网络传输对IPTV业务质量损伤的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种网络传输对IPTV业务质量损伤的测试方法，该方法 包括：从数据库中读取数据流，向待测传输网络发送视频数据；依据此数 据报文在待测传输网络信道中进行测试，由此得到各个评测所需的参数； 依据已经得到的各个参数，根据给出的评测方法，得出最终的评价结果等 步骤。本发明专利技术是结合网络层面传输参数和参数化模型来提供IPTV业务的视 频质量，可应用于各类有线或无线接入网络，基于各种可能的传输情况， 对IPTV实时流的视频质量进行测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络电视
，具体地说是一种通过测量网络指标和利 用参数化模型来实时测试IPTV业务视频损伤质量的方法。
技术介绍
IPTV实现了宽带和电视娱乐的融合，成为业界关注的焦点，已经引起了 全球的电信运营商、有线电视运营商、内容集成商、服务提供商、设备商、 增值内容开发商及政策法规制定者的广泛关注。市场上，优酷、PPStream、 PPlive等IPTV设备倍受大众喜爱。随着通讯与多媒体技术的高速发展，人 们对IPTV的服务质量抱有更高的期待。使得人们逐渐开始对手机电视，随 机多媒体点播，以及高清电视等应用抱有更高的期待。各类新兴技术的出现 对现有的宽带接入技术提出了更高的要求。各信息服务提供商也在酝酿更高 速的宽带接入方式来满足日益增长的下一代宽带市场需求，如光纤到户、B3G 以及4G技术等。各类宽带接入方式的研制带来了一个新的问题，如何有效的测量各种接 入技术所提供的视频业务支撑能力。具体的例子如3G网络的LTE阶段，其 数据接入业务能否有效支撑IP网络电视业务的需求？而随着带宽的增加，是 否就意味着网络能为用户提供清晰稳定的视频业务了呢？如何构建相关测试 环境进行有效测试？由于此类问题直接关系到新型网络的优越性、实用性以 及其重大革新意义的展现，因此相关工作已经是刻不容缓。对IPTV的网络传输损伤测试中，目前的工作存在一些不足l)对于IPTV 视频质量的测量，普遍采用的是多媒体分析层次的角度，比较源视频和播放 时视频的差异来给出IPTV的视频质量。这类方法缺乏实时性，并且不具备部署实践的可行性。因而比较公认的方法是采用参数化模型评价体系，实时测量网络当前状况，分析网络变换对视频造成的变化。2)针对网络状况条件的 测试，测试多集中于网络的较低层次，如数据链路层，物理层等。相应的测 试指标多为吞吐率(throughput),丢包率(packet loss rate)以及延迟 (delay)等等。这类参数的一大缺陷在于，同网络高层的应用性能并没有直 接相关性。譬如带宽极大的网络并不见得可以提供足够小的延迟来支持IPTV 业务。因此专门针对IPTV应用的测试显得尤其必要。3)缺乏较为完备的视 频流数据库使得不能较为客观和全面对各类IPTV业务做测量。如采用不同编 码方式的视频流其特征是各不相同的，而且视频内容对流量的特性也会产生 变化，现有的测试不涉及这种代表性的研究，而是基于特例的测试，给予某 一种视频流状况下的网络承载能力，这就需要综合和分类各种影响流量特性 的视频，建立数据库，从而比较全面地测量网络对IPTV应用造成的影响。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是针对已有的IPTV视频质量测试方案中存在的问题， 提出了在实时性的网络条件下， 一种测量IPTV视频综合质量的方法，该方法 采用重放当前具有代表性的IPTV应用数据流的方式，建立一个比较全面的涵 盖各类视频特征的视频流量数据库，从而较为有效地反映测试设备和测试系 统所承载数据流量的真实性；采用自身设计的基于标准有所改进的模型，设 计测试用例，选取测试参数，实时地测量各项网络参数，最终有效的综合地 测量待测网络承载IPTV应用的性能。