IPTV质量分系统

IPTV质量分系统（精选7篇）

IPTV质量分系统 篇1

摘要：分析了视频服务器的视频质量测量, 客户端的数据采集、数据解码、指标计算等关键技术, 及相应的实现。

关键词：IPTV,质量分析系统,指标

IPTV业务是新兴业务, 它提供组播、点播、时移电视等功能, 基于IP网络的发展, 采用互联网的TCP/IP协议, 而且结合通讯技术, 使用户互动地参与视频。在全球范围内, IPTV业务正在迅速发展, 对于固定电信运营商来说, 是一个新的收入增长点。根据IP-TV业务的功能操作方面的特点, 可将业务可分为四大类:流媒体服务类、通信服务类、游戏服务类和信息服务类。

1 IPTV服务器视频流质量分析

1.1 视频流的质量测量及影响因素

IPTV利用流传输技术使视频节目在提供时具有实时性[40]。流传输技术的选择对视频流的传输也有影响。目前应用广泛的两种流传输技术是ISMA方式和MPEG-2 TS方式。流传输技术的功能就是将流媒体数据从始端 (服务器端) 以运输到末端 (用户端) 。这两种技术各有长短, MPEG-2 TS标准应用在广播行业, 目标是基于宽带进行数字视频广播, 而ISMA标准仅是为了Intemet上的流媒体服务, 其目标是获取互联网上的低码率点播节目以及低并发率, 在PC VOD经常应用。在宽带网络中, 数字视频广播中均很少应用。而且ISMA标准在传输音频和视频流的时候是分开的, 那么在用户端, 同时要达到两个流的同步就比较困难, 实现起来也要比MPEG-2 TS标准复杂, 因为MPEG-2 TS标准是将音频和视频结合在同一个流中进行传输的, 在用户端实现同步较容易。所以总体上来讲, MPEG-2 TS相对来说比较成熟, ISMA是一项较新的技术, 并没有MPEG-2 TS应用的那么广泛, 正处于发展的过程当中。

1.2 IPTV系统视频流的传输质量及故障处理

将视频流打包以后, 流入IP网络中进行传输, 经常会发生时序失真也称之为抖动。产生这些失真的原因主要是到达目的端数据包的顺序与发送端数据包不一致。这种现象是无法绝对避免的, 数据包在网络传输的过程中会遇到各种各样的干扰, 切换以及路由, 导致数据包到达目的端时传输速率发生改变, 随时间变化而变化。对于接收端来说, 为了达到期望的正常码率输出, 需要利用缓冲区来完成数据包输出速率的调整, 最终显示出正确的视频图像。在进行缓冲区的大小选择时, 需要考虑到收到的数据包存储以及视频播放延迟。

一般从两个角度对IPTV视频质量进行评价分析:用户体验质量 (Quality of Experience, QoE) 和系统服务质量 (Quality of Service, QoS) 。基于用户感知角度, QoE对以下两个方面进行评价, 一是网络提供业务, 二是应用层面上性能的整体感受。对于用户终端对视频质量的感受, QoE作出分析的时候也可以借助量化的方式。给予系统网络的角度, QoS主要对网络参数性能作出评价。系统中的吞吐率、丢包率以及延时等, 反映的是设备自身的性能以及网络系统服务质量, 这也是比较传统的视频质量监控体系所关心和测量的。但是, 这种评价体系是一种客观的评价方法, 作为视频图像质量, 终端用户的主管感受才是比较合理合适的评价。所以, 将两种方法进行结合, 对系统作出一个全面的评价是近年来的一个发展趋势。

2 系统模块程序实现

IPTV质量分析系统主要有三个大的功能模块, 一个是服务器视频流质量分析, 一个是系统质量分析, 系统质量分析中包含数据采集, 数据解码, 指标计算以及存储, 指标显示。

2.1 服务器视频流质量分析

视频分析程序的主要操作就是对视频分析仪表的分析结果的文本进行读取。根据读取出来的分析结果计算视频质量评分, 并将视频质量评分存储起来, 放入到数据库中。读取的周期是5秒。图1为视频分析程序的流程图。

3.2系统质量分析

1) 数据采集功能模块图1服务器视频流质量分析程序流程图图2数据采集模块程序流程图

在进行数据采集之前, 先设置网卡的接收数据包的模式为混杂模式, 主要因为数据采集卡在接收数据包时可能因为系统中的视频流数据包包长太大, 密度太高, 造成接收数据包时发生丢失数据包的情况。然后数据采集模块将采集到的数据打上时间戳发到数据解码模块。数据采集进程的程序流程图如图2所示。

2) 数据解码功能模块

数据解码模块按照TS、RTP层、UDP层、IP层、以太网层的顺序, 对数据包进行解码, 根据各个层的包头格式取出关键的字段信息, 和时间戳一起发送到指标计算模块。数据解码程序的流程图如图3所示。

3) 指标计算、存储、显示模块

图4是质量分析系统中的指标计算流程, 得到计算结果后, 传给指标存储队列, 最后由指标存储模块将结果传给指标显示模块, 以一定的周期从数据库中读取更新的数据, 进行显示的同时给出导致系统质量下降的原因。

3结论

首先对IPTV视频服务器端视频流质量进行了详细的分析, 总结了影响视频流质量的一些因素, 并对IPTV质量分析的各个模块进行了实现, 详细说明了实现流程。

参考文献

[1]肖晴, 姚良.IPTV端到端质量保证的实现[J].电信技术, 2008, 06:19-22.

