IPTV质量分析系统的研究与实现

胡剑锋

摘要：分析了视频服务器的视频质量测量，客户端的数据采集、数据解码、指标计算等关键技术，及相应的实现。

关键词：IPTV；质量分析系统；指标

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）35-8522-02

IPTV业务是新兴业务，它提供组播、点播、时移电视等功能，基于IP网络的发展，采用互联网的TCP/IP协议，而且结合通讯技术，使用户互动地参与视频。在全球范围内，IPTV业务正在迅速发展，对于固定电信运营商来说，是一个新的收入增长点。根据IPTV业务的功能操作方面的特点，可将业务可分为四大类：流媒体服务类、通信服务类、游戏服务类和信息服务类。

1IPTV服务器视频流质量分析

1.1视频流的质量测量及影响因素

IPTV利用流传输技术使视频节目在提供时具有实时性[40]。流传输技术的选择对视频流的传输也有影响。目前应用广泛的两种流传输技术是ISMA方式和MPEG-2TS方式。流传输技术的功能就是将流媒体数据从始端（服务器端）以运输到末端（用户端）。这两种技术各有长短，MPEG-2TS标准应用在广播行业，目标是基于宽带进行数字视频广播，而ISMA标准仅是为了Intemet上的流媒体服务，其目标是获取互联网上的低码率点播节目以及低并发率，在PCVOD经常应用。在宽带网络中，数字视频广播中均很少应用。而且ISMA标准在传输音频和视频流的时候是分开的，那么在用户端，同时要达到两个流的同步就比较困难，实现起来也要比MPEG-2TS标准复杂，因为MPEG-2TS标准是将音频和视频结合在同一个流中进行传输的，在用户端实现同步较容易。所以总体上来讲，MPEG-2TS相对来说比较成熟，ISMA是一项较新的技术，并没有MPEG-2TS应用的那么广泛，正处于发展的过程当中。

1.2IPTV系统视频流的传输质量及故障处理

将视频流打包以后，流入IP网络中进行传输，经常会发生时序失真也称之为抖动。产生这些失真的原因主要是到达目的端数据包的顺序与发送端数据包不一致。这种现象是无法绝对避免的，数据包在网络传输的过程中会遇到各种各样的干扰，切换以及路由，导致数据包到达目的端时传输速率发生改变，随时间变化而变化。对于接收端来说，为了达到期望的正常码率输出，需要利用缓冲区来完成数据包输出速率的调整，最终显示出正确的视频图像。在进行缓冲区的大小选择时，需要考虑到收到的数据包存储以及视频播放延迟。

一般从两个角度对IPTV视频质量进行评价分析：用户体验质量（QualityofExperience，QoE）和系统服务质量（QualityofService，QoS）。基于用户感知角度，QoE对以下两个方面进行评价，一是网络提供业务，二是应用层面上性能的整体感受。对于用户终端对视频质量的感受，QoE作出分析的时候也可以借助量化的方式。给予系统网络的角度，QoS主要对网络参数性能作出评价。系统中的吞吐率、丢包率以及延时等，反映的是设备自身的性能以及网络系统服务质量，这也是比较传统的视频质量监控体系所关心和测量的。但是，这种评价体系是一种客观的评价方法，作为视频图像质量，终端用户的主管感受才是比较合理合适的评价。所以，将两种方法进行结合，对系统作出一个全面的评价是近年来的一个发展趋势。

2系统模块程序实现

IPTV质量分析系统主要有三个大的功能模块，一个是服务器视频流质量分析，一个是系统质量分析，系统质量分析中包含数据采集，数据解码，指标计算以及存储，指标显示。

2.1服务器视频流质量分析

视频分析程序的主要操作就是对视频分析仪表的分析结果的文本进行读取。根据读取出来的分析结果计算视频质量评分，并将视频质量评分存储起来，放入到数据库中。读取的周期是5秒。图1为视频分析程序的流程图。