tóm tắt luận văn thạc sỹ kĩ thuật viễn thông nghiên cứu phương pháp đánh giá qoe dựa trên các tham số q0s

H C VI N CƠNG NGH BƯU CHÍNH VI N THÔNG - VŨ MINH KHÁNH NGHIÊN C U PHƯƠNG PHÁP ÁNH GIÁ QoE D A TRÊN CÁC THAM S QoS CHUYÊN NGÀNH : K THU T VI N THÔNG MÃ S : 60.52.02.08 LU N VĂN TH C S K THU T NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C : TS HÀ N I – 2013 NG TH NG C Lu n văn c hồn thành t i: H c vi n Cơng ngh Bưu Vi n thơng T p ồn Bưu Vi n thông Vi t Nam Ngư i hư ng d n khoa h c: TS ng Th Ng c …………………………………………………… Ph n bi n 1: …………………………………………………… …………………………………………………… Ph n bi n 2: …………………………………………………… …………………………………………………… Lu n văn s c b o v trư c h i ng ch m lu n văn t i H c vi n Cơng ngh Bưu Vi n thơng Vào lúc: gi ngày tháng năm 2013 Có th tìm hi u lu n văn t i: - Thư vi n H c vi n Công ngh Bưu Vi n thơng M CL C M C L C M U CHƯƠNG TRUY N THÔNG A PHƯƠNG TI N TRÊN N N M NG IP 1.1 Mơ hình ki n trúc M ng TCP/IP 1.2 Các d ch v a phương ti n n n m ng 1.2.1 D ch v VoIP 1.2.2 D ch v IPTV 1.2.4 D ch v truy n hình tương tác: 1.3 Các cơng ngh nén tín hi u a phương ti n 1.3.1 MPEG-2 1.3.2 H.263 1.3.3 MPEG-4 1.3.4 H.264 1.4 Ch t lư ng d ch v m ng IP 1.4.1 Khái ni m ch t lư ng d ch v 1.4.2 T m quan tr ng c a vi c ki m tra ch t lư ng d ch v IPTV 1.4.3 Các tham s QoS 1.4.4 M t s mơ hình ánh giá QoS cho d ch v IPTV CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ÁNH GIÁ QOE 2.1 Ch t lư ng tr i nghi m c a khách hàng (QoE) 2.1.1 Khái ni m QoE 2.1.2 M i quan h gi a QoS QoE 2.1.3 Mơ hình ch t lư ng IPTV 2.2 Mô hình MDI (Media Delivery Index) 10 2.2.1 Gi i thi u v MDI 10 2.2.3 Ki m tra QoE qua vi c phân tích MDI 11 2.2.4 o ki m MDI 12 2.3 MPQM (Moving Pictures Quality Metric) 12 2.3.1 Gi i thi u v MPQM 12 2.3.2 H th ng th giác ngư i 12 2.3 So sánh MDI MPQM 13 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ÁNH GIÁ QoE D A TRÊN QoS 13 3.1 nh hư ng c a tham s QoS lên QoE 13 3.1.1 nh hư ng c a dung lư ng b m: 13 3.1.3 nh hư ng c a t l m t gói 14 3.1.4 nh hư ng c a t l x p l i gói tin 14 3.1.5 nh hư ng c a băng thông: 14 3.1.6 nh hư ng c a tr ng truy n 14 3.2 Phương pháp ánh giá QoE d a QoS 15 3.2.1 Phân tích tham s QoS liên quan n QoE 15 3.2.2 Mơ hình tương quan QoS/QoE cho vi c ánh giá QoE c a IPTV 15 K T LU N 16 M U Hi n v i s phát tri n vư t b c v cơng nghê thơng tin tồn th gi i v i s bùng n d ch v ti n ích m ng làm a d ng hố mơ hình kinh doanh d a Internet M t lĩnh v c ang l n m nh theo xu hư ng d ch v IPTV (truy n hình giao th c Internet) ây bư c ngo t s phát tri n c a công ngh truy n hình V i nh ng ưu i m vư t tr i s d ng d ch v n n m ng IP: Tính tương tác gi a h th ng v i ngư i s d ng d ch v , nhà cung c p d ch v tri n khai h th ng r t thu n ti n d dàng nâng c p, nên d ch v n n m ng IP th c s ã thay d ng cơng ngh analog i hồn tồn so v i d ch v truy n th ng trư c s ây m t bư c phát tri n, ti n lên h i t m ng vi n thông – xu hư ng chung c a truy n thơng tồn c u ngày tương lai Trên s nhìn nh n t m quan tr ng c a vi c m b o ch t lư ng d ch v (QoS) ch t lư ng ánh giá b i c m nh n c a ngư i (QoE) cho d ch v IPTV, lu n văn ã c xây d ng v i nh ng n i dung sau: Chương I: Truy n thơng a phương ti n n n m ng IP Nghiên c u v truy n thông a phương ti n v n ch t lư ng d ch v m ng IP Chương II: Các phương pháp ánh giá QoE Nghiên c u phương pháp ánh giá ch t lư ng tr i nghi m c a khách hàng Chương III: Phương pháp ánh giá QoE d a QoS Nghiên c u nh hư ng c a tham s QoS lên QoE ưa phương pháp ánh giá QoE d a QoS CHƯƠNG TRUY N THÔNG A PHƯƠNG TI N TRÊN N N M NG IP 1.1 Mơ hình ki n trúc M ng TCP/IP Giao th c TCP/IP c phát tri n t m ng ARPANET Internet c dùng giao th c m ng giao v n m ng Internet TCP (Transmission Control Protocol) giao th c thu c t ng giao v n IP (Internet Protocol) giao th c thu c t ng m ng c a mơ hình OSI H giao th c TCP/IP hi n giao th c c s d ng r ng rãi nh t liên k t máy tính m ng v i Hi n máy tính c a h u h t m ng có th s d