視頻分析儀功能說明

1、智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知2 視頻分析儀概述視頻分析儀概述 視頻分析儀功能介紹視頻分析儀功能介紹 視頻分析儀指標(biāo)介紹視頻分析儀指標(biāo)介紹智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知3 視頻分析儀（Video-Monitor）是按照IPTV系統(tǒng)的需求設(shè)計開發(fā)的，用于源端部署檢測視頻源質(zhì)量的儀器。它可針對以太網(wǎng)傳輸層、IP層、UDP/RTP層、MPEG TS層及ES層各級參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和錯誤檢查。同時融合了強(qiáng)大的監(jiān)測功能和深入的診斷測量功能。能夠為運營商提供優(yōu)異的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知4 視頻分析儀概述視頻分析儀概述 視頻分析儀功能介紹視頻分析儀功能介紹 視頻分析儀指標(biāo)介紹視頻分

2、析儀指標(biāo)介紹智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知5l 支持對報文的RTP層、TS層、ES層各項指標(biāo)實時進(jìn)行監(jiān)測分析和告警上報 傳輸層指標(biāo)： IP傳輸參數(shù)統(tǒng)計及告警、源目的IP地址統(tǒng)計、MDI（時延系數(shù)DF、媒體丟幀率MLR）等 TS層指標(biāo)： TR101290報警、碼率、丟包統(tǒng)計等 PES層指標(biāo)： I/B/P幀統(tǒng)計 ES層指標(biāo)： 黑場, 靜幀, 彩條, 臺標(biāo)丟失、馬賽克的內(nèi)容分析以及音量大小分析 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知6l對視頻質(zhì)量用戶直觀體驗進(jìn)行智能評價，充分反映用戶的主觀感知 綜合音視頻主觀體驗MOS綜合評價，并在系統(tǒng)中給出相應(yīng)的分值。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知7l 支持并發(fā)支持并發(fā)200200路標(biāo)清視頻流實

3、時監(jiān)控分析路標(biāo)清視頻流實時監(jiān)控分析，也可支持視頻流輪詢監(jiān)控也可支持視頻流輪詢監(jiān)控 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知l 支持支持IPIP視頻流的視頻流的RTPRTP層、層、TSTS層各項指標(biāo)實時分析及告警上報層各項指標(biāo)實時分析及告警上報 MOS、MDI_DF、MDI_MLR、Loss、MR、VSTQ、Codec幾種重要參數(shù)實時曲線展示。8智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知l 支持遠(yuǎn)程視頻播放功能，可以遠(yuǎn)程播放正在傳輸?shù)墓?jié)目內(nèi)容l 支持監(jiān)測視頻流遠(yuǎn)程回傳功能，可將視頻流通過UDP方式發(fā)往指定設(shè)備IP地址和端口l 支持內(nèi)容層8種告警（靜幀、黑屏、清晰度、語法、色度、亮度、RGB、馬賽克）;9智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知l 支持

4、多種視頻流獲取方式支持多種視頻流獲取方式: :被動方式被動方式( (鏡像口接入鏡像口接入, ,分光器接入分光器接入) )，主動方式，主動方式(IGMP(IGMP加入組播加入組播) ) 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知11 視頻分析儀概述視頻分析儀概述 視頻分析儀功能介紹視頻分析儀功能介紹 視頻分析儀指標(biāo)介紹視頻分析儀指標(biāo)介紹智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 視頻質(zhì)量自動化監(jiān)測分析流程圖視頻質(zhì)量自動化監(jiān)測分析流程圖智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 視頻質(zhì)量體系分層視頻質(zhì)量體系分層智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知下面詳細(xì)說明賽特斯視頻分析儀在視頻質(zhì)量各層采集的視頻質(zhì)量參數(shù)。IPIP層質(zhì)量監(jiān)測層質(zhì)量監(jiān)測 IP層參數(shù)列表 源目的地址分析 I

