢失频率造成的影响相同的影响;以及
主观质量评估值计算装置,基于编码音频质量值、音频分组丢失频率和虚拟音频分组丢失频率来计算主观质量评估值。
26.根据权利要求24所述的音频质量估计设备,其中,
所述主观质量评估值计算装置基于编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的预定关系,计算主观质量评估值;以及
编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系是通过执行主观质量评估实验来导出的,所述主观质量评估实验确定与每个音频分组丢失频率的参考影响时间的长度相对应的主观质量评估值。
27.根据权利要求25所述的音频质量估计设备,其中,
所述主观质量评估值计算装置基于编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的预定关系,计算主观质量评估值;以及
编码音频质量值、音频分组丢失频率、虚拟音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系是通过执行主观质量评估实验来导出的,所述主观质量评估实验确定与每个音频分组丢失频率的参考音频突发长度相对应的主观质量评估值。
28.根据权利要求26所述的音频质量估计设备,其中,
所述转换装置基于平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的预定关系,将平均影响时间转换为虚拟音频分组丢失频率;以及
平均影响时间与虚拟音频分组丢失频率之间的关系是通过以下操作来导出的:针对多个影响时间,执行通过主观质量评估实验确定在除了参考影响时间之外的平均影响时间中的音频分组丢失频率为1时的主观质量评估值的处理;根据编码音频质量值、音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系,计算给出与主观质量评估值等价的质量的参考影响时间的音频分组丢失频率;以及将所计算出的音频分组丢失频率设置为影响时间中的虚拟音频分组丢失频率。
29.根据权利要求27所述的音频质量估计设备,其中,
所述转换装置基于平均音频突发长度与虚拟音频分组丢失频率之间的预定关系,将平均音频突发长度转换为虚拟音频分组丢失频率;以及
平均音频突发长度与虚拟音频分组丢失频率之间的关系是通过以下操作来导出的:针对多个音频突发长度,执行通过主观质量评估实验确定在除了参考音频突发长度之外的平均音频突发长度的音频分组丢失频率为1时的主观质量评估值的处理;根据编码音频质量值、音频分组丢失频率和主观质量评估值之间的关系,计算给出与主观质量评估值等价的质量的参考音频突发长度的音频分组丢失频率;以及将所计算出的音频分组丢失频率设置为音频突发长度的虚拟音频分组丢失频率。
30.根据权利要求17所述的音频质量估计设备,其中,所述音频分组计数比计算装置、所述平均音频分组计数计算装置和所述音频比特率计算装置基于IP分组首部中的IP地址、端口号和有效载荷类型的信息,仅提取要评估的音频分组。
31.根据权利要求18所述的音频质量估计设备,其中,所述音频分组计数比计算装置和所述音频比特率计算装置,基于IP分组首部中的IP地址、端口号和有效载荷类型的信息,仅提取要评估的音频分组。
32.根据权利要求19所述的音频质量估计设备,其中,所述平均音频分组计数计算装置基于所接收的IP分组中的协议结构,计算存储一个帧的音频数据的音频分组的平均数目。
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