ng giao th c TCP/IP liên k t v i thông qua nhi u h th ng m ng v i k thu t khác Giao th c TCP/IP th c ch t m t h giao th c cho phép h th ng m ng làm vi c v i thông qua vi c cung c p phương ti n truy n thông liên m ng Các t ng c a mơ hình tham chi u TCP/IP B qu c phòng M g i t t DoD (Department of Defense) ã t o mơ hình tham chi u TCP/IP mu n m t m ng có th t n t i b t c i u ki n nào, c có chi n tranh h t nhân DoD mu n gói d li u xuyên su t m ng vào m i lúc, dư i b t c i u ki n nào, t b t c m t i m thi t k c c kỳ khó khăn mà t chu n Internet n m t i m khác ây m t tốn ó làm n y sinh mơ hình TCP/IP, v y ã tr thành phát tri n hi n B giao th c IP dùng s óng gói d li u hịng tr u tư ng hóa (thu nh l i quan ni m cho d hi u) giao th c d ch v Nói m t cách chung chung, giao th c t ng cao dùng giao th c 1.2 Các d ch v t c m c ích c a Ch ng t ng th p a phương ti n n n m ng 1.2.1 D ch v VoIP D ch v VoiIP d ch v th c IP i n tho i ng dài nư c qu c t s d ng giao ây d ch v vi n thông (bao g m i n tho i fax) băng t n tho i b n s d ng công ngh nén ch t d ch v a phương ti n n n m ng Các l i ích s d ng d ch v VoIP − Thu n ti n, ơn gi n s d ng, yêu c u h tr d ch v − Ti t ki m chi phí th c hi n cu c g i − Ch ng qu n lý c ngân sách − Không ph i ăng ký s d ng d ch v − Ch t lư ng d ch v cao, n nh − H tr d ch v 24/24 gi 1.2.2 D ch v IPTV D ch v IPTV d ch v truy n hình Internet qua giao th c IP c cung c p t i khách hàng d a công ngh IPTV (Internet Protocol Television) Tín hi u truy n hình c chuy n hóa thành tín hi u IP, truy n qua m t h t ng m ng băng thông r ng n thi t b u cu i b gi i mã Set top box, phát hình t i TV c a khách hàng 1.2.4 D ch v truy n hình tương tác: Trên m t ng k t n i Internet ngư i dùng IPTV có th c s d ng m t lúc r t nhi u d ch v khác truy c p Internet, truy n hình, i n tho i c di nh ng, VoIP (Voice over Internet Protocol) mang l i cho ngư i dùng s ti n l i trình s d ng 1.3 Các cơng ngh nén tín hi u a phương ti n 1.3.1 MPEG-2 MPEG-2 c s d ng DVD h u h t ho t ng qu ng bá video s h th ng phân ph i cáp MPEG-2 codec d a khái ni m r ng d li u video bao g m nhi u ph n dư th a B ng cách lo i b t dư th a không gian th i gian, t ng băng thơng u c u s i Dư th a th i gian c s d ng mô t c i mc ad li u video có n n tương t cho m i nh N n gi nguyên d c theo m t s tu n t , ho c n u có thay i r t Dư th a khơng gian nh c i m c a d li u video ó m t s vùng c a nh c chép m t khung c a video 1.3.2 H.263 Codec ã c công b b i ơn v vi n thông qu c t ITU-T dư i chu i H khuy n ngh cho h th ng nghe nhìn a phương ti n Khuy n ngh bao trùm ng t i t c s nén nh bit th p c h tr b i khuy n ngh ITU khác u t c bit th p cho phép c s d ng cho h i ngh truy n hình ó có H.261 video Internet Codec cung c p m t s c i ti n kh nén iv i video c s d ng r ng rãi trang Internet cho video phát 1.3.3 MPEG-4 Sau thành cơng c a MPEG-2, nhóm chun gia nh chu n m i, linh video ng, có xu hư ng mang n kh b sung cho vi c qu ng bá h tr s phát tri n c a video s năm 1999, ã c ch nh s a ng ti p t c phát tri n m t c ch p nh n m t tiêu chu n ISO bao g m m t s m r ng MPEG-4 có th cs d ng cho video Internet, qu ng bá IPTV phương ti n lưu tr , v i nhi u ch c khác Nó bao g m tính mã hoá hư ng i tư ng, s gia tăng kh nén ch an ninh Qua m t th i gian, h p STB m i ng d ng ph n m m IPTV ã c chu n b h tr chu n nén này, có th làm cho nén hi u qu 1.3.4 H.264 Chu n nén H.264 (còn g i MPEG-4 part 10/AVC cho mã hoá video tiên ti n) m t chu n m , có ăng kí, h tr kĩ thu t nén video hi u qu nh t hi n B mã hố H.264 có th làm gi m kích c c a t p tin video s n 50% so v i chu n MPEG-4 part i u bày có nghĩa băng thông m ng yêu c u s i, không gian lưu tr i t c i v i t p tin video Nói cách khác, ch t lư ng video cao có th v it c i bit cho trư c 1.4 Ch t lư ng d ch v m ng IP 1.4.1 Khái ni m ch t lư ng d ch v Thu t ng “Ch t lư ng d ch v ” (QoS) hi n c s d ng r ng rãi, không ch lĩnh v c vi n thơng mà cịn c lĩnh v c có liên quan, ch y