5、P報文丟棄率 IP報文傳輸時延 IP報文到達(dá)抖動 IP層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) IP地址分析根據(jù)IP協(xié)議的定義（RFC791）可以獲取 IP報文丟棄率、IP報文傳輸時延、 IP報文到達(dá)抖動三個網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)在RFC3393有詳細(xì)的定義 IP層監(jiān)測參數(shù)實現(xiàn) IP層的質(zhì)量參數(shù)依賴于探測，對于探測對象和上行帶寬都有一定的開銷，因此目前沒有該層參數(shù)的展現(xiàn)，在指標(biāo)上通常由RTP層參數(shù)代替。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知傳輸層質(zhì)量監(jiān)測傳輸層質(zhì)量監(jiān)測 傳輸層參數(shù)列表 UDP ：源/目的端口分析 TCP ：源/目的端口分析、TCP窗口大小、TCP重傳次數(shù)、TCP連接重置 傳輸層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 傳輸層的標(biāo)準(zhǔn)主要基于RFC 768（UDP）和RF

6、C 793（TCP），UDP的相關(guān)參數(shù)很少，基 本只作為一個封裝和承載的協(xié)議存在，TCP的傳輸在RFC2581中對TCP流的控制做了定義，而在RFC1323中對TCP的性能保證做了定義。 在TCP中主要涉及到滑動窗口機(jī)制，快速重傳機(jī)制，擁塞控制機(jī)制等，我們提煉了幾個關(guān)鍵的參數(shù)（對網(wǎng)絡(luò)傳輸性能影響較大），來測量TCP流的性能。 傳輸層監(jiān)測參數(shù)實現(xiàn) 視頻分析儀在中心平臺工作，不用處理TCP流，因此對TCP的報文未作處理，而機(jī)頂盒模塊能夠?qū)CP流進(jìn)行重組，并在該過程中獲取上述參數(shù)。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 MOS: 平均意見得分（Mean Opinion Score），包括主觀和客觀兩方面，是一個綜

7、合值。 值的范圍為1-5，值越大質(zhì)量越好。 VSTQ 網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量， 值的范圍為0-50，值越大傳輸質(zhì)量越好。 CODEC 視頻編碼質(zhì)量，與分辨率，場景有關(guān)。 值的范圍為0-10，值越小編碼質(zhì)量越好16智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知RTP/RTSPRTP/RTSP層質(zhì)量監(jiān)測（流傳輸控制層）層質(zhì)量監(jiān)測（流傳輸控制層） RTP/RTSPRTP/RTSP層參數(shù)列表 RTP：RTP報文丟失率、RTP報文到達(dá)時延、RTP報文到達(dá)抖動、RTP報文亂序率、RTP報文重傳率 RTSP：RTSP會話次數(shù)、RTSP心跳間隔 RTP/RTSPRTP/RTSP層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) RTP協(xié)議由RFC 3550定義。RTSP則由RFC

8、2326定義。同時作為補(bǔ)充RFC 3605定義了RTCP標(biāo)準(zhǔn)以通過交互的方式實現(xiàn)RTP實時流傳輸控制（RTP延時的測量依賴于該協(xié)議）。 而RTP重傳率3550中沒有直接定義，一般使用RFC 2890中對于亂序的定義。中對于亂序的定義，而丟包被定義為：期望得到的包數(shù)-實際得到的包數(shù) RTP/RTSPRTP/RTSP層參數(shù)實現(xiàn) RFC 3550 定義了RTP流的抖動定義，重傳與延時需要依賴于RTCP協(xié)議獲取，在某一個報文被判定為丟失后，終端會發(fā)起一個RTCP請求重傳該報文。這一交互可以以和網(wǎng)絡(luò)層相同的方式通過交互得到網(wǎng)絡(luò)延時的信息和重傳次數(shù)的信息。 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知MPEG2-TSMPEG2

