CN108810524A - Iptv画面故障现象检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种IPTV画面故障现象检测的方法,在IPTV用户终端侧部署软探针,通过对终端网口的视频流进行抓包和协议解析,计算出各项视频流告警指标,然后对这些告警指标进行关联分析,判断出各种画面故障现象。本发明提出的IPTV画面故障现象检测的方法,可精确快速地检测各种IPTV画面故障现象,如卡顿/黑屏、花屏、马赛克、音视频不同步、静帧/彩条等。
Description
技术领域
本发明属于网络通讯技术领域,涉及一种故障检测方法,尤其涉及一种IPTV画面故障现象检测的方法。
背景技术
近年来,随着我国“三网融合”的全面推广以及电信市场竞争的日益加剧,IPTV电视业务和流量正以惊人速度增长。对于收费的IPTV业务,消费者不再满足以往免费网络视频“尽力服务”的质量体验。为了在激烈的视频业务竞争中赢得市场和用户,运营商越来越重视IPTV业务质量保障,以提升竞争力。
为了有效地管理和保障IPTV业务质量,IPTV维护人员不仅需要快速处理用户投诉的严重故障,还要能主动感知用户未投诉但却影响用户体验的各种IPTV画面故障现象(如马赛克、花屏、卡顿、黑屏、音视频不同步等),这样才能更有针对性地开展IPTV平台和网络维护和优化工作,做到防患于未然,避免用户流失。
多画面分析仪是目前常见的IPTV画面故障检测工具。多画面分析仪一般部署在视频节目源头端,通过IGMP组播拉流的方式将多路视频流引入分析仪,然后对视频流进行图像解码,将解码后的多路节目按设定的屏幕组合方式呈现在大屏上。由于多画面分析仪对视频图像进行逐帧解码还原,因此可以通过图像模式识别和分析技术检测出各种异常画面现象(如静帧、蓝屏、黑屏、彩条等)。由于视频解码需要消耗较高的x86设备的CPU资源,目前单台多画面分析仪一般可以同时支持对32-100路标清节目(或8-25路高清节目)进行视频解码显示和画面故障检测。
由于多画面分析仪主要部署在节目源头端实现对直播节目的画面质量监测,目前业界仍缺乏对用户终端侧(尤其是对点播类节目)的画面故障现象检测手段。若在用户终端侧采用传统的基于图像解码和模式识别的画面故障检测方法,显然会对终端造成较大的资源开销,甚至可能由于画面故障检测程序影响终端性能,导致更糟糕的用户体验。因此,业界迫切地需要一种能在用户终端侧部署,并能以较低的终端资源消耗(CPU和内存占用率均低于5%)且快速高效地检测出常见画面故障现象的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种IPTV画面故障现象检测的方法,可精确快速地检测各种IPTV画面故障现象,如卡顿/黑屏、花屏、马赛克、音视频不同步、静帧/彩条等。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种IPTV画面故障现象检测的方法,在IPTV用户终端侧部署软探针,通过对终端网口的视频流进行抓包和协议解析,计算出各项视频流告警指标,然后对这些告警指标进行关联分析,判断出各种画面故障现象;所述方法具体包括如下步骤:
步骤S1、步骤S1、在IPTV终端上部署软探针模块,该模块通过调用Libpcap库对终端网口的视频流进行数据捕获,并进行逐层协议解析,包括以太网层、IP网络层、TCP/UDP层、MPEG2-TS传输码流层、MPEG PES分组化基本流层、ES视频基本流层;并提取各协议层中的关键字段,主要包括MPEG2-TS层的CC连续性指示和PID节目标识号、ES层的视频帧类型;在MPEG2-TS码流中跟踪PID为0的TS包找到PAT节目关联表格,并对PAT表格进行解析,从中提取PMT节目映射表格的PID值;跟踪PMT表格的PID值找到对应的TS包,并对PMT表格进行解析,从中提取音频PID值和视频PID值;
步骤S2、软探针模块计算各项视频流告警指标,包括:
计算视频断流时长Tb,通过对视频流相邻数据包的间隔时间进行跟踪分析,若检测到相邻网络数据包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为视频断流时长;
计算受损I帧个数Ni,通过对视频流的MPEG2-TS层的CC连续性指示字段和视频层包头的帧类型字段进行关联分析,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为I帧时,则将受损I帧个数Ni加1;
计算受损P帧个数Np,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为P帧时,则将受损P帧个数Np加1;
计算受损B帧个数Nb,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为B帧时,则将受损B帧个数Nb加1;
