JP2019512991A - ストリーミング・ビデオの自動体感品質測定のための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、エンドユーザへのストリーミング・ビデオの分野に関する。特に、本発明は、ストリーミング・ビデオ信号のユーザ体感品質測定を自動化するための方法及びシステムに関する。
過去10年において、ネットワークサービスの急速な発展及びスマートモバイルデバイスの著しい成長のおかげで、ストリーミング・メディア・アプリにおける驚異的な成長がなされてきた。例えば、オーバーザトップ(OTT)ビデオ・デリバリの分野において、HTTPライブストリーミング(HLS)、シルバーライト・スムーズ・ストリーミング(Silverlight Smooth Streaming)(MSS)、HTTPダイナミックストリーミング(Dynamic Streaming)(HDS)、及びHTTPによるダイナミックアダプティブストリーミング(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)(DASH)のような幾つかの方法は、多様なビットレートにおいてビデオストリームを供給すること、及び、小さなHTTPファイルセグメントに分割することにより、デコーダー駆動レートアダプテーションを達成する。各セグメントのメディア情報は、マニフェストファイルに保存されるが、これは、仕様及び各セグメントの位置を供給するため、サーバーで作られて、そして、クライアントに伝送される。ストリーミング・プロセスを通して、クライアントでのビデオ・プレーヤーは、再生レート、バッファ条件及び即時的TCPスループットに基づきセグメントを選択することにより利用できるストリームの中で適応的にスイッチする。ストリーム・メディア・アプリケーションの急速な成長と共に、正確な体感品質(QoE)及びQoE駆動アダプティブ・ビデオ・デリバリ―方法の強い要望が生じてきた。
限定としてではなく、記述の目的のために、上述及び本発明の他の側面は、添付される図面を参照してより詳しく説明される。それらの図面は、次の通りである。
以下の記述及びそこに記述される実施例は、本発明の原理の特定の実施、又は例の説明のために提供される。これらの例は、限定の目的ではなく、本発明の及びそれらの原理の説明の目的のために提供される。以下の記述において、同じそれぞれの記号が、明細書及び図面を通して、同じ部分に付される。
Pn=VFR(Rn,Xn), (1)
ここで、Rn及びXnは、それぞれ、初期品質ビデオ(ビデオ・コンテンツ・プロバイダー212から受け取り、又は、ビデオ・ホスティング・サーバーのデータ・ストレージ・デバイス214に保存されるソース・ビデオ)及びサーバーにより伝送されるストリーミング・ビデオの第n番目のフレームであり、そして、VFR(・)は、フルリファレンスVQAオペレータである。ノーリファレンスVQAの場合において、プレゼンテーション品質測定は、オリジナルなソースビデオへのアクセスを必要としないノーリファレンス型ビデオ品質評価方法から得られる。即時的ビデオ・プレゼンテーション品質測定は、Xnのみの関数として表すことができる。
Pn=VNR(Xn) (2)
ここで、Xnは、ストリーミング・ビデオの第n番目のフレームであり、また、VNR(・)は、ノーリファレンスVQAオペレータである。
Pn=Pi−1 (3)
この品質測定Pi−1は、ストールが終わるまで、全ての時間ポジッション(即ち、期間[i,j]内の全てのフレーム)に対して繰り返されるであろう。もちろん、中断期間におけるストールの瞬間nでのビデオ・プレゼンテーション品質はまた、ある平均のような又は部分的に復号されたフレームのそれを適宜使用して、ストール前に得られた又は算出されたプレゼンテーション品質から他の量によって表されるかもしれない。
M=exp{−t/T} (4)
ここで、Mは記憶保持であり、Tは記憶の相対的強度、及び、tは時間である。
d(t)=−1+exp{−((tf−ik)/T0)}
及び
m(t)=exp{−((tf−ik−lk)/T1)}
ここで、T0及びT1は、それぞれ、不満足の割合及び記憶の相対的強度を表す。
Sn=S(n/f) (9)
Qn=Pn+Sn(P1,P2, ・・・ ,Pn) (10)
An=((n−1)An−1+Qn)/n (11)