9、-TS層質(zhì)量監(jiān)測層質(zhì)量監(jiān)測MPEG2-TS層參數(shù)列表 MDI指標(biāo)：MDI-df(延遲因子)、MDI-MLR(MDI丟包率)、MLT-15（過去15分鐘MLR統(tǒng)計)、MLT-24(過去24小時MLR統(tǒng)計) TR101290指標(biāo)（ISO） 其他：媒體流碼率、媒體流復(fù)用PID解析、TS包丟包率、TS包亂序率、TS包重傳率MPEG2-TS層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) MDI指標(biāo)由RFC 4445定義，該文檔定義了兩個參數(shù)MDI-DF和MDI-MLR，前者主要表現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)抖動和實時帶寬對媒體的影響，后者主要表現(xiàn)丟包對媒體的影響。 VB(i,pre) = sum (Sj) - MR * Ti; where j=1.i-1 VB

10、(i,post) = VB(i,pre) + Si DF = VB(max) - VB(min)/ MR TR101290是ENSI組織發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決TS層傳輸中的同步數(shù)據(jù)、多路復(fù)用以及實時處理性能的問題，該標(biāo)準(zhǔn)共分三級。 該標(biāo)準(zhǔn)對于模擬信道直接傳輸TS流視頻數(shù)據(jù)被證明比較有效，但是在IP網(wǎng)絡(luò)的傳輸中作用不是非常明顯。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 TR101290TR101290指標(biāo)監(jiān)測（指標(biāo)監(jiān)測（ISOISO） 依據(jù)DVB 最新的TR101290 測試標(biāo)準(zhǔn)，將MPEG-2 TS流的測試錯誤指示分為三個等級，第一等級為可正確解碼所必須的參數(shù)；第二等級為達(dá)到同步后可連續(xù)工作必須的參數(shù)和需要周

11、期監(jiān)測的參數(shù)；第三等級是依賴于應(yīng)用的參數(shù) TR101290第一級 同步丟失、同步字節(jié)、PAT、連續(xù)計數(shù)、PMT 、設(shè)置PID 錯誤TR101290第二級 傳輸錯誤、CRC 錯誤、PCR 間隔錯誤、PCR 抖動錯誤、PTS 錯誤、 CAT 錯誤 TR101290第三級 NIT錯誤、SI 重復(fù)率錯誤、緩沖器錯誤、非指定PID 錯誤、SDT 錯誤、EIT 錯誤、RST 錯誤、TDT 錯誤、空緩沖器錯誤、數(shù)據(jù)延遲錯誤 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知TR101290指標(biāo)監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測-第一級（第一級（ISO）指示符監(jiān)測前提條件對機(jī)頂盒解碼的影響TS-Sync-loss檢測到5 個正常同步視為同步，連續(xù)檢測到2 個

12、以上不正確同步則為同步丟失錯誤會造成相當(dāng)嚴(yán)重的問題，很可能無法正常解碼和顯示節(jié)目。 Sync-byte-error同步字節(jié)值不為 0 x47。會造成相當(dāng)嚴(yán)重的問題，很可能無法正常解碼和顯示節(jié)目。 PAT-errorPID 0 x00出現(xiàn)間隔大于0.5秒。PAT的PID不為0 x00。如果是PAT間隔大于 0.5秒，那么會造成用戶搜索頻道和節(jié)目的時間變長。如果PAT的PID錯誤，則機(jī)頂盒能夠調(diào)諧上但無法搜索到節(jié)目。 Continuity-count-error數(shù)據(jù)包順序錯誤，一個包出現(xiàn)兩次或數(shù)據(jù)包丟失如果錯誤發(fā)生在視頻音頻的PID上，那么通常會給相關(guān)節(jié)目的顯示和聲音的播放造成問題PMT-erro