计算视频PID丢失时长Vpid,对视频流MPEG2-TS层的视频PID节目标识号进行跟踪分析,若检测到相邻视频PID的TS包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为视频PID丢失时长Vpid;
计算音频PID丢失时长Apid,对视频流MPEG2-TS层的音频PID节目标识号进行跟踪分析,若检测到相邻音频PID的TS包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为音频PID丢失时长Apid;
计算TS空包率Null%,对视频流中的TS空包进行统计,并计算TS空包率Null%,即TS空包数与总TS包数的比值;
步骤S3、若Tb>A1,其中A1为断流时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出视频卡顿或黑屏的判断;
若Ni>=A2,其中A2为受损I帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现花屏的判断;
若Np>A3或者Nb>A3,其中A3为受损P/B帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现马赛克的判断;
若Vpid>A4,其中A4为视频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:画面冻结,有声音”的判断;
若Apid>A5,其中A5为音频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:视频正常,无声音”的判断;
若Null%>A6,其中A6为TS空包率门限值,缺省值为80%,则软探针模块做出画面静帧或彩条的判断。
作为本发明的一种优选方案,步骤S2中,计算视频断流时长Tb过程中,将该间隔时间以毫秒为单位记录为视频断流时长。
作为本发明的一种优选方案,步骤S2中,帧类型字段在MPEG2标准为frame type字段,在H.264标准为slice_type字段。
作为本发明的一种优选方案,步骤S2中,计算TS空包率Null%时,视频流中的TS空包即PID为0x1FFF的TS包。
作为本发明的一种优选方案,步骤S3中,若Tb>A1,其中A1为断流时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块在做出视频卡顿或黑屏判断的同时,提示“视频卡顿或黑屏”;
若Ni>=A2,其中A2为受损I帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现花屏判断的同时,提示“画面出现花屏”;
若Np>A3或者Nb>A3,其中A3为受损P/B帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现马赛克判断的同时,提示“画面出现马赛克”;
若Vpid>A4,其中A4为视频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:画面冻结,有声音”判断的同时,提示“音视频不同步:画面冻结,有声音”;
若Apid>A5,其中A5为音频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:视频正常,无声音”判断的同时,提示“音视频不同步:视频正常,无声音”;
若Null%>A6,其中A6为TS空包率门限值,缺省值为80%,则软探针模块做出画面静帧或彩条判断的同时,提示“画面静帧或彩条”。
本发明的有益效果在于:本发明提出的IPTV画面故障现象检测的方法,可精确快速地检测各种IPTV画面故障现象,如卡顿/黑屏、花屏、马赛克、音视频不同步、静帧/彩条等。
附图说明
图1为本发明IPTV画面故障现象检测的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1,本发明揭示了一种IPTV画面故障现象检测的方法,在IPTV用户终端侧部署软探针,通过对终端网口的视频流进行抓包和协议解析,计算出各项视频流告警指标,然后对这些告警指标进行关联分析,判断出各种画面故障现象。所述方法具体包括如下步骤:
【步骤S1】步骤S1、在IPTV终端上部署软探针模块,该模块通过调用Libpcap库对终端网口的视频流进行数据捕获,并进行逐层协议解析,包括以太网层、IP网络层、TCP/UDP层、MPEG2-TS传输码流层、MPEG PES分组化基本流层、ES视频基本流层;并提取各协议层中的关键字段,主要包括MPEG2-TS层的CC连续性指示和PID节目标识号、ES层的视频帧类型。具体地,本实施例中,在MPEG2-TS码流中跟踪PID为0的TS包找到PAT节目关联表格,并对PAT表格进行解析,从中提取PMT节目映射表格的PID值;跟踪PMT表格的PID值找到对应的TS包,并对PMT表格进行解析,从中提取音频PID值和视频PID值。