ここで、Anは、ストリーミング・セッションにおける第n番目の時間インスタンスまでの蓄積QoEである。解説的な例が図4において示される。図4(a)において、実線において、「*」がストールの位置を示している、各フレームでの静止画ビデオのビデオ・プレゼンテーション品質を表す曲線を示す。各フレーム402での再生中のストリーミング・ビデオのビデオ・プレゼンテーション品質は、「*」がストールの位置を示し及び「o」が回復の位置を示すところの、図4(b)内に示される。各フレームでの各ストール・イベントによるQoE落下404は、図4(c)において示される。図4(c)において、実線で描かれる曲線は、初期バッファリングによるQoE落下を示し、そして、破線で描かれた曲線は、再生ストールによるQoE落下を示している。再生中の各時間インスタンスでの全体のQoE406は、比較のため、図4(d)において図解されている。
Claims (65)
- ストリーミング・ビデオのストリーミング・セッションの体感品質(QoE)測定を生成させる方法であって、そのストリーミング・ビデオは、サーバ側のビデオ・ホスティング・サーバから受信側のユーザ視聴デバイスへとネットワーク接続を渡って送られ、
ストリーミング・ビデオのプレゼンテーション品質測定を得るステップと、
ストリーミング・セッションの間の全てのストール・イベントの発生を追跡するステップと、
ストリーミング・ビデオの再生スムーズさ品質測定を得るステップと、ここで、再生スムーズさ品質測定はストリーミング・セッションの開始より全てのストール・イベントからの寄与を結合させることにより受信側で評価され、ストール・イベントからの寄与が、過去のストール・イベントの発生により引き起こされる品質ディケイエフェクト及びメモリエフェクト及びストール・イベントの発生の前のストリーミング・ビデオのプレゼンテーション品質に基づき算出され、及び
プレゼンテーション品質測定及び再生スムーズさ品質測定を組み合わせることにより即時的QoEスコアを生成するステップと、を含む方法。 - 請求項1の方法であって、更に、
ストリーミング・セッションの全体のエンドオブプロセスQoEスコアを得るためにストリーミング・セッションの開始より、全ての時間ポジッションで生成された即時的QoEスコアを蓄積するステップ、を含む方法。 - 請求項1の方法であって、ストール・イベントの寄与が、ストール・イベントの発生の直前にプレゼンテーション品質に基づき算出されることを特徴とする方法。
- 請求項3の方法であって、ストール・イベントの寄与が、ストール・イベントの発生の前にビデオフレームのプレゼンテーション品質測定に基づき算出されることを特徴とする方法。
- 請求項4の方法であって、ビデオフレームが、ストール・イベントの発生の直前に十分に実施されたフレームであることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、メモリエフェクトが、時間の経過により単調に減少しそして飽和する関数によって表されることを特徴とする方法。
- 請求項6の方法であって、メモリエフェクトが、ヘルマン・エビングハウスの忘却曲線によって表されることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、品質ディケイエフェクトが、時間の経過により単調に減少しそして飽和する関数によって表されることを特徴とする方法。
- 請求項8の方法であって、品質ディケイエフェクトが、指数関数的減衰関数によって表されることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、再生スムーズさ品質測定が、初期バッファリング及び再生ストール・イベントの時間ポジッション及び持続期間を利用して評価されることを特徴とする方法。
- 請求項10の方法であって、ストール・イベント中の再生スムーズさ品質測定が、ストール・イベントの開始の前に最後に実施されたビデオフレームのプレゼンテーション品質測定を利用して評価されることを特徴とする方法。
- 請求項11の方法であって、再生スムーズさ品質測定が、ストール・イベントによって引き起こされる再生スムーズさ品質の劣化によって減少させられ、そして、初期バッファリング又は再生ストールの何れかにより、その劣化が、ストール・イベントの前のプレゼンテーション品質測定と共に減少するというモデルによって評価されることを特徴とする方法。
