重慶郵電大學(xué)碩士論文摘要 摘要 隨著i p t v 業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，對現(xiàn)在承載網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了越來越高的 要求。因網(wǎng)絡(luò)性能原因造成的視頻質(zhì)量下降，成為了制約i p t v 業(yè)務(wù)發(fā)展 的關(guān)鍵因素之一，如何在網(wǎng)絡(luò)中快速、方便、客觀的評價(jià)i p t v 業(yè)務(wù)的視 頻質(zhì)量，是當(dāng)前研究者致力解決的一個(gè)重要課題。 視頻質(zhì)量測試一直是人們研究的熱點(diǎn)問題，除編解碼器造成影響外， 網(wǎng)絡(luò)性能如抖動(dòng)、時(shí)延、丟包等對視頻傳輸質(zhì)量有著很大影響。i e t f 于 2 0 0 6 年4 月制定的一套視頻傳輸性能指標(biāo)m d i ( m e d i ad e l i v e r yi n d e x ) ， 本文研究與設(shè)計(jì)了一套基于m d i 的，能快速、客觀的評價(jià)l p t v 視頻質(zhì)量 的監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)分析網(wǎng)絡(luò)中視頻抖動(dòng)和視頻失真情況，能夠 應(yīng)用于i p t v 業(yè)務(wù)的運(yùn)營維護(hù)中 本文在研究i p t v 的業(yè)務(wù)架構(gòu)、工作原理及系統(tǒng)接口協(xié)議的基礎(chǔ)上， 對i p t v 流媒體傳輸協(xié)議r t p l 汀c p 和實(shí)時(shí)流協(xié)議r t s p 進(jìn)行了詳細(xì)闡述與 分析。進(jìn)一步，研究了實(shí)現(xiàn)m d i 指標(biāo)參數(shù)的方法，并以m d i 指標(biāo)參數(shù)為 測試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中l(wèi) p t v 業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量的系統(tǒng)。并 在多種測試環(huán)境下，如高負(fù)載、低負(fù)載、點(diǎn)對點(diǎn)方式、點(diǎn)對多點(diǎn)方式進(jìn)行 了測試，結(jié)果顯示系統(tǒng)功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：i p t v ，m d i 指標(biāo)，監(jiān)測系統(tǒng) 重慶郵電大學(xué)碩士論文 摘要 a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to ft h ei p t v t h e r ea r cm o r er e q u i r e m e n t sf o r t h el a d e nn e t w o r k t h ed e c l i n eo ft h em e d i aq u a l i t yw h i c hi sc a u s e db yt h e n e t w o r kp e r f o r m a n c e ，h a sb e c o m et h ek e yf o rt h ed e v e l o p m e n to fi p t v , h o w t oe v a l u a t et h em e d i a sq u a l i t yf a s ta n di m p e r s o n a li nn e t w o r ki st h em o s t i m p o r t a n tt h i n gw h i c hn e e d sr e s e a r c h e r st od o t h em e d i aq u a l i t yt e s t i n gh a sb e e nt h eh o tp r o b l e mf o rr e s e a r c h i n g ，t h e r e a r es om a n yf a c t o r ss u c ha sd i t h e r i n g t i m ed e l a ya n dp a c k e tl o s sb e s i d e s c n c o d e i ，d e c o d c rm a k em u c hi n f l u e n c eo nm e d i ad e l i v e r y q u a l i t y i e t f o r g a n i z a t i o nh a sm a d et h er f c 4 4 4 5 s t a n d a r df o rt h em e d i ad e l i v e r yi n d e xi n a p r i l ，2 0 0 6 t h i sp a p e rw er e s e a r c ha n dd e s i g nam o n i t o rs y s t e mi ni p t v m e d i ap e r f o r m a n c ew h i c hb a s e do rm d i t h i ss y s t e mc a na n a l y s e sa n dt e s t t h em e d i a so f f s e ta n dd i s t o r t i o n ，a l s oc a nb e u s e di n o p e r a t i n g a n d m a i n t a i n i n g t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c e st h ei p t vo p e r a t i o na n dw o r k i n gp r i n c i p l e ，t h e n g i v e st h ed e t a i l e da n a l y s e sf o rt h er t p r t c pa n dr t s p a l s o ，t h en e w m e t h o d f o rt h em d ih a sb e e np r o p o s e d w ed e s i g nam o n i t o rs y s t e mi ni p t vm e d i a p e r f o r m a n c eb a s e do nm d it e s t i n gs t a n d a r d w e t e s tt h es y s t e mi nv a r i o u s e n v i r o n m e n t ss u c ha sh i g h l o a d ，l o w l o a d ，p o i n t - t o - p o i n t ，t h er e s u l t ss h o wt h e s y s t e mh a sag o o dp e r f o r m a n c e k e yw o r d s ：i p t v m d i ，m o n i t o rs y s t e m 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及 取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論 文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得重廢 監(jiān)電太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作 的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝 意。 