[2]姜大勇.IPTV系统QoS性能设计与实现[D].北京邮电大学, 2007.

[3]王楠楠, 李桂苓.符合人眼视觉特性的视频质量评价模型[J].中国图象图形学报, 2001, 05 (06) :15-19.

[4]曾宪华.IPTV编解码标准综述[J].广播电视信息, 2006, 12 (5) :75-78.

[5]ITU-T FG IPTV.FG IPTV-ID-0042.Proposal on IPTV definition.Geneva:Focus Group on IPTV, 2006-7.

[6]中国通信标准化协会.IPTV业务需求[S], 2005-4.

IPTV质量分系统 篇2

随着网络技术和流媒体技术的不断发展, 基于网络视频的应用越来越多, IPTV作为一个备受关注的新业务, 得到了越来越多用户的认可。它改变了人们传统的收看电视的方式, 增加了主动交互过程, 使得观看者能自主进行选择。而且结合INTERNET的特点, 能够在IPTV的平台上开展各种增值业务。随着国家三网融合进程的推进, IPTV业务在国内快速的发展, 成为经济新的增长点。然而, 针对IPTV的节目质量控制手段并没有同步跟上, 在节目质量控制方面出现了许多新的问题, 遇到了新的困惑。内容资源是媒体的核心资产, 如何保证良好的节目技术质量并对其进行有效测评和控制是大家关心的问题。

1 IPTV视频质量客观评价模型概述

IPTV视频质量的分析, 从2001年开始兴起。由于IPTV系统的复杂性, 以及没有统一的国际标准, 不同的厂商、运营商有着不同的IPTV解决方案。根据ITU的定义, IPTV视频质量测评在多媒体系统中有网络规划和网络监控两种不同的应用。

参数规划模型[1] (Parametric Planning Model) 为用于网络规划的视频质量客观评价模型, 通过分析编解码机制、延时、丢包率、抖动等因素对IPTV视频主观体验的影响, 从而建立这些因素和主观质量之间的评估函数, 由此来评价这些参数引起的质量下降程度。

网络监控是指在对网络上传输视频流进行实时监控, 测量用户体验质量的下降程度的视频质量客观评价模型。网络监控可分为介入监控 (intrusive) 和非介入监控[2] (nonintrusive) 。介入监控需要对视频包完全解码后的像素信息进行访问;而非介入监控只需要分析视频包的包头信息和部分解码后的载荷信息。

由于IPTV电视节目经过了压缩、复用、打包等一系列处理, 因此网络监控这种视频质量测评模型可分解为多层分级模型, 通过分析不同层次的数据信息, 实现多针对性不同程度的测评。通常, 根据每层提取的信息不同, 将用于实时网络监控和网络规划的节目质量评价模型分为六类:参数规划模型 (Parametric Planning Model) 、参数网络层模型 (Parametric Network-layer Model) 、参数包层模型 (Parametric Packetlayer Model) 、比特流层模型 (Bitstream-layer Model) 、媒体层模型 (Media-layer Model) 以及混合模型 (Hybrid Model) [3], 如表1所示。

2 IPTV质量测评国内外研究现状

2.1 用于网络规划视频客观测评方法

参数规划模型是将与网络及终端相关的质量测量参数作为模型的输入。这些测量参数包括编码规范、比特率、帧频、错误隐藏算法及所有网络参数等, 一般来说此类测量参数中不体现所传输视频的内容特征。因此, 当网络规划参数设置相同时, 此类模型算法无法体现出不同内容IPTV视频节目的质量体验差别。ITU-T SG12与VQEG负责开发用于网络规划的多媒体视频质量客观评价标准。目前, 针对IPTV的节目质量测评标准G.OMVS (Q.13/12) 正在制定中, 国际上对这一块的研究程度也参差不齐。

2.2 用于网络监控视频客观测评方法

2.2.1 参数网络层模型

参数层模型不需要对视频包头信息和载荷信息进行检测, 而是只检测其网络统计信息。这种模型多应用于通信网的中间节点, 属于非介入监控方法。该参数模型用到的信息包括丢包率、抖动、延迟等网络参数, 从而建立这些因素和主观质量之间的评估函数, 评价这些参数引起的质量下降程度。目前还没有参数网络层模型的相关标准出台。

2.2.2 参数包层模型

参数包层模型需要使用包头信息。该类模型也同样适用于通信网络的中间节点, 当数据包的载荷信息被加密时, 这类模型更加有用。参数包层模型的算法一类是基于均方差MSE[4]的客观质量评价模型的扩展;另一类是基于客观测评结果和主观评价值相拟合的IPTV视频质量测评模型, 如YAMAGISHI K所提出的用于监控IPTV视频质量的参数包层模型[5], 其评价模型主要由编码失真和丢包失真两个质量评价单元组成, 架构与ITU-T G.1070[6]相似。在参数包层模型中, 目前应用比较广的是MDI模型。MDI (Media Delivery Index) [7]是由思科和Ineo Quest共同提出的媒体质量传输指标, 它主要用于IPTV和网络视频的质量检测评估。MDI可以精确测量和监测影响视频传输质量的网络抖动和延迟, 属于客观指标, 主要从网络传输角度进行评测。

