2.2 Các tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ QoS và chất lƣợng trải nghiệm QoE
2.2.2 Tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ QoE
Tuy mang tính chủ quan của ngƣời đánh giá, QoE cũng đƣợc lƣợng hóa đến một mức độ nhất định để có thể đƣợc sử dụng hữu ích cho các mục đích khác nhau nhƣ đƣa vào hợp đồng thống nhất mức dịch vụ (Service Level Agreement - SLA) ký kết giữa nhà cung cấp và khách hàng. Phƣơng pháp để đánh giá mức độ hài lòng QoE cần bao hàm những yếu tố mang tính tâm lý chủ quan của ngƣời dùng, bên cạnh đó cần phải đƣa ra những kết quả sát thực tiễn và có thể tái dựng lại khi có nhu cầu. Điều này trƣớc tiên đòi hỏi sự thấu hiểu về nhu cầu mà ngƣời dùng đang có, nắm đƣợc yếu tố nào là nhân tố ảnh hƣởng đến sự đánh giá chủ quan của ngƣời dùng cho loại hình dịch vụ mà họ sử dụng.
Phát triển các phƣơng pháp để có thể đo đạc, lƣợng hóa QoE không phải là vấn đề đơn giản vì ngoài các yếu tố thuần túy kỹ thuật (nhƣ trong trƣờng hợp QoS) còn cần phải xem xét những yếu tố mang tính con ngƣời. Để đánh giá QoE có thể đi theo phƣơng thức là tạo ra ánh xạ từ các thông số kỹ thuật thuần túy QoS sang thông số mang tính chủ quan QoE. Sau đó chỉ cần đo đạc và kiểm soát các thông số QoS để qua đó kiểm soát và điều chỉnh QoE. Khó khăn lớn nhất của phƣơng thức này là tạo ra cách ánh xạ phản ánh đƣợc chân thực nhất những yếu tố mang tính chủ quan của ngƣời dùng, ví dụ nhƣ những tính chất của hệ thị giác con ngƣời. Hơn thế nữa, phải tổng hợp nhiều tham số QoS mới có thể ánh xạ sang QoE một cách hợp lý. Sự ánh xạ đòi hỏi phải có sự đúc kết từ nhiều thử nghiệm thực tế.
QoE cho IPTV có thể đƣợc đánh giá bằng phƣơng pháp mang tính chủ quan qua tham số MOS (Mean Opinion Score), định nghĩa trong tài liệu ITU-R BT 500. MOS là thang điểm từ 1 đến 5. MOS càng cao thì QoE càng tốt, tức là ngƣời dùng càng hài lòng với chất lƣợng dịch vụ IPTV. Một nhóm ngƣời dùng sẽ đƣợc chọn lựa để cùng xem đoạn video và cho điểm chất lƣợng từ 1 đến 5 (5 tƣơng ứng với chất lƣợng tốt nhất). Tham số MOS của đoạn video sẽ đƣợc lấy trung bình từ các kết quả cho điểm của ngƣời dùng. Tuy nhiên, phƣơng pháp này chỉ khả thi trong môi trƣờng phòng thí nghiệm, không áp dụng đƣợc trong môi trƣờng ứng dụng thời gian thực.
Các phƣơng pháp khác để đánh giá QoE cho IPTV dựa vào nguyên lý hoạt động truyền tải của IPTV nói riêng và của hình ảnh qua mạng IP nói chung. Các gói
của luồng video đƣợc chuyển từ bộ mã hóa/nén của nguồn ảnh, thành luồng dữ liệu đi qua mạng đến bộ đệm của bộ giải mã với tốc độ khác nhau. Bộ đệm có nhiệm vụ cung cấp các gói với tốc độ đều đặn cho bộ giải mã để tái hiện hình ảnh cho ngƣời xem. Tác động của mạng gây ra những biến đổi cho các gói trong luồng dữ liệu hình ảnh, làm cho các gói có thể đến bộ đệm với tốc độ nhanh chậm khác nhau, làm ảnh hƣởng trực tiếp đến mức độ hài lòng (QoE) của ngƣời dùng đầu cuối. Nếu các gói IP đến quá nhanh sẽ làm tràn bộ đệm, dẫn đến hiện tƣợng các gói bị mất do bộ đệm chỉ có dung lƣợng giới hạn. Với ngƣời xem, ảnh sẽ bị biến dạng và những chi tiết trong ảnh bị nhòe, hoặc bị mất. Ngƣợc lại, nếu các gói IP đến quá chậm thì bộ đệm không có gì để đƣa vào bộ giải mã, dẫn đến hiện tƣợng ngừng hình, giật hình khi xem.
