ES2553734T3 - Método y sistema para medir la calidad de transmisiones de flujos de bit de audio y vídeo sobre una cadena de transmisión - Google Patents

Método y sistema para medir la calidad de transmisiones de flujos de bit de audio y vídeo sobre una cadena de transmisión Download PDF

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ES2553734T3
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Nils Leder
Peter List
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Abstract

Un método de medición de calidad de transmisión de audio y vídeo empaquetado sobre una cadena de transmisión, el método que comprende: a) proporcionar uno o más detectores de medición a lo largo de la cadena de transmisión; b) detectar con el uno o más detectores de medición la pérdida de paquetes de flujo de bit en el uno o más puntos de medición; c) determinar el identificador único para cada paquete perdido detectado; d) cada detector de medición que envía la lista de identificadores de paquetes perdidos a un sistema de monitorización central; e) construir, en el sistema de monitorización central, a partir de un flujo libre de errores almacenado y sobre la base de los identificadores de paquetes perdidos recibidos, un flujo simulado para cada punto de medición; y f) evaluar los flujos simulados para derivar una puntuación de calidad para cada punto de medición a lo largo de la cadena de transmisión.

Description

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DESCRIPCION
Metodo y sistema para medir la calidad de transmisiones de flujos de bit de audio y v^deo sobre una cadena de transmision
Campo de la invencion
La invencion se refiere a medicion de calidad de transmision de flujos de bit de audio y video.
Antecedentes de la invencion
Los flujos de audio y video se codifican tipicamente en los denominados Flujos Elementales (ES). Los flujos elementales de audio y video entonces se empaquetan en paquetes del Protocolo de Internet (IP). Basicamente, se soportan diferentes formatos por la tecnologfa existente.
Los metodos de evaluacion de calidad orientados a flujos de bit de la tecnologfa de vanguardia analizan los paquetes IP del flujo de bit y derivan una medida de calidad estimada tal como una Puntuacion de Opinion Media (MOS) que refleja la calidad audiovisual del flujo. Con este objetivo, los flujos elementales para audio y video tipicamente estan demultiplexados. En pasos adicionales los parametros de calidad relevantes se extraen de los flujos de bit para audio y video. Finalmente, se usa un modelo matematico para calcular la medida de calidad a partir de los parametros extrafdos para audio y video o medidas de calidad intermedias a ser agrupadas para una estimacion de calidad visual general.
Un sistema de IPTV normalmente proporciona una cabecera donde se agregan y preparan los flujos para todos los canales de TV. Los flujos preparados se distribuyen al cliente en una estructura de red tipo arbol. Con respecto a un unico canal de TV, todos los clientes reciben en principio el mismo flujo. Solamente es la transmision la que puede causar cambios espedficos al flujo, por ejemplo, perdida de paquetes, que pueden tener una influencia en la calidad.
Compendio de la invencion
El objeto subyacente de la invencion es proporcionar un metodo y sistema de medicion de calidad que soporta calcular y estimar la calidad que se percibe por un usuario del flujo de bit de IPTV. Este objeto se logra con los rasgos de las reivindicaciones.
En terminos generales, la invencion proporciona un metodo y sistema de monitorizacion de calidad central que soporta la estimacion de calidad de uno o mas puntos arbitrarios en la cadena de transmision. Uno o mas detectores de perdida de paquetes se colocan en la cadena de transmision informando a la cabecera de los paquetes perdidos para un enlace de transmision espedfico. De esta manera, por ejemplo, se puede calcular, es decir, estimar la calidad para cada flujo que se recibe por un usuario individual.
Por consiguiente, la invencion proporciona un metodo de medicion de calidad de transmisiones de flujos de bit de audio y video sobre una cadena de transmision, el metodo que comprende:
a) proporcionar uno o mas detectores de medicion a lo largo de la cadena de transmision;
b) detectar con el uno o mas detectores de medicion la perdida de paquetes de flujo de bit en el uno o mas puntos de medicion;
c) determinar un identificador unico para cada paquete perdido detectado;
d) cada detector de medicion que envfa la lista de identificadores de paquetes perdidos a un sistema de monitorizacion central;
e) construir, en el sistema de monitorizacion central, a partir de un flujo libre de errores almacenado y sobre la base de los identificadores de paquetes perdidos recibidos, un flujo simulado para cada punto de medicion; y
f) evaluar los flujos simulados para derivar una puntuacion de calidad para cada punto de medicion a lo largo de la cadena de transmision.
