43 Trang 7 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CRF Constant rate factor Hệ ố ố s t c độ không i đổPSRN Peak signal-to-noise ratio Tỉ ố s tín hiệu cực đại trên nhiễu SSIM Structural Similarity Cấu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bùi Hoài Nam ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG KHÔNG DÂY DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HÀ NỘI- 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131360231000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bùi Hoài Nam ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG KHÔNG DÂY DI ĐỘNG Chuyên ngành : Công Nghệ Thông Tin Mã số đề tài : CNTT15B-30 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGÔ HỒNG SƠN HÀ NỘI- 2018 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Ngô Hồng Sơn, Viện Công nghệ thông tin Truyền thông - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người thầy dành nhiều thời gian tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình tìm hiểu hồn thành đề tài Thầy người định hướng đưa nhiều góp ý q báu q trình tơi thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô Viện Công nghệ thông tin Truyền thông - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cung cấp cho kiến thức tạo cho điều kiện thuận lợi suốt trình tơi học tập trường Tơi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè ln động viên tạo điều kiện tốt cho Tôi xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tơi Bùi Hồi Nam cam kết luận văn cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn PGS.TS Ngô Hồng Sơn Các kết nêu luận văn trung thực, chép tồn văn cơng trình khác Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2018 Học viên Bùi Hoài Nam MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 1.1 TỔNG QUAN VỀ 4G LTE 11 1.1.1 Giới thiệu 4G LTE 11 1.1.2 Các giai đoạn phát triển công nghệ viễn thông di động 11 1.1.3 Tại phải cần hệ mạng .12 1.1.4 Các đặc tính LTE 12 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN VIDEO 13 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 14 1.3.1 Phương pháp chủ quan 14 1.3.2 Phương pháp khách quan 14 1.4 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG 4G 14 1.4.1 Chất lượng dịch vụ - QoS 14 1.4.2 Chất lượng trải nghiệm - QoE 16 1.4.3 Hệ số tốc độ không đổi - CRF 17 1.4.4 Tỉ số tín hiệu cực đại nhiễu - PSNR 17 1.4.5 Cấu trúc tương tự - SSIM 19 1.5 TÓM TẮT CHƯƠNG .21 CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP KHÁCH QUAN SỬ DỤNG HỆ SỐ KHÔNG ĐỔI CRF 22 2.1 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CƠ BẢN 22 2.1.1 Phương pháp chủ quan 22 2.1.2 Phương pháp đánh giá khách quan 23 2.1.2.1 Mơ hình khơng tham chiếu (non_zero_ reference) 23 2.1.2.2 Mô hình tham chiếu đầy đủ (full_reference) 23 2.1.2.3 Mơ hình tham chiếu rút gọn (reduce_reference) .24 2.2 đủ Tác động hệ số tốc độ không đổi CRF vào mơ hình tham chiếu đầy 25 2.2.1 Lựa chọn giải pháp 25 2.2.2 Kịch thử nghiệm đánh giá chất lượng video 26 2.3 Tóm tắt chương 27 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ THỬ NGHIỆM 28 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 28 3.2 MÔI TRƯỜNG MÔ PHỎNG 28 3.2.1 Công cụ Lena – LTE/EPC 28 3.2.2 Bộ công cụ Evalvid 29 3.3 Q trình mơ truyền video qua mạng khơng dây di động (LTE) với yếu tố truyền khác 31 3.3.1 Cài đặt thông số 31 3.3.2 Quá trình mô 32 3.4 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ 36 3.4.1 Kết đo PSNR SSIM dựa vào hệ số tỷ lệ mã hóa CRF 36 3.4.2 Thơng số video đầu sau gán hệ số CRF 40 3.4.3 Phân tích gói tin chuyển video qua mạng LTE tùy thuộc vào tốc độ mã hóa 42 3.4.4 Phân tích, so sánh với việc truyền video gốc 43 3.4.5 MOS Đánh giá chất lượng video thu so với video gốc qua thang điểm 44 3.5 Tóm tắt chương 45 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CRF Constant rate factor Hệ số tốc độ không đổi PSRN Peak signal-to-noise ratio Tỉ số tín hiệu cực đại nhiễu SSIM Structural Similarity Cấu trúc tương tự MOS Mean Opinion Score Điểm ý kiến trung bình GSM UMTS Global System Mobile Hệ thống thơng tin di động toàn for cầu Communications Mobile Hệ thống viễn thơng di động Universal Telecommunications Systems tồn cầu LTE Long Term Evolution Tiến hóa dài hạn DL Downlink Đường xuống UL Uplink Đường lên QoS Quality of Services Chất lượng dịch vụ QoE Quality of experience Chất lượng trải nghiệm EPC Evolved Packet Core Lõi gói cải tiến EPS Evolved Packet System Hệ thống gói cải tiến E-UTRAN HSDPA MIMO OFDMA Evolved UMTS Terrestrial Radio Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS Access Network High-Speed Downlink Packet Truy nhập gói đường xuống tốc Access độ cao Multiple-input and multiple- output Nhiều đầu vào – nhiều đầu Orthogonal Frequency Division Đa truy cập đa phân chia theo Multiple Access tần số trực giao RRC Radio Resource Control Kiểm sốt tài ngun vơ tuyến SC-FDMA Single Carrier Frequency Đa truy cập đa phân chia theo tần số sóng mang đơn Division Multiple Access SCTP Stream Control Transmission Giao thức truyền điều khiển Protocol luồng TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối UE User Equipment Thiết bị người dùng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 thang điểm MOS 23 Bảng 2.2 thiết lập kịch thử nghiệm 27 Bảng 3.1 Cài đặt thông số mạng LTE 32 Bảng 3.2 Các số PSNR SSIM (giá trị trung bình) kịch thử nghiệm 36 Bảng 3.3 Độ lệch chuẩn số PSNR SSIM kịch thử nghiệm 37 Bảng 3.4 Thông số video đầu thu sau gán hệ số CRF 40 Bảng 3.5 Tỷ lệ % gói sau gán hệ số CRF truyền qua LTE 42 Bảng 3.6 So sánh giá trị truyền video gốc video gắn CRF 44 Bảng 3.7 Đánh giá chất lượng video qua thang điểm MOS 45 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Mơ hình khơng tham chiếu 23 Hình 2.2 Mơ hình tham chiếu đầy đủ 24 Hình 2.3 Mơ hình tham chiếu rút gọn 25 Hình 3.1 Sơ đồ khối truyền video mạng khơng dây di động 31 Hình 3.2 Gán hệ số CRF vào video cần truyền 33 Hình 3.3 Q trình truyền gói tin UDP từ Server đến Client 34 Hình 3.4 Kết thúc q trình truyền gói 34 Hình 3.5 Quá trình xây dựng lại video truyền đến người nhận 34 Hình 3.6 Giá trị số PSNR thu 35 Hình 3.7 Giá trị số SSIM thu 35 Hình 3.8 Giá trị trung bình PSNR với hệ số CRF 38 Hình 3.9 Giá trị trung bình SSIM với hệ số CRF 38 Hình 3.10 Độ lệch chuẩn PSNR với hệ số CRF 39 Hình 3.11 Độ lệch chuẩn SSIM với hệ số CRF 39 Hình 3.12 Kích thước video giảm tăng hệ số CRF 41 Hình 3.13 Tốc độ mã hóa giảm tăng hệ số CRF 41 Hình 3.14 Tỷ lệ phần trăm gói bị kịch 43