13、rPMT 出現(xiàn)間隔大于0.5 秒。PMT的talbe ID不為0 x02。 如果是間隔大于0.5秒，那么會造成用戶搜索頻道和節(jié)目的時間變長。如果table_id不為2, 可能會造成某些機(jī)頂盒搜索不到節(jié)目。 PID-error在用戶設(shè)定的周期內(nèi)， PID沒有出現(xiàn) 。可能是該播發(fā)的一路PID停了，那么那一路 PID對應(yīng)的服務(wù)或者視音頻內(nèi)容就無法顯示。也可能是PSI/SI中指定了一個并未使用的PID, 這時對機(jī)頂盒就沒有什么影響。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知TR101290指標(biāo)監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測-第二級（第二級（ISO）指示符監(jiān)測前提條件對機(jī)頂盒解碼的影響Transport-error Transport-er

14、ror-indicator置為1 信道傳輸過程中干擾很大造成大量誤碼，很可能機(jī)頂盒無法正常解碼CRC-error CRC錯誤發(fā)生在PAT, PMT等表中 一般出現(xiàn)在信道誤碼嚴(yán)重的情況下引起的包字節(jié)出錯，所以CRC也錯，這時可能無法正常解碼和搜索節(jié)目。但也可能是SIG等設(shè)備的CRC計算打包時出錯，這時則可能對機(jī)頂盒沒有影響。 PCR-error 前后兩個PCR數(shù)值差異大于100ms而無指示標(biāo)志，或者兩個連續(xù)的PCR間隔大于4Oms 嚴(yán)重時可能引起機(jī)頂盒偶爾跳幀，或圖象停頓。但如果間隔超時不嚴(yán)重可能不會有什么影響 PCR-accuracy-error 所選內(nèi)容的PCR精度不在 +-500ns之間

15、PCR抖動如果均值偏差很大會引起解碼器的節(jié)目參考時鐘和編碼參考時鐘嚴(yán)重誤差，造成圖象偶爾跳幀或者停頓。如果抖動均值不大，在機(jī)頂盒的容忍范圍則對解碼影響不大。另外PCR精度可能引起機(jī)頂盒色度載波生成不良，從而導(dǎo)致部分品牌電視機(jī)只能顯示黑白圖象PTS-error PTS重復(fù)速率大于70ms 如果超出不大，可能對機(jī)頂盒影響不大。否則可能出現(xiàn)跳幀和停幀等現(xiàn)象 CAT-error CAT表PID不等于0 x01如果CAT不出現(xiàn)，則加密節(jié)目無法解密觀看 智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知TR101290指標(biāo)監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測-第三級（第三級（ISO） 指示符監(jiān)測前提條件對機(jī)頂盒解碼的影響NIT-error PID 0 x1

16、O中有table-id不等于 0 x40或0 x4 1或0 x72的部分。在 PID Ox1O中10秒以上沒有出現(xiàn)帶有table-id Ox4O 或0 x41的部分 如果不出現(xiàn)，那么機(jī)頂盒無法獲得NIT攜帶的網(wǎng)絡(luò)和頻道頻率等信息。如果超時，那么機(jī)頂盒得到這些信息的時間會比較慢。用戶可能會感覺機(jī)頂盒比較遲鈍。 SI-repetition -error SI表的重復(fù)率在設(shè)定的界限以外 機(jī)頂盒得到SI相關(guān)的節(jié)目信息，網(wǎng)絡(luò)信息和EPG信息的時間會比較長。用戶可能會感覺機(jī)頂盒比較遲鈍。 Buffer-error 傳輸緩沖器溢出，主緩沖區(qū)溢出，PSI輸入緩沖器溢出等通常無影響，但如果Buffer錯誤（溢出

