TZSA 154-2023 移動(dòng)直播視頻用戶體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）觀眾端評(píng)測(cè)方法

ICS33.020CCSM01團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/ZSA154-2023移動(dòng)直播視頻用戶體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）觀眾端評(píng)測(cè)方法QualityofExperience(QoE)evaluationmethodformobilelivebroadcastaudience2023-10-10發(fā)布 2023-10-11實(shí)施中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)布T/ZSA154-2023T/ZSA154-2023PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目 次前 言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1語 112移動(dòng)直播QoE評(píng)估模型架構(gòu) 3移動(dòng)直播評(píng)估概述 3觀眾端關(guān)鍵體驗(yàn)指標(biāo) 3移動(dòng)直播QoE評(píng)估模型架構(gòu)構(gòu)成 45觀眾端數(shù) 5觀眾端數(shù) 6觀眾端呈現(xiàn)體驗(yàn)7觀眾端交互體驗(yàn)數(shù) 8觀眾端QoE8移動(dòng)直播觀眾端法 1010三述 10視聽驗(yàn) 10呈現(xiàn)驗(yàn) 14交互驗(yàn) 16附錄A（資性）ITU-TP.1203工模式 18附錄B（資性關(guān)于PPD算法 19參考獻(xiàn) 21前 言GB/T1.1—20201請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。本文件起草單位：T/ZSA154-2023T/ZSA154-2023PAGE10PAGE10移動(dòng)直播視頻用戶體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）觀眾端評(píng)測(cè)方法范圍時(shí)QoE規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1.1用戶體驗(yàn)質(zhì)量 of用戶體驗(yàn)移動(dòng)直播的服務(wù)過程中相應(yīng)的視聽體驗(yàn)質(zhì)量、交互體驗(yàn)時(shí)延、呈現(xiàn)體驗(yàn)的質(zhì)量水平。3.1.2移動(dòng)直播 in），主3.1.3主播 host直播頻道內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)音視頻流推流到直播云平臺(tái)的用戶。3.1.4觀眾 audience直播頻道內(nèi)從直播云平臺(tái)通過拉流拉取直播內(nèi)容進(jìn)行觀看的用戶。3.1.5推流 把采集階段封包好的內(nèi)容傳輸?shù)街辈テ脚_(tái)服務(wù)器的過程。3.1.6拉流 播放端用戶通過拉流地址從服務(wù)器拉取直播內(nèi)容的過程。3.1.7頓 在直播過程中，出現(xiàn)音頻或視頻的播放不連續(xù)、不流暢、畫面滯幀等現(xiàn)象。3.1.8屏 在直播過程中，畫面出現(xiàn)圖像紊亂，異常顏色的方塊圖等部分畫面無法有效顯示的問題。3.1.9隔 1（QV）3.1.10主播連麥PKanchorsareconnectedtothemicrophonepk主播與其他主播間進(jìn)行連麥互動(dòng)PK。3.1.11音畫同步時(shí)延audio-to-videosynchronizationdelay直播中觀眾端播放器接收的音頻流聲音和觀看到的畫面的之間時(shí)間戳的差值。下列縮略語適用于本文件。