- 請求項12の方法であって、ストール・イベントによって引き起こされる劣化が、最後に実施されたビデオフレームのプレゼンテーション品質測定に比例することを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、ストール・イベントからの寄与が次の表現から計算され、
- 請求項14の方法であって、Qが、ストール・イベント
- 請求項14の方法であって、品質減衰関数d(t)が、d(t)=−1+exp{−((tf−ik)/T0)}のフォームを有し、そして、メモリ関数m(t)が、第k番目のストール・イベントにおいて時間tに対して、m(t)=exp{−((tf−ik−lk)/T1)}のフォームを有し、そして、T0及びT1は、それぞれ、不満足の割合及び記憶の相対的強度を表すように選択される2つのパラメータであることを特徴とする方法。
- 請求項16の方法であって、パラメータT0及びT1は、T0>T1となるように選択されることを特徴とする方法。
- 請求項1又は請求項14の方法であって、再生スムーズさ品質測定が、個々のストール・イベントからの寄与を加算することにより全ストール・イベントによる寄与から統合されることを特徴とする方法。
- 請求項18の方法であって、プレゼンテーション品質測定及び再生スムーズさ品質測定が、プレゼンテーション品質測定及び再生スムーズさ品質測定を加算することにより即時的QoEスコアを生成するために、統合されることを特徴とする方法。
- 請求項18の方法であって、プレゼンテーション品質測定及び再生スムーズさ品質測定が、2つの品質測定を掛け算することにより、2つの品質測定を加重総和することにより、又は、2つの品質測定の最大値及び最小値を取ることにより、即時的QoEスコアを生成するために、統合されることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、プレゼンテーション品質測定が、参照としてオリジナルなソースビデオのそれを備えるストリーミング・ビデオのオリジナルなソースから生成されたテストビデオの品質と比較するフルリファレンス・ビデオ品質評価方法から生成されることを特徴とする方法。
- 請求項21の方法であって、ビデオ品質評価方法が、エンドユーザの視聴条件及びユーザ視聴デバイスに適合することを特徴とする方法。
- 請求項21の方法であって、フルリファレンス・ビデオ品質評価方法によって評価されるテストビデオが、リファレンス・ビデオのレゾルーションとは異なる空間及び/又は時間レゾルーションを有することを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、プレゼンテーション品質測定が、サーバ側で生成され、そして、ネットワーク接続を渡って受信側に伝送されることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、プレゼンテーション品質測定が、受信側で生成されることを特徴とする方法。
- 請求項25の方法であって、再生スムーズさ品質測定が、ユーザ視聴デバイスで生成されることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、プレゼンテーション品質測定がネットワークサーバにより生成されることを特徴とする方法。
- 請求項27の方法であって、ネットワークサーバがクラウドサーバであることを特徴とする方法。
- 請求項27の方法であって、ネットワークサーバが受信側のエッジサーバであることを特徴とする方法。
- 請求項27の方法であって、ネットワークされたサーバが、エンドユーザの視聴条件及びユーザ視聴デバイスを記述するパラメータを受け取り、そして、プレゼンテーション品質測定が、視聴デバイス及び視聴条件適応力を有するビデオ品質評価方法を用いて生成されることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、再生スムーズさ測定が、ネットワークされたサーバによって生成されることを特徴とする方法。
- 請求項31の方法であって、ネットワークされたサーバが、クラウドサーバであることを特徴とする方法。
- 請求項31の方法であって、ネットワークされたサーバが、受信側のエッジサーバであることを特徴とする方法。
- 請求項31の方法であって、ネットワークされたサーバが、受信側のエッジサーバであることを特徴とする方法。
