CN107087159A - Iptv和ott视频质量的评估装置及评估方法 - Google Patents

Iptv和ott视频质量的评估装置及评估方法 Download PDF

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Abstract

一种IPTV和OTT视频质量评估装置及评估方法，该评估装置包括IP接收及探测模块、IPTV与OTT分析模块和MOS算法模块。IP接收及探测模块接收当前网络里的所有网络包，探测出所有的媒体流；IPTV与OTT分析模块从IP接收及探测模块中选择某一路进行分析，如果该路媒体流属于IPTV协议栈，进行IPTV分析，如果该路媒体流属于OTT协议栈，就进行OTT分析，之后再进行TS分析和ES分析；MOS算法模块根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。该方法可定位出故障发生在源端还是传输链路，并且把IPTV和OTT的视频质量评估方法集成到了一起，不用准备两套设备，极大的方便了相关测试。

Description

IPTV和OTT视频质量的评估装置及评估方法
技术领域
本发明涉及网络电视技术领域，尤其涉及对IPTV和OTT都可进行视频质量评估的方法。
背景技术
网络电视存在两种方式，一是IPTV，一是OTT。从技术角度来讲，其协议栈不同。
IPTV的主流协议栈是IP/UDP/RTP/TS，其传输层是udp，可以看出来，存在网络传输损伤，即网络丢包等。其主要测试指标包括MDI，网络抖动等。
OTT的主流协议栈是IP/TCP/HTTP/TS其传输层是TCP，可以看出来，是网络层的可靠传输，不存在网络层丢包等传输损伤。故其网络层测试指标和IPTV不一样。引起主观体验下降的主要特点在于网络传输引起来的卡顿等现象。
在现有技术中，未发现可以同时对IPTV和OTT进行质量评估的文献报道。故而，对IPTV和OTT的测量，需要具备两套设备。尤其是当前网络存在这两种制式的媒体流时，需要不断更换测量设备，带来了很大的不便性。
发明内容
本发明目的是为了解决现有网络电视视频质量评估需要两套设备分别测试IPTV和OTT的问题，提供一种可以同时对这两种媒体流进行测试的方法及装置。
本发明提供的IPTV和OTT视频质量评估装置包括：IP接收及探测模块、IPTV与OTT分析模块和MOS算法模块。IP接收及探测模块用以接收网络里的所有IP包，探测出所有的媒体流，该模块包括IP接收单元和媒体流列表单元；IPTV与OTT分析模块从IP接收及探测模块中选择某一路进行分析，如果该路媒体流属于IPTV协议栈，进行IPTV分析，如果该路媒体流属于OTT协议栈，就进行OTT分析，在IPTV或者OTT分析之后，进行TS分析和ES分析，IPTV与OTT分析模块包括IPTV分析单元、OTT分析单元、TS分析单元和ES分析单元；MOS算法模块与IPTV与OTT分析模块连接，根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。
其中，IPTV分析单元又分为UDP分析子单元、RTP分析子单元、TCP分析子单元、RTSP分析子单元；OTT分析单元又分为TCP分析子单元、HTTP分析子单元、HLS分析子单元。其中，TCP分析子单元是IPTV分析单元和OTT分析单元所共有。TS分析单元又包含基本信息子单元、PSISI子单元、PID子单元等。
实现IPTV和OTT视频质量评估方法，包括以下步骤：
第1步：IP接收及探测模块中的IP接收单元接收当前网络所有的IP包；
第2步：IP接收及探测模块中的媒体流列表单元分析IP接收单元接收到的所有IP包是否为网络媒体流，如是网络媒体流，则给出每路媒体流的协议栈、源IP、源端口、目的IP、目的端口和流速；
第3步：从媒体流列表单元里选择某一路，首先由IPTV与OTT分析模块中的IPTV分析单元或者OTT分析单元分析出该路媒体流的IP层参数；
(3-1)首先看IPTV分析单元，分析步骤如下：