17、或抽空）比較嚴(yán)重，可能會引起部分機(jī)頂盒無法正常顯示圖象。 Unreferenced-PID 有一些特殊的PID到來，它既非 PSL SI的PID，也沒有被PMT正常指示。 一般無影響，但有時是一些運用商特殊服務(wù)用的PID，也可能是設(shè)置復(fù)用器時錯設(shè)了一個PID映射，那樣的話可能造成某些節(jié)目缺失視音頻。SDT-error2秒以上在PID 0 x11中不出現(xiàn)帶有table-id=0 x42的部分，在 PID0 x11上出現(xiàn)帶有table-id不等于0 x42, 0 x46, Ox4A或0 x72的部分如果不出現(xiàn)，那么機(jī)頂盒無法獲得SDT攜帶的節(jié)目名等信息。如果超時，那么機(jī)頂盒得到這些信息的時間會比較

18、慢。用戶可能會感覺機(jī)頂盒比較遲鈍。EIT-error 2秒以上在PID 0 x12中不出現(xiàn)有table-id=0 x42的部分，在PID 0 x12中出現(xiàn)了有table-id不等于0 x4E,0 x6F范圍內(nèi)或0 x72的部分如果不出現(xiàn)，那么機(jī)頂盒無法獲得EPG信息。如果超時，那么機(jī)頂盒得到這些信息的時間會比較慢。用戶可能會感覺機(jī)頂盒比較遲鈍。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知PESPES層質(zhì)量監(jiān)測層質(zhì)量監(jiān)測 PES是對編碼器輸出的ES數(shù)據(jù)流的第一層封裝，其作用主要是對ES數(shù)據(jù)做一個歸類存放，并將解碼時戳和播放時戳綁定到每一幀。 簡而言之，ES流的基本單位為宏塊，而PES將同一幀的宏塊做了聚類，并將ES層

19、中的一些控制說明參數(shù)單獨打包，與視頻音頻數(shù)據(jù)使用ES_type字段加以區(qū)別。 PESPES層參數(shù)列表 PTS/DTS分析音視頻同步初步分析視頻I/B/P幀接收數(shù)視頻I/B/P幀損害數(shù)視頻I/B/P損害率GOP結(jié)構(gòu)智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知PTS即播放時戳，DTS即解碼時戳，二者都以TS流中的源端時鐘同步信號PCR為時間基準(zhǔn)進(jìn)行視頻播放。GOP結(jié)構(gòu)即編碼遵循的一個幀類型循環(huán)，即在兩個相鄰IDR幀之間的幀序列。由于前面已經(jīng)闡明了幀相關(guān)參數(shù)歸于PES層的原因，故GOP結(jié)構(gòu)也放到這一層參數(shù)中。目前IPTV業(yè)務(wù)中只使用了I/B/P幀三種幀類型，而將丟包還原到相應(yīng)幀的損害上成為還原視頻質(zhì)量的很重要手段。如下圖

20、所示，各幀損害的影響范圍：智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 PES層參數(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) PES協(xié)議同樣是MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的一部分，因為其封裝的簡潔被廣泛使用。盡管編碼算法一代又一代的更新，視頻的封裝格式則相對的比較穩(wěn)定。 PES協(xié)議同樣是ISO-13818的一章，該文檔同樣給出PTS與DTS取值公式以及按照PCR同步的方式。 而幀的損害則是依據(jù)I B P幀的編碼規(guī)則作出的總結(jié)具體可見ITU-H.264，其實關(guān)于I幀B幀P幀的劃分是一脈相承的，早在MPEG-1格式甚至更早的編碼算法中就有了靜態(tài)和非靜態(tài)幀的區(qū)別，而P幀與B幀的劃分則遲一些。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知ES層質(zhì)量監(jiān)測 ESES層參數(shù)列表解析視頻流編碼格式視

21、頻分辨率視頻幀率/場率PSNR(信道峰值信噪比)DCT變換矩陣大小編碼量化步長宏塊大小宏塊類型靜態(tài)等級、細(xì)節(jié)等級、平坦等級、運動等級NAL語法分析錯誤編碼質(zhì)量等級Codec quant智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 分辨率和幀率在ES流信息頭部，無需經(jīng)過解碼算法即可獲取。 PSNR與DCT變換矩陣大小在DCT層獲得，需要進(jìn)行熵編碼還原。前者表示源和目的的性噪比峰值，后者表示DCT變換的單位，一般認(rèn)為小于4*4的DCT變換不會對感知產(chǎn)生影響，而大于8*8的變換會使數(shù)據(jù)在一定程度上失真。 量化步長在ES頭信息中也能夠得到，雖然具體到某個宏塊還會有微調(diào)，但是基本可以反映問題。H.264支持幾十種步長的編碼，