u d ch v n n IP băng r ng, không dây a phương ti n Các m ng h th ng d n d n c thi t k có xem xét u cu i, hi u c yêu c u b i n hi u ng d ng ngư i dùng Tuy nhiên, thu t ng QoS thư ng c nh nghĩa m t cách kĩ lư ng Theo ISO 8402, “ch t lư ng” thu t ng ch toàn b m t th c th có kh th a mãn nhu c u cho trư c ISO 9000 lư ng” m c mà ó c tính c a nh nghĩa “ch t c tính v n có tho mãn yêu c u nh nghĩa c a ISO 8402 dư ng t t t nhìn nh n c a khách hàng ITU-T Rec E.800 nghĩa QoS tác nh m c nh ng t ng th c a hi u d ch v , ch t lư ng d ch v s xác hài lòng c a khách hàng i v i d ch v y 1.4.1.1 M i quan h gi a QoS hi u m ng Hi u m ng góp ph n hư ng n QoS c tr i nghi m b i ngư i dùng/khách hàng Hi u m ng có th ho c khơng d a s u cu i Ví d , hi u truy c p thư ng c chia t hi u m ng lõi toán t c a m t m ng IP ơn, hi u Internet thư ng ph n nh hi u ph i h p c a m t vài m ng t tr 1.4.1.2 B n quan i m v QoS Ma tr n nh nghĩa QoS b ng 1.1 ưa tiêu chu n ánh giá ch t lư ng ch c truy n thông c a m t d ch v ó Tuy nhiên, ma tr n nh nghĩa có c nhìn nh n t nhi u quan i m khác th - Các yêu c u QoS c a khách hàng - S cung c p QoS c a nhà cung c p d ch v (hay QoS ã c ho ch - QoS nh n c ho c c phân ph i - X p h ng QoS qua i u tra t khách hàng nh) n 1.4.1.3 M i quan h gi a b n quan i m QoS Các yêu c u QoS c a khách hàng có th h p yêu c u QoS c a khách hàng s liên quan Yêu c u c coi i m b t c x lý riêng cho u vào cho nhà cung c p d ch v u logic M t t p n có c m i xác nh QoS d nh cung c p Nhà cung c p d ch v có th khơng ln ln cung c p cho khách hàng m c QoS h yêu c u Nh ng i u c n xem xét giá c ch t lư ng, khía c nh chi n lư c c a kinh doanh, ánh d u chu n (benchmarking) hay g i “best in class”m c hi u l n nh t kinh doanh y u t khác s v ưa Các yêu c u c a khách hàng có th th ng giám sát c d nh cài t nh m xác nh hư ng nh hư ng n m c d ch n nh ng mà h nh QoS nh n c báo cáo nh kỳ 1.4.1.4 Thách th c cho QoS liên quan Có m t s v n n IP c trình bày b i s s d ng m ng d ch v IP, thi u ch tiêu chu n có kh m r ng, có minh v ng m nh ã c ch ng y 1.4.2 T m quan tr ng c a vi c ki m tra ch t lư ng d ch v IPTV S phát tri n c a kĩ thu t truy nh p Internet thông qua truy c p có dây khơng dây làm cho s lư ng khách hàng s d ng Internet ngày tăng lên S gia tăng t o ho t ng truy n thông th c hi n qua vi c trao i b n tin, video, audio, v y g i a phương ti n qua m ng IP V i s gia tăng c a truy n thông a phương ti n qua m ng IP, nhi u ng d ng m ng d ch v thúc y ho t ang phát tri n ng D ch v IPTV có thu n l i vi c ưa d ch v qu ng bá giá r thông qua ng dây truy c p Internet t c n l c t i a, m ng t c cao Ngoài phân ph i ki u cao có kh h tr d ch v th i gian th c tho i video Do khách hàng c a IPTV ã quen v i chương trình truy n hình s d ng i n tho i mà không c n ph i ý hay tr , vi c b o nb tc m ch t lư ng d ch v i u liên quan n jitter m b o s hài lòng c a khách hàng v d ch v (hay g i ch t lư ng tr i nghi m) m t y u t then ch t s tri n khai d ch v IPTV qua m ng IP i u tr nên c c kì quan tr ng vì, băng thông kh d ng t ng khách hàng tăng lên, i m d ch v ang n i lên s yêu c u th m chí nhi u băng thơng n a, t o nên ngh n c chai, mà hi n 1.4.3 Các tham s QoS Sáu thông s b n v ch t lư ng d ch v băng thông, tr , jitter, m t gói, tính kh d ng b o m t B ng 1.2 Các tham s QoS b n Tham s QoS Các giá tr ví d Băng thơng (nh nh t) 64 kb/s, 1.5 Mb/s, 45 Mb/s Tr (l n nh t) 50 ms, 150 ms Jitter (bi n 10% c a tr l n nh t, ms bi n ng tr ) ng M t thông tin ( nh hư ng c a l i) 1000 gói chưa chuy n giao Tính s n sàng (tin c y) 99.99% B om t Mã hoá nh n th c t t c lu ng lưu lư ng 1.4.3.1 Băng thông Băng thông thách th c i v i nhà cung c p d ch v IPTV N u băng thơng có th s d ng tho i mái, không gi i h n, nhà v n hành s khơng ph i lo n y u t ngh n, tr …; nhiên ây i u không th x y 1.4.3.2 Tr Tr liên quan ch t ch v i băng thơng m t thơng s QoS V i ng d ng gi i h n băng thơng băng thơng l n tr s nh c Tr nh nghĩa kho ng th i gian chênh