一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法技術

本發明專利技術一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法，屬于多媒體通信技術領域。本方法包括：在手機端對視頻通話過程進行抓包，利用抓包數據恢復出通話原始視頻與退化視頻。在對視頻進行分析處理，提取出視頻媒體參數和網絡參數，利用視頻質量參數評估模型對視頻進行MOS打分，并與視頻主觀打分進行擬合，驗證整套方法的可行性。相較于現有的視頻通話質量測試，本方法完整無損提取出了視頻通話內容，并利用網絡參數對視頻進行打分，提高了視頻通話質量測試的精確性并為4G視頻通話測試提供了新的思路。

【技術實現步驟摘要】
一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法
本專利技術涉及一種移動視頻QoE的測量和評估方法，具體涉及一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法，屬于多媒體通信

技術介紹
隨著LTE商用的快速發展，帶動了用戶對更高的網絡速度更好用戶體驗的需求。LTE(LongTermEvolution，長期演進)是由3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃)組織制定的UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統)技術標準的長期演進，于2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項并啟動。LTE系統引入了OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output，多輸入多輸出)等關鍵技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率。VoLTE是基于IMS的語音業務。IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業務，成為全IP時代的核心網標準架構。經歷了過去幾年的發展成熟后，如今IMS已經跨越裂谷，成為固定話音領域VoBB、PSTN網改的主流選擇，而且也被3GPP、GSMA確定為移動語音的標準架構。VoLTE即VoiceoverLTE，它是一種IP數據傳輸技術，無需2G/3G網，全部業務承載于4G網絡上，可實現數據與語音業務在同一網絡下的統一。換言之，4G網絡下不僅僅提供高速率的數據業務，同時還提供高質量的音視頻通話，后者便需要VoLTE技術來實現。對于移動運營商來說，其最終的目標是為用戶提供多樣化且高質量的移動業務，因此對不同業務的用戶體驗質量也越來越關注。國際電信聯盟(InternationalTelecommunicationUnion，ITU)組織將QoE定義為：“終端用戶對某種業務綜合可接受程度的感知“。相比于QoS而言，QoE更能反映用戶的體驗質量而不是設備所能提供的服務質量。因此，實時監控QoE對于移動網絡運營商來說是非常重要的，運營商不僅可以實時追蹤終端用戶對于運營商提供的服務的整體滿意度，還可以及時發現網絡中的問題或者指導網絡優化，提高運營商的服務質量。在視頻傳輸中，一個可靠的視頻質量評估方法起著至關重要的作用，好的評估方法既能夠保障業務質量(QoS)的要求，又能夠滿足終端用戶的質量體驗(QoE)。在視頻傳輸系統中，視頻質量也可以用來測量系統中各個組成部分的性能，包括壓縮、處理以及傳輸模塊。總的來說視頻QoE評估技術大體上可以分為兩類：分別為主觀評估技術(SubjectiveQualityAssessment,SQA)和客觀評估技術(ObjectiveQualityAssessment,OQA)。主觀評估方法通過招募測試者，以人為主體，讓測試者對待測視頻樣本直接打分進行評估，結果通常通過MOS(MeanOpinionScore，平均意見分)進行量化；客觀QoE評估技術是通過建立數學模型，使得模型輸出的評估結果與主觀評估的結果相近。(1)視頻QoE主觀評估技術主觀評估方法以人為主體來對視頻質量進行評估，它邀請大量的測試者對測試視頻樣本進行打分，它能最直觀的反應人們對視頻質量的主觀感受。針對主觀評估方法，ITU已經給出了多種標準建議，例如ITU-RBT.500-11，ITU-TP.910。這些標準主要對視頻質量主觀評估的一般問題給出了詳細的描述，例如：測試環境、測試人員、測試樣本、觀看距離、光照強度。主觀測試的方法主要有DSIS(DoubleStimulusImpairmentScale，雙激勵損傷度分級法)、DSCQS(DoubleStimulusContinuousQualityScale，雙激勵連續質量分級法)、SSM(SingleStimulusMethods，單激勵法)、SSCQE(SingleStimulusContinuousQualityEvaluation，單激勵連續質量分級法)。(2)視頻QoE客觀評估技術視頻QoE主觀測試實現的復雜性、不穩定性以及不易操作性，使得其不適用于當前的大多數評估場景，此時客觀的易實現的自動QoE評估方法就顯得非常必要。客觀評估通過建立數學模型對視頻QoE進行評估，客觀評估技術的一般過程是將原始視頻(高品質，沒有損傷)與待評估的視頻樣本(處理后或者是接收到的，有損傷的)進行分類對比。根據模型對原始視頻的依賴程度可將客觀評估方法分為三類，分別為FR(Full-Reference,全參考)方式、RR(Reduced-Reference,部分參考)方式和NR(Non-Reference,無參考)方式。全參考方式對比原始視頻和待測視頻樣本的每個像素點：半參考方式通過提取原始視頻和待測視頻的一些特征并對比，以此得出評估分數；無參考方式大多數是通過提取傳輸網絡參數得出分數。這三者中全參考方式屬于侵入性檢測，而部分參考和無參考則屬于非侵入性檢測。FR全參考模型實現簡單，是目前應用廣泛比較成熟的一種模型，在該模型中，需要輸入待測的損傷視頻樣本數據以及原始的視頻樣本數據，然后對兩者的數據進行對比得出最終的評價結果。該種評估方法需要將原始視頻和損傷視頻的每一幀的每個像素點進行比較，例如在學術界和產業界應用廣泛的MSE(MeanSquareError,均方差)PSNR(PeakSignaltoNoiseRate，峰值信噪比)和SSIM(structuralsimilarityindexmeasurementsystem，結構相似指數測量系統)。NR方法只能得到測試視頻序列而得不到參考視頻序列，此方法只是通過對接收到的損傷視頻序列進行分析和處理從而提取到相關的失真信息，并通過對這些失真信息進行計算得出最終的評價分數。此種方法在實踐上比FR方法更可行，例如已經標準化的NR方法ITU-TRec.P.1201.1和ITU-TRecP.1201.2,它們都是通過對信道參數進行建模，最終實現估計用戶的QoE，其中ITU-TRec.P.1201.1是針對低分辨率視頻，而ITU-TRec.P.1201.2是針對高分辨率視頻。RR半參考方式是介于全參考和無參考這兩者之間的一種客觀評估模型，它通過某種運算提取原始參考視頻以及損傷視頻的特征信息，然后通過對這些特征信息進行分析和計算來實現對損傷視頻的質量進行評估。半參考方式保留了一定量的參考視頻信息，減少了無參考假設誤差，同時它需要保持的信息量又遠遠小于全參考方式的信息量。由于特征信息的信息量較少，占用帶寬小，因此在實踐上，可以將這些特征信息與視頻數據一起傳輸，因此該方法可以用于對視頻質量進行實時監測。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有視頻通話質量評估測試方法存在的視頻內容因素考慮不全，具體表現為視頻內容為非真實視頻通話場景和網絡參數獲取環境不真實，具體表現為測試環境不是LTE現網環境而是自己搭的仿真環境的技術缺陷，提出一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法。本專利技術的思想是針對現有VoLTE視頻通話，通過在用戶端進行抓包的方式，實時獲取通話時LTE的網絡數據包；然后將用戶端獲得的數據包上傳到服務器端進行分析處理，獲取與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法，其特征在于：本專利技術的思想是針對現有VoLTE視頻通話，通過在用戶端進行抓包的方式，實時獲取通話時LTE的網絡數據包；然后將用戶端獲得的數據包上傳到服務器端進行分析處理，獲取與通話視頻質量相關的網絡參數和視頻媒體參數；再使用基于分組層參數的無參考視頻質量評估模型計算通話視頻的用戶體驗質量(QoE)；其中，網絡參數能夠準確反映當前LTE網絡的網絡狀況，而視頻媒體參數又加以區分地反映出視頻媒體本身的質量，該評估方法既考慮到了LTE網絡狀況的影響，同時結合了視頻媒體的特點，能夠較準確地反映出VoLTE視頻通話的通話視頻用戶體驗質量，為運營商提供了參考。