(1)从媒体列表里选取一路IPTV媒体流进行分析；
(2)传输协议分为两种，只有UDP传输协议才需要进行MDI分析。分为如下情况：
(a)协议栈是IP/UDP/TS，就直接抽取TS并把该数据往TS缓冲里填充。
(b)协议栈是IP/UDP/RTP/TS,进行RTP的协议分析，获取网络层的丢包、抖动等参数。
(c)协议栈是IP/TCP/RTSP/TS,就要进行TCP和RTSP的协议分析，获取TCP层的乱序、重复等参数，及RTSP的信令协议等。
(d)协议栈如果是IP/TCP/RTSP/RTP/TS,还要进行RTP层的网络参数分析等。
(3-2)其次，看OTT分析单元，分析步骤如下：
(1)从媒体列表单元里选取一路OTT媒体流进行分析；
(2)进行TCP协议分析，获取乱序、重复等参数。
(3)进行HTTP协议分析，获取M3U8、TS片段定义等参数。
第4步：然后由IPTV与OTT分析模块中的TS分析单元和ES分析单元分析出该路媒体流的TS层和ES层参数；
(1)TS分析。对采集到的TS流进行分析，包括TR101290标准，涉及到编码源端的完整性等参数。TS分析单元包含基本信息子单元、PSISI子单元、PID子单元等。
TS分析单元的主要步骤如下：
(a)寻找PID等于0的包，解析出来PAT。
(b)根据PAT的参数，解析PMT。
(c)根据PMT的参数，解析音视频。
(2)ES分析。包括视频编码格式、分辨率、宽高比、比特率等。并且进行IBP帧的分析等。
ES分析单元的主要步骤如下：
(a)根据TS解析出的参数，进入相应的ES分析单元。
(b)寻找相应的STRATCODE。
(c)解析分辨率、宽高比、比特率等参数。
(d)解析IBP帧，并且按GOP进行归类。
第5步：MOS算法模块根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。
MOS算法的输入参数是：视频编码格式、码率、GOP结构。如果是IPTV,还需要输入丢包率；如果是OTT,需要输入卡顿参数等。然后根据特定的加权，对这些参数进行运算，得出最终的MOS值。
本发明的优点和有益效果：
采用本发明评估方法及装置，可以在只采用一套设备的情况下，完全探测出当前网络的所有IPTV媒体流和OTT媒体流，通过选择其中某一路进行分析，对该路媒体流的质量进行评估，可以定位损伤发生在传输链路还是编码源端。也可以对每一路进行分析，对每一路媒体流的质量进行评估，定位每一路的损伤发生在传输链路还是编码源端。本发明装置可以取代IPTV分析仪和OTT分析仪两种设备，尤其当当前网络中存在IPTV和OTT这两种媒体流时，不需要来回更换测试设备。
附图说明
图1是该评估装置的模块结构图。
图2是该评估装置的单元结构图。
图3是媒体流列表单元流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
如图1所示，为本发明提供的IPTV和OTT视频质量评估装置模块结构图。
在一种实施方式中，该装置包括：IP接收及探测模块、IPTV与OTT分析模块和MOS算法模块。IP接收及探测模块用以接收网络里的所有IP包，探测出所有的媒体流，该模块包括IP接收单元和媒体流列表单元；IPTV与OTT分析模块从IP接收及探测模块中选择某一路进行分析，如果该路媒体流属于IPTV协议栈，进行IPTV分析，如果该路媒体流属于OTT协议栈，就进行OTT分析，在IPTV或者OTT分析之后，进行TS分析和ES分析，IPTV与OTT分析模块包括IPTV分析单元、OTT分析单元、TS分析单元和ES分析单元；MOS算法模块与IPTV与OTT分析模块连接，根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。
其中，IPTV分析单元又分为UDP分析子单元、RTP分析子单元、TCP分析子单元、RTSP分析子单元；OTT分析单元又分为TCP分析子单元、HTTP分析子单元、HLS分析子单元。其中，TCP分析单元是IPTV分析单元和OTT分析单元所共用。TS分析单元又包含基本信息子单元、PSISI子单元、PID子单元等。