22、一般說來認(rèn)為步長較大的視頻失真程度高，更容易出現(xiàn)塊效應(yīng)。 宏塊大小和宏塊類型在宏塊層獲取，關(guān)系到視頻運動屬性的判斷。 靜態(tài)等級、細(xì)節(jié)等級、平坦等級、運動等級和codecquant這5個參數(shù)由我們定義，為了實現(xiàn)在不完全解碼到像素層的前提下估計視頻內(nèi)容而定義，具體說明在后面一節(jié)內(nèi)容層參數(shù)實現(xiàn)中給出。這些參數(shù)在ES層進(jìn)行一定的解析即可求出，但代表的是內(nèi)容層的一些指標(biāo)定義。 ES層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 該層主要涉及到編解碼技術(shù)，參考文檔主要為ITU H.264規(guī)范，該規(guī)范詳細(xì)說明了一個視頻流到達(dá)后的解碼過程根據(jù)該文檔的標(biāo)準(zhǔn)能夠解析出編解碼中的所有參數(shù)。其中重要參數(shù)均已列出。 PSNR指標(biāo)是由ITU-R BT.16

23、83文檔定義，表示視頻源到目的端的失真程度。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知視頻內(nèi)容層監(jiān)測視頻內(nèi)容層監(jiān)測 IPTV的內(nèi)容層監(jiān)測，是實現(xiàn)IPTV端對端質(zhì)量服務(wù)保障的重要組成部分。具體的監(jiān)測方法是將MPEG2-TS 碼流進(jìn)行解析，得到單純的音視頻碼流，然后對其進(jìn)行解碼，從而得到原始的YUV圖像數(shù)據(jù)，最后采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對YUV數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和檢測。內(nèi)容層檢測技術(shù)是一種像素級視頻檢測技術(shù)，是IPTV業(yè)務(wù)端對端質(zhì)量保障系統(tǒng)的重要組成部分。 內(nèi)容層參數(shù)列表內(nèi)容層參數(shù)列表馬賽克(blockness)：塊效應(yīng)，畫面中像素以小塊為聚合單位體現(xiàn)亮度和色度的相似性圖像清晰度(blurriness)：像素之間體現(xiàn)平滑的過

24、渡行為，無法顯示清晰的單位輪廓edge noise：塊像素在邊緣形成的銳利線條，在顯示平滑圖像時破壞單位整體的一致性亮度(Brightness)：亮度指數(shù) RGB分量異常(Chrominance): 檢查圖像中所有像素的RGB分量,是否發(fā)生偏色缺色: 檢查圖像序列中是否存在顏色信息丟失的情況編碼語法錯：在ES碼流進(jìn)行語法語義合法性檢查Jerkiness：跳幀或采樣率偏低引起的視頻播放不平滑Temporal and Spacial Activity：對視頻運動情況的定量分析靜幀（畫面凍結(jié)）(frozen)：畫面的靜止不動智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 內(nèi)容層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 上述用戶感知的描述主要由ITU G.