AAC：高級(jí)音頻編碼（AdvancedAudioCoding）ITU：國際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunicationUnion）ITU-T：國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門（InternationalTelecommunicationUnion-TelecommunicationStandardizationSector）MOS：主觀體驗(yàn)評(píng)分（MeanOpinionScore）OS：操作系統(tǒng)（OperatingSystem）OTT：互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供各種應(yīng)用服務(wù)（OverTheTop）PK：比賽、挑戰(zhàn)、淘汰（PlayerKilling）PPD：每一度視場(chǎng)角的像素?cái)?shù)（PixelsPerDegree）PPI：每英寸的像素?cái)?shù)（PixelsPerInch）QoE：用戶體驗(yàn)質(zhì)量（QualityofUserExperience）QoE移動(dòng)直播評(píng)估概述觀眾端關(guān)鍵體驗(yàn)指標(biāo)1PPI（,PPDPPD（PK（ABPK）AAB圖1影響直播觀眾端體驗(yàn)的關(guān)鍵因素QoE移動(dòng)直播觀眾端QoE評(píng)估模型架構(gòu)的輸入?yún)?shù)、輸出質(zhì)量模塊及綜合質(zhì)量如圖2所示：和圖2移動(dòng)直播觀眾端QoE評(píng)估模型架構(gòu)QIgt（QualityintegrationQIgtQIgt、QPEQInE三ExperienceQuality）（O.21）；（O.22）。QAVE（Audio-VisualExperienceQuality，視聽體驗(yàn)質(zhì)量）子模塊其輸出是：（O.31）；（O.32）。關(guān)于QAVE子模塊請(qǐng)參考本文件6.2.1的相關(guān)描述。QPE（PresentingExperienceQuality（QStall）；（QBlock）；（Q????????）QPE（PresentingExperienceQuality，呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量）子模塊其輸出是：呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量（O.33）。關(guān)于QPE子模塊請(qǐng)參考本文件6.2.2的相關(guān)描述。QInE（InteractiveExperienceQuality（I.16）；QInE（InteractiveExperienceQuality，交互體驗(yàn)質(zhì)量）子模塊其輸出是：1）基于每輸出采樣間隔的交互體驗(yàn)質(zhì)量（O.34）；2）基于會(huì)話的交互體驗(yàn)質(zhì)量（O.35）。關(guān)于QInE子模塊請(qǐng)參考本文件6.2.3的相關(guān)描述。QoEMOS（QInE）。MOS=f(QAVE,QInE,QPE) （1）觀眾端視頻質(zhì)量提取的輸入?yún)?shù)I.11（表1中參數(shù)1~6）表征直播中觀眾端視頻的質(zhì)量，I.GEN1。表1觀眾端視頻質(zhì)量輸入?yún)?shù)序號(hào)參數(shù)英文數(shù)據(jù)源定義/取值1視頻碼率VideoBitrate，縮寫為BrV終端播放器視頻單位時(shí)間取樣的視頻數(shù)據(jù)量碼率2視頻幀率VideoFrameRate，縮寫為FRV終端播放器視頻每秒的幀數(shù)。直播業(yè)務(wù)觀眾端觀看直播視頻的幀率3視頻水平分辨率VideoHorizontalResolution，縮寫為Rh終端播放器視頻水平方向的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)。直播業(yè)務(wù)觀眾端觀看直播視頻水平分辨率4視頻垂直分辨率VideoVerticalResolution，縮寫為Rv終端播放器視頻垂直方向的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)。