【步骤S2】软探针模块计算各项视频流告警指标,包括:
视频断流时长(Tb),通过对视频流相邻数据包的间隔时间进行跟踪分析,若检测到相邻网络数据包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为视频断流时长(单位毫秒);
受损I帧个数(Ni),通过对视频流的MPEG2-TS层的CC连续性指示字段和视频层包头的帧类型字段(MPEG2标准为frame type字段,H.264标准为slice_type字段)进行关联分析,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为I帧时,则将受损I帧个数(Ni)加1;
受损P帧个数(Np),当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为P帧时,则将受损P帧个数(Np)加1;
受损B帧个数(Nb),当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为B帧时,则将受损B帧个数(Nb)加1;
视频PID丢失时长(Vpid),对视频流MPEG2-TS层的视频PID节目标识号进行跟踪分析,若检测到相邻视频PID的TS包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为视频PID丢失时长(Vpid)(单位毫秒);
音频PID丢失时长(Apid),对视频流MPEG2-TS层的音频PID节目标识号进行跟踪分析,若检测到相邻音频PID的TS包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为音频PID丢失时长(Apid)(单位毫秒);
TS空包率(Null%),对视频流中的TS空包(即PID为0x1FFF的TS包)进行统计,并计算TS空包率Null%(即TS空包数与总TS包数的比值)。
【步骤S3】若Tb>A1(其中A1为断流时长门限值,缺省值为1000毫秒),则软探针模块在做出视频卡顿或黑屏判断的同时,提示“视频卡顿或黑屏”。
若Ni>=A2(其中A2为受损I帧个数门限值,缺省值为1),则软探针模块在做出画面出现花屏判断的同时,提示“画面出现花屏”。
若(Np>A3 OR Nb>A3)(其中A3为受损P/B帧个数门限值,缺省值为1),则软探针模块在做出画面出现马赛克判断的同时,提示“画面出现马赛克”。
若Vpid>A4(其中A4为视频PI D丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒),则软探针模块在做出“音视频不同步:画面冻结,有声音”判断的同时,提示“音视频不同步:画面冻结,有声音”。
若Apid>A5(其中A5为音频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒),则软探针模块在做出“音视频不同步:视频正常,无声音”判断的同时,提示“音视频不同步:视频正常,无声音”。
若Null%>A6(其中A6为TS空包率门限值,缺省值为80%),则软探针模块在做出画面静帧或彩条判断的同时,提示“画面静帧或彩条”。
综上所述,本发明提出的IPTV画面故障现象检测的方法,可精确快速地检测各种IPTV画面故障现象,如卡顿/黑屏、花屏、马赛克、音视频不同步、静帧/彩条等。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (5)
1.一种IPTV画面故障现象检测的方法,其特征在于,在IPTV用户终端侧部署软探针,通过对终端网口的视频流进行抓包和协议解析,计算出各项视频流告警指标,然后对这些告警指标进行关联分析,判断出各种画面故障现象;所述方法具体包括如下步骤:
步骤S1、在IPTV终端上部署软探针模块,该模块通过调用Libpcap库对终端网口的视频流进行数据捕获,并进行逐层协议解析,包括以太网层、IP网络层、TCP/UDP层、MPEG2-TS传输码流层、MPEG PES分组化基本流层、ES视频基本流层;并提取各协议层中的关键字段,主要包括MPEG2-TS层的CC连续性指示和PID节目标识号、ES层的视频帧类型;在MPEG2-TS码流中跟踪PID为0的TS包找到PAT节目关联表格,并对PAT表格进行解析,从中提取PMT节目映射表格的PID值;跟踪PMT表格的PID值找到对应的TS包,并对PMT表格进行解析,从中提取音频PID值和视频PID值;
步骤S2、软探针模块计算各项视频流告警指标,包括:
计算视频断流时长Tb,通过对视频流相邻数据包的间隔时间进行跟踪分析,若检测到相邻网络数据包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为视频断流时长;
计算受损I帧个数Ni,通过对视频流的MPEG2-TS层的CC连续性指示字段和视频层包头的帧类型字段进行关联分析,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为I帧时,则将受损I帧个数Ni加1;
计算受损P帧个数Np,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为P帧时,则将受损P帧个数Np加1;
计算受损B帧个数Nb,当检测到CC字段出现不连续并且对应视频层包头的帧类型为B帧时,则将受损B帧个数Nb加1;
计算视频PID丢失时长Vpid,对视频流MPEG2-TS层的视频PID节目标识号进行跟踪分析,若检测到相邻视频PID的TS包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为视频PID丢失时长Vpid;
计算音频PID丢失时长Apid,对视频流MPEG2-TS层的音频PID节目标识号进行跟踪分析,若检测到相邻音频PID的TS包间隔时间超过500毫秒,则将该间隔时间记录为音频PID丢失时长Apid;
计算TS空包率Null%,对视频流中的TS空包进行统计,并计算TS空包率Null%,即TS空包数与总TS包数的比值;
步骤S3、若Tb>A1,其中A1为断流时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出视频卡顿或黑屏的判断;
若Ni>=A2,其中A2为受损I帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现花屏的判断;
若Np>A3或者Nb>A3,其中A3为受损P/B帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现马赛克的判断;
若Vpid>A4,其中A4为视频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:画面冻结,有声音”的判断;
若Apid>A5,其中A5为音频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:视频正常,无声音”的判断;
若Null%>A6,其中A6为TS空包率门限值,缺省值为80%,则软探针模块做出画面静帧或彩条的判断。
2.根据权利要求1所述的IPTV画面故障现象检测的方法,其特征在于:
步骤S2中,计算视频断流时长Tb过程中,将该间隔时间以毫秒为单位记录为视频断流时长。
3.根据权利要求1所述的IPTV画面故障现象检测的方法,其特征在于:
步骤S2中,帧类型字段在MPEG2标准为frame type字段,在H.264标准为slice_type字段。
4.根据权利要求1所述的IPTV画面故障现象检测的方法,其特征在于:
步骤S2中,计算TS空包率Null%时,视频流中的TS空包即PID为0x1FFF的TS包。
5.根据权利要求1所述的IPTV画面故障现象检测的方法,其特征在于:
步骤S3中,若Tb>A1,其中A1为断流时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块在做出视频卡顿或黑屏判断的同时,提示“视频卡顿或黑屏”;
若Ni>=A2,其中A2为受损I帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现花屏判断的同时,提示“画面出现花屏”;
若Np>A3或者Nb>A3,其中A3为受损P/B帧个数门限值,缺省值为1,则软探针模块做出画面出现马赛克判断的同时,提示“画面出现马赛克”;
若Vpid>A4,其中A4为视频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:画面冻结,有声音”判断的同时,提示“音视频不同步:画面冻结,有声音”;
若Apid>A5,其中A5为音频PID丢失时长门限值,缺省值为1000毫秒,则软探针模块做出“音视频不同步:视频正常,无声音”判断的同时,提示“音视频不同步:视频正常,无声音”;
若Null%>A6,其中A6为TS空包率门限值,缺省值为80%,则软探针模块做出画面静帧或彩条判断的同时,提示“画面静帧或彩条”。
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GR01 | Patent grant | ||
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