2.2.3 比特流层模型

比特流层模型需要视频包的包头信息和部分解码后的载荷信息。它克服了参数包层模型不考虑视频内容特征对质量的影响的不足, 由于其能够深入到编码比特流中分析载荷信息, 因此解决了参数包层模型在这方面的不足, 能够利用编码信息分析视频内容的特性。比如, DCT系数在MPEG编码中代表了空间复杂度, 利用比特流层模型深入到载荷信息中, 可以通过提取DCT系数从而分析特定比特率情况下的丢包稳健性。

2.2.4 媒体层模型

媒体层模型允许对数据包解码后的全部像素信息进行访问, 是基于非压缩域的视频评价方法, 属于介入式监控方法。这种模型将视频内容差异以像素形式完全纳入测评范围, 同时考虑了解码器丢包隐藏机制, 是更贴近于人眼观看内容质量的评价模型。媒体层模型的评价算法比较多, 主要是利用已解码视频内容的空间连续性和像素结构特征来计算质量损伤, 从而建立特征参数和节目视频质量之间的评价算法。其中, 典型的算法是边缘失配度算法 (SBM, Slice Boundary Mismatch) [8], 即通过计算宏块行边缘的失配程度来体现网络传输对视频质量的损伤。除此之外, MPQM (Moving Picture Quality Metric) [9]也是基于媒体层模型的另一类经典算法, 其实现思路是通过对人眼视觉特性进行建模, 从而应用到视觉感知模型上, 在非压缩域因为其精确度很高而被广泛研究应用。

以上几个评价模型中, 参数包层模型算法由于是在网络层直接评估媒体流的延时、丢包等网络质量, 所以能达到实时评测的要求, 但却没有考虑视频内容的影响。而如比特流层模型算法, 对网络损失类型的考虑比较简单, 只考虑了丢包率的影响, 没有考虑网络延时、抖动这些网络参数, 而且算法较复杂, 实时性不如MDI等算法。因此需要综合以上各种模型, 建立混合评价模型。

2.2.5 混合模型

以上各个模型都有其好处及缺陷, 因此在实际应用中, 经常根据IPTV视频内容特点和测评需要, 将以上两种或多种模型进行组合, 从而得出更为精准的评价结果。目前国际上以ITU-T J.bitvqm[IPTV]为混合模型标准, 同时使用比特流层模型和媒体层模型进行建模, 从而得出更佳的评价性能。

3 IPTV业务Qo E简介

由于IPTV业务具备实时性要求高、占用带宽大的特点, 对于承载网络提出了很高的要求。近年来在接入网、核心网络研究取得的巨大进步, 特别是带宽的提高给IPTV视频业务带来可能性。但是, 高带宽并不意味着就是能提供高质量的服务。研究发现, 承载IPTV视频信息的数据包在相同的丢包率、延时的情况下, 用户收看到的视频质量可能并不相同。显然, 用于传统应用的网络服务质量 (Qo S, Quality of Service) 并不能准确的测量和评价网络承载视频流的能力。

用户体验质量 (Qo E, Quality of Experience) 是从普通用户体验角度的一个概念, 表示最终用户对使用的应用或业务的总体主观可接受程度。它将关注点从网络转移到了用户, 以用户的综合感官体验为评测的标准, 而不是采用各种专业指标, 比如时延、丢包率和抖动等。并且, Qo E模型不仅考虑了网络传输的质量, 而且考虑了IPTV系统结构中视频源端、用户终端等其他因素对视频质量的影响, 更全面的评价视频的质量。因此, Qo E指标由于其直观、准确、易理解等特点得到了广泛的应用和推广。将Qo E模型引进IPTV, 使得用户和运营商建立起一个统一的业务质量的指标。因此, 基于Qo E的IPTV视频质量客观测评成为了研究热点, 是运营商、服务提供商普遍关注的内容。

4 IPTV业务影响Qo E的因子

通过对IPTV系统以及Qo E概念的介绍, 可知IPTV是一个涉及编码、传输、解码、显示等技术的复杂系统, 每个处理过程都有可能影响最终的Qo E。

从用户Qo E的角度, IPTV的质量评测基本可以分为两个方面, 频道切换时间和视频质量评测[10]。频道切换时间, 就是通常指的“换台”的时间, 它可以通过换台后用户端接收到I帧的时延进行衡量。在视频质量测评方面, 影响Qo E的因素比较多, 包括网络传输损伤、视频压缩编码损伤等技术因素。除此之外, 还有节目内容、观看收费、终端性能、用户喜好等非技术因素。排除这些非技术因素, 本文主要研究和列举技术因素的所造成的的损伤。

1.视频片源的低质量造成的损伤

片源采用怎样的采样率, 图像分辨率的选择等等, 都会影响视频图像的质量。

2.视频压缩编码因子

1) 码率

码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数, 单位是kbps即千位每秒。通俗一点的理解就是取样率, 单位时间内取样率越大, 精度就越高, 处理出来的文件就越接近原始文件, 也就是说画面的细节就越丰富。视频压缩编码的目标, 就是以尽可能低的码率传输视频文件而不明显损伤视频图像的质量。

2) 视频编码格式

对IPTV系统而言, 视频压缩编码采用H.264、MPEG-2、MPEG-4、AVS等。视频编码算法由于其编码机制和压缩效率各不相同, 因此不同编码标准输出的视频质量会有较大的差别。