學(xué)位論文作者簽名：方磊 簽字日期：少口7 年r 月7 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解重慶鰹電太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論 文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重廢郵電盔堂可以將學(xué)位論文的 全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等 復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書) 學(xué)位論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名：麓江 簽字日期：p 7 年r 月聒日 簽字日期：莎叩年f 月7 日 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第一章緒論 第一章緒論 i p 網(wǎng)絡(luò)帶寬的高速發(fā)展，為運(yùn)營商提供了一個(gè)難得的商業(yè)機(jī)會，各種 應(yīng)用如網(wǎng)絡(luò)游戲，在線影視和電子商務(wù)等，極大地豐富了人們的生活。融 合了多媒體內(nèi)容平臺、寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺及數(shù)字i p t v 終端平臺的全新寬帶服 務(wù)模式將成為一個(gè)極具前景的產(chǎn)業(yè)。 1 1 選題背景 i p t v 簡稱網(wǎng)絡(luò)電視【1 1 ，其基本原理是利用寬帶網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，以家用 電視機(jī)( 或計(jì)算機(jī)) 作為主要終端設(shè)備，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體和通信等多種 技術(shù)于一體，基于i p 協(xié)議向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式 數(shù)字媒體服務(wù)的技術(shù)用戶在家中可以有兩種方式享受i p t v 服務(wù)：“計(jì)算 機(jī)+ 寬帶”或者“i p t v 機(jī)頂盒+ 電視機(jī)”。這種應(yīng)用有效地將電視、通信和 計(jì)算機(jī)三個(gè)領(lǐng)域結(jié)合在一起，充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源，適應(yīng)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā) 展的趨勢。i p t v 的優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)了真正的互動(dòng)，它不但能接收廣播信號， 也能實(shí)現(xiàn)用戶與服務(wù)提供商( s p ) 的互動(dòng)，而且由于使用的是t c p i p 協(xié)議， i p t v 還可以非常容易地將互聯(lián)網(wǎng)瀏覽，電子郵件收發(fā)以及多種在線信息咨 詢、娛樂、教育及商務(wù)功能結(jié)合在一起，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)為用戶提供交互式 多媒體服務(wù)的業(yè)務(wù)，在未來的競爭中處于優(yōu)勢地位。 隨著全球?qū)拵Мa(chǎn)業(yè)鏈的形成以及d s l 技術(shù)的不斷擴(kuò)大，i p t v 技術(shù)已 日益成熟，其發(fā)展也已進(jìn)入了一個(gè)飛速增長階段。世界著名市場分析機(jī)構(gòu) s t r a t e g ya n a l y t i e s 對i p t v 市場總體收入和用戶數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和預(yù)測【2 】， 用戶數(shù)從2 0 0 4 年持續(xù)增長，2 0 0 6 年市場大規(guī)模啟動(dòng)，預(yù)計(jì)2 0 0 8 年將達(dá)到 2 0 0 0 萬戶以上，約為2 0 0 4 年用戶的1 0 倍。而且業(yè)界預(yù)測，到2 0 0 8 年， 中國的i p t v 用戶總數(shù)將到達(dá)1 億。如果按照每用戶年人均消費(fèi)1 0 0 0 元計(jì) 算，在未來幾年內(nèi)，中國的i p t v 市場將達(dá)到1 0 0 0 億元，所以，i p t v 在中 國有著非常大的發(fā)展?jié)摿Α?i p t v 潛在的巨大發(fā)展前景，推動(dòng)著i p t v 業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展。但是i p t v 的大規(guī)模推廣還需要多個(gè)環(huán)節(jié)的支撐，其中測試和評估i p t v 解決方案是 關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)樵谌诤系木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供l p t v 以及其他的流媒體 應(yīng)用，服務(wù)質(zhì)量和性能尤為重要。要成功實(shí)現(xiàn)i p t v 服務(wù)，需要嚴(yán)格測試 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第一章緒論 i p t v 網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)配置。目前，盡管大多數(shù)公司進(jìn)行了某種形式的測試，但 這種測試常常局限于使用數(shù)學(xué)公式來計(jì)算可用帶寬能夠支持多少流。為了 取得成功，運(yùn)營商必須在部署1 p t v 之前，利用真實(shí)的場景進(jìn)行測試，確 保i p t v 基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分及網(wǎng)絡(luò)可以處理負(fù)載。仔細(xì)測試整個(gè)l p t v 的 基礎(chǔ)設(shè)施和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能評估，能夠幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)更高的i p t v 性能， 節(jié)省時(shí)間和資源，確保i p t v 的成功部署。 通過各研究機(jī)構(gòu)及各運(yùn)營商實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的測試表明i3 1 ，隨著i p t v 用戶數(shù)量 的增加，用于傳輸i p t v 的網(wǎng)絡(luò)帶寬與用戶對業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的矛盾日漸突 出。直接表現(xiàn)在由于網(wǎng)絡(luò)性能的原因造成圖像質(zhì)量下降，所以在i p 網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境下視頻流的傳輸質(zhì)量成為影響i p t v 業(yè)務(wù)開展的關(guān)鍵問題。對于i p t v 的 運(yùn)營商來講，在用戶對視頻質(zhì)量產(chǎn)生置疑時(shí)，如何快捷查找故障點(diǎn)，排除 故障，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)可方便i p t v 業(yè)務(wù)管理的監(jiān)測系統(tǒng)成為未來i p t v 大規(guī) 模運(yùn)營的關(guān)鍵技術(shù)問題。目前，i p t v 相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)仍在定制中，但相關(guān) 研究機(jī)構(gòu)制定出一些自己標(biāo)準(zhǔn)，部分廠商根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)出一些測試產(chǎn)品， 主要有j u s u 公司的i p t v 測試儀，國內(nèi)上?？蠟榧夹g(shù)公司的電子眼等，但 不能對視頻質(zhì)量的測試很好的評價(jià)。r f c 4 4 4 5 就是根據(jù)該需要，在2 0 0 6 年4 月推出的主要用于i f t v 業(yè)務(wù)視頻評定的標(biāo)準(zhǔn)( m d i 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)) 。