En lugar de extraer y medir directamente los parametros relacionados con la calidad a partir del flujo IP en los puntos de monitorizacion seleccionados, la(s) unidad(es) de medicion solamente detecta(n) la perdida de paquetes en el uno o mas puntos de medicion seleccionados. Cada paquete perdido se senala junto con un identificador unico para cada paquete, es decir, un identificador que es unico para cada paquete. En un siguiente paso se envfa un mensaje con una lista de identificadores de paquetes perdidos al sistema de monitorizacion central proporcionado en la cabecera del sistema entero. El sistema de monitorizacion central recibe la lista con los identificadores de paquetes perdidos y la usa para construir a partir de un flujo libre de errores almacenado previamente en el sistema de monitorizacion central en combinacion con la lista de paquetes perdidos, un flujo (es decir, un flujo simulado) que muestra exactamente el mismo comportamiento de errores que el flujo transmitido monitorizado en el punto de
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monitorizacion espedfico. Este flujo simulado se evalua entonces para derivar la MOS con un metodo de estimacion de calidad objetivo subyacente.
El paso f) puede comprender adicionalmente el paso de estimacion de la calidad del proceso de codificacion comparando la senal en la entrada del codificador y en la salida.
Segun una realizacion alternativa de la invencion, los pasos e) y f) se sustituyen por los pasos, en el sistema de monitorizacion central, de e1') que extrae un conjunto de parametros u otra representacion relacionada con la calidad a partir del flujo libre de errores, e2') que modifica el conjunto de parametros extrafdo o representacion sobre la base de la lista de identificadores de paquetes perdidos y f') que evalua el conjunto de parametros modificados o la representacion de flujo para derivar una puntuacion de calidad para la transmision a lo largo de la cadena de transmision.
Un identificador unico de los paquetes perdidos se extrae a partir de la marca de tiempo RTP y el numero de paquete. Preferiblemente, un identificador unico adicional para paquetes de flujo de transporte MPEG-2 se define que consta de o se deriva a partir de la marca de tiempo de presentacion, un contador adicional y un contador de continuidad.
Tambien es preferido que se use una tabla de correlacion para derivar la informacion acerca de los paquetes de flujo de transporte RTP y MPEG-2 a partir de la informacion de los paquetes RTP, es decir, correlacionar identificadores de paquetes RTP perdidos con paquetes de flujo de transporte MPEG-2 perdidos.
La estimacion de la calidad de audio y video se puede realizar segun metodos conocidos generalmente en el campo, incluyendo metodos para estimar la calidad audiovisual segun cualquiera de [1], [2], [5], [3], [8], todas en la presente memoria incorporadas por referencia.
Los sistemas o metodos de medicion de calidad se clasifican generalmente en terminos del empleo de los tipos de modelo de calidad, los cuales se relacionan con un tipo y formato espedfico de la informacion de entrada requerida. Un modelo de calidad usado en un sistema de medicion puede pertenecer a uno de los siguientes tipos, ambos para estimacion de calidad de audio, video o audiovisual: Referencia Completa (FR): se requiere una senal de referencia; Referencia Reducida (RR): se requiere informacion parcial extrafda de la senal fuente; o Sin Referencia (NR): no se requiere referencia. La informacion de entrada del modelo respectivo puede pertenecer a uno de los siguientes tipos: basada en senal/medios: se requiere el video decodificado (informacion de pixel) y audio decodificado; o basada en parametros: se requiere informacion a nivel de flujo de bit. La informacion puede variar desde informacion de cabecera de paquete, que requiere analisis sintactico de las cabeceras de paquetes pero no decodificacion (total o parcial) del flujo de bit a la decodificacion completa del flujo de bit.
El sistema de monitorizacion central puede emplear todos los tipos de modelos mencionados, dado que la senal de referencia, asf como el flujo codificado no cifrado estan disponibles en la cabecera, donde se situa el sistema de monitorizacion central. De aid que se puedan prever diferentes realizaciones del sistema.
El documento US 200768836A1 describe un metodo y sistema para medir la calidad de audio y video en un despliegue IPTV.
Para una realizacion basada en un modelo de calidad de referencia completa, el flujo no comprimido y el flujo comprimido necesitan ser almacenados temporalmente, para procesamiento posterior del analisis de calidad. Para el flujo de audio, se puede aplicar el tipo de modelo de calidad PEAQ [1] y para el flujo de video el modelo de calidad PEVQ [2] o un modelo similar.