3.网络传输因子

1) 带宽

对于数字信号而言, 带宽指的是单位时间里链路内通过的数据量, 它决定网络传输数据的能力, 是衡量网络性能最为重要的参数。

对于IPTV的视频业务而言, 往往需要比较大的带宽。如果采用MPEG-2编码, 一套标清的节目在4Mbps左右;而高清的节目则会超过20Mbps。在部署IPTV的业务是, 一般都是采用的专业网络传输, 其带宽能满足视频业务的承载。

2) 丢包

丢包率 (Packet Loss) [11]是指所丢失数据包数量占所发送数据包的百分比。IPTV的业务, 其传输层协议采用的是UDP协议, 不能通过丢包重传的机制减少丢包的影响。所以, 丢包带来的影响是这类应用重点考虑的因素, 如图1为TS丢包率为0.2%时的图像。

一般而言, 丢包率还跟包长度有关。受到链路层有最大传输单元 (MTU, Maximum Transmission Unit) 的限制, 以太网传输数据包最大为1550字节。如果超过1500字节, 在数据链路层将IP报文分为成几个短报文。在这种情况下, 报文分片的丢失造成的视频质量损伤相当于整个报文丢失造成的损伤, 加剧了丢包所造成的传输损伤。所以, IPTV的协议栈在处理视频数据时, 将7个TS包打包成1个RTP包 (IP包) , 以避免在数据链路层进行分片。

3) 延时

报文时间延迟 (PTD, Packet Transfer Delay) 表示报文从一个网络节点到达另一个节点需要的时间。如果传输路径的时间延迟比较长, 报文在传输过程中就更容易发生不稳定的状况, 因此也更容易造成传输变化。

对于IPTV的用户而言, 对于观看视频节目的等待时限是有限度的。对于实时直播节目, 延时会给用户带来不愉快的体验。而且, 延时也会影响IPTV的频道切换时间。

4) 抖动

网络抖动指的是分组延迟的变化程度, 对有较高实时性传输要求的应用来说是一个重要指标。一般来说, 视频传输损伤加剧首先体现在节目流抖动变化增加上。时延抖动是指当IP数据包在传输时, 因很多网络设备进行转发与排序等过程, 导致数据包通过网络的时延发生变化。

应用在IPTV业务上, 当机顶盒的IP流处理速率跟不上到达的视频数据流速率时, 机顶盒的缓冲模块应对数据流进行适当的缓冲, 稳定后再送至解码模块进行视频的解码播出。因此, IPTV机顶盒用于消除抖动的缓冲模块容量应与网络抖动的严重程度成正比, 网络抖动越严重, 缓冲容量就应该越大。但是, 在实际应用中, 缓冲模块的容量是固定并且有限的。如果缓冲容量大小不足就容易发生上溢或者下溢, 在这种情况下就会导致视频数据包的丢失, 此时观众所观看的图像就会出现马赛克、断断续续等失真, 如图2为60ms抖动的图像。

5 总结与展望

IPTV节目质量测评需要综合考虑视频内容质量、网络质量、用户体验等多重因素。若采用在网络层直接评估媒体流的延时、丢包等网络质量, 由于其属于非介入监控, 因此能够达到实时评测的要求, 但却没有考虑视频内容的影响。若对IPTV节目进行完全解码后针对解码后质量进行测评, 则能够综合考虑网络丢包、视频编码、内容特性等因素对视频质量的影响, 但却因耗时长无法达到实时监控测评的要求。因此, 今后的研究工作主要方向是设计出既能够综合考虑视频内容、网络质量、编码效果等多重因素, 又能提高效率实现实时监控测评的客观测评模型。同时, 在质量测评的基础上寻求IPTV节目质量控制的新方法。

摘要：视频质量是IPTV服务的关键, 其好坏直接决定了IPTV业务的服务质量。本文首先介绍了视频质量测评模型的分类, 之后分别针对几类测评模型的应用分析其国内外发展现状。同时, 详细描述了IPTV用户体验质量 (QoE) 的基本概念以及IPTV中影响QoE的因子。最后提出现有IPTV质量测评模型的不足及发展研究方向。

关键词：IPTV,节目质量,QoE,客观评价

参考文献

[1]Akira Takahash, Vincent Barriac, iDavid Hands, Standardization Activities in the ITU for a QoE Assessment of IPTV, IEEE Communications Magazine February 2008.

[2]朱雨涵, 视频通信业务质量客观评价方法综述[J], 电视技术2009年第33卷第06期.

[3]TAKAHASHI A, HANDS D, BARRIAC V.Standardization activities in the ITU for a QoE assessment of IPTV[J].IEEE Communication Magazine, 2008, 46 (2) .

[4]KANUMURI S, COSMAN P C, REIBMAN A R, et al.Modeling packet-loss visibility in MPEG-2 video[J].IEEE Tran.Multimedia, 2006, 8 (2) :341-355.

[5]YAMAGISHI K, HAYASHI T.Parametric packet-layer model for monitoring video quality of IPTV services[C]//Proc.IEEE International Conference on Communications.Beijing:IEEE Press, 2008:110-114.

[6]ITU-T Telecommunication G.1070, Opinion model for video-telephony applications[S].

[7]J.Welch, J.Clark, RFC 4445, A Proposed Media Delivery Index (MDI) [S].