i p t v 視頻質(zhì)量測試成為了研究熱點(diǎn)，現(xiàn)在各公司都以m d i 指標(biāo)作為他們公司相 關(guān)產(chǎn)品的評測指標(biāo)參數(shù)。 本文針對i p t v 業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量研究開發(fā)了一套視頻傳輸質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)， 以m d i 指標(biāo)系統(tǒng)作為評測標(biāo)準(zhǔn)，解決了i p t v 網(wǎng)絡(luò)中視頻質(zhì)量的評測問題。 1 2i p t v 測試的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 i p t v 是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，如果沒有基于開放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)來支撐，無論是 系統(tǒng)擴(kuò)容還是系統(tǒng)升級，將來都存在一些難以解決的問題。目前美國，歐 洲、中國都在做自己的i p t v 標(biāo)準(zhǔn)，沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，讓i p t v 的發(fā)展 受到了一定的影響。為解決這一問題，全球a v 設(shè)備和通信設(shè)備行業(yè)的9 家廠商成立了旨在為i p t v 服務(wù)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)盟“o p e ni p t v f o r u m 1 4 1 ，這9 家廠商分別是a t & t 、愛立信、法國電信、松下、飛利浦、 三星、西門子、索尼以及意大利電信。該聯(lián)盟稱其目的是盡快制定i p t v 規(guī)格的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)以促進(jìn)服務(wù)的普及，對其他標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)已經(jīng)提出了的一些不 同i p t v 標(biāo)準(zhǔn)因素進(jìn)行選擇，于2 0 0 7 年9 月前制定出需求標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)， 2 0 0 7 年1 2 月前制定出協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 2 重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論 雖然i p t v 標(biāo)準(zhǔn)還處于懵懂狀態(tài)中，但業(yè)界一些知名公司已致力于 i p t v 測試的研究，提出了一些方案和研發(fā)出一系列產(chǎn)品。 1 ) 現(xiàn)有主要方案 主要的測試方案有i x i a 公司提出的三重播放測試解決方案【5 】，安捷倫 公司展示的a g i l e n t n 2 x 多業(yè)務(wù)測試解決方案1 6 】，思博倫公司于提出的i p t v 測試方案 7 1 ，這些方案側(cè)重于研究部署1 p t v 網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要的測試項(xiàng)，以及如 何進(jìn)行單個(gè)功能測試和整體性能測試，為i p t v 技術(shù)研究機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 制造商和運(yùn)營商在研究開發(fā)i p t v 相關(guān)設(shè)備及部署i p t v 網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行參考。 2 ) 現(xiàn)有主要產(chǎn)品 i p t v 的潛在發(fā)展前景，使得i p t v 測試產(chǎn)品有著巨大的市場，國內(nèi)外 公司紛紛推出了一些產(chǎn)品，部分國外公司近期推出產(chǎn)品升級版本中都以 m d i 指標(biāo)為視頻質(zhì)量測試標(biāo)準(zhǔn)。目前主要的i p t v 測試產(chǎn)品有： i n e o o u e s t 公司推出的的視頻流監(jiān)控產(chǎn)品i n e o q u e s ts i n g u l u sg 1 t ( 硬件平臺) ，以及控制s i n g u l u sg 1 t 的軟件應(yīng)用程序c o n t r o l l e r 和 i q m e d i a m o n i t o r 8 1 ，主要進(jìn)行i p 視頻流的捕捉及監(jiān)控分析，識別話音和視 頻流，繼而提供話音或視頻流的傳輸質(zhì)量信息，當(dāng)監(jiān)測到某個(gè)流出現(xiàn)可疑 情況時(shí)，可以調(diào)出進(jìn)行具體分析。 j u s u 公司的i p t v 測試儀1 9 1 ，該公司的h s t 一3 0 0 0i p t v 手持測試 儀器能夠驗(yàn)證i p t v 業(yè)務(wù)連接性、業(yè)務(wù)有效性與業(yè)務(wù)質(zhì)量。主要模擬客戶 端給節(jié)目源發(fā)送數(shù)據(jù)，然后分析視頻流的o o s ，測試出p c r 抖動(dòng)、時(shí)延和 連續(xù)錯(cuò)誤這三個(gè)重要的參數(shù)。 國內(nèi)上?？蠟榧夹g(shù)公司的電子眼產(chǎn)品用于性能評估。主要是大業(yè)務(wù) 模擬i p t v 的應(yīng)用，測試出系統(tǒng)的帶寬能力，系統(tǒng)頻道切換能力，用戶體 驗(yàn)基準(zhǔn)，測出現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)支持的最大用戶數(shù)，還可以通過模擬病毒等來驗(yàn)證 網(wǎng)絡(luò)的安全性能。 i x i a 公司于2 0 0 7 年出推出的最新版本的i x c h a r i o t 6 4 01 1 0 l ，通過模 擬實(shí)際應(yīng)用來預(yù)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的性能。通過模擬應(yīng)用數(shù)據(jù)流( 包括數(shù)據(jù)、語 音和視頻) 來測試端到端的性能和質(zhì)量。測試內(nèi)容包括吞吐量、延遲、抖 動(dòng)、m o s 和m d i 等。 從上面的方案和產(chǎn)品可以看出，i p t v 測試包括許多方面，但視頻質(zhì)量 評定是i p t v 系統(tǒng)提供商和運(yùn)營商最關(guān)心的指標(biāo)之一，一直會是i p t v 測試 重點(diǎn)。 3 1 視頻質(zhì)量評定指標(biāo) 因?yàn)榫幋a本身和視頻碼流在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亩鄻有约皹?biāo)準(zhǔn)的不規(guī)范性，視 3 重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論 頻質(zhì)量的評定一直是一個(gè)難點(diǎn)。目前評定視頻質(zhì)量主要有m d i 、v - f a c t o r 、 和v q s 等指標(biāo)。 m d i 指標(biāo) m d i 指標(biāo)1 1 1 】【1 2 】【1 3 l 是目前對視頻流測試和測量的最好指標(biāo)，適用于通 過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜魏我环N媒體流。描述m d i 指標(biāo)的r f c 4 4 4 5 文檔，是在2 0 0 6 年4 月推出，主要用于i p t v 網(wǎng)絡(luò)中視頻質(zhì)量評定的標(biāo)準(zhǔn)。m d i 有兩部分 組成，d f ( d e l a yf a c t o r ) 延遲參數(shù)和m l r ( m e d i al o s sr a t e ) 媒體丟失 率。