Para una realizacion basada en un modelo de calidad sin referencia, solamente necesita ser almacenado temporalmente y procesado el flujo comprimido. Se han propuesto diferentes modelos de calidad sin referencia, ver por ejemplo [3]. La ITU-T esta desarrollando actualmente estandares conformes, conocidos como P.NAMS (prediccion de calidad basada en cabecera de paquete) y P.NBAMS (prediccion de calidad basada en flujo de bit) [4]. En una realizacion de la invencion segun este caso, para cada usuario se puede obtener un flujo en la ubicacion de monitorizacion central que refleja el flujo erroneo agotado por su receptor multimedia digital. Usando metodos de monitorizacion de calidad basada en cabecera de paquete o en flujos de bit, se puede obtener una estimacion de calidad para el usuario respectivo.
Las partes principales del procesamiento del flujo no comprimido y comprimido, que se requieren para el analisis de calidad, tambien se pueden realizar inmediatamente cuando las senales pasan a traves de los codificadores, por ejemplo en la cabecera. La ventaja aqrn es que solamente algunos resultados intermedios del analisis necesitaran ser almacenados temporalmente. Por ejemplo, en una de las realizaciones preferidas de la invencion, se usa un modelo de calidad que distingue entre el impacto de calidad debido a la codificacion y el impacto de calidad debido a transmision (por ejemplo, en caso de perdida de paquetes). Aqrn, la contribucion de codificacion a la calidad se podria capturar directamente y la contribucion de perdida a la calidad se podna calcular en base a la informacion recibida desde el(los) punto(s) de medicion respectivo(s). En una realizacion alternativa de la invencion, la informacion podna constar de un conjunto de parametros capturados a partir de un flujo intacto, con este conjunto que se corrige en base a la informacion de punto final o de medicion. Tales parametros podrian ser, por ejemplo, la
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probabilidad de perdida, la correlacion de perdida dentro de una trama de tiempo dada, el numero de paquetes perdidos en una fila, la duracion de la corrupcion, es decir, la duracion para la cual persistira un efecto secundario relacionado con la perdida de paquetes u otros parametros similares. Otros parametros relacionados con el flujo de bit podnan ser: Para video la posicion o mdice de un segmento perdido, el tipo de trama, la energfa residual (es decir, la suma de cuadrados de coeficientes transformados), la magnitud (y fase) media y maxima de vectores de movimiento, el numero medio y maximo de particiones para entre macrobloques, la estimacion de errores cuadraticos medios de los macrobloques perdidos o la extension espacial en terminos del numero de macrobloques afectados por una perdida; para audio, ejemplos de parametros son los indices de tramas de audio afectadas, descriptores de su contenido temporal de espectro - por ejemplo, dar informacion acerca de la estructura armonica de la porcion afectada - o incluir informacion acerca de si contienen informacion cntica tal como inicios. En caso de codec parametricos, se puede explotar informacion espedfica del codec tal como las clases de bit de los bits contenidos.
En una realizacion alternativa, la informacion de carga util de audio y video se podna representar en terminos de una referencia reducida relacionada con la senal, donde se podnan considerar mas aspectos espedficos del contenido. Aqrn, la capacidad de almacenamiento requerida sena menor que en el caso de almacenar el flujo no degradado entero, pero las predicciones del modelo se puede esperar que sean mas precisas que en el caso de un planteamiento puramente parametrico. Un ejemplo para tal modelo de calidad de referencia reducida es uno estandarizado como J.246 [5].
Segun una realizacion preferida de la invencion, se puede aplicar una combinacion de los modelos de calidad mencionados anteriormente. Se pueden usar rasgos basados en senal/medios asf como rasgos basados en cabecera de paquete o en flujo de bit, provocando los denominados modelos de calidad dbridos (ver [6]). Las ventajas de modelos que se basan tanto en informacion de flujo de bit como en la salida del reproductor se esperan que conduzcan a un rendimiento de estimacion de calidad lo mejor posible.
El planteamiento de medicion de calidad centralizada segun la invencion proporciona varias ventajas:
- El sistema segun la invencion requiere una unidad de analisis de calidad en un caso solamente, es decir, en un sistema de monitorizacion central. Por consiguiente, puede tener la mas alta complejidad y de esta manera permitira las estimaciones de calidad lo mejores posibles.