[8]BABU R V, BOPARDIKAR A S, PERKIS A, et al.Noreference metrics for video streaming applications[EB/OL].[2009-02-23].

[9]Spirent Communications.white paper;MPQM vs.media delivery index;toward a comparison framework for delivered video quality metrics[EB/OL].[2008-06-26].http;//www.spirentcom.com/documents/4001.pdf.

[10]ITU—T Recommendation P.800 Methods for subjective determination of transmission quality[S].

IPTV的系统架构分析 篇3

IPTV简介

Internet Protocol Television,简称IPTV,国内一般直接翻译为交互式网络电视。这是一种在互联网技术特别是宽带技术逐渐成熟的环境下,利用有线网络传输多媒体信号的电视服务,主要受众是家庭用户。IPTV业务是伴随着宽带互联网的高度发展和通信技术的不断进步,逐渐兴起的一项利用宽带互联网为基础设施和信道来传送电视内容的新兴的互联网增值业务(1)。

作为一种交叉性技术,IPTV自应用初期就没有一个官方的权威定义,商业行为的竞争中诸多的宣传页误导了大众,很容易引起概念混乱,最常见的是部分厂商将IPTV的概念等同于网络电视。按照目前的形势来看,IPTV受到以安卓智能机顶盒为代表的网络媒体服务软硬件的冲击较大,加上之前它的定位只是传统电视业务的补充和软性延伸,客户需求本来就不是很大,短时间内不可能全面动摇现有电视行业的基本格局。

IPTV的技术特点

国际电信联盟给IPTV的概念强调了其在可控制、可管理的IP网上运营模式。具体是指通过可控、可管理、安全传送并具有Qo S保证的无线或有线IP网络,提供包含视频、音频、文本、图形和数据等业务在内的多媒体业务。简单来说,通用的IPTV协议方面就是基于IP网络,在电视平台上提供对流媒体承载的交互式服务。它的突出特点是可控性和资源丰富性。由于是广电部门和通信行业的共同推进,IPTV能为用户提供电信级的稳定服务,同时多媒体资源的丰富性能够得到很好的保证(2)。毫无疑问,这是具有简便易用特性的多媒体电视交互体验。

考虑到IPTV的关键技术的支撑部门是电信运营商,所以具有稳定的电信级服务质量。IPTV的系统分层方式很多,下面这种五层结构是比较常见的:

(1)系统的核心是为用户直接提供流服务的子系统;

(2)系统的入口和用户直接可见的交互界面是电子节目单服务子系统。

(3)系统处理源资源格式的是媒体处理子系统(3)。

(4)对资源进行采集和编排管理的是媒体管理子系统。

(5)负责媒体资源管理和价格核算的是运营支撑子系统。

IPTV系统架构

与网络电视相比,最明显的一点是网络电视运行在互联网上,这在很大程度上被认为是不可控的。如果需要在单一的技术方面之外更加系统地了解IPTV的业务架构,可以根据使用设备的功能不同将这个IPTV系统的相关组件按照媒体、服务、运营和终端分为四部分。在这里是舍弃了IP承载层的,因为它不是IPTV系统架构独有的,是一切网络结构通信的基础。但如果要明确地界每一层所包含的设备,则需要根据不同的建设方案具体分析。它的业务相关性也很大,不同的架构工程师的设计可能会存在不同。

1其共性的特点为:

(1)整个IPTV系统架构的基础是媒体平台层,它的组成服务器一般主要涵盖的是一些多媒体资源、交互类游戏以及付费点播信息等业务。

(2)服务支持层的主要任务是对IPTV相关服务进行控制和双向认证。在线类业务的服务支撑层按照通信系统的结构划分,应该采用分布式结构,合理控制网络的拓扑。

(3)运营支撑层为业务运营和网络管理服务,关系着用户的数据信息和其他重要资料。与这些业务相关的网络管理中心是系统的后台服务核心架构。它的功能属于OSS的功能模块,包括客户管理、计费账务管理和媒体资产管理。

(4)终端层一般指的是机顶盒等信宿解码接收端组件。提供客户端软件和媒体解码播放,同时与服务器通信认证。它是惟一用户家庭可见的设备,在设计上应该考虑经济性、美观性、实用性等。

2同时,IPTV系统遵必须守现在的IP协议才能保证系统的可靠性和稳定性。在IPTV的网络分层的结构上,是把它特有的组件和服务加载在Internet的通信基础上。

(1)骨干层是部署相应的OSS和网管系统的数据中心;

(2)城域网层部署分布式的媒体工作站;

(3)接入层部署相应的终端设备。

结束语

IPTV的逻辑结构与传统的互联网架构之间的差异性并不是很大,只是传统的宽带技术和广电信息平台的有机结合。与互联网不同的地方主要在于逻辑架构下的功能模块依据IPTV的业务和客户需求做出了相应的扩展或者调整。国内的IPTV的发展充满了机遇,但是挑战更大,如何让这种新的传播力量和便利的技术更好的服务于大众,是我们所掩盖关注和予以解决的。熟悉IPTV的技术特点和系统架构,对更好的了解IPTV的部署方式和业务发展都有很好的指导作用。

注释

1郭剑峰,陈小波,陈潇君,陈祖爵.具有负载分享的P2P IPTV重迭网络的设计[J].电子技术应用,2014,01:107-110.

2王艳秋.三屏合一下IPTV运营架构设计[D].吉林大学,2013.