d f 反映的是與媒體流相關(guān)的抖動(dòng)變化情況，同時(shí)也能反映媒體流在發(fā) 生時(shí)序失真的情況下，需要多大的緩沖區(qū)或時(shí)間來消除抖動(dòng)或時(shí)序失真所 引起的負(fù)面影響，如過載、丟包、畫面停頓等。m l r 的結(jié)果實(shí)際上是每秒 丟失的媒體流字節(jié)數(shù)的數(shù)量。m d i 用于精確測量和監(jiān)測影響視頻傳輸質(zhì)量 的網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)和延遲；可以準(zhǔn)確的反映媒體流的質(zhì)量，提供比主觀觀測更加 精確的測量結(jié)果。 v - f a c t o r 指標(biāo) 。 v f a c t o r 指標(biāo)1 1 4 】是根據(jù)m p q m ( m o t i o np i c t u r eq u a l i t ym e t r i c s ) 來做視 頻質(zhì)量評定：包括兩個(gè)部分，對于視頻流的語音部分，使用和語音評定同 樣的方法一m o d r f a c t o r 。對于數(shù)據(jù)流的分析，遵守的標(biāo)準(zhǔn)是e t s i t r l l 0 1 2 9 0 v - f a c t o r 的評定劃分為o 一1 2 0 的分?jǐn)?shù)，其評估的參數(shù)包括媒體 丟失率，媒體包丟失的分布情況等另外，v - f a c t o r 的評估要考慮編碼的 類型。 v q s 指標(biāo) v q s ( v i d e oq u a l i t ys c o r e ) i t 5 l 是一種主觀評定指標(biāo)，和對語音評估的 m o s t l 6 1 指標(biāo)有些類似，v q s 將圖像質(zhì)量劃分為1 5 的等級來評定圖像質(zhì)量 的好壞。 比較三種指標(biāo)，m d i 指標(biāo)不關(guān)心上層編碼類型，從網(wǎng)絡(luò)層來評估媒體 流的時(shí)延和丟包，而且可提供比主觀觀測更加精確的測量結(jié)果，現(xiàn)已逐步 成為主要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為大多數(shù)廠商所接受并作為衡量他們公司相關(guān)產(chǎn)品性 能的測試指標(biāo)。 綜上所述，面對i p t v 的迅猛發(fā)展，在i p 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供i p t v 流媒體 應(yīng)用，服務(wù)質(zhì)量和性能測試尤為重要。成功現(xiàn)實(shí)i p t v 網(wǎng)絡(luò)部署，就必須在 i p t v 服務(wù)開通前，進(jìn)行嚴(yán)格測試。國內(nèi)外都已致力于i p t v 測試的研究， 業(yè)界的知名公司提出了一些解決方案和研發(fā)出一些產(chǎn)品。雖然這些方案和 產(chǎn)品對于i p t v 設(shè)備或者系統(tǒng)的測試提供了一些工具和方法，但是對于視頻 質(zhì)量的有效、快速的評估仍缺乏相應(yīng)的工具，而i p t v 視頻質(zhì)量又是影響 重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論 i p t v 業(yè)務(wù)推廣的關(guān)鍵因素，所以需要加快i p t v 視頻質(zhì)量測試的相關(guān)研究 步伐。本文針對i p t v 業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套監(jiān)測視頻系統(tǒng)，能 快速、客觀的評價(jià)i p t v 業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量。 1 3 主要研究工作及貢獻(xiàn) 本文的主要研究工作有： 文獻(xiàn)調(diào)研和產(chǎn)品調(diào)研：通過閱讀各類文獻(xiàn)資料，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和各大公 司的產(chǎn)品資料，確定了進(jìn)行視頻質(zhì)量測試系統(tǒng)的研究意義，并在理論上和 實(shí)踐上確定了其可行性。 分析視頻質(zhì)量評測指標(biāo)：通過分析比較現(xiàn)有視頻質(zhì)量評測指標(biāo)，確 定監(jiān)測系統(tǒng)采用的評測指標(biāo)媒體流傳輸指標(biāo)m d i ，分析具體實(shí)現(xiàn)m d i 指標(biāo) 的測試方法。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)包括了監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和各個(gè) 單元模塊設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)測試：為了檢驗(yàn)本監(jiān)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，以及為了分析 不同負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中視頻質(zhì)量變化情況，對系統(tǒng)進(jìn)行了測試?？偨Y(jié)出在各種環(huán) 境下的m d i 指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)推薦值，為以后進(jìn)一步研究與產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)提供參考值， 加速標(biāo)準(zhǔn)到產(chǎn)品化的進(jìn)程。 m d i 指標(biāo)推出不久，如何實(shí)現(xiàn)基于m d i 指標(biāo)的i p t v 視頻質(zhì)量測試成 為研究熱點(diǎn)。本文的主要貢獻(xiàn)在于： 深入研究了r f c 4 4 4 5 描述的m d i 指標(biāo)值，提出了監(jiān)測m d i 參數(shù)的 實(shí)現(xiàn)方法。 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種以m d i 指標(biāo)參數(shù)為測試標(biāo)準(zhǔn)，能有效、快速、客 觀評價(jià)i p t v 業(yè)務(wù)視頻質(zhì)量的監(jiān)測系統(tǒng)，適用于評估網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸質(zhì)量。 1 4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 1 4 1 論文的主要內(nèi)容 論文主要研究i p t v 業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測應(yīng)用，并針對用戶如何衡量視頻質(zhì) 量而研究和設(shè)計(jì)了一套i p t v 視頻質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容包括如 下幾個(gè)方面： 重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論 1 ) i p t v 系統(tǒng)構(gòu)建介紹 論述i p t v 的系統(tǒng)架構(gòu)，并介紹i p t v 的業(yè)務(wù)及其工作原理。 2 ) 協(xié)議分析 介紹i p t v 的流媒體傳輸技術(shù)，論述r t p r t c p 協(xié)議和實(shí)時(shí)流協(xié)議r t s p 協(xié)議。 3 ) i p t v 視頻質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)了一種監(jiān)測i p t v 視頻質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)參考r f c 4 4 4 5 規(guī)范 中定義和描述的m d i 指標(biāo)體系，并根據(jù)m d i 指標(biāo)中d f 及m d l 參數(shù)的具 體數(shù)值來衡量i p t v 的視頻質(zhì)量。 