l ch gi a hai th i i m c a m t bít i vào m ng (th i i m bít u tiên vào v i bít u tiên ra) V i băng thơng có nhi u cách tính, giá tr băng thơng có th thư ng xun thay i Nhưng thông thư ng giá tr băng thông c chia cho th i gian trôi qua k t bit nh nghĩa s bit c a m t khung u tiên r i kh i m ng cho n bit cu i r i m ng 1.4.3.3 Jitter (Bi n Bi n ng tr ) ng tr s khác bi t v lưu lư ng Bi n tr c a gói khác m t dịng ng tr có t n s cao c g i jitter v i t n s th p g i Wander Nguyên nhân ch y u gây hi n tư ng jitter s sai khác th i gian x p hàng c a gói liên ti p m t hàng gây ra.Trong m ng IP jitter nh hư ng r t l n t i ch t lư ng d ch v c a t t c d ch v Thông s QoS jitter thi t l p gi i h n lên giá tr bi n i c a tr mà m t ng d ng có th g p m ng Jitter không h n cho giá tr t i c a tr , có th tương t m t gi i i th p ho c cao ph thu c vào giá tr c a thông s tr 1.4.3.4 M t gói hay m t thơng tin Internet c coi m ng c a m ng khơng có ch giám sát y m b o ch t lư ng thông tin truy n Hi n tư ng m t gói tin k t qu c a r t nhi u nguyên nhân : Quá t i lư ng ngư i truy nh p lúc mà tài nguyên m ng h n ch Hi n tư ng xung t m ng LAN L i thi t b v t lý liên k t truy nh p m ng 1.4.3.5 Tính s n sàng ( tin c y) Là t l th i gian m ng ho t ng cung c p d ch v Y u t b t kỳ nhà cung c p d ch v t i thi u ph i có T n th t m ng b ngưng tr r t l n Tuy nhiên, d như: m b o c tính s n sàng c n ph i có m t chi n lư c úng nh kỳ t m th i tách thi t b kh i m ng n, ví th c hi n công vi c b o dư ng, trư ng h p m ng l i ph i ch n oán m t kho ng th i gian ng n nh t có th gi m th i gian ng ng ho t ng c a m ng T t nhiên, th m chí v i m t bi n pháp b o dư ng hoàn h o nh t không th tránh c l i khơng th tiên ốn trư c 1.4.3.6 B o m t B o m t m t tham s m i danh sách QoS, l i m t tham s quan tr ng Th c t , m t s trư ng h p thông G n ây, s e r ng rãi c a hacker s lan tràn c a virus m ng Internet toàn c u ã làm cho b o m t tr thành v n B o m t liên quan t i v n ch Các v n c xét sau băng b o m t có th liên quan hàng u tính riêng tư, s tin c n xác nh n khách n b o m t thư ng c g n v i m t vài hình th c c a phương pháp m t mã, mã hoá gi i mã Các phương pháp m t mã c s d ng m ng cho vi c xác th c 1.4.4 M t s mơ hình ánh giá QoS cho d ch v IPTV Ch t lư ng video d ch v IPTV b nh hư ng b i r t nhi u y u t b mã hố/gi i mã, tr , băng thơng, t c ngh n… Hi n mơ hình ánh giá QoS c chia 1.4.4.1 Mơ hình tham chi u y Nh ng thu t tốn mơ hình tham chi u hình nh u vào y th c hi n so sánh chi ti t gi a u c a h th ng Vi c so sánh m t q trình tính tốn ph c t p khơng ch bao g m q trình x lý theo i m nh mà theo th i gian khơng gian gi a dịng d li u video chi u y tham chi u u vào phù h p v i k t qu y c ánh giá có i s m nh t c a mơ hình tham chi u u K t qu c a thu t toán tham ánh giá ch quan (MOS) Do v y, mơ hình xác cao M t nh ng gi i thu t y PSNR (Peak Signal to Noise Ratio), ánh giá t s gi a giá tr l n nh t c a tín hi u t p âm, giá tr tính theo dB 1.4.4.2 Mơ hình khơng tham chi u Các thu t tốn cho mơ hình khơng tham chi u có th video u mà không yêu c u truy c p lu ng c áp d ng cho lu ng u vào; ó phù h p v i vi c giám sát, phân tích ch t lư ng video m c d ch v theo t ng ngày Ki u thu t tốn khơng c n q m nh v tính tốn, có th c tích h p vào m t thi t b ki m tra m ng.Các h th ng thăm dò thư ng s d ng mơ hình 1.4.4.3 Mơ hình tham chi u rút g n Gi ng thu t toán tham chi u th c hi n so sánh lu ng video y , thu t toán tham chi u rút g n u r i tính c m c nhi u, méo x y u vào Các thu t tốn mơ hình tham chi u rút g n không s d ng tồn b tín hi u video tham chi u, ch m t ph n thông tin tham chi u c truy n m t kênh d li u riêng c u i u giúp gi m có c k t qu n b so sánh thơng qua ph c t p tính tốn th i gian x lý yêu CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ÁNH GIÁ QOE 2.1 Ch t lư ng tr i nghi m c a khách hàng (QoE) 2.1.1 Khái ni m QoE Tiêu chu n ITU P.10/G100 cung c p nh nghĩa QoE sau : “QoE toàn b tính ch t ch p nh n