直播業(yè)務(wù)觀眾端觀看直播視頻垂直分辨率5編解碼算法VideoCodecAlgorithm，縮寫為CodecV終端播放器H.264H.265、VP9等6信號(hào)層參數(shù)終端播放器塊狀度模糊度對(duì)比度噪點(diǎn)度色彩度7屏幕水平分辨率ScreenHorizontalResolution，縮寫為RSh終端OS終端屏幕水平方向的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)直播業(yè)務(wù)觀眾端移動(dòng)設(shè)備的屏幕水平分辨率8屏幕垂直分辨率ScreenVerticalResolution，縮寫為RSv終端OS終端屏幕垂直方向的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)直播業(yè)務(wù)觀眾端移動(dòng)設(shè)備的屏幕垂直分辨率9屏幕尺寸ScreenSize，縮寫為ScrSize終端OS終端屏幕對(duì)角線的長度（inch）直播業(yè)務(wù)觀眾端移動(dòng)設(shè)備的屏幕尺寸表1觀眾端視頻質(zhì)量輸入?yún)?shù)（續(xù)）序號(hào)參數(shù)英文數(shù)據(jù)源定義/取值10屏幕刷新率ScreenRefreshRate，縮寫為ScrRR終端OS終端屏幕每秒刷新的次數(shù)（Hz）直播業(yè)務(wù)觀眾端移動(dòng)設(shè)備的屏幕刷新率11觀看距離DistanceToScreen，縮寫為D2Scr經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)觀眾端用戶觀看直播時(shí)距離終端屏幕的最佳觀看距離（cm）音頻質(zhì)量提取的輸入?yún)?shù)I.12，表征直播中觀眾端音頻的質(zhì)量，詳見表2。表2I.12序號(hào)參數(shù)英文數(shù)據(jù)源定義/取值1音頻碼率AudioBitrate，縮寫為BrA終端播放器單位時(shí)間傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)量（Kbps）直播過程中觀眾端的音頻碼率2音頻聲道數(shù)NumberOfChan聲道數(shù)是聲音錄制時(shí)的音源數(shù)量或回放時(shí)相應(yīng)的揚(yáng)聲器數(shù)量。Nels，縮寫為NoCA終端播放器直播過程中觀眾端音頻聲道數(shù)3編解碼方式AudioCodecAlgorithmCodecA終端播放器音頻的編解碼算法。涵蓋主流的音頻編解碼算法，如AAC、Opus等。4響度數(shù)終端播放器動(dòng)態(tài)范圍左右聲道相位差爆音靜音長度。表3觀眾端呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量輸入?yún)?shù)序號(hào)參數(shù)英文數(shù)據(jù)源定義/取值卡頓事件I.131音頻卡頓終端播放器在直播過程中，觀眾端出現(xiàn)音頻播放不連續(xù)、不流暢等現(xiàn)象。指從主播端到觀眾端端到端的音頻卡頓?？梢匀∫纛l卡頓的時(shí)長。2視頻卡頓終端播放器在直播過程中，觀眾端出現(xiàn)視頻播放不連續(xù)、不流暢、畫面滯幀等現(xiàn)象。指從主播端到觀眾端端到端的視頻卡頓?？梢匀∫曨l卡頓的時(shí)長。花屏事件I.143數(shù)據(jù)包丟失率PacketLossRatioInSamplingInpLRt終端播放器在每一個(gè)輸入采樣間隔內(nèi)，視頻包丟失百分比（%）4呈現(xiàn)損傷標(biāo)識(shí)PresentImpairmentFlag，縮寫 為PsIpmFlag終端播放器根據(jù)終端對(duì)丟包處理是否有丟包掩蓋機(jī)制，可能存在3種取值：0-僅卡頓（缺省），1-僅花屏，2-同時(shí)存在卡頓和花屏音畫同步I.155音畫同步時(shí)延AudioDelayRel縮寫為終端播放器直播中觀眾端接收的音頻流聲音和觀看到的畫面的同步時(shí)延（ms）觀眾端交互體驗(yàn)質(zhì)量輸入?yún)?shù)（PK表4交互體驗(yàn)質(zhì)量輸入?yún)?shù)I.16序號(hào)參數(shù)英文數(shù)據(jù)源定義/取值1交互行為標(biāo)識(shí)InteractionFlag，縮寫為ItractFlag終端播放器根據(jù)直播過程中的觀眾的交互行為，端到端時(shí)延、直播間跳轉(zhuǎn)時(shí)延、進(jìn)入直播間的首屏?xí)r延等。表4I.16（）序號(hào)參數(shù)英文數(shù)據(jù)源定義/取值2觀眾端端到端時(shí)延????????????終端播放器從主播端采集到觀眾端播放需要的時(shí)間3觀眾在直播間跳轉(zhuǎn)時(shí)延??????????終端播放器主播連麥PK場(chǎng)景下，觀眾從一個(gè)主播直播間切換到另外一個(gè)主播直播間需要的時(shí)間4觀眾進(jìn)入直播間的首屏?xí)r延??????????