本专利技术中需要解决的关键问题是，找出具有代表性的IPTV应用业务的数 据流，建立比较全面涵盖各类视频特征的视频流数据库。结合有效的参数化 模型，设计IPTV应用的评价方案，测试用例，选取测试参数。为达到以上目的，本系统主要由两大部分1) IPTV视频数据流净化和处理，以及数据库 建设。2) IPTV应用实时测试模块。具体步骤如下a、 采集IPTV视频数据，建立基于IP网络流回放文件的数据库① 、IPTV业务流数据采集环境的建立该环境包括报文采集计算机、交换机、IPTV媒体服务系统及视频采集源； 其中IPTV媒体服务系统至少包括服务器和客户端各一台，所述交换机分别与 报文采集计算机、IPTV客户端及IPTV服务器和连接，视频采集源连接IPTV 服务器；视频采集源使用摄像机、卫星电视，数字地面电视或网络媒体视频； IPTV媒体服务系统使用VLC软件。② 、收集IPTV视频数据对IPTV视频分类，采集具有代表性的视频数据，并记录下各个视频数据。 ◎、建立基于IP网络流回放文件的数据库数据库中保存的是IPTV网络报文流量，是视频流内容封装到IP报文以 后的流量回放文件，去除非视频流的干扰报文，并将流量回放文件添加进数 据库，形成基于IP网络流回放文件的数据库。b、 针对传输网络环境进行测试测试在网络的应用层进行，得到评测所需的变量参数即端对端语言数据 包丢包率一/^厶。丢包率的测试方法如下① 初始化定位用户选用测试IPTV节目的数据文件，依次读取数据流特 征设定数据格式；设定需要传输的数据包的数目M，设定数据包计数器n， k。② 源测试设备依次读取流量数据，并生成所有的待传输的数据包(按约 定大小为基本单位)，接收方清空缓冲区。③ 发送方从连续应用层获取待发送数据，按照当前待测网络规定帧大小 所对应的最大帧速开始发送数据。④ 接收方统计接收到的数据包数目n，计算丢包率L[k]= (M-n) X 100%/M。⑤ 如果丢包率-0， k二k+l，发送方按照(1-0. 1Xk) X当前最大帧速的 速度发送数据，返回4。c、通过评测得出测试结果使用在ITU-T. G. 1070模型基础之上改进的视频质量模型，依据参数化模 型，输入网络状况参数就可以实时有效的给出视频MOS模型评分。 所述对IPTV视频分类、采集具有代表性视频数据的方法包括 i、将采集的视频文件按制式分类为1080i、 720i、 576i和480i四种； 按视频内容分别采集涵盖动作类、体育类、新闻类、生活场景类和综艺节目 类五类部分的视频数据存储到数据库，每种内容的视频片段持续30分钟到一 个小时之间；除了文件制式和视频内容外，还需要采集具有不同的视频编解 码视频媒体流，采用MPEG-2， MPEG-4AVC，H.264以及AVS四种方式；除此以 外，要能够充分代表各类IPTV的视频流特性，考虑收集以上各个分类的尽量 多的组合情况。ii 、 IPTV网络流媒体使用组播的RTP+TS协议；IP报文数据和视频数据 的内容关系是IP报文二IP头部+RTP头部+各段TS标志+视频内容。国际电信联盟(ITU) G.1070协议了一种针对电话视频比较有效的视频 质量评测方法，给出MOS分值。我们在此基础之上，使用简化改进的视频质 量模型，这是一个无参考模型，只需输入网络状况参数就可以实时有效的给 出MOS评分。视频MOS模型算法包括第一步我们计算待测网络的IPTV业务得分，计算式如下: f尺，、、乂这里的1。。—代表的是由于视频分辨率属性和编解码造成质量的下降，该值的范围为l-5之间。l分最差，5分最好。 PPlv——端对端语言数据包丢包率。D^表示视频容错能力，这个参数和编解码属性、每秒钟的帧速率和视 频流速率都有关系。最后Vq就是我们需要测试出来的视频质量值，是阈值范围1-5分的M0S值。