IPTV质量分系统 篇4

关键词：IPTV,服务质量,监控策略,改进措施

1 IPTV终端服务存在的问题

IPTV具有异构性特征,该特征是阻碍IPTV发展的最大障碍。 IPTV终端是IPTV系统的重要组成部分,电视机+机顶盒、手持终端等IPTV终端较为常见。随着IPTV的发展,以手机电视为代表的手持终端的发展较为迅速,但是在收费、带宽、内容等方面仍存在较多问题,有待研究相关技术进一步完善。

视频质量和频道切换时间是IPTV直播体验质量Qo E的两个重要指标,其中IPTV的Qo S保证是视频质量关键因素。IPTV对系统的Qo S保障要求较高,一旦网络丢包率超过某种临界,时延产生时,会导致IPTV终端设备产生抖动,或者出现图像和声音不同步等问题, 因此要重点研究IPTV Qo S问题,寻找妥善的解决方法。

现行网络中缺乏全面分析与监控影响IPTV业务质量的相关指标。IPTV业务实时性强,对IP承载网络的要求较高。传统IP网络能够容忍一些缺陷,而对IPTV业务可能会带来较大负面影响。

2 IPTV服务质量监控策略

IPTV业务服务质量分为几个组成部分:语音、用户互动、视频图像质量等。计算这些相关性指标数据,进行数据分析表明,IPTV业务对丢包率较为敏感。所以,IPTV终端服务监控系统要在IP网络层延迟、吞吐量、丢包率以及带宽利用率等参数实时分析。

对语音质量的评估策略较为成熟,通常采用客观评估法:PESQ和E模型,对IPTV的语音质量实时分析。监控分析视频图像质量是重点工作,主要策略包括两方面:

监控媒体流传送指标MDI。在MDI标准中定义媒体丢失率MLR和延迟系数DF。延迟系数是时间值,表明要消除抖动必须有多少毫秒的数据存储在缓冲器中。视频传送流MPEGTS传送码流,承载并传送视频基本流ES,包括用于视频流解码所必需的内容。MPEGTS流损伤会直接影响机顶盒的正常解码,进而影响用户体验质量。

3改进措施

传统服务质量监控存在着一定的局限性,监测网络性能对视频质量、频道切换速度等无法进行精确的反映。不同业务对网络性能参数有不同的要求,IPTV业务质量好坏不能由单项决定,因此,传统服务质量监控在IPTV业务服务质量上有欠缺,难以保障良好的用户体验。

(1)在实际应用中,TCP承载作为流媒体使用的承载,在分组丢失能够重传;在机顶盒处,劣化的MDI值不能够直观显示出IPTV业务视频质量是否对用户听觉、视觉有直接影响,因此,应该在MDI可测数据基础上建立衡量IPTV视频质量的标准。VMOS是视频质量的一种评价标准,分值为0~5,分值越低质量越差。采用VMOS对IPTV视频质量进行评估,其计算方法为:VMOS值等于基准分减去质量劣化扣分。其中,通过编分辨率、码流波动参数计算获得基准分;利用传输层MDI分组丢失次数、分组丢失数、误传范围等计算得到扣分项。VMOS取值间隔为秒,将视频质量优劣精确到秒,从而可以用VMOS量化衡量直观画面质量。一个统计周期内IPTV视频质量优劣的定义为:100%-(周期内视频质量较差的时间总和/周期内播放总时长)×100%=可用率,如果可用率≤95%,表明该周期内视频质量差, 反之则质量优良,从而体现该监控策略在IPTV运营中主动运维的成效。

(2)改进的IPTV终端质量监控系统,其组成分为两个部分:测试探针和网管设备。测试探针测试模式包括两种:1主动模式,通过主动测试端口,主动发起IGMP请求,加入组播测试视频流,监控其连接过程及视频质量;2被动模式,利用被动监控端口,被动监控镜象或者分光数据流,测试分析其质量情况。

(3)IPTV视频监控解决方案由媒体质量监控中心MQMC、视频监控单板、U2520三部分组成。其中,MQMC监控IPTV系统以及机顶盒性能,实现配置、监控、故障定位、告警功能;采集视频数据,收集告警数据并实时展示。U2520监控网络侧性能,同时上报网络侧监控指标。基于MDI算法和VMOS算法进行视频监控,以FTP方式上传结果。视频监控直播频道:作为组播成员把监控单板加入到组播组中, 引入流量到监控单板中,分析监控,点播监控单板中的单播流镜像。

对IPTV网络关键网元结点视频流的监控,利用实时监控仪表, 发现故障后,故障发生的地点逐级排查,实时分析IPTV网络传输数据流,对不同业务能够智能辨认,包括语音,视频,实时分析视频流质量。仪表主要功能包括:深入分析封装;对IP视频样本离线分析; 对正在传输视频内容实时观看;动态产生各种视频流。

4结语

IPTV作为端到端业务,涉及多个环节,由于各环节提供设备技术方案的厂商不同,缺乏有效的监控手段进行IPTV终端监控,难以高效地进行质量运维预警和处理用户故障投诉。探究IPTV服务质量监控策略技术,对现网IPTV质量进行监测,挖掘并解决影响因素,使IPTV业务质量优良率得到提升,对推动IPTV业务体验质量提升具有重要意义。