- Si la unidad de analisis de calidad se situa en la cabecera, se puede considerar la senal entrante o fuente, tambien. Como se explico previamente en la presente memoria, esto permite aplicar un denominado algoritmo de estimacion de calidad de referencia completa, usando la senal entrante o fuente como la referencia. En el caso de una realizacion respectiva de la presente invencion, el flujo modificado se compara con esta referencia, para estimar mejor la calidad del proceso de codificacion y compresion, teniendo en consideracion las caractensticas del contenido.
- En muchas implementaciones, los metodos de evaluacion de calidad basada en flujos de bit o en cabecera de paquetes calculan una MOS de calidad de audio o video usando al menos dos terminos: Un termino describe la influencia de calidad de la etapa de codificacion y compresion. Un segundo termino considera la influencia debida a errores de transmision. En caso de una realizacion respectiva de la invencion, el analisis y calculo para el primer termino se requiere solamente una vez, ya que el mismo flujo de TV se entrega a muchos usuarios. No obstante, esta estimacion de deterioro de codificacion sera valida para todos los usuarios que ven el canal respectivo. En esta realizacion de la invencion, el segundo termino, que estima la contribucion de calidad debida a transmision IP, se calcula individualmente para cada punto de monitorizacion o bien en alguna parte a lo largo de la lmea de transmision o bien en el STB del usuario. Esto permite que la carga de calculo total sea reducida significativamente.
- La capacidad de almacenamiento requerida se puede reducir aplicando una referencia reducida en la ubicacion central en lugar de una referencia completa y aplicar un modelo de calidad respectivo.
- Se puede lograr una evaluacion de calidad que usa un modelo de calidad tubrido que se puede situar en una posicion central, que permite que la calidad que se percibe por espectadores individuales sea evaluada casi exactamente desde la perspectiva del espectador.
- Los detectores de perdida de paquetes requeridos son muy simples y de esta manera solamente surgen muy bajos costes para colocarlos en cualquier tipo de ubicacion a lo largo de la cadena de transmision, por ejemplo, tambien en cada receptor multimedia digital.
- El analisis de calidad del flujo se puede basar en los flujos no cifrados disponibles en la cabecera. El flujo se cifra despues de la codificacion. Otros modelos de calidad que solamente reciben flujos cifrados muestran sistematicamente un rendimiento menor.
Otros aspectos, rasgos y ventajas seran evidentes a partir del compendio anterior, asf como de la descripcion que sigue, incluyendo las figuras y las reivindicaciones.
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Descripcion de la realizacion preferida
La siguiente descripcion se centra en transmision multimedia que usa Flujos de Transporte MPEG-2, pero la invencion tambien funciona para otros formates de flujo.
La Fig. 1 muestra un ejemplo tipico de un sistema de IPTV. Los flujos de audio y video entrantes 101 estan adaptados a la tasa de bit de entrega, en el lado codificador que emplea codecs de audio y video estandarizados. En este ejemplo, los flujos de bit de salida se multiplexan en un Flujo de Transporte (TS) MPEG-2 y empaquetan en paquetes de Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP) (102 producido por la unidad 111, Fig. 1). Un denominado servidor de adquisicion (Servidor A, 112) adapta los flujos segun se necesitan para la entrega. En el Servidor A, los paquetes de flujo de transporte se cifran y empaquetan en paquetes de Protocolo de Transporte en Tiempo Real (RTP) 103. Los flujos de salida de los Servidores A se distribuyen sobre la red central a servidores de distribucion espedficos (Servidores D) (no mostrados en la figura). Los Servidores D proporcionan mecanismos para un cambio de canal rapido y reenvte en caso de errores. Se usan encaminadores espedficos, los Encaminadores de Fuente Dinamica (DSR, 113), para distribuir los canales de TV a traves de una red de agregacion jerarquica habilitada para multidifusion. Para el reenvte de paquetes y para la conmutacion de canal rapida, se usa entrega unidifusion. En el usuario final, se proporciona acceso por un modem DSL y un Dispositivo de Acceso a Internet (IAD, 114). El IAD se conecta al receptor multimedia digital (STB, 115). El receptor multimedia digital contiene el reproductor de medios para decodificar finalmente las senales de audio y video.
El metodo/sistema de monitorizacion de calidad central segun la invencion permite estimar la calidad del sistema IPTV entero. El sistema de monitorizacion de calidad central segun la realizacion ejemplar mostrado en la Fig. 1 comprende una unidad de analisis de calidad (QA, 119), una unidad correlacionadora de paquetes (PM, 117), una pluralidad de detectores de perdida de paquetes (PLD, 116) y una unidad de gestion de medicion de calidad (QMM, 110).