本专利技术区别于已有测试方法，是结合网络层面传输参数和参数化模型来 提供IPTV业务的视频质量，而不是简单的通过测试指标反应网络状况，也不 是非实时地依据媒体层次的分析对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络传输对ＩＰＴＶ业务质量损伤的测试方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：　ａ、采集ＩＰＴＶ视频数据，建立基于ＩＰ网络流回放文件的数据库　①、ＩＰＴＶ业务流数据采集环境的建立　该环境包括报文采集计算机、交换机、ＩＰＴＶ媒体服务系统及视频采集源；其中ＩＰＴＶ媒体服务系统至少包括服务器和客户端各一台，所述交换机分别与报文采集计算机、ＩＰＴＶ客户端及ＩＰＴＶ服务器和连接，视频采集源连接ＩＰＴＶ服务器；视频采集源使用摄像机、卫星电视，数字地面电视或网络媒体视频；ＩＰＴＶ媒体服务系统使用ＶＬＣ软件；　②、收集ＩＰＴＶ视频数据　对ＩＰＴＶ视频分类，采集具有代表性的视频数据，并记录下各个视频数据；　③、建立基于ＩＰ网络流回放文件的数据库　将数据库中保存的ＩＰＴＶ网络报文流量、是视频流内容封装到ＩＰ报文以后的流量回放文件，去除非视频流的干扰报文，并将流量回放文件添加进数据库，形成基于ＩＰ网络流回放文件的数据库；　ｂ、针对传输网络环境进行测试　测试在网络的应用层进行，得到评测所需的变量参数即端对端语言数据包丢包率－Ｐｐｌ↓［ｓ］；　丢包率的测试方法包括：　①初始化：定位用户选用测试ＩＰＴＶ节目的数据文件，依次读取数据流特征设定数据格式；设定需要传输的数据包的数目Ｍ，设定数据包计数器ｎ，ｋ；　②源测试设备依次读取流量数据，并生成所有的待传输的数据包（按约定大小为基本单位），接收方清空缓冲区；　③发送方从连续应用层获取待发送数据，按照当前待测网络规定帧大小所对应的最大帧速开始发送数据；　④接收方统计接收到的数据包数目ｎ，计算丢包率Ｌ［ｋ］＝（Ｍ－ｎ）×１００％／Ｍ；　⑤如果丢包率≠０，ｋ＝ｋ＋１，发送方按照（１－０．１×ｋ）×当前最大帧速的速度发送数据，返回４；　ｃ、通过评测得出测试结果　使用在ＩＴＵ－Ｔ．Ｇ．１０７０模型基础之上改进的视频质量模型，依据参数化模型，输入网络状况参数就可以实时有效的给出视频ＭＯＳ模型评分。...

【技术特征摘要】
1、一种网络传输对IPTV业务质量损伤的测试方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤a、采集IPTV视频数据，建立基于IP网络流回放文件的数据库①、IPTV业务流数据采集环境的建立该环境包括报文采集计算机、交换机、IPTV媒体服务系统及视频采集源；其中IPTV媒体服务系统至少包括服务器和客户端各一台，所述交换机分别与报文采集计算机、IPTV客户端及IPTV服务器和连接，视频采集源连接IPTV服务器；视频采集源使用摄像机、卫星电视，数字地面电视或网络媒体视频；IPTV媒体服务系统使用VLC软件；②、收集IPTV视频数据对IPTV视频分类，采集具有代表性的视频数据，并记录下各个视频数据；③、建立基于IP网络流回放文件的数据库将数据库中保存的IPTV网络报文流量、是视频流内容封装到IP报文以后的流量回放文件，去除非视频流的干扰报文，并将流量回放文件添加进数据库，形成基于IP网络流回放文件的数据库；b、针对传输网络环境进行测试测试在网络的应用层进行，得到评测所需的变量参数即端对端语言数据包丢包率-Ppls；丢包率的测试方法包括①初始化定位用户选用测试IPTV节目的数据文件，依次读取数据流特征设定数据格式；设定需要传输的数据包的数目M，设定数据包计数器n，k；②源测试设备依次读取流量数据，并生成所有的待传输的数据包(按约定大小为基本单位)，接收方清空缓冲区；③发送方从连续应用层获取待发送数据，按照当前待测网络规定帧大小所对应的最大帧速开始发送数据；④接收方统计接收到的数据包数目n，计算丢包率L[k]＝(M-n)×1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫，尤峰华，肖俊，郭文静，黄新力，俞黎阳，尹敏，刘尧，
申请(专利权)人：张卫，尤峰华，肖俊，郭文静，黄新力，俞黎阳，尹敏，刘尧，
类型：发明
国别省市：31