c c a m t ng d ng ho c m t d ch v , c c m nh n ch quan b i m t ngư i s d ng cu i.” Nó bao g m tồn b tác (khách hàng, thi t b b i ngư i dùng cu i ng h th ng u cu i, m ng, s h t ng d ch v ,…) có th b u-cu i nh hư ng i v i nh ng ngư i s d ng khác QoE khác - i Tuy nhiên, QoE có th ánh giá s d ng phép o khách quan Góp ph n vào QoE phép o hi u d ch v khách quan m t thông tin tr Các phép o khách quan v i thành ph n thu c ngư i c m xúc, thái , n n t ng ngôn ng , ng thúc y… xác th c a m t d ch v Hình 2.1 cho th y y u t c t ch c thành hai ph n, m t ph n liên quan nh m c ch p nh n t ng óng góp vào QoE Các y u t n QoS m t ph n liên quan n y u t ngư i 2.1.2 M i quan h gi a QoS QoE Ch t lư ng tr i nghi m (QoE) ch t lư ng d ch v (QoS) thư ng c coi th c hai khái ni m khác QoE toàn b hi u h th ng t quan i m ngư i s d ng QoE phép o hi u t u n cu i t i m c d ch v t nhìn nh n c a khách hàng ch th cho bi t h th ng áp ng nhu c u c a ngư i s d ng t t t i m c M t tham s QoE i n hình i m ý ki n trung bình MOS MOS thư ng c s d ng phép o ch quan ánh giá tác ng v c m nh n c a nhi u d ng suy gi m d ch v khác QoS l i o hi u m c gói, t quan i m m ng QoS c coi m t t p kĩ thu t (cơ ch QoS) cho phép nhà qu n tr m ng qu n lý tác ng c a t c ngh n lên hi u ng d ng cung c p d ch v phân bi t cho lu ng lưu lư ng m ng c ch n l a ho c t i khách hàng ã c ch n l a Các tham s QoS có th g m phép o m t gói, tr hay jitter 2.1.3 Mơ hình ch t lư ng IPTV Ngư i s d ng cu i ho c ch thuê bao s xác nh ch t lư ng video d ch v Ch t lư ng tr i nghi m QoE môi trư ng tr c quan mà thành ph n c a r t khó, n u khơng mu n nói g n không th , o c tr c ti p theo toán t th c ti n Hơn n a, nhà cung c p d ch v có th t o phép o khách quan v i m t t p tham c dùng s , tham s QoS – có th ánh giá hi u c a m ng s phân ph i c a v i m c QoE ch p nh n c M t mơ hình ánh x tham s ch ch t t i ch s QoE quan tr ng cung c p cho ta m t chương trình b o ch t lư ng video u cu i t t xét v t ng th m 2.1.4.2 T s tín hi u nh nhi u (PSNR) PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) c l y t vi c thi t l p l i trung bình bình phương MSE tương quan v i giá tr l n nh t có th c a chói (luminance) ( i v i giá tr bit i n hình s 28 -1 = 255) nhi u màu k t h p chúng v i m t tham s ơn 2.1.4.4 Thông s ch t lư ng nh PSNR không tâm pixel ơn ng (Moving Pictures Quality Metric – MPQM) n hi n tư ng che khu t th giác Nói cách khác, m i l i u góp ph n làm suy gi m PSNR, c n u l i không c m nh n c c ti p c n b ng cách k t h p m t s mơ hình h th ng th giác ngư i C V n th hơn, hai hi n tư ng c m nh n thu c ngư i c nghiên c u t m : nh y tương ph n che ph Hi n tư ng th nh t nguyên nhân cho th c t r ng m t tín hi u c phát hi n b i m t ch nh y m t thay tương ph n c a l n m t ngư ng ó i m t hàm theo t n s không gian, hư ng, t n s th i gian Hi n tư ng th hai liên quan n s h i áp th giác ngư i iv is k th pm t vài tín hi u M t kích thích g m hai lo i tín hi u (c n c nh (foreground) n n (background)) Ngư ng phát hi n c a foreground s c i u ch nh m t hàm tương ph n c a background 2.1.4.5 Ch s phân ph i phương ti n (Media Delivery Index) RFC 4445 (MDI) m t phép o có th c th c hi n lưu lư ng video IP tr c ti p Phép o MDI ã c tri n khai c coi lý tư ng cho vi c o ki m m u lu ng video IP m ng v n hành lab MDI s d ng ho t video so sánh s n c a gói IP v i t c ng c a t i bit c a t i tin Phép o MDI c bi u di n sau : 2.2 Mơ hình MDI (Media Delivery Index) Phép o MDI ưa m t ch s v ch t lư ng video mong i, cu i QoE c a ngư i s d ng - d a phép o m c m ng Nó khơng ph thu c vào mơ hình mã hố video bi n pháp thay th có kh m r ng 2.2.1 Gi i thi u v MDI Các lu ng truy n t i video MPEG ph i ch u nh ng s t p nhi u v th i gian g i jitter c truy n b i m ng chuy n m ch gói Ethernet Vi c nh n d ng o ki m jitter m t gói m ng chìa khố b o trì phân ph i video ch t lư ng cao Ch s phân ph i phương ti n (MDI) m t t p h p phép o s d ng MDI có th giám sát s a ch a m ng mang b