25、1080定義，但是并沒有量化的算法。在ITU-T H.264ITU-T H.264中定義了編解碼的各層次語法語義結(jié)構(gòu)以及各種預(yù)測算法保障畫面質(zhì)量，同時作為IPTV領(lǐng)域主流的編碼方式，也為IPTV領(lǐng)域中視頻質(zhì)量監(jiān)測提供參考依據(jù)。 內(nèi)容層監(jiān)測參數(shù)實現(xiàn) 內(nèi)容層監(jiān)測的基本流程如下圖所示： 下面說明以在線分析為例說明其檢測流程：首先，從網(wǎng)絡(luò)捕獲以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包從以太網(wǎng)包頭部開始，先后剝離以太網(wǎng)頭部，ip頭部，udp頭部，然后判斷剩余的數(shù)據(jù)是否rtp包，如果是，再剝離rtp頭部，剩下的即為ts數(shù)據(jù)智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知處理ts數(shù)據(jù)時，首先尋找pid為0的pat表，然后，根據(jù)pat（節(jié)目關(guān)聯(lián)表）的指示，尋找pm

26、t（節(jié)目映射表），從pmt表獲取音視頻流的pid。接下來，捕獲相應(yīng)pid的音視頻流，根據(jù)ts頭部的指示，尋找pes頭部，解析出pes，再剝離pes頭部，得到es數(shù)據(jù)，送入解碼器解碼器將es數(shù)據(jù)還原成原始的yuv數(shù)據(jù)最終，對yuv數(shù)據(jù)進(jìn)行像素級別的分析，得到分析結(jié)果并提交。 離線分析和在線分析稍有不同，其不同點在于，離線分析不需要從網(wǎng)絡(luò)捕獲數(shù)據(jù)并剝離得到ts數(shù)據(jù)，而是直接讀取文件得到ts數(shù)據(jù)。 內(nèi)容層監(jiān)測的主要監(jiān)測指標(biāo)有：黑屏、靜幀（畫面凍結(jié)）、缺色、馬賽克、圖像清晰度、亮度異常、RGB分量異常和編碼語法錯等。其中，黑屏、靜幀、缺色、馬賽克、亮度異常、RGB分量異常都是根據(jù)YUV數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的，

27、而圖像清晰度和編碼語法錯誤則是基于解碼器給出的信息進(jìn)行分析的。內(nèi)容層檢測的各個指標(biāo)的閾值都是可以由用戶設(shè)定的，如果沒有設(shè)定，則以默認(rèn)值進(jìn)行檢測。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知下面介紹幾種重要的內(nèi)容層參數(shù)實現(xiàn)：黑屏評估 黑屏現(xiàn)象的判定依據(jù)是：黑色像素占整幀的百分比超過設(shè)定的閾值。所以要通過百分比的形式來判定黑屏，是考慮到圖像的噪聲或者電視臺臺標(biāo)等因素。 在RGB色彩空間中，如果以24位真彩色為例，即R、G、B均為8位，當(dāng)R、G、B均為0時，顯示全黑，全為二進(jìn)制“11111111”即十進(jìn)制255時，顯示全白。當(dāng)轉(zhuǎn)化為YUV數(shù)據(jù)后，根據(jù)RGB與YUV之間的轉(zhuǎn)換公式，可以分析得到，當(dāng)Y值趨近于0，U、V趨近于

28、128時，顯示的圖像也趨近于全黑。 故定義黑色像素為，該像素的亮度分量低于設(shè)定的亮度閾值，同時其色差分量的值在128附近。靜幀 靜幀，通俗的說法就是在一定時間內(nèi)視頻顯示的圖像靜止不動。靜幀監(jiān)測就是檢查圖像序列中是否存在大量連續(xù)的重復(fù)圖像。靜幀現(xiàn)象的判定依據(jù)是：相鄰兩幀圖像中，同一位置的像素顏色相同的數(shù)量占整幀的百分比超過設(shè)定的閾值。所謂顏色相同，即像素之間的YUV分量值之差小于設(shè)定的閾值。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知馬賽克評估 塊效應(yīng)(俗稱”馬賽克”)的正常分析過程為還原圖像為像素矩陣，使用邊界判定算法比如投射法根據(jù)宏塊亮度分析出畫面中某些物體的邊緣，分析邊緣勾勒出的內(nèi)部像素有沒有按照塊形態(tài)聚合。如