参考文献

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校园实验IPTV系统建设探讨 篇5

1 校园实验IPTV系统建设的意义和可行性

建设校园实验IPTV系统, 对于学校尤其是高等学校的教学、科研、培训等工作都是大有裨益的。对于教学而言, 可以通过实验IPTV系统, 实现网络教学, 通过点播业务, 可以使学生随时随地都能获取高质量的教学资源。在科研方面, 实验IPTV系统作为实际运营IPTV网络的高度仿真, 可以为教师研究IPTV相关课题提供实验条件。在培训方面, 实验IPTV系统可以为企业员工提供实操训练技能提升的培训环境。因此, 建设校园实验IPTV系统具有较大的现实意义。

学校尤其是高等学校, 通常都具有分离的校园计算机网络、校园有线电视网络和电信网络, 如果能够将这三个网络有机地融合起来, 充分整合各种资源, 建设基于三网融合的实验IPTV系统, 不但结合了三网融合的建设热点, 也能够在设备购置和网络建设方面节省相当费用。此外, 学校的计算机网络、有线电视网络和电信网, 规模中等, 要利用这三个网络来实现基于三网融合的IPTV系统, 相对容易实现。因此, 建设校园实验IPTV系统是可行的。

2 校园实验IPTV系统建设方案

2.1 系统结构

IPTV系统由节目源、业务平台、业务传送平台和用户端组成。节目源可以是各种内容源的生产单位, 包括电视传媒、影视公司、新闻媒体、远程教育机构、游戏生产商等。业务平台完成对内容的继续编辑集成, 面向用户提供IPTV业务的平台, 其具体工作内容包括内容的编码、编排、存储、分发和管理等。业务传送平台则负责将IPTV信息从业务平台传递给用户端, 包括骨干/城域网络、宽带接入网络等。用户端设备主要负责发送用户请求, 接收、处理和存储媒体流, 向用户呈现媒体流等。校园实验IPTV系统和实际运营的IPTV网络在系统结构上没有大的区别, 但由于系统规模和用户群体等方面的不同, 应根据实际情况进行建设。

2.2 节目源

实际运营的IPTV网络中, 节目内容多种多样, 包括电视、电影、时事新闻、生活资讯、网络游戏等。由于学校通常已建有校园有线电视网络, 其节目来源包括广播电视有限公司提供的有线电视信号和自建地面卫星接收系统接收的卫星电视信号, 可以将此作为校园实验IPTV系统的节目源。同时, 校园计算机网络中通常已建有一些网络视频服务器, 也可以利用服务器上的电视剧、电影等作为节目源之一。此外, 由于校园实验IPTV系统主要面向的用户主要是校内的师生员工, 其在提供电视节目等节目内容的基础上, 还应考虑到对学校教育教学的支撑作用, 应增加丰富的教学资源, 如优秀教师精品课程的教学视频、实验实训项目的操作演示视频等。

2.3 业务平台

业务平台主要完成节目提供和内容管理功能。这些功能主要由一系列服务器来完成, 具体包括数据库服务器、中心管理服务器、流媒体下载服务器、流媒体上传服务器、CDN分发服务器、高清服务器、内容同步服务器、策略服务器、直播管理服务器、数据统计服务器FSMS等。

在校园实验IPTV系统中, 由于网络规模不大, 业务量也不算大, 各个服务器的负荷相对实际网络要小得多, 因此, 可以将不同服务器置于同一硬件平台上。具体来说, 中心管理服务器、数据库服务器、流媒体上传服务器、流媒体下载服务器、数据统计服务器可以集成到一个硬件平台上, 统称为综合服务器, 负责接收用户点播请求, 下传节目单, 并管理媒体服务器的负载平衡;负责节目的存储读取, 发送视频流, 响应用户点播过的VCR请求;负责节目和用户的管理及点播记录。直播管理服务器、策略服务器、CDN分发服务器、内容同步服务器可以集成置于一个硬件平台, 称为直播采集服务器。该服务器负责直播内容管理, 解决单内容源同时向多处发布的功能, 并完成内容同步功能。在具体的硬件方面, 由于实验系统业务量小, 采用企业级的服务器即可, 如果考虑到还要在校园网络中提供其他业务以及以后的持续发展需要, 也可选用刀片服务器, 采用云计算技术。

此外, 由于在校园实验IPTV系统中, 要采用广播电视有限公司提供的有线电视信号作为节目来源, 将该信号送入业务平台进行编码前, 还需进行解调, 因此还需采用电视解调器, 对电视信号进行解调, 以输出高保真的音频和视频信号。

2.4 业务传送平台

业务传送平台则负责将IPTV信息从业务平台传递给用户端, 可分为骨干网络和接入网络两个层次。

实验IPTV系统的骨干网络主要考虑大容量的吞吐量和数据处理能力, 以及对实际运营IPTV网络的仿真, 应采用高端路由器, 如华为的NE20高端多业务路由器。在网络结构方面, 可以根据路由器数量选择环型或网型拓扑结构。