请参阅图2所示，本发明揭示了一种IPTV和OTT视频质量评估方法，该图是主程序流程图。所述方法包括如下步骤：
(1)IP接收及探测模块中的IP接收单元接收当前网络所有的IP包，并把收到的包传给媒体流列表单元；
(2)媒体流列表单元分析所有的IP包，探测出网络里所有的媒体流，并给出每路媒体流的协议栈、源IP、源端口、目的IP、目的端口、流速等；
(3)IPTV分析单元或者OTT分析单元分析所选择的某路媒体流的IP层参数。IPTV分析单元分析MDI参数。媒体流的协议栈如果存在RTP层，需要分析网络层丢包、抖动等；OTT分析单元分析乱序、重复、卡顿等参数。
(4)TS分析单元和ES分析单元分析出当前媒体流的TS层和ES层参数，包括TR101290、视频格式、分辨率、GOP结构等；
(5)MOS算法单元根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值。通过分析网络层参数，包括码率、IPTV的丢包率、OTT的卡顿，计算出的是传输质量；通过分析TS及ES层参数，包括视频编码格式、GOP结构、分辨率，计算出的是源端编码质量。这些传输层及源编码层的参数通过不同的加权，运算出相应的MOS值。比如，对分辨率参数来说，4K分辨率，即3840*2160分辨率对应的MOS最大值为满分5.0分；1080P分辨率，即1920*1080分辨率对应的MOS最大值为4.8分；720P分辨率，即1280*720分辨率对应的MOS最大值为4.5分；小于720P分辨率，对应的MOS最大值为4分。
以上所述方法的步骤是探测出所有的媒体流，选择其中一路进行视频质量评估。根据需要，也可以对所有的媒体流都进行视频质量评估。该方法所对应的步骤如下：
(1)IP接收及探测模块中的IP接收单元接收当前网络所有的IP包，并把收到的包传给媒体流列表单元；
(2)媒体流列表单元分析所有的IP包，探测出网络里所有的媒体流，并给出每路媒体流的协议栈、源IP、源端口、目的IP、目的端口、流速等；
(3)IPTV分析单元和OTT分析单元分析每路媒体流的IP层参数。IPTV分析单元分析每路IPTV媒体流的MDI参数。某路IPTV媒体流的协议栈如果存在RTP层，需要分析该路IPTV媒体流的网络层丢包、抖动等；OTT分析单元分析每路OTT媒体流的乱序、重复、卡顿等参数。
(4)TS分析单元和ES分析单元分析出每路媒体流的TS层和ES层参数，包括TR101290、视频格式、分辨率、GOP结构等；
(5)MOS算法单元分析运算出每路的MOS值。根据每路媒体流的IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出该路媒体流的MOS值。通过分析每路媒体流的网络层参数，包括码率、IPTV的丢包率、OTT的卡顿，计算出的是该路媒体流的传输质量；通过分析每路媒体流的TS及ES层参数，包括该路媒体流的视频编码格式、GOP结构、分辨率，计算出的是该路媒体流的源端编码质量。这些传输层及源编码层的参数通过不同的加权，运算出每路媒体流的MOS值。比如，对分辨率参数来说，4K分辨率，即3840*2160分辨率对应的MOS最大值为满分5.0分；1080P分辨率，即1920*1080分辨率对应的MOS最大值为4.8分；720P分辨率，即1280*720分辨率对应的MOS最大值为4.5分；小于720P分辨率，对应的MOS最大值为4分。
所述，本发明提出的IPTV和OTT视频质量评估方法及装置，可以在只采用一套设备的情况下，完全探测出当前网络的所有IPTV媒体流和OTT媒体流。通过选择其中某一路进行分析，对该路媒体流的质量进行评估，给出视频质量评估结果，即MOS值。同时，可以定位损伤发生在传输链路还是编码源端；也可以对每一路都进行质量评估，给出每一路的视频质量评估结果，即每一路的MOS值。同时，可以判别每一路的损伤发生在传输链路还是编码源端。避免了携带IPTV测试仪和OTT测试仪两套设备，尤其当当前网络存在两种媒体流的状态下，需要不断更换两种测试设备。