4 1 系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn) 根據(jù)設(shè)計(jì)的模型，按照軟件工程的方法實(shí)現(xiàn)該監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)。 5 1 系統(tǒng)測試 在各種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，運(yùn)行該監(jiān)測系統(tǒng)，獲得m d i 指標(biāo)參數(shù)值， 并對測試所得的參數(shù)值及視頻質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行分析。 1 4 2 結(jié)構(gòu)安排 第一章：緒論。本章闡述了i p t v 的背景、特點(diǎn)、i p t v 測試的研究現(xiàn) 狀、課題的研究意義，對相關(guān)的研究工作進(jìn)行了綜述，并介紹了本文研究 的具體內(nèi)容。 第二章：i p t v 核心技術(shù)。本章詳細(xì)介紹了i p t v 系統(tǒng)構(gòu)成及業(yè)務(wù)功能、 工作原理，并對i p t v 的流媒體傳輸技術(shù)進(jìn)行深入研究。介紹了流媒體編 解碼技術(shù)，重點(diǎn)分析了流媒體的傳輸相關(guān)協(xié)議r t p r t c p 協(xié)議和l h s p 協(xié) 議。 第三章：i p t v 視頻傳輸質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本章介紹了影響 視頻流的傳輸質(zhì)量的原因，并對指標(biāo)m d i 進(jìn)行了深入討論。分析了m d i 指標(biāo)參數(shù)的獲得方法，對針對上述方法介紹該監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。 第四章：測試過程及結(jié)果分析。本章介紹了該監(jiān)測系統(tǒng)在不同的網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境下的測試，并對測試結(jié)果和對應(yīng)的視頻質(zhì)量進(jìn)行分析。 第五章總結(jié)了本文所做工作，并探討了進(jìn)一步的研究方向。 6 重慶郵電大學(xué)碩士論文第二章i p t v 核心技術(shù) 第二章i p t v 核心技術(shù) 2 1i p t v 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 當(dāng)前，i p t v 依然沒有一個(gè)非常明確的定義，但無論如何，它的表現(xiàn)形 式一定是一種基于i p 網(wǎng)絡(luò)的流媒體服務(wù)。所以i p t v 系統(tǒng)的中心任務(wù)是如 何為用戶提供高質(zhì)量的流媒體服務(wù)。 2 1 1i p t v 系統(tǒng)架構(gòu) 至今，i p t v 系統(tǒng)架構(gòu)的國際標(biāo)準(zhǔn)仍在研究和制定中，主要的i p t v 系 統(tǒng)架構(gòu)有兩種類型，一種是按照從源端到終端的業(yè)務(wù)傳送流程來劃分1 1 ”， 以華為公司為代表，如圖2 1 所示，華為i p t v 業(yè)務(wù)系統(tǒng)是一套開放的多媒 體業(yè)務(wù)平臺，包含內(nèi)容系統(tǒng)( 內(nèi)容制作和內(nèi)容分發(fā)) 、業(yè)務(wù)系統(tǒng)( 用戶管理、 終端管理、網(wǎng)絡(luò)管理) 、寬帶網(wǎng)絡(luò)( 路由器、交換機(jī)、b a s 和d s l a m ) 和 家庭網(wǎng)絡(luò)四個(gè)組成部分，通過l p 網(wǎng)絡(luò)傳送廣播電視、點(diǎn)播電視和互動(dòng)娛樂 服務(wù)。 1 、業(yè)務(wù)支撐層：該層為i p t v 平臺提供運(yùn)營支撐和業(yè)務(wù)支撐，是i p t v 平臺體系中的運(yùn)營管理層。主要針對i p t v 業(yè)務(wù)所涉及的各功能元素進(jìn)行 管理，功能元素包括：用戶，c p ( 內(nèi)容提供商) 、內(nèi)容源、接入設(shè)備 ( b a s d s l a m l a n s w i t c h ) 、終端設(shè)備( 機(jī)頂盒) 等，通過對這些元素的統(tǒng) 一配置、全局化的調(diào)度和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)i p t v 業(yè)務(wù)流程的貫通。 2 1 內(nèi)容系統(tǒng)：該層主要為i p t v 平臺提供業(yè)務(wù)內(nèi)容和增值業(yè)務(wù)服務(wù)。負(fù) 責(zé)各類內(nèi)容源的引入、內(nèi)容視頻流的轉(zhuǎn)碼( 包括解碼和編碼) 、內(nèi)容的管理 和內(nèi)容發(fā)布，并將內(nèi)容流送入城域網(wǎng)或接入網(wǎng)，還有電子節(jié)日指南e p g 系 統(tǒng)。 3 ) 寬帶承載網(wǎng)：該層主要為i p t v 平臺提供網(wǎng)絡(luò)承載。包括：國干網(wǎng)、 省干網(wǎng)、城域網(wǎng)和a d s l l a n w l a n 寬帶接入等。 4 1 家庭網(wǎng)絡(luò)：由于存在m o d e m 、p c 、s t b 等多種設(shè)備，這些設(shè)備內(nèi) 部互聯(lián)形成一個(gè)家庭局域網(wǎng)。用戶收看t v 節(jié)目時(shí)，s t b 會加入相應(yīng)的組 播組，網(wǎng)絡(luò)通過x d s l 線路將對應(yīng)的組播流( 視頻) 傳送到s t b ，s t b 實(shí) 現(xiàn)解碼功能，輸出視頻信號送到電視機(jī)上顯示。 7 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第二章i p t v 核心技術(shù) 二亟巫二 國固 孵罅載 二二二二蔓巫e 二二 i a d s l 播入 li l a n 撂a l l w l a n j 啻入 i 。= ；。；i ；“o 用戶終端 二 二巫至二 圖2 1i p t v 的業(yè)務(wù)系統(tǒng)( 華為公司) 另外一種是以流服務(wù)子系統(tǒng)為核心，其他子系統(tǒng)圍繞支持該子系統(tǒng)來 劃分1 1 8 l ，如圖2 2 所示。一般認(rèn)為，i p t v 系統(tǒng)在邏輯上可以劃分成五個(gè)部 分：流服務(wù)子系統(tǒng)、媒體處理予系統(tǒng)、媒體管理子系統(tǒng)、電子節(jié)目單子系 統(tǒng)、運(yùn)營支撐子系統(tǒng)。 1 ) 流服務(wù)子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)是為用戶直接提供流服務(wù)的子系統(tǒng)，是系 統(tǒng)的核- t l , 。i p t v 系統(tǒng)最終通過流服務(wù)子系統(tǒng)來提供服務(wù)。終端總是和流服 務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行流媒體的交互，其他的子系統(tǒng)都是直接或間接為流服務(wù)子系 統(tǒng)提供服務(wù)的。 2 ) 媒體處理子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)的主要任務(wù)是將原始的節(jié)目源轉(zhuǎn)化成符 合規(guī)定編碼格式的流媒體節(jié)目源。 3 ) 媒體管理子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)的主要任務(wù)是對媒體資源進(jìn)行管理，包 括媒體的內(nèi)容管理，計(jì)劃的編排，e p g 信息的采集與生成，報(bào)表信息的采 集與生成。 。 4 ) 電子節(jié)目單子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)的主要任務(wù)是為用戶提供業(yè)務(wù)的入口 服務(wù)，是直接呈現(xiàn)給用戶的界面，是供用戶選擇的系統(tǒng)服務(wù)索引，它同時(shí) 要協(xié)助完成用戶的接入請求。 