La unidad de analisis de calidad captura el flujo 102 entre la salida del codificador y la entrada del servidor de adquisicion. En este punto de la cadena de transmision, se supone que el flujo esta aun libre de errores. El flujo de entrada 101 se puede considerar ademas, en terminos de una referencia explteita o reducida, como se muestra en la Fig. 1 por la lmea discontinua. El flujo libre de errores 102 se almacena en un almacenador temporal de la unidad de analisis de calidad durante un cierto tiempo, de manera que se pueda usar en una etapa posterior para evaluacion de calidad, como se describe mas adelante.
Los datos almacenados en el almacenamiento temporal se organizan en una secuencia de paquetes segun el empaquetado usado para los flujos entregados. Segun esta realizacion de la invencion, cada paquete se etiqueta con un identificador de paquetes unico.
Usando la informacion de perdida de paquetes recibidos para un punto de medicion dado 105, el flujo para el usuario respectivo se genera en la ubicacion de monitorizacion central.
En la realizacion preferida de la invencion, la estimacion de calidad para la compresion de audio y video se calcula solamente una vez. Este calculo corresponde a la transmision libre de errores. Se puede reutilizar para calcular la calidad para puntos de monitorizacion individuales, ya que todos los usuarios reciben una senal identicamente codificada.
El impacto de calidad debido a la transmision puede ser diferente para cada punto de monitorizacion individual, dado que los eventos de perdida de paquetes de diferentes usuarios tfpicamente son de naturaleza diferente, dependiendo de donde ocurren en la red. Por consiguiente, la calidad de transmision 107 necesita ser calculada individualmente para cada punto de monitorizacion. Esto se consuma considerando la lista notificada de identificadores de paquetes perdidos junto con el flujo libre de errores almacenado temporalmente. Segun la invencion, el conocimiento de las partes perdidas del flujo se usa para determinar con precision como el flujo danado se ve o suena.
Finalmente, la estimacion de calidad libre de perdida que describe la calidad debida a la codificacion se combina con el analisis individual proporcionado por los diferentes puntos de monitorizacion, por ejemplo, se puede calcular la MOS para cada usuario final en el sistema 107. Un modelo de estimacion de calidad tal como algoritmo de Modelo de TV se puede usar para calcular un valor de MOS [8].
En el caso de que las contribuciones de codificacion y transmision no se consideren separadamente, el flujo espedfico de usuario generado a partir de la informacion de error obtenida y el flujo fuente inicial se usa directamente como entrada para un modelo de calidad de audio, video y/o audiovisual, donde este modelo puede pertenecer a cualquiera de los tipos de modelo de calidad descritos previamente.
Los identificadores de paquetes unicos, mencionados anteriormente, tambien se usan en la unidad correlacionadora de paquetes. Algunas soluciones de empaquetado y cifrado requieren una solucion de correlacion especial. Una solucion para Flujos de Transporte MPEG de UDP y RTP se describe mas adelante. Esta solucion tambien soporta flujos cifrados, ya que se puede proporcionar una correlacion de los paquetes cifrados a los paquetes no cifrados.
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Senalar que en una realizacion alternativa de la invencion, la solucion de monitorizacion central podna capturar los flujos libres de errores solamente directamente despues del servidor A, que accede a los paquetes RTP resultantes. En este caso, no obstante, no sera posible ningun acceso a las cargas utiles cifradas y solamente son factibles modelos de calidad que emplean informacion de cabecera. A continuacion, nos centraremos en la realizacion de la invencion que permite principalmente acceder a la carga util y de esta manera puede sacar ventaja de tipos de modelos de calidad mas sofisticados y de esta manera precisos.
Como se describio anteriormente, el Servidor A 112 mostrado en la Fig. 1 cifra los flujos y almacena los paquetes en los paquetes RTP 103. El servidor A recibe un flujo de transporte basado en UDP. Los paquetes de flujo de transporte se reordenan y se cifra la carga util de flujo de transporte. Varios paquetes de flujo de transporte entonces se agrupan en un paquete RTP.
La unidad correlacionadora de paquetes soporta la correlacion de paquetes de flujo de transporte cifrados en paquetes RTP a paquetes de flujo de transporte en paquetes UDP no cifrados. El sistema de correlacion genera una descripcion que en ultima instancia permite determinar que paquetes de flujo de transporte del flujo no cifrado se han perdido.