【技術特征摘要】
1.一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法，其特征在于：本發明的思想是針對現有VoLTE視頻通話，通過在用戶端進行抓包的方式，實時獲取通話時LTE的網絡數據包；然后將用戶端獲得的數據包上傳到服務器端進行分析處理，獲取與通話視頻質量相關的網絡參數和視頻媒體參數；再使用基于分組層參數的無參考視頻質量評估模型計算通話視頻的用戶體驗質量(QoE)；其中，網絡參數能夠準確反映當前LTE網絡的網絡狀況，而視頻媒體參數又加以區分地反映出視頻媒體本身的質量，該評估方法既考慮到了LTE網絡狀況的影響，同時結合了視頻媒體的特點，能夠較準確地反映出VoLTE視頻通話的通話視頻用戶體驗質量，為運營商提供了參考。2.根據權利要求1所述的一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法，其特征在于：通過如下步驟實現：步驟一、基于LTE傳輸系統，針對視頻通話從現網中進行網絡參數獲取，直至視頻通話完成并停止抓包；步驟二、步驟一的視頻通話過程中抓的包保存為抓包文件，并將抓包文件傳至服務器端；步驟三、使用wireshark進行離線處理分析步驟二傳至服務器端的抓包文件；步驟四、使用基于網絡參數和視頻媒體參數的視頻客觀評估模型，獲得VoLTE視頻通話通話視頻的QoE；至此，從步驟一到步驟四，完成了一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法。3.根據權利要求2所述的一種VoLTE視頻通話用戶體驗質量評估方法，其特征在于：步驟一中，所述的現網指的是LTE傳輸系統；具體的，從現網中進行參數獲取通過在用戶端(Android端)使用tcpdump工具實時抓取VoLTE視頻通話的數據包，即針對現有VoLTE視頻通話，通過在用戶端進行抓包，實時獲取通話時的視頻通話數據包；其中，所述獲取的網絡參數是直...

【專利技術屬性】
技術研發人員：費澤松，孫堯，姚遠，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：北京,11