終端播放器觀眾初始進(jìn)入直播間到首幀出圖的時(shí)間QoE直播觀眾端QoE評(píng)估模型的輸出信息，如表5所示。表5直播觀眾端QoE評(píng)估模型的輸出參數(shù)序號(hào)參數(shù)英文定義取值頻次1O.21VisualQV對(duì)直播視頻的畫質(zhì)評(píng)分。取值范圍：1-5直播每一個(gè)輸出采樣間隔（如：每1秒）2O.22AudioQA對(duì)直播視頻的音質(zhì)評(píng)分。取值范圍：1-5直播每一個(gè)輸出采樣間隔（如：每1秒）3O.31VisualAudioExperienceQuality對(duì)直播視頻的視聽質(zhì)量的評(píng)分。取值范圍：1-5直播每一個(gè)輸出采樣間隔（如：每1秒）4O.32AudioExperienceQuality，縮寫為QAVE對(duì)直播視頻的視聽質(zhì)量的評(píng)分。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話5O.33PresentingExperienceQuality，縮寫為QPE網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)（對(duì)直播視頻體驗(yàn)質(zhì)量影響的評(píng)分。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話6O.34InteractionExperienceQuality交互響應(yīng)時(shí)延對(duì)直播體驗(yàn)質(zhì)量影響的評(píng)分。取值范圍：1-5直播每一個(gè)輸出采樣間隔（如：每1秒）序號(hào)參數(shù)英文定義取值頻次7O.35InteractionExperienceQuality，縮寫為QInE交互響應(yīng)時(shí)延對(duì)直播視頻體驗(yàn)質(zhì)量影響的評(píng)分。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話8QStallStallQuality，縮寫為QStall直播視頻的卡頓感知質(zhì)量。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話9QBlockBlockQuality，縮寫為QBlock直播視頻的花屏感知質(zhì)量。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話10QasynAudio-to-videosynchronization為Qasyn直播視頻的音畫同步質(zhì)量。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話11O.41livestreamingvideoMOS對(duì)直播視頻體驗(yàn)質(zhì)量的綜合評(píng)分。取值范圍：1-5每一個(gè)直播會(huì)話表5直播觀眾端QoE續(xù)）移動(dòng)直播觀眾端用戶體驗(yàn)評(píng)估算法??????=f(????????,??????,????????)，即總體模型為三個(gè)模塊質(zhì)量（視聽體驗(yàn)質(zhì)量QAVE，呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量QPE，交互體驗(yàn)質(zhì)量QInE）的函數(shù)關(guān)系，用于評(píng)估移動(dòng)直播場(chǎng)景中觀眾端的用戶體驗(yàn)。??????=(?????????1)×1???1×(5???????)???2×(5?????????)+1…………（2）式中：v1模型通過主觀標(biāo)注的打分?jǐn)?shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合或模型訓(xùn)練獲得，數(shù)據(jù)庫足夠覆蓋典型使用場(chǎng)景。本文件主要基于附錄AMode0O.21O.22O.21O.22T/t–媒（T）…………（3）式中：ColorPrimaries——基色坐標(biāo)ModeQV(O.21)=??????(??????(??1(??????????)???2(????)???3(??????),1),5)…………（4）??1(??????????)=??3+??4×??????(??5×??????????)…………（5）2()=6+7×ex(8×)??(??????)=1+