29、果能提取出塊形態(tài)的邊緣信息，則判定圖像中存在馬賽克現(xiàn)象亮度異常評估 亮度異常監(jiān)測就是檢查圖像中所有像素的亮度分量即Y分量，是否位于設(shè)定的閾值范圍內(nèi)。 亮度異常的判定依據(jù)是：圖像中亮度異常像素所占百分比超過設(shè)定的閾值。所謂的亮度異常像素指的是該像素的亮度分量高于允許的最大亮度值，或低于允許的最小亮度值。缺色評估 缺色監(jiān)測就是檢查圖像序列中是否存在顏色信息丟失的情況。 根據(jù)RGB與YUV轉(zhuǎn)化的公式可以得出，缺色即是檢查U、V分量是否趨近于128。 缺色現(xiàn)象的判定依據(jù)是：缺色的像素占整幀圖像的百分比超過設(shè)定的閾值。RGB分量評估 RGB分量異常監(jiān)測就是檢查圖像中所有像素的RGB分量，看是否在設(shè)定的閾

30、值范圍內(nèi)。 首先要根據(jù)公式將YUV數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB數(shù)據(jù)，再進(jìn)行分析。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 RGB分量異常的判定依據(jù)是：圖像中紅綠藍(lán)分量異常像素所占百分比超過設(shè)定的閾值。所謂的紅綠藍(lán)像素異常指的是該像素的紅或綠或藍(lán)色分量高于允許的最大值，或低于允許的最小值。圖像清晰度和編碼語法錯誤評估 圖像清晰度 圖像清晰度監(jiān)測就是檢查圖像序列中是否存在嚴(yán)重的塊效應(yīng)現(xiàn)象。 視頻編解碼是以宏塊（如1616，44等等）為單位進(jìn)行的，這種人為的分割造成了宏塊邊界的不連續(xù)性。視頻解碼后顯示的圖像出現(xiàn)塊效應(yīng)，其原因有二。第一個原因在于基于宏塊的幀內(nèi)和幀間預(yù)測殘差的DCT變換，其變換系數(shù)的量化過程相對粗糙，因而反量化過程

31、恢復(fù)的變換系數(shù)帶有誤差，會造成在圖像塊邊界上的視覺不連續(xù)。第二個原因來自于運動補(bǔ)償預(yù)測。運動補(bǔ)償可能是從不是同一幀的不同位置上的內(nèi)插樣點數(shù)據(jù)中復(fù)制而來的。而運動補(bǔ)償塊的匹配不可能是絕對準(zhǔn)確的，所以就會在復(fù)制塊的邊界上產(chǎn)生數(shù)據(jù)不連續(xù)，在視覺上就會感受到塊效應(yīng)。 圖像清晰度的判定依據(jù)是：對整體圖像的宏塊邊緣進(jìn)行檢測，同時在頻域上檢測宏塊內(nèi)部的高頻分量（即圖像細(xì)節(jié)），當(dāng)清晰度指數(shù)高于設(shè)定的閾值時，即判定為清晰度異常。智慧網(wǎng)絡(luò) 深度業(yè)務(wù)感知 編碼語法錯誤 編碼語法監(jiān)測就是在ES碼流進(jìn)行語法語義合法性檢查，包括幀序列的檢查，幀數(shù)據(jù)的檢查，宏塊數(shù)據(jù)的檢查等等，檢查是否存在編碼語法錯的現(xiàn)象。 碼流中如果存在“編碼語法錯誤”問題，則在解碼端播放時會出現(xiàn)卡頓、馬賽克、花屏等現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致播放器或機(jī)頂盒軟件崩潰，具體現(xiàn)象根據(jù)播放器的容錯以及具體的軟硬件不同而表現(xiàn)會有差異。 編碼語法錯誤產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)的丟包、誤碼和亂序等問題都可能導(dǎo)致“編碼語法錯誤”現(xiàn)象；原始片源如果存