Un sistema de correlacion para paquetes de flujo de transporte RTP a los paquetes de flujo de transporte de origen requiere un identificador unico para paquetes de flujo de transporte. Ademas de la direccion multidifusion, el identificador de programa y los identificadores de flujo (PID), que son constantes para el flujo entero, el Flujo de Transporte MPEG-2 proporciona marcas de tiempo de presentacion (PTS) que cambian en el borde de cada trama de Flujo Elemental Empaquetado (PES). Tambien, se proporciona un contador de continuidad CC de 4 bit que aumenta de un paquete de flujo de transporte al siguiente. Como es probable que una trama PES comprenda mas de 16 paquetes y de esta manera se reinicie el CC, se necesita un contador adicional para derivar un contador unico a partir del flujo. Se supone que un contador adicional AuxCnt de 11 bit garantizara que el identificador derivado para paquetes de flujo de transporte es unico. Segun una realizacion preferida, el identificador tiene el siguiente formato.
TsPcktId: PTS (33bit), AuxCnt (11bit), CC (4bit)
Se supone que los paquetes tienen el orden correcto en el momento que se deriva el TsPcktId. El identificador se usa internamente para el correlacionador en terminos de una tabla que correlaciona paquetes TS y paquetes RTP.
El analisis de los flujos de audio y video se relacionara con la secuencia de los TsPcktId.
Un paquete RTP se puede identificar umvocamente considerando la marca de tiempo RTP y el numero de secuencia RTP.
RtpPcktId: RtpTimeStamp (32bit), RtpSeqNr (16bit)
En el siguiente paso, se analiza que paquetes de flujo de transporte se presentan en que paquete RTP. Se supone que directamente despues del servidor A, los paquetes aun tienen el mismo orden y que no se pierden paquetes en ese momento. El resultado de esta medida se almacena en una lista de la siguiente forma:
RtpTsMap: RtpPcktId, TsPckIdO, TsPckId1, ..., TsPckIdn
Esta correlacion declara que paquetes de flujo de transporte estan contenidos en un paquete RTP. El flujo de estas entradas de correlacion se puede usar ahora para averiguar que paquetes de flujo de transporte se han perdido en caso de que se haya detectado una perdida de un paquete RTP.
El uno o mas detectores de perdida de paquetes 116 se pueden proporcionar en varias ubicaciones en la cadena de transmision. Puntos de monitorizacion ejemplares son el receptor multimedia digital 115, el Dispositivo de Acceso a Internet 114 o en diferentes puntos en la red tales como el Servidor D o el DSR 113. Se pueden situar puntos de monitorizacion adicionales en los conmutadores de la red de agregacion. Preferiblemente, la deteccion de paquetes perdidos se situa en el receptor multimedia digital 115, ya que mas probablemente corresponded mejor al video y al sonido presentado al usuario final.
Alternativamente, los detectores de perdida de paquetes se pueden implementar en el Dispositivo de Acceso a Internet 114 o en un subsistema adicional colocado entre el Dispositivo de Acceso a Internet y el receptor multimedia digital. Este soporta resultados de medicion que se espera que sean casi tan precisos como la implementacion en el receptor multimedia digital.
Los detectores de perdida de paquetes para monitorizar la calidad de flujos multidifusion se situan preferiblemente en cada etapa de la cadena de entrega. No obstante, la calidad para usuarios individuales no se puede determinar mediante esta alternativa ya que en una etapa posterior de la cadena, se pueden haber perdido paquetes adicionales. Tambien, se puede aplicar un mecanismo de reenvfo de paquetes en el sistema y entonces modificara el trafico.
Un detector de perdida de paquetes que detecta la peticion de reenvfo preferiblemente ayuda a estimar la calidad de los receptores multimedia digitales individuales de una manera centrada en la red. Tal detector de perdida de
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paquetes se situa preferiblemente en la salida de un DSR. Los paquetes solicitados para ser reenviados se pueden considerar como perdidos. El reenvfo de paquetes se puede monitorizar. A partir del analisis de trafico de red se podna estimar cuan probable es que el paquete reenviado alcance el receptor multimedia digital a tiempo y de esta manera se podna considerar como restaurado. Esta informacion puede ayudar a derivar parametros de calidad incluso en el caso de que finalmente no ocurriese perdida. Los paquetes bien recibidos alrededor del (de los) paquete(s) perdido(s) se pueden emplear para estimar los efectos de la propagacion de errores. Sin embargo, este detector de perdida de paquetes se espera que sea menos fiable que un detector de perdida de paquetes situado en el receptor multimedia digital. Por ejemplo, los paquetes perdidos que - por alguna razon - no fueron solicitados que fueran reenviados, no se pueden detectar usando este planteamiento.