5 ) 運(yùn)營支撐子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)的目的是打造一個(gè)可運(yùn)營的電信級系統(tǒng) 8 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第二章i p r i v 核心技術(shù) 的關(guān)鍵，是為運(yùn)營商的運(yùn)營管理服務(wù)的系統(tǒng)，包括用戶管理、計(jì)費(fèi)管理、 定價(jià)策略管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理等和運(yùn)營相關(guān)的一些管理工作。 4 運(yùn)營支撐子系 統(tǒng)包括用戶管 理、計(jì)費(fèi)和定價(jià) 策略管理及網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備管理 1 媒體處理子系統(tǒng)把原 始節(jié)目源轉(zhuǎn)換成符合規(guī) 定編碼格式的流攆體節(jié) 目源 5 流媒體子系統(tǒng) 為用戶提供寅接的流媒體 服務(wù)和增值業(yè)務(wù) 3 電子節(jié)目單服務(wù)子系 統(tǒng)為用戶提供業(yè)務(wù)的入 口服務(wù)，完成用戶的業(yè) 務(wù)請求 2 媒體管理子系統(tǒng)包 括媒體內(nèi)容管理，計(jì) 劃安捧e p g 信息采 集與生產(chǎn)和報(bào)表信息 采集和生成 圖2 2i p t v 業(yè)務(wù)邏輯圖 總之，i p t v 系統(tǒng)可以歸納為內(nèi)容制作部分，運(yùn)營部分( 網(wǎng)點(diǎn)鏈接服務(wù) 器、i p t v 接入門戶、i p t v 節(jié)目管理、l p t v 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)) ，用戶終端部分。 2 1 2i p t v 系統(tǒng)接口協(xié)議 i p t v 系統(tǒng)的接口協(xié)議【1 9 】如圖2 3 所示分為兩大類，一類是媒體數(shù)據(jù)相 關(guān)協(xié)議，一類是控制數(shù)據(jù)相關(guān)協(xié)議。對于媒體數(shù)據(jù)主要涉及編碼協(xié)議和傳 輸協(xié)議，系統(tǒng)支持m p e gi m p e gi i m p 3 h 2 6 3 多種媒體格式，媒體流數(shù)據(jù) 可以通過t c p ( 傳輸控制協(xié)議) 、u d p ( 用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議) 和r t p r t c p ( 實(shí) 時(shí)傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)流協(xié)議) 打包三種方式傳輸；控制數(shù)據(jù)相關(guān)協(xié)議主要涉及 接口協(xié)議，其中調(diào)度和管理接口通過c o r b a i i o p ( 公共對象請求代理結(jié) 構(gòu)對象請求代理協(xié)議) 協(xié)議實(shí)現(xiàn)，用戶v c r 操作接口協(xié)議為r t s p 協(xié)議， 媒體服務(wù)器問媒體流推送通過t c p 傳輸，媒體節(jié)目的發(fā)布則通過h t t p 協(xié) 議展現(xiàn)。 圖2 3i p t v 系統(tǒng)接口協(xié)議 9 重慶郵電大學(xué)碩士論文第二章i 町v 核心技術(shù) 2 1 3l p t v 業(yè)務(wù)功能及工作原理 i p t v 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)是非常豐富的，它已經(jīng)不僅僅是寬帶的增值業(yè)務(wù)那么 簡單，而是為運(yùn)營商和用戶之間搭建了一個(gè)平臺，利用這個(gè)平臺，可以實(shí) 現(xiàn)更多的業(yè)務(wù)。下面是i p t v 業(yè)務(wù)的整體網(wǎng)絡(luò)流程【20 1 。如圖2 4 所示： 節(jié)目制作 內(nèi)容管理 節(jié)目打包加 密版權(quán)管理 驤 + 用戶認(rèn)證 流媒體 服務(wù) 堡廠 石是否高 嗡 鬲贏薦磊卜叫運(yùn)營商l 圖2 4i p t v 整體業(yè)務(wù)流程 下面重點(diǎn)介紹i p t v 的二種基本業(yè)務(wù)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)和直播電視業(yè) 務(wù)的功能及原理。 1 、視頻點(diǎn)播( v o d ) 業(yè)務(wù)原理 i p t v 的視頻點(diǎn)播( v o d ) 也稱為交互式點(diǎn)播，即根據(jù)用戶的需要播放 相應(yīng)的視頻節(jié)日，從根本上改變了過去被動(dòng)式的收視方式，它能夠讓用戶 在任何時(shí)間任何地點(diǎn)觀看系統(tǒng)可提供的任何內(nèi)容。在內(nèi)容制作端，將收集 的內(nèi)容素材，比如各種音樂，各種娛樂節(jié)目，各種影視節(jié)目等進(jìn)行轉(zhuǎn)碼處 理，然后上傳到點(diǎn)播管理單元和流媒體服務(wù)器進(jìn)行保存，以備用戶點(diǎn)播。 由點(diǎn)播管理單元負(fù)責(zé)制作相關(guān)點(diǎn)播內(nèi)容提要信息添加到系統(tǒng)e p g 中，以便 用戶點(diǎn)播觀看。v o d 基本實(shí)現(xiàn)原理圖如圖2 5 所示： 重慶郵電大學(xué)碩士論文第二章i f r v 核心技術(shù) 囝 機(jī)項(xiàng)盒， 電視 家庭網(wǎng)絡(luò) 圖2 5v o d 基本實(shí)現(xiàn)原理圖 2 1 直播電視( b t v ) 業(yè)務(wù)原理 直播電視( l i v e t v ) 是指類似無線電視、有線電視及衛(wèi)星電視所提的 傳統(tǒng)電視服務(wù)，是寬帶服務(wù)提供商提供給寬帶用戶的廣播電視增值業(yè)務(wù)的 一種方式。直播電視通過組播方式實(shí)現(xiàn)直播功能。在內(nèi)容制作的部分，對 各種直播信號，比如衛(wèi)星電視，有線數(shù)字電視，無線廣播電視的信號進(jìn)行 轉(zhuǎn)碼處理，并將碼流推送到直播管理單元和流媒體服務(wù)器，最后用組播的 方式推送到用戶終端。由直播管理單元制作相關(guān)頻道信息添加到系統(tǒng)e p g 中，用戶可以瀏覽選定。直播電視實(shí)現(xiàn)原理圖如圖2 6 所示： 節(jié)目源 t 編解碼器 j r l 內(nèi)容引擎 j 2 寬帶網(wǎng)絡(luò) j r 3 l 終端( p c 或機(jī)頂 盒+ 電視) 圖2 6 直播電視實(shí)現(xiàn)原理圖 1 l 陀 重慶郵電大學(xué)碩士論文第二章i 丌v 核心技術(shù) 2 2 流媒體相關(guān)技術(shù) 流媒體技術(shù)是i p t v 的技術(shù)基礎(chǔ)，i p t v 技術(shù)的推廣應(yīng)用隨著流媒體技 術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。本節(jié)將對流媒體編碼技術(shù)和流媒體傳輸技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介 紹。 2 2 1 流媒體編解碼技術(shù) 視音頻壓縮編碼技術(shù)1 2 1 l 是多媒體計(jì)算機(jī)、多媒體數(shù)據(jù)庫、多媒體通信、 數(shù)字電視和交互式系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，它也是流媒體技術(shù)的核心之一，它 是將原來不適合當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇篌w積文件轉(zhuǎn)化成可以適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?體積文件的關(guān)鍵，通常稱之為壓縮編碼技術(shù)。文件傳輸?shù)接脩舳?，將編碼 后的數(shù)據(jù)流恢復(fù)成原來的視音頻信號，就是所謂的解碼過程。編解碼的方 案是多種多樣的，流媒體技術(shù)的核心價(jià)值在于能盡可能降低文件大小且保 證視音頻的質(zhì)量。 