QoE cho IPTV có thể đƣợc đánh giá một cách lƣợng hóa qua tham số MDI (Media Delivery Index). Về bản chất, MDI cũng là một tham số đƣợc ánh xạ từ các nhân tố QoS lớp mạng, cụ thể là độ trễ (Delay Factor - DF) và tỷ lệ mất nội dung (Media Loss Rate - MLR). MDI đƣợc hiển thị dƣới dạng chuẩn DF:MLR. Ƣu điểm của MDI là đại lƣợng này có thể đƣợc đo kiểm tại bất cứ điểm nào trên đƣờng truyền từ nguồn ảnh đến ngƣời xem (ngƣời dùng) và từ giá trị MDI có thể ánh xạ đến QoE để có đƣợc những hành động, biện pháp xử lý kịp thời. MDI đáp ứng đƣợc yêu cầu QoE về ảnh là DF vào khoảng 9-50ms, MLR tối đa là 0.004 cho SDTV (Standard Definition Television: truyền hình độ phân giải thông thƣờng), VOD (Video on Demand: video theo yêu cầu) và 0.0005 cho HDTV (High-Definition Television: truyền hình phân giải cao).
MPQM (Moving Picture Quality Metrics) và V-factor là hai mô hình khác để đánh giá QoE của dịch vụ IPTV. MPQM là mô hình đặt nền tảng trên những tính chất của hệ thống thị giác của con ngƣời và đánh giá sự suy giảm chất lƣợng qua vòng đời của ảnh video (nén, truyền, giải nén) có ảnh hƣởng thế nào đến chất lƣợng hình ảnh qua cảm nhận của ngƣời dùng đầu cuối. Khác với các giải pháp đánh giá chất lƣợng video thông thƣờng đƣợc phát triển trong môi trƣờng phòng thí nghiệm MPQM không cần đến sự so sánh giữa hình ảnh gốc và hình ảnh nhận đƣợc. Điểm cơ bản này mang lại tính khả thi và độ mở rộng cao cho MPQM trong thực tế. Trong môi trƣờng IPTV, địa điểm của hình ảnh nhận đƣợc nơi ngƣời dùng đầu cuối có thể cách xa nhiều cây số so với địa điểm hình ảnh gốc. Hơn thế nữa có rất nhiều kênh IPTV đƣợc truyền tải đến ngƣời dùng sẽ làm cho những phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng hình ảnh cần có so sánh giữa hình ảnh gốc với hình ảnh cuối khó có thể thực hiện đƣợc trong thời gian thực.
Từ đầu vào là xác suất mất gói (Packet Loss Probability), phân tích lƣợng thông tin đƣợc hình ảnh truyền tải (entropy analysis), độ biến thiên trễ (jitter), độ xung gốc (Program Clock Reference), loại mã hóa (MPEG-2, H264), MPQM đƣa ra thang điểm 5 cho chất lƣợng IPTV, ―Excellent‖ tƣơng ứng thang điểm 5, ―Good‖ tƣơng ứng thang
điểm 4, ―Fair‖ tƣơng ứng thang điểm 3, ―Poor‖ tƣơng ứng thang điểm 2, ―Bad‖ tƣơng ứng thang điểm 1. Hình 2.4 mô tả mô hình MPQM ở mức tổng quan.
Hình 2.4 Mô hình MPQM
V-factor cũng là một sự triển khai dựa trên mô hình gốc MPQM. Tuy nhiên, ngoài việc ―cho điểm‖ chất lƣợng của hình ảnh, V-factor còn cung cấp thêm những thông tin cần thiết cho việc theo dõi và phân tích các nguyên nhân gây ra vấn đề chất lƣợng, nhƣ các tham số ở lớp mạng đƣợc định nghĩa trong tài liệu ITU Y. 1540/1541 [16] hoặc IETF RFC2330 [13]. Hình 2.5 mô tả mô hình V-Factor mức tổng quan.
Hình 2.5 Mô hình V-factor