Un detector de perdida de paquetes de “peso ligero” preferido, que se puede implementar en el receptor multimedia digital o en el Dispositivo de Acceso a Internet, se describe mas adelante. La implementacion del detector de perdida para paquetes de flujo de transporte RTP comprende los siguientes pasos:
- Dentro del Dispositivo de Acceso a Internet (114), se monitoriza cada paquete de flujo de transporte MPEG-2 de RTP entrante, unidifusion o multidifusion.
- La aparicion de un nuevo SSRC de RTP invoca una nueva traza de monitorizacion
- Despues de un instante que esta inactivo, la traza de monitorizacion se detiene de nuevo
- No todas las secuencias necesitan ser almacenadas
- Solamente los RtpPcktId de los paquetes perdidos necesitan ser almacenados en una lista. Un paquete RTP perdido se detecta cuando no es consecutivo el numero de secuencia de RTP.
- Si un paquete perdido de la secuencia llega mas tarde, entonces el RtpPckId del perdido se saca de la lista de nuevo (por ejemplo, llega debido a que es reenviado).
- Si el paquete omitido no llega dentro de un cierto intervalo de tiempo, el paquete se marca como perdido definitivamente.
- La lista de paquetes perdidos se puede notificar periodicamente, en base a un umbral o bajo demanda al servidor de monitorizacion central. La forma de como ocurre la notificacion se puede configurar remotamente. La notificacion puede usar el protocolo RTCP XR [7] o una version extendida de el.
- El sistema de monitorizacion central usa estos informes para calcular los valores de MOS individuales para el punto de monitorizacion individual bajo consideracion, reconstruyendo, como se describio anteriormente, el flujo transmitido para el usuario respectivo o una version reducida o descripcion parametrica de el.
La unidad de gestion de medicion de calidad 110 recopila los mensajes de paquetes perdidos desde el uno o mas detectores de perdida de paquetes, junto con otra informacion relacionada, tal como la ubicacion del punto de monitorizacion. La unidad de gestion de medicion de calidad evalua que paquetes de flujo de transporte se han perdido. En particular, a partir del identificador de paquete RTP recibido se recupera que paquetes de flujo de transporte se han perdido. Esta informacion se pasa a la unidad de analisis de calidad. La unidad de analisis de calidad tiene en cuenta la informacion acerca de los paquetes de flujo de transporte, reconstruye un flujo simulado que contiene los errores de perdida de paquetes y calcula los resultados de mOs individuales y las mediciones de calidad relacionadas adicionales. Esta informacion se devuelve y procesa ademas por la unidad de gestion de medicion de calidad. La unidad de gestion de medicion de calidad proporciona una interfaz para controlar y gestionar el sistema de monitorizacion central en total.
Aunque la invencion se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y la descripcion precedente, tal ilustracion y descripcion tienen que ser consideradas ilustrativas o ejemplares y no restrictivas. Se entendera que se pueden hacer cambios y modificaciones por los expertos en la tecnica, dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. En particular, la presente invencion cubre realizaciones adicionales con una combinacion de rasgos a partir de diferentes realizaciones descritas anteriormente y mas adelante.
Ademas, en las reivindicaciones las palabras “que comprende” no excluyen otros elementos o pasos y el artfculo indefinido “un” o “uno” no excluye la pluralidad. Una unica unidad puede cumplir las funciones de varios rasgos expuestos en las reivindicaciones. Los terminos “esencialmente”, “acerca”, “aproximadamente” y similares en conexion con un atributo o un valor, particularmente definen tambien exactamente el atributo o exactamente el valor, respectivamente. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no se debena interpretar como que limita el alcance.
Lista de referencias (todas incorporadas en la presente memoria por referencia)
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5 [3] Solicitud de Patente EP numero: 20090244289; Tftulo: AUDIO-VISUAL QUALITY ESTIMATION. Inventores:
Sebastian Moeller, Alexander Raake, Marie-Neige Garcia.