- 請求項1の方法であって、更に、ストリーミング・セッションに渡って即時的QoE測定を蓄積することによりエンドオブプロセス・ユーザQoEを測定するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項34の方法であって、エンドオブプロセス・ユーザQoEが、ストリーミング・セッションに渡る即時的QoE測定を平均化する移動平均法を使用して評価されることを特徴とする方法。
- ストリーミング・ビデオのユーザ体感品質(QoE)を測定するためのシステムであって、ストリーミング・ビデオは、サーバ側のビデオ・ホスティング・サーバから、受信側のユーザ視聴デバイスへと、ネットワーク接続を渡って伝送され、
プレゼンテーション品質評価ユニットと、ここで、そのプレゼンテーション品質評価ユニットはストリーミング・ビデオのプレゼンテーション品質測定を生成又は獲得し、
再生スムーズさ品質評価ユニットと、ここで、その再生スムーズさ品質評価ユニットは、ストリーミング・セッションの間の全てのストール・イベント発生を追跡し、そして、ストリーミング・ビデオを再生するユーザ視聴デバイスで認識される再生スムーズさ品質の再生スムーズさ品質測定を生成し、そのスムーズさ品質測定の生成は、ストリーミング・セッションの開始より全てのストール・イベントからの寄与を結合し、ストール・イベントからの寄与はストール・イベントの発生の前にストリーミング・ビデオのプレゼンテーション品質及び過去のストール・イベントの発生による品質ディケイエフェクト及びメモリエフェクトに基づき算出され、及び、
QoE評価ユニットと、ここで、そのQoE評価ユニットは、プレゼンテーション品質測定及び再生スムーズさ品質測定を結合して即時的QoEスコアに統合し、
を含むシステム。 - 請求項36のシステムであって、更に、エンドオブプロセスQoEユニットを含み、そのエンドオブプロセスQoEユニットは、全ての即時的QoEスコアを蓄積し、そして、それらをストリーミング・セッションの単一の全体のエンドオブプロセスQoEスコアに統合することを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、再生スムーズさ品質評価ユニットは、ストール・イベントの発生直前のプレゼンテーション品質に基づきストール・イベントの寄与を算出することを特徴とするシステム。
- 請求項38のシステムであって、プレゼンテーション品質評価ユニットは、ビデオ・ホスティング・サーバに組み込まれ、そして、プレゼンテーション品質評価ユニットは、ストール・イベントの発生前のビデオフレームのプレゼンテーション品質に基づきストール・イベントの寄与を算出することを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、プレゼンテーション品質評価ユニットは、ネットワークされたサーバに組み込まれることを特徴とするシステム。
- 請求項40のシステムであって、ネットワークされたサーバは、サーバ側から伝送されたプレゼンテーション品質測定を得るクラウドサーバであることを特徴とするシステム。
- 請求項40のシステムであって、ネットワークされたサーバは、サーバ側から伝送されたプレゼンテーション品質測定を得るための受信側のエッジサーバであることを特徴とするシステム。
- 請求項40のシステムであって、ネットワークされたサーバは、受信側のプレゼンテーション品質測定を生成するため受信側のエッジサーバであることを特徴とするシステム。
- 請求項40のシステムであって、ネットワークされたサーバは、エンドユーザの視聴条件及びユーザ視聴デバイスを記述するパラメータを受け取り、そして、プレゼンテーション品質測定は、視聴デバイス及び視聴条件適応力を有するビデオ品質評価方法を用いて生成されることを特徴とするシステム。
- 請求項40のシステムであって、再生スムーズさ品質評価ユニットは、ネットワークされたサーバに統合されることを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、再生スムーズさ品質評価ユニットは、ネットワークされたサーバに統合されることを特徴とするシステム。
- 請求項46のシステムであって、ネットワークされたサーバはクラウドサーバであることを特徴とするシステム。