Claims (6)

1.IPTV和OTT视频质量评估装置，其特征在于，所述的IPTV和OTT视频质量评估装置包括IP接收及探测模块、IPTV与OTT分析模块和MOS算法模块；IP接收及探测模块用以接收网络里的所有IP包，探测出所有的媒体流，该模块包括IP接收单元和媒体流列表单元；IPTV与OTT分析模块从IP接收及探测模块中选择某一路进行分析，如果该路媒体流属于IPTV协议栈，进行IPTV分析，如果该路媒体流属于OTT协议栈，就进行OTT分析，在IPTV或者OTT分析之后，进行TS分析和ES分析，IPTV与OTT分析模块包括IPTV分析单元、OTT分析单元、TS分析单元和ES分析单元；MOS算法模块和IPTV与OTT分析模块连接，根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。
2.根据权利要求1所述的IPTV和OTT视频质量评估装置，其特征在于，该装置接收所有的IP包，主动探测出当前网络里的所有媒体流；所述的媒体流列表单元对接收到的所有IP包进行分析，判定当前IP包是否是媒体包；如果是媒体包，再判断是否属于已解析出的媒体列表中的某一路，如果属于，对该路媒体流做增加长度的操作；如果不属于，要对列表进行加一的操作，并且分析出相应的媒体流协议栈。
3.一种基于权利要求1所述的装置实现IPTV和OTT视频质量的评估方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
第1步：IP接收及探测模块中的IP接收单元接收当前网络所有的IP包；
第2步：IP接收及探测模块中的媒体流列表单元分析IP接收单元接收到的所有IP包是否为网络媒体流，如是网络媒体流，则给出每路媒体流的协议栈、源IP、源端口、目的IP、目的端口和流速；
第3步：从媒体流列表里选择某一路，首先由IPTV与OTT分析模块中的IPTV分析单元或者OTT分析单元分析出该路媒体流的IP层参数；
第4步：然后由IPTV与OTT分析模块中的TS分析单元和ES分析单元分析出该路媒体流的TS层和ES层参数；
第5步：MOS算法模块根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。
4.根据权利要求3所述的实现IPTV和OTT视频质量的评估方法，其特征在于第3步所述的IPTV分析单元和OTT分析单元分别分析各自的媒体流的参数；其中，IPTV分析单元又细分为UDP分析子单元、RTP分析子单元、TCP分析子单元和RTSP分析子单元；OTT分析单元又细分为TCP分析子单元、HTTP分析子单元和HLS分析子单元；其中，TCP分析子单元是IPTV分析单元和OTT分析单元所共用；
所述IPTV分析单元的分析步骤如下：
(1)从媒体列表里选取一路IPTV媒体流进行分析；
(2)传输协议分为两种，只有UDP传输协议才需要进行MDI分析；MDI分析分为如下情况：
(a)协议栈是IP/UDP/TS，就直接抽取TS并把该数据往TS缓冲里填充；
(b)协议栈是IP/UDP/RTP/TS,进行RTP的协议分析，获取网络层的丢包、抖动参数；
(c)协议栈是IP/TCP/RTSP/TS,就要进行TCP和RTSP的协议分析，获取TCP层的乱序、重复参数，及RTSP的信令协议；
(d)协议栈如果是IP/TCP/RTSP/RTP/TS,还要进行RTP层的网络参数分析；
所述的OTT分析单元的分析步骤如下：
(1)从媒体列表里选取一路OTT媒体流进行分析；
(2)进行TCP协议分析，获取乱序、重复参数；
(3)进行HTTP协议分析，获取M3U8、TS片段定义参数。
5.根据权利要求3所述的实现IPTV和OTT视频质量的评估方法，其特征在于所述第4步包括如下步骤：
(1)TS分析，对采集到的TS流进行分析，包括TR101290标准，涉及到编码源端的完整性参数，TS分析单元又细分为基本信息子单元、PSISI子单元和PID子单元；
TS分析单元的主要步骤如下：
(a)寻找PID等于0的包，解析出来PAT；
(b)根据PAT的参数，解析PMT；
(c)根据PMT的参数，解析音视频；
(2)ES分析，包括视频编码格式、分辨率、宽高比和比特率；并且进行IBP帧的分析；
ES分析单元的主要步骤如下：
(a)根据TS解析出的参数，进入相应的ES分析单元；
(b)寻找相应的STRATCODE；
(c)解析分辨率、宽高比、比特率等参数；
(d)解析IBP帧，并且按GOP进行归类。
6.根据权利要求3所述的实现IPTV和OTT视频质量的评估方法，其特征在于所述第5步包括如下步骤：MOS算法模块根据IP层、TS层、ES层及不同的协议栈制式进行运算得出MOS值，即视频质量评估值。
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