流媒體的本質(zhì)是媒體，流是媒體傳遞過程中的一種表現(xiàn)形式。媒體的 編碼本質(zhì)就是視音頻的編碼，然后將兩者同步傳送，形成媒體流。如前面 所說，流媒體編碼方法在于降低文件大小，使之能夠減少帶寬壓力，即除 了要做到和傳統(tǒng)編碼相同的功能外，壓縮是流媒體編碼的重點(diǎn)考慮因素。 目前得到市場認(rèn)可的壓縮編碼技術(shù)主要由i s o 的移動(dòng)圖像專家組( m p e g ) 開發(fā)的m p e g 系列標(biāo)準(zhǔn)【2 孫、微軟的w m v 標(biāo)準(zhǔn)【2 3 1 ，以及i t u t 和i s o 兩 個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的有關(guān)視頻編碼的專家聯(lián)合組成的j v t ( j o i n tv i d e o t e a m ，視頻聯(lián)合工作組) 開發(fā)的h 2 6 4 標(biāo)準(zhǔn)【2 。 1 ) m e p g 系列標(biāo)準(zhǔn) m p e g ( m o v i n gp i c t u r ee x p e r t g r o u p ) 即：活動(dòng)圖像專家小組。它是國際 化標(biāo)準(zhǔn)組織( i s o ) 和國際電工委員會( i e c ) 聯(lián)合技術(shù)委員會1 ( j t c l ) 的2 9 分會( $ 2 9 ) 的第1 1 工作組( w g l l ) ，工作組的全稱是：w g l l o fs c 2 9 o fi s o i e cj t c l 。該小組成立于1 9 8 8 年，經(jīng)過十幾年卓有成效工作，為 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的指定和實(shí)用化做出了巨大貢 獻(xiàn)。 組織成立的最初任務(wù)是實(shí)現(xiàn)：1 5 m b i t s 、l o m b i t s 、4 0 m b i t s 壓縮標(biāo)準(zhǔn)， 即m p e g 1 、m p e g 2 、m p e g 3 ，但由于m p e g 2 的功能已使m p e g 3 成 為多余而被取消。 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第二章i f r v 核心技術(shù) m p e g 圖像編碼包含三個(gè)成分：i 幀、p 幀和b 幀。在m p e g 編碼過程 中，些圖像壓縮成i 幀，一些壓縮成p 幀，另一些壓縮成b 幀。i 幀壓 縮可以得到6 ：1 的壓縮比而不產(chǎn)生任何可覺察的模糊現(xiàn)象。i 幀壓縮的同 時(shí)使用p 幀壓縮，可以達(dá)到更高的壓縮比而無可覺察的模糊現(xiàn)象b 幀壓 縮可以達(dá)到2 0 0 ：1 的壓縮比，其文件尺寸一般為i 幀壓縮尺寸的1 5 ，不 到p 幀壓縮尺寸的一半。l 幀壓縮去掉圖像的空間冗余度，p 幀和b 幀去掉 時(shí)間冗余度。 1 9 9 0 年m p e g 組織提出并建立了第一個(gè)m p e g 標(biāo)準(zhǔn)草案，1 9 9 1 年底 提出了i s 0 i e c l l l 7 2 號建議，即用于數(shù)字存儲媒介上的碼率為1 5 m b p s 的 運(yùn)動(dòng)圖像及伴音的壓縮編碼方案，并于1 9 9 2 年正式通過，命名為：m p e g 1 標(biāo)準(zhǔn)。 1 9 9 3 年1 1 月在漢城會議上，又正式通過了i s o i e c l 3 8 1 8 號建議，定 為m p e g - 2 標(biāo)準(zhǔn)。目前，m p e g 1 、m p e g 2 都已經(jīng)成為正式的國際標(biāo)準(zhǔn)， 支持m p e g 標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件產(chǎn)品紛紛問世，市場競爭異常激烈。 1 9 9 8 年m p e g 組織又推出m p e g 4 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)具有基于內(nèi)容交互性 的特點(diǎn)，提供高壓縮率和靈活多樣的存取模式，為流媒體研究和應(yīng)用開辟 了更加廣闊的空問。 1 9 9 8 年提出的m p e g 一7 與2 0 0 0 年提出的m p e g 2 1 也成為了m p e g 家族中的新成員。 2 ) w m v 標(biāo)準(zhǔn) w m v ( w i n d o w sm e d i av i d e o ) 是微軟為了和現(xiàn)在的r e a ln e t w o r k s 的 r e a l v i d e o 競爭而發(fā)展出來的一種可以直接在網(wǎng)上觀看視頻節(jié)目的文件壓 縮格式。w m v 是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等 多媒體信息通過這種格式以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實(shí)現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容 發(fā)布。它的壓縮率和圖像的質(zhì)量都很不錯(cuò)，在同等視頻質(zhì)量下，體積非常 小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。 3 ) h 2 6 4 標(biāo)準(zhǔn) i t u t 和i s o 兩個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的j v t 開發(fā)出新的視頻壓縮編碼標(biāo) 準(zhǔn)稱為h 2 6 4 。h 2 6 4 標(biāo)準(zhǔn)壓縮系統(tǒng)由視頻編碼層( v i d e oc o d i n gl a y e r v c l ) 和網(wǎng)絡(luò)提取層( n e t w o r k a b s t r a c t i o n l a y e r ，n a l ) 兩部分組成。v c l 中包括v c l 編碼器與v c l 解碼器，主要功能是視頻數(shù)據(jù)壓縮編碼和解碼， 它包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、變換編碼和熵編碼等壓縮單元。n a l 則用于為v c l 提 供一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的統(tǒng)一接口，它負(fù)責(zé)對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝打包后使其在 網(wǎng)絡(luò)中傳送，它采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，包括單個(gè)字節(jié)的包頭信息、多個(gè)字 重慶郵電大學(xué)碩士論文第二章i p l v 核心技術(shù) 節(jié)的視頻數(shù)據(jù)、組幀、邏輯信道信令、定時(shí)信息及序列結(jié)束信號等。包頭 中包含存儲標(biāo)志和類型標(biāo)志，存儲標(biāo)志用于指示當(dāng)前數(shù)據(jù)不屬于被參考的 幀；類型標(biāo)志用于指示圖像數(shù)據(jù)的類型。v c l 可以傳輸按當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)情況 調(diào)整的編碼參數(shù)。h 2 6 4 的主要特點(diǎn)是引入了新的編碼方式，提高了編碼 效率，更貼近實(shí)際應(yīng)用。 2 2 2 流媒體傳輸相關(guān)協(xié)議 完成流媒體的壓縮編碼以后，流媒體如何在網(wǎng)絡(luò)上有效傳輸成了另一 個(gè)需要考慮的重要問題。網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境是復(fù)雜的，因特網(wǎng)一直都是以“盡力而 為”為目的，在網(wǎng)絡(luò)擁擠的情況下，沒有辦法保證流媒體文件的及時(shí)有效傳 輸。雖然數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)可以緩解數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膲毫?