t kỳ lo i phương ti n x p lu ng c s d ng c nh báo l i h ng, suy y u gây s phân ph i ch t lư ng không ch p nh n c c nh báo i u ki n gây vi c m ng kém, khó ch p nh n, trư c ch t lư ng video b nh hư ng MDI g m hai thành ph n: H s tr (DF) t l m t phương ti n (MLR); v i nhau, chúng cung c p phép o ch t 10 lư ng d ch v c a m t lu ng phương ti n phân ph i, có th liên quan tr c ti p n ch t lư ng tr i nghi m cu i c a ngư i s d ng 2.2.2.2 MLR MLR lư ng gói tin lu ng b m t ho c l ch th t (out-of-order) m t kho ng th i gian c ch n, ó gói lu ng gói mang thơng tin ng d ng lu ng Có th có khơng ho c nhi u gói lu ng m t gói IP ơn Ví d , thư ng mang gói lu ng v n chuy n MPEG 188 byte m t gói IP ơn Trong trư ng h p v y, s t n th t gói IP ơn s gây gói b m t b m t khơng g m gói null) Vi c tính m c (n u gói n các gói tin h ng r t quan tr ng, b i nhi u thi t b ki u khách hàng không c g ng yêu c u l i gói tin ã c nh n mà h ng 2.2.3 Ki m tra QoE qua vi c phân tích MDI 2.2.3.1 Quan h Jitter m hi u thêm v thành ph n DF, ta s xem l i m i quan h gi a jitter buffering Jitter s thay i tr u cu i v m t th i gian Các gói nh s có jitter Các gói có t c n khơng n n ích v i t c c nh có jitter khác Hình 2.12 minh ho s khác bi t 2.2.3.2 Thành ph n MLR ch t lư ng video T l hao h t phương ti n truy n thông c nh nghĩa ơn gi n s gói b m t i ho c b l ch th t m t giây Các gói b l ch th t (out-of-order) v n quan tr ng nhi u thi t b khơng c g ng l nh có l i gói trư c ưa t i b gi i mã B t kỳ s m t gói - c bi u di n MLR khác - s u nh hư ng x u t i ch t lư ng video có th t o nhi u ph n nhìn ho c video ch y không MLR m t nh d ng ti n l i cho vi c xác r t u nh tho hi p m c ng d ng (SLA) dư i d ng t l m t gói Vì th , v i h s DF, m t thi t b v i MDI 4:0.001 s cho th y r ng thi t b 2.2.3.3 ó có h s tr ms t l m t phương ti n 0.001 gói/s ng d ng c a MDI MDI h u ích cho vi c nh v mơ t v n m ng mà có th nh hư ng x u n ch t lư ng phương ti n QoE ngư i s d ng N u MDI c theo dõi t i i m trung gian m ng phân ph i, l ch thành ph n DF MLR gi a ph n t m ng k ti p có th giúp l p ngu n c a s c l i h ng có th x y ho c ang x y m t cách nhanh chóng N u t i m t b nh n có MLR l n MLR b ng t i hop trư c ng truy n, có nghĩa có m t ó khơng mong mu n ã x y o n m ng y, ch ng h n tràn b m ho c h ng gói tin Tương t v y, n u h s tr DF bi n thiên nhanh gi a hai h p ch ng liên ti p, có th t c ngh n gây tr hàng 11 i dài Nó m t c nh báo v vi c m t gói ang n V i b m l n hơn, có th bù cho jitter l n, ph i tr giá v tr 2.2.4 o ki m MDI Thi t b NetSim có th thay i tham s ch t lư ng d ch v m ng, ví d tr , m t gói, gói l ch th t ,…Thi t b BX100A c thi t l p th c hi n mô ph ng set-top-box tính tốn MDI PC ( a ch IP 192.168.21.205) tr m i u n c a NetSim PC bao g m t p tin video v i ch t lư ng SDTV c g i qua chương trình VLC m ng Lu ng video có th c g i b ng cách s d ng hai phương th c unicast hay multicast 2.3 MPQM (Moving Pictures Quality Metric) 2.3.1 Gi i thi u v MPQM ng (MPQM) ã c gi i thi u cho vi c ánh giá Thông s ch t lư ng nh video phân ph i qua m ng Mơ hình MPQM d a m t phương th c ánh giá khách quan, có kh l c s suy gi m ch t lư ng gây m ng b ng thu c tính c a h th ng th giác ngư i Nó xem xét kĩ thu t che khu t th giác có th th c hi n hi u qu kĩ thu t che gi u l i k t qu QoS, cho hình nh c n t t) nh iv is ánh giá c a ngư i, c phân lo i theo thang i m t (R t n (R t t i) MPQM h th ng o khách quan mô ph ng tr i nghi m ch quan c a ngư i quan sát Nó d a mơ hình nh nghĩa ph n t th giác ngư i 2.3.2 H th ng th giác ngư i H th ng th giác ngư i c mơ hình hố m t h th ng mô t b i m t áp i v i kích thích u vào Các mơ hình ang c th c thi b i thí nghi m tâm – v t lý ó i tư ng ngư i c yêu c u ánh giá ng liên quan n u kh nhìn nh n kích thích Các mơ v y có th c th c hi n hi u qu b ng cách xem xét khía c nh l n c a th giác: C u trúc a kênh, nh y tương ph n s che ph 2.3.2.1 C u trúc a kênh Các thí nghi m i n – sinh lý th c hi n t bào c a