??9?

…………（6）3 9

??111+(??10)= (???×????)×??????

…………（7）…………（8）??????????=????????12+??13×??????14+????(??????)+????(??????×??????+??15),0…………（9）…………（10）=?????? ??????≤???? ??????>????…………（11）公式（5）~（9）中根據(jù)不同的視頻編碼算法對(duì)應(yīng)不同的模型系數(shù)v3~v15取值。PPD計(jì)算方法的推導(dǎo)過程，參考附錄B。當(dāng)視頻和屏幕水平分辨率（即像素個(gè)數(shù)）不同時(shí)，公式（10）中取二者的較小值，以便反映用戶實(shí)際看到的水平像素個(gè)數(shù)。上述公式（10）PPD計(jì)算是以手機(jī)橫屏觀看直播為例，對(duì)于豎屏觀看，PPD計(jì)算方法需要相應(yīng)進(jìn)行變更，上述公式中??????為?????，?????為??????，??????(???,?????)為??????(????,??????)，公式如下所示：…………（12）

QA f(BrA,NoCA,CodecA)…………（13）當(dāng)基于Mode0（從元數(shù)據(jù)中提取采樣率、碼率、聲道數(shù)、編碼算法等信息）時(shí)，音頻質(zhì)量QA（O.22）評(píng)估模型為：????(??.22)=??4(??????)…………（14）??(????)=??

×1+

??16?

+??4 ?? 19

16 201+(??17)公式（15）中根據(jù)不同的音頻編碼算法和聲道數(shù)對(duì)應(yīng)不同的模型系數(shù)v16~v20取值。QA（O.22）??.31=??21×????+??22×????+??23×????×????+??24…………（16）式中：v21~v24是算法系數(shù)。最后，基于會(huì)話的視聽體驗(yàn)質(zhì)量（O.32，即QAVE）評(píng)估是在當(dāng)前實(shí)時(shí)評(píng)分和上一時(shí)刻會(huì)話評(píng)分的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算得到的。

??.32??=??25×??.32???1+(1???25)×??.31??…………（17）在呈現(xiàn)體驗(yàn)中與卡頓相關(guān)的過程參數(shù)有2個(gè)，由原始入?yún)⑼ㄟ^一定運(yùn)算得到：StallNuma)TotalStallLen的計(jì)算iw_stalli??_????????????=??26+??27×??(???28×????????????????????????????????),??????∈[1,...,????????????????]…………（18）????????????????????????????????=???????????????????????, ??∈[1,...,????????????????]…………（19）????????????????= ??_????????????×????=1…………（20）注：參數(shù)StallNum僅統(tǒng)計(jì)卡頓事件（不包括初始加載事件）。如果卡頓事件數(shù)為0，則TotalStallLen為0?？D感知質(zhì)量（QStall）評(píng)估模型為：????????????=??5(????????????????,??????????????????????????,??)…………（21）???????????????? ??????????????????????????????(??,??,??)=??(?? +

?×e

??29 ?

??30 ,5)5 31 32…………（22）在呈現(xiàn)參數(shù)提取模塊中輸出（花屏相關(guān)的）參數(shù)是PLR，系通過對(duì)pPLRt進(jìn)行時(shí)變加權(quán)求和得到。其中，權(quán)重依賴于它在媒體會(huì)話中的位置，根據(jù)遺忘曲線進(jìn)行衰減。??????=

??(??_??????????(?????)×????????)????_??????????(?????)??…………（23）(?????)=???33×ln(?????)+??34 ??>????=??…………（24）花屏感知質(zhì)量（QBlock）評(píng)估模型為：????????????=??6(??????)…………（25）??6(??????)=??????????????35×??(??36×??????100)+??37,1,5式中：??33~??37是算法系數(shù)。

…………（26）（QStallQBlock）此外，考慮到音畫同步??????????的影響，故呈現(xiàn)體驗(yàn)質(zhì)量（O.33）評(píng)估模型為：…………（27）??=n9×ex0×??+1×ex2×??）…………（28）式中：??38~??42是算法系數(shù)。對(duì)于移動(dòng)直播，基于輸出采樣間隔的交互體驗(yàn)質(zhì)量（O.34）的公式為：…………（29）式中：DMOSom(ItractFlag)——交互響應(yīng)時(shí)延導(dǎo)致的交互一致性下降量。其中，移動(dòng)直播DMOSom(ItractFlag)與交互響應(yīng)時(shí)延的關(guān)系可以表示為：式中：??43~??51是算法系數(shù)。 最后，基于會(huì)話的交互體驗(yàn)質(zhì)量（O.35）評(píng)估模型為