，但是單純依靠?shù)據(jù) 緩沖技術(shù)依然無法滿足順暢欣賞網(wǎng)絡(luò)媒體的要求，而且會造成延時(shí)，出現(xiàn) 緩沖區(qū)溢出而產(chǎn)生數(shù)據(jù)包丟失。確保流媒體文件高效快速傳輸?shù)募夹g(shù)，成 為迫切的需求，r t p r t c p 協(xié)議【2 5 l 【2 6 1 ，r t s p 協(xié)議【2 7 】都是為在因特網(wǎng)中保 證流媒體高效、實(shí)時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)體制。 1 ) r t p r t c p 協(xié)議 r t p 協(xié)議是一種傳輸協(xié)議，主要針對因特網(wǎng)上的多媒體數(shù)據(jù)流，它不 涉及質(zhì)量保證等實(shí)時(shí)服務(wù)，r t c p 協(xié)議擴(kuò)充數(shù)據(jù)傳輸以允許監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送， 提供最小的控制和識別功能。因此，r t p 和r t c p 協(xié)議一起提供瀏覽控制 和擁塞控制服務(wù)。 r t p 協(xié)議工作模式是一對一或一對多的傳輸，其目的是提供時(shí)間信息， 實(shí)現(xiàn)流同步。當(dāng)應(yīng)用程序開始一個(gè)r t p 會話時(shí)，將使用兩個(gè)端口；一個(gè)給 r t p ，一個(gè)給r t c p 。r t p 本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送 機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠r t c p 提供這些服務(wù)。在r t p 會話期間，各參與者周期性地傳送r t c p 包。r t c p 包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù) 包的數(shù)量和丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，因此，服務(wù)器可以利用這些 信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。通常，r t p 算法并不 作為一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)層來實(shí)現(xiàn)，而是作為應(yīng)用程序代碼的一部分，它與 r t c p 一起設(shè)計(jì)成獨(dú)立傳輸和網(wǎng)絡(luò)層配合使用，能以有效的反饋和最小的開 銷使傳輸效率最佳化，因而，特別適合傳送網(wǎng)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 a r t p 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議r t p ( r f c 3 5 5 0 ) 提供了實(shí)時(shí)信息的端對端傳輸業(yè)務(wù)，如交 互的語音和圖像；這些業(yè)務(wù)包括負(fù)載類型識別，序列編號，加入時(shí)問標(biāo)志，傳 1 4 重慶郵電大學(xué)碩士論文第二章u 町v 核心技術(shù) 輸監(jiān)視。r t p 通常使用u d p 來傳送數(shù)據(jù)，但也可以在t c p 或a t m 等其他 協(xié)議之上工作。r t p 包包含一個(gè)載荷( 有效數(shù)據(jù)可以是音頻或視頻數(shù)據(jù)) 、 一個(gè)r t p 報(bào)頭，以及一個(gè)i p 報(bào)頭。r t p 包頭有以下格式，如圖2 7 所示： v = 2pxc cmp t順序號 時(shí)間戳 同步資源標(biāo)識符 提供源標(biāo)識符 圖2 7r t p 分組頭格式 前1 2 個(gè)字節(jié)出現(xiàn)在每個(gè)r t p 包中，僅僅在被混合器插入時(shí)，才出現(xiàn) 提供源表示符c s r c 識別符列表。這些域有以下意義： 版本域( v ) ：2 比特。此域定義了r t p 的版本。此協(xié)議定義的版本是2 。 ( 值1 被r t p 草案版本使用，值0 用在最初“v a t ”語音工具使用的協(xié)議中。) 填充域( p ) ：1 比特。若填充比特被設(shè)置，此包包含一到多個(gè)附加在末 端的填充比特，但不是負(fù)載的一部分，只是用來填充字節(jié)長度的。這些比 特的設(shè)置表示采用一些加密算法，這些算法要求加密數(shù)據(jù)塊必須有固定長 度，或者表示采用低層協(xié)議數(shù)據(jù)單元來傳輸幾個(gè)r t p 分組。 擴(kuò)展域( x ) ：1 比特，也是作為標(biāo)記位。若設(shè)置擴(kuò)展比特，指示固定頭 后面跟隨擴(kuò)展部分。 提供源資源標(biāo)識計(jì)數(shù)域( c c ) ：4 比特，該域用來表示c s r c 標(biāo)識的數(shù) 目，c s r c 計(jì)數(shù)包含了跟在固定頭部后面c s r c 識別符的數(shù)目，“提供源資 源”這一術(shù)語主要表示r t p 分組的數(shù)據(jù)流來源，因?yàn)檫@些分組通過r t p 混 合器將其組合為一個(gè)數(shù)據(jù)流。 標(biāo)記域( m ) ：1 比特。標(biāo)記的解釋由具體協(xié)議規(guī)定。它用來允許在比特 流中標(biāo)記重要的事件，如幀范圍。規(guī)定該標(biāo)志在靜音后的第一個(gè)語音包時(shí) 置位。 有效負(fù)荷類型域( p t ) ：7 比特。此域定義了負(fù)載的格式，由具體應(yīng)用決 定其解釋。協(xié)議可以規(guī)定負(fù)載類型碼和負(fù)載格式之間一個(gè)默認(rèn)的匹配，其 他的負(fù)載類型碼可以通過非r t p 方法動(dòng)態(tài)定義r t p 發(fā)射機(jī)在任意給定時(shí) 間發(fā)出一個(gè)單獨(dú)的r t p 負(fù)載類型。 順序號域：1 6 比特。順序號域給接收方提供了探測分組丟失率的機(jī)制。 然而，如何補(bǔ)償丟失的分組則是應(yīng)用軟件的事。 時(shí)間戳：3 2 比特。時(shí)間戳域記錄了r t p 數(shù)據(jù)分組中第1 個(gè)8 b i t 比特組 串的采樣時(shí)刻，接收方能根據(jù)該域來確定分組的到達(dá)是否受到了延遲抖動(dòng) 的影響。然而至于如何來補(bǔ)償延時(shí)抖動(dòng)則是要在應(yīng)用程序中來完成。通過 重慶郵電大學(xué)碩士論文 第二章i p l v 核心技術(shù) 使用統(tǒng)一的時(shí)間戳域，開發(fā)者可以采用隨意的空間來接收分組，并在語音 重構(gòu)之前將它們緩沖起來。然后每個(gè)分組根據(jù)時(shí)間戳域的值大小從緩沖區(qū) 中移出、提供統(tǒng)一的語音重構(gòu)方法，從而來減少損害語音質(zhì)量的延遲抖動(dòng)。 同步資源標(biāo)識域：3 2 比特。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，有一種算法用來產(chǎn)生隨機(jī) 的標(biāo)識符，可以使得在同一r t p 會話中的兩個(gè)同步資源有相同的標(biāo)識符。 b r t c p 控制協(xié)議 r t c p 控制協(xié)議與r t p 數(shù)據(jù)協(xié)議配合使用。r t c p 協(xié)議將控制包周期發(fā) 送給所有連接者，應(yīng)用與數(shù)據(jù)包相同的分布機(jī)制。應(yīng)用程序接收r t c p 控 制分組，從中獲得會話參加者的有關(guān)信息如網(wǎng)絡(luò)狀況、分組丟失數(shù)等反饋 信息，可以用于服務(wù)質(zhì)量控制和網(wǎng)絡(luò)狀況診斷。 r t c p 協(xié)議的功能是通過不同的r t c p 控制分組實(shí)現(xiàn)的。r t c p 協(xié)議規(guī) 范定義了五種不同類型的r t c p 控制分組( 其分組類型劃分是通過報(bào)頭中 p t 域區(qū)分) ： s r (