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[5] ITU-T Rec. J.246 (08/08) Tecnicas de medicion de calidad audiovisual perceptual para servicios multimedia sobre 10 redes de television por cable digitales en presencia de una referencia de ancho de banda reducida.
[6] S. Winkler, P. Mohandas. The Evolution of Video Quality Measurement: From PSNR to Hybrid Metrics. IEEE Trans. Broadcasting Vol. 54, N° 3, Sept. 2008.
[7] IETF RFC 3611. RTP Control Protocol Extended Reports (RTCP XR).
[8] Raake, A., Garcia, M.-N., Moller, S., Berger, J., Kling, F., List, P., Johann, J., Heidemann, C. (2008). TV-Model: 15 Parameter-based Prediction of IPTV Quality, En: Actas de la Conferencia Internacional sobre Acustica, Habla y
Procesamiento de Senal (ICASSP 2008), EE.UU.-Las Vegas.

Claims (7)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de medicion de calidad de transmision de audio y video empaquetado sobre una cadena de transmision, el metodo que comprende:
    a) proporcionar uno o mas detectores de medicion a lo largo de la cadena de transmision;
    b) detectar con el uno o mas detectores de medicion la perdida de paquetes de flujo de bit en el uno o mas puntos de medicion;
    c) determinar el identificador unico para cada paquete perdido detectado;
    d) cada detector de medicion que envfa la lista de identificadores de paquetes perdidos a un sistema de monitorizacion central;
    e) construir, en el sistema de monitorizacion central, a partir de un flujo libre de errores almacenado y sobre la base de los identificadores de paquetes perdidos recibidos, un flujo simulado para cada punto de medicion; y
    f) evaluar los flujos simulados para derivar una puntuacion de calidad para cada punto de medicion a lo largo de la cadena de transmision.
  2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en donde los pasos e) y f) se sustituyen por los pasos, en el sistema de monitorizacion central, de e1') que extrae un conjunto de parametros a partir del flujo libre de errores, e2') que modifica el conjunto de parametros extrafdo sobre la base de la lista de identificadores de paquetes perdidos y f) que evalua el conjunto de parametros modificados para derivar una puntuacion de calidad para la transmision a lo largo de la cadena de transmision.
  3. 3. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso f) comprende adicionalmente el paso de estimar la calidad del proceso de codificacion comparando la senal en la entrada del codificador y en la salida.
  4. 4. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde un identificador unico para paquetes de flujo de transporte MPEG-2 se define que consta de o se deriva a partir de la marca de tiempo de presentacion, un contador adicional y un contador de continuidad.
  5. 5. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde una tabla de correlacion deriva la informacion acerca de paquetes de flujo de transporte MPEG-2 perdidos a partir de la informacion de paquetes RTP perdidos.
  6. 6. Un sistema para medir calidad de transmisiones de flujo de bit de audio y video sobre una cadena de transmision, que comprende:
    uno o mas detectores de medicion proporcionados a lo largo de la cadena de transmision, dichos uno o mas detectores de medicion que se configuran para detectar la perdida de paquetes de flujo de bit en el uno o mas puntos de medicion y para determinar el identificador unico para cada paquete perdido detectado;
    un sistema de monitorizacion central que recibe desde dicho uno o mas detectores de medicion la lista de identificadores de paquetes perdidos, el sistema de monitorizacion central que esta configurado para construir a partir de un flujo libre de errores almacenado y sobre la base de los identificadores de paquetes perdidos recibidos, flujos simulados para cada punto de medicion y para evaluar los flujos simulados para derivar una puntuacion de calidad para cada punto de medicion a lo largo de la cadena de transmision.
  7. 7. Un sistema para medir calidad de transmisiones de flujo de bit de audio y video sobre una cadena de transmision, que comprende:
    uno o mas detectores de medicion proporcionados a lo largo de la cadena de transmision, dichos uno o mas detectores de medicion que se configuran para detectar la perdida de paquetes de flujo de bit en el uno o mas puntos de medicion y para determinar el identificador unico para cada paquete perdido detectado;
    un sistema de monitorizacion central que recibe desde dicho uno o mas detectores de medicion la lista de identificadores de paquetes perdidos, el sistema de monitorizacion central que esta configurado para extraer un conjunto de parametros a partir de un flujo libre de errores almacenado, para modificar el conjunto extrafdo de parametros sobre la base de la lista de identificadores de paquetes perdidos y para evaluar el conjunto de parametros modificados para derivar una puntuacion de calidad para la transmision a lo largo de la cadena de transmision.
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