[发明专利]针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于视频通信技术领域，涉及一种故障诊断方法，尤其涉及一种针对HAS的视频质量评价和故障诊断方法。

背景技术

随着以PC为主导的固定互联网和以智能手机为主导的移动互联网的快速发展，基于OTT视频技术的互联网电视、移动视频和多屏互动业务正以惊人速度发展。OTT是“Over The Top”的缩写，其意指在网络之上提供服务，强调服务与物理网络的无关性。OTT视频是指基于HTTP协议和开放互联网的视频服务，其终端可以是智能电视机、电脑、机顶盒、PAD、智能手机等。OTT视频主要有两种实现方式：HTTP渐进下载(HTTP Progressive Download，简称HPD)和HTTP自适应流媒体(HTTP Adaptive Streaming，简称HAS)。

传统的OTT视频一般采用HPD技术。基于HPD的客户端在开始播放之前仅需等待一段较短的时间用于下载和缓冲媒体文件最前面的一部分数据，之后便可以一边下载一边播放。HPD OTT视频存在诸多的局限性，例如：不适合对实时性要求较高的直播节目的传输；初始播放的等待时延一般较长；当网络带宽不稳定时比较容易出现卡片现象；由于客户端会持续下载视频文件，当用户中途放弃节目观看，会造成已下载文件(消耗带宽)的浪费。

为了克服HPD OTT视频技术的局限性，近年来基于HAS的OTT视频技术逐渐被业界广泛采用和推广。HAS OTT采用视频分片和自适应码率(ABR)技术。在HAS系统中，媒体流分割器将编码器输出的视频流分割为一系列连续的、长度均等的小分片文件，并将它们存储在Web内容分发服务器。HAS客户端设备可在可用的带宽的基础上，自动向Web服务器请求合适的视频质量(即不同的分辨率和码率)的分片文件，从而给用户最好的视觉体验。为了便于HAS客户端实现不同码率分片之间的快速、实时切换，HAS视频一般采用较短的分片长度(例如10秒)。由于HAS系统可向不同屏幕大小的终端提供适合分辨率的视频分片文件，并可在不同网络带宽情况下实现流畅的视频播放，因此HAS被业内认为是未来无所不在的多屏互动视频的核心技术。

在传统的电视领域，可通过网线连接互联网的智能电视和OTT机顶盒正在悄然进入寻常百姓家庭的客厅。HAS技术在这些OTT终端设备上也逐渐被广泛采用。作为一种数字视频业务，OTT电视业务势必会同传统的有线电视和IPTV竞争。由于人们已经习惯了有线电视低廉的收费标准和不中断的业务可用性，因此如何保证OTT视频用户体验质量能达到(或超过)有线电视，就成为OTT电视成功的关键要素。尤其是对于收费的OTT视频业务，消费者不再满足以往免费网络视频“尽力服务”的质量体验，他们会在服务提供商知道他们不满意前就转投竞争者，以获得他们期望的视频质量体验。因此，对于OTT视频运营商来说，为了留住用户，就必须改善OTT视频业务质量水平，提升用户满意度。

由于OTT视频业务需要通过多个参与方(包括各级内容提供商、电信网络运营商和用户家庭网络)的网络设备才能到达最终用户，这给OTT整体业务运营商在OTT视频业务质量保障带来了许多新的困难和挑战，尤其体现在，如何快速对OTT视频业务质量问题进行故障诊断和责任定位，是内容运营商、网络运营商、用户家庭网络还是OTT机顶盒的问题？

研究表明，影响HAS视频质量的主要因素包括两个方面：

其一，传输网络的速度是否足够快，使得客户端能在当前视频分片播放完之前完成对下一个分片的下载；

其二，视频服务器和客户端之间是否实现了正确的分片传输调度机制，即客户端是否及时发出了适合码率的分片下载请求，服务器端是否及时响应客户的请求并开始视频分片的传输。

如果以上两种情况都满足，则HAS客户端就能及时从Web服务器获得所需播放的视频内容，从而进行连续、流畅的视频播放。

为了进一步分析影响HAS视频播放质量的因素，我们对HAS客户端从Web服务器下载视频分片进行分情况讨论。如图1所示，HAS视频分片下载存在五种可能的情况。其中箭头图形的长度代表HAS客户端从Web服务器下载分片的持续时长；“分片间隔”指两个相邻分片之间的时间间隔；“分片播放时长”指视频分片可供播放的时长。