- 請求項46のシステムであって、ネットワークされたサーバは、受信側で再生スムーズさ品質測定を生成するための受信側のエッジサーバであることを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、再生スムーズさ品質評価ユニットは、メモリエフェクトを表すために時間と共に単調に減少し、そして、時間に対して飽和する関数を使用することを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、再生スムーズさ品質評価ユニットは、時間と共に単調に減少し、そして、時間に渡って飽和して、品質ディケイエフェクトを表すことを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、再生スムーズさ品質評価ユニットは、初期バッファリング及び再生ストール・イベントの時間ポジッション及び持続期間を利用して、再生スムーズさ品質測定を評価することを特徴とするシステム。
- 請求項51のシステムであって、ストール・イベントの間の再生スムーズさ品質測定は、ストール・イベントの開始前に、最後に実施されたビデオフレームのプレゼンテーション品質測定を利用して評価されることを特徴とするシステム。
- 請求項52のシステムであって、再生スムーズさ品質測定は、ストール・イベントによって引き起こされる再生スムーズさ品質の劣化により減少し、そして、その劣化は、初期バッファリング又は再生ストールの何れかにより、その劣化がストール・イベントの前に最後に実施されたビデオフレームのプレゼンテーション品質測定と共に増加するモデルにより評価されることを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、再生スムーズさ品質測定がストール・イベントからの寄与を次の表現から計算するように構成され、
- 請求項54のシステムであって、Qが、ストール・イベント
- 請求項54のシステムであって、品質減衰関数d(t)が、d(t)=−1+exp{−((tf−ik)/T0)}のフォームを有し、そして、メモリ関数m(t)が、第k番目のストール・イベントにおいて時間tに対して、m(t)=exp{−((tf−ik−lk)/T1)}のフォームを有し、そして、T0及びT1は、それぞれ、不満足の割合及び記憶の相対的強度を表すように選択される2つのパラメータであることを特徴とするシステム。
- 請求項56のシステムであって、パラメータT0及びT1は、T1>T0となるように選択されることを特徴とするシステム。
- 請求項36又は請求項54のシステムであって、QoE評価ユニットは、再生スムーズさ品質測定を得るために個々のストール・イベントからの寄与を加算するように構成されることを特徴とするシステム。
- 請求項58のシステムであって、QoE評価ユニットは、即時的QoEスコアを生成するため再生スムーズさ品質測定及びプレゼンテーション品質測定を加算するように構成されることを特徴とするシステム。
- 請求項58のシステムであって、QoE評価ユニットは、プレゼンテーション品質測定及び再生スムーズさ品質測定を掛け算することにより、2つの品質測定を加重総和することにより、又は、2つの品質測定の最大値及び最小値を取ることにより、即時的QoEスコアを生成するように構成されることを特徴とするシステム。
- 請求項36のシステムであって、プレゼンテーション品質評価ユニットは、リファレンスとしてオリジナルなソースビデオのそれを備えるストリーミング・ビデオのオリジナルなソースから生成されたテストビデオの品質と比較するフルリファレンス・ビデオ品質評価方法からプレゼンテーション品質測定を生成するように構成されることを特徴とするシステム。
- 請求項61のシステムであって、ビデオ品質評価方法は、エンドユーザの視聴条件及びユーザ視聴デバイスに適合されることを特徴とするシステム。
- 請求項61のシステムであって、フルリファレンス・ビデオ品質評価方法によって評価されるテストビデオが、リファレンス・ビデオのレゾルーションとは異なる空間及び/又は時間レゾルーションを有することを特徴とするシステム。
- コンピュータ・デバイスのプロセッサによって実行されるとき、請求項1から35の何れか1項による、ストリーミング・ビデオのユーザ体感品質を測定する方法をそのコンピュータ・デバイスが実施するようにさせる、コンピューター読み取り可能なコードを保存した、一時的ではないコンピューター読み取り可能な媒体。
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