v não th giác (vùng V1) ã cho th y r ng s áp ng c a nơ-ron c ch nh n m t ph n gi i h n băng t n c a mi n t n s Các d li u c xác nh n b i thí nghi m sinh lý, ưa b ng ch ng t ng não phân tích ph thành thành ph n g i kênh c m nh n, d i t n s không gian, s c nhìn nh n nh hư ng t n s th i gian M i kênh có th u m t băng l c, c mô t b i s áp ng hư ng nm tt n s không gian, hư ng t n s th i gian c th 2.3.2.2 S nh y tương ph n áp ng c a m t ngư i thay c coi i m t hàm c a t n s nh y tương ph n Nói xác hơn, m t tín hi u ch 12 i u thư ng c nh n bi t b i m t tương ph n c a l n m t ngư ng ó g i ngư ng nh n bi t (detection threshold) Ngư ng nh n bi t thay c nh nghĩa ngh ch s Thu t ng Hàm i m t hàm c a t n s nh y o c a ngư ng nh n bi t, ó m t hàm c a t n nh y tương ph n (CSF) thư ng c s d ng kí hi u hàm Nó ch s tương ph n mà m t kích thích t i m t t n s th i gian - khơng gian c th nên có có xác su t c nh n bi t 0.5 Nói cách khác, CSF ng cong ngh ch o c a ngư ng nh n bi t m t hàm t n s M t CSF i n hình c minh h a hình 2.3.2.3 Che ph CSF có th gi i thích cho s c m nh n m t kích thích ơn Tuy nhiên, tương tác xu t hi n m t s kích thích xu t hi n Trong s ánh giá ban coi r ng giao thoa gi a hai kích thích ch có th x y n u chúng kênh Các giao thoa v y gây s u, ta thư ng m t i u ch nh ngư ng nh n bi t c a m t kích thích, s có m t c a kích thích khác M t mơ hình chung c a hi n tư ng này, g i che ph (masking) 2.3.2.4 Xây d ng mơ hình Hành vi c a h th ng th giác ngư i có th m t băng l c chi u b chuy n c mơ hình hố b ng cách ưa i phi n giúp mơ hình hố s che ph Băng l c s d ng mơ hình tách bi t theo hư ng t n s khơng gian th i gian Có 17 b l c không gian b l c th i gian B l c không gian th p-th p ng hư ng Các b l c khác c ch nh hư ng (0, π / , π / 3π / ) 2.3.2.5 Các thông s C u trúc chung c a mơ hình c minh h a hình ng mũi tên to ch m t t p thành ph n c m nh n ng mũi tên bé bi u di n chu i tu n t 2.3 So sánh MDI MPQM Thông s MPQM c gi i thi u m t phương pháp ánh giá video cho mã hố video c phân tích r ng rãi có liên quan n PSNR c phân tích ch quan mơi trư ng thí nghi m Ngư c l i, MDI ang phát tri n v i vai trị m t cơng c ánh giá m ng, ánh giá hi u m ng liên quan Thông s MDI có th c s d ng n phân ph i th i gian th c phát hi n phân bi t s phân ph i mong i v i video b suy gi m CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ÁNH GIÁ QoE D A TRÊN QoS 3.1 nh hư ng c a tham s QoS lên QoE 3.1.1 nh hư ng c a dung lư ng b B m ng d ng lư ng b nh m: c s d ng cho s p hàng c a m t lu ng traffic a phương ti n trư c chúng c phân ph i 13 i cho gói tin n ng d ng B m ng d ng c s d ng ng d ng audio/video vai trị i u ch nh h tr trư ng h p jitter ho c d n c m lưu lư ng a phương ti n 3.1.2 nh hư ng c a bi n Bi n i tr gói/ Jitter ng tr gói/ Jitter kho ng th i gian gi a gói tin c a m t lu ng Giá tr bi n tr nh nh t l n nh t gi a hai ng tr cao m ng cho th y hi n tư ng ngh n ho c lu ng lưu lư ng d n c m M ng có giá tr bi n thư ng mang l i ch t lư ng tr i nghi m th p ng tr cao i v i lưu lư ng a phương ti n qua m ng ó 3.1.3 nh hư ng c a t l m t gói T l m t gói t l gói tin b m t t ng s gói tin nh n c Các thí nghi m c ti n hành v i d i giá tr khuy n ngh b i ITU-R (2002) MOS c trì cho t t c giá tr t l m t gói l n 3% Khi ta gi m giá tr t l m t gói xu ng 2% MOS tăng thêm Khi ta gi m giá tr t l m t gói MOS tăng thêm xu hư ng ti p di n cho n tr i nghi m hài lòng nh t t l m t gói cịn kho ng 0.1 % MOS Trong thí nghi m mơ ph ng ta th y n u t l m t gói tăng, ch t lư ng tr i nghi m gi m i T l m t gói gây hi n tư ng gi t t i máy thu ch t lư ng tr i nghi m gi m Ch t lư ng tr i nghi m nghèo nàn m ng có giá tr t l m t gói cao Ngư i dùng không nh n c lu ng audio mư t mà Các trư ng h p khác cho t l m t gói nh 0.1% cho tr i nghi m ngư i dùng l n nh t 5, v i t l m t gói 0.5%, MOS T l m t gói làm gi m ch t lư ng d ch v m ng 3.1.4 nh hư ng c a t l x p l i gói tin T l gi a s gói tin khơng c s p x p t ng s gói tin nh n c t i m t node kho ng th i gian c g i Ph n trăm s p x p l i gói tin ITU-R (2002) không ch b t kỳ giá tr ngư ng cho vi c s p x p l i gói tin Do ó, k t qu ch c l y t thí nghi m l p l i cho trư ng h p mô ph ng K t qu c t p h p t 20 l p l i cho trư ng h p c th Xu hư ng n tính c ch rõ hình 3.4 dư i ây: 3.1.5 nh hư ng c a băng thông: Các giá tr l y t kh o sát th c hi n cho trư ng h p c ch n Các giá tr c th c a băng thông c gán cho m i ng d n môi trư ng xây d ng mô ph ng Các k t qu t p h p t 20 l p l i cho trư ng h p Xu hư ng n tính c ch rõ 3.1.6 nh hư ng c a tr tr ng truy n ng truy n kho ng th i gian cu i r i kh i ng truy n 14 bit u tiên vào m t ng truy n bit 3.2 Phương pháp ánh giá QoE d a QoS 3.2.1 Phân tích tham s QoS liên quan Phân tích tham s liên quan n QoE n tr i nghi m ngư i s d ng Ta s tìm hi u tham s QoS có liên quan n vi c ánh giá QoE Dung lư ng truy n d n m t tham s QoS b n có nh hư ng nhi u n hi u c m nh n b i ngư i dùng cu i R t nhi u ng d ng ngư i dùng có yêu c u dung lư ng nh , yêu c u có th c coi th a thu n d ch v Các bit b m t có th t ng s bit g i i t m th i xác c lo i kh i nh dung lư ng m ng 3.2.2 Mơ hình tương quan QoS/QoE cho vi c ánh giá QoE c a IPTV Giá tr QoS chu n hóa Như ã bi t, s hài lòng c a ngư i dùng v IPTV ch u nh hư ng b i tham s QoS Do ó gi i h n ph m vi QoE v s hài lòng v QoE c a video IPTV M i quan h QoS/QoE cho th y r ng danh m c QoE có liên quan n tham s QoS R t nhi u danh m c QoS cho th y m i tương quan tích c c v i danh m c QoE ph n nh tham s ch t lư ng QoS ánh giá QoE,ta c n th t c tính tốn QoS chu n hóa 3.1.3 Mơ hình tương quan QoS/QoE cho vi c ánh giá IPTV Video QoE Cơng th c s hóa ánh giá IPTV Video QoE b ng cách s d ng tham s QoS chu n hóa sau: QoE_V Users Very satisfied Users satisfied Some users disatisfied Many users dissatisfied Nearly all users dissatisfied 0.2 0.4 0.6 0.8 QoS (X) Hình 3.6 Mơ hình tương quan QoS/QoE Bi n s h ng s dùng mơ hình c xác nh b i thành phàn gây nh hư ng lên QoE Các thành ph n có mơi trư ng d ch v , lo i hình d ch v , lo i codec s d ng,… Hoành c ph n ánh, ph n nh giá tr QoS chu n hóa ó mơi trư ng m ng hài lịng d ch v c a thuê bao (QoE) c ph n ánh theo tr c tung hài lòng c a ngư i dùng c ph n ánh qua thang i m MOS cao nh t 15 K T LU N Lu n văn ã khái quát chung m ng IP c i m v c u trúc, s c i m c a d ch v IPTV tham s QoS c a m ng t i ch v t m nh hư ng c a ch t lư ng d ch v n n công ngh , d ch v ch t lư ng d ch v Trên ã i sâu vào nghiên c u phân tích nh hư ng gi a t lư ngc a âm hình nh Các giá tr c làm b giá tr tham kh o ph c v vi c Phương pháp ánh giá QoE d a QoS Lu n văn Lu n văn ã hoàn thành n i dung nghiên c u ã t c m t s k t qu v lý thuy t th c nghi m sau: Khái ni m IPTV, d ch v cung c p b i IPTV, t m quan tr ng c a vi c m b o QoS QoE cho d ch v IPTV Khái ni m thông s liên quan n QoS QoE QoE toàn b hi u h th ng t quan i m ngư i s d ng, ch u nh hư ng c a QoS nhi u y u t ch quan khác n a Phương pháp ánh giá c a QoE nh m m b o cung c p m t chương trình có ch t lư ng t ng th m c t t nh t M t phương pháp ánh giá ó có phương pháp ánh giá c a QoE d a tham s c a QoS ph n ã làm rõ c v n liên quan n ch t lư ng d ch v c a nhà cung c p d ch v IPTV, t phương pháp ã ưa c tiêu chu n cho nhà cung c p d ch v IPTV s cho m t s n ph m d ch v t t nh t làm hài long cho t t c khách hàng s d ng 16 ... ánh giá QoE Nghiên c u phương pháp ánh giá ch t lư ng tr i nghi m c a khách hàng Chương III: Phương pháp ánh giá QoE d a QoS Nghiên c u nh hư ng c a tham s QoS lên QoE ưa phương pháp ánh giá QoE. .. ng d ch v Trên ã i sâu vào nghiên c u phân tích nh hư ng gi a t lư ngc a âm hình nh Các giá tr c làm b giá tr tham kh o ph c v vi c Phương pháp ánh giá QoE d a QoS Lu n văn Lu n văn ã hoàn thành... 3.2 Phương pháp ánh giá QoE d a QoS 3.2.1 Phân tích tham s QoS liên quan Phân tích tham s liên quan n QoE n tr i nghi m ngư i s d ng Ta s tìm hi u tham s QoS có liên quan n vi c ánh giá QoE Dung