在接入网络的建设中, 考虑到系统的建成后将用于学生的教学和企业员工的培训, 学生的去向和企业员工的来源可能是不同企业, 而不同企业在接入网络上所采用的技术可能各不相同, 因此, 需要将各主流企业所采用的接入技术同时使用到实验IPTV系统中。目前广电企业主要采用EPON+EOC方式进行接入。从电信企业来看, 近年来, 电信企业大规模开展“光进铜退”建设, 已基本实现FT-TB, 正在向FTTH推进, 其主要采用基于FTTB/FTTH的PON技术。而PON技术包括APON、EPON、GPON、GEPON, 当前应用比较多的是EPON和GPON。因此, 对于校园实验IPTV系统的接入网络而言, 应同时使用EPON、GPON、EOC技术, 同时采用FTTB和FTTH接入形式。在具体设备方面, 华为的如Smart AX MA5680T光接入设备等, 能够同时支持EPON和GPON接入, 而且在运营商中使用广泛, 是比较理想的选择。在接入网络的结构方面, 由于采用PON技术, 因此选用树型拓扑结构。

2.5 用户端

IPTV的用户端设备可以是电脑, 也可以是机顶盒STB加上电视机, 还可以是手机。如果用手机作为用户端接收设备, 涉及到无线频谱资源的使用问题。因此, 对于校园实验IPTV系统而言, 一般不考虑用手机做用户端。

3 总结

如前所述, IPTV作为当前的热门技术和业务, 有着广阔的市场前景。校园实验IPTV系统的建设对于学校尤其是高等学校而言大有裨益。在建设中, 既要考虑实验系统必须对实际网络进行高度仿真, 又要同时考虑到实验系统的实际用途和资金预算, 不可能和实际网络完全相同, 应在系统模型、网络结构、采用技术方面向实际网络靠拢。这样才能保证校园实验IPTV系统的顺利建成和良好使用。

参考文献

[1]维基百科.IPTV, http://zh.wikipedia.org/wiki/IPTV[1]维基百科.IPTV, http://zh.wikipedia.org/wiki/IPTV

[2]韩春玲.浅析IPTV与三网融合.长春师范学院学报:自然科学版, 2008, 1:44-46.[2]韩春玲.浅析IPTV与三网融合.长春师范学院学报:自然科学版, 2008, 1:44-46.

IPTV系统测试仪表现状(上) 篇6

近年, 虽然国内IPTV用户规模有了较快速的发展, 但是其发展速度并没有达到市场先前的预期。IPTV产业链的状况还不是很理想, 一方面没有标准出台, 另一方面测试仪器的功能还不是很健全, 无法满足对业务和设备的测试要求。

2 IPTV测试仪的应用场景

目前, 国内IPTV业务已经在以上海、哈尔滨为代表的多个城市中成功商用, 这些城市的IPTV初期运营网络已经有了一段时间的运维经验。从目前的情况来看, 最后一公里的维护仍是网络维护中的重点, 而且其维护质量的重要性将随着用户数量和竞争的加剧而与日俱增。当前的IPTV业务处于运营初期, 缺乏相应的监控系统, 此种情况下的IPTV维护主要依赖于手持式IPTV测试终端。虽然随着技术的发展和用户数量的增加, 必然要使用IPTV监控系统, 但监控系统的监测单元只分布于网络节点处, 监控网络层及应用层数据, 因此最后一公里的维护、测试仍要靠手持式终端来完成。

手持IPTV测试仪表主要应用在IPTV业务最后一公里的线路开通和故障排查。在国内, IPTV用户主要分两类:家庭用户和政企客户。对于家庭用户, IPTV业务的接入主要以ADSL为主, 目前也有少量的FTTH方式;对于政企客户, IPTV业务的接入主要以光纤接入到CPE, 然后通过以太网交换机分发到各个用户。因此, 手持IPTV测试仪必须同时支持对这两种的IPTV业务的维护。目前, 手持IPTV测试仪主要需求是ADSL线路和10/100Mbit/s以太网接口的维护。

3 IPTV测试指标介绍

3.1 手持IPTV测试仪的技术规格

国内IPTV技术规范仍在标准化进程中, 各厂商的设备技术规格不统一。由此各地的IPTV网络有不同的部署架构, 技术规格和网络设置。因此, 手持IPTV测试仪必须支持国内市场现有的多种技术规格。

手持IPTV测试仪必须支持以下的技术规格:

物理层接口:xDSL接口, 以太网接口

数据链路层封装格式:PPPoE, 以太网封装, VLAN

网络层封装格式:UDP, RTP, TCP

流媒体标准:MPEG-2 TS, ISMA

视频编码格式:H.264, AVS, MPEG-4, MPEG-2, WM9

测试方式:监听, 串接, 仿真STB, 仿真ADSL Modem和STB

3.2 IPTV的测试指标

合理的测试指标能够帮助运维人员准确的判断故障类型和提高基层维护人员的工作效率。在宽带接入网, 完整的IPTV测试需要提供以下指标:

xDSL线路质量, 支持对ADSL线路各项指标的分析, 如噪声、频率、电平和损耗等

以太网CRC错误

IP速率

RTP丢包和抖动

RFC 4445 MDI (媒体传输质量指标)

PCR速率

TR 101 290告警 (针对MPEG-2 TS格式)

每个测试指标提供不同故障判断依据。由于RFC4445 MDI同时考虑了IP传输层和MPEG层的因素, 建议作为首选判断指标。然后, 通过其它的测试指标辅助判断问题根源。考虑对现场问题的深入分析和实验室故障重现的需要性, 测试仪必须具有视频流捕捉功能。

在IPTV部署中, 测试是必不可少的步骤。选择合理的视频质量测试指标可以有效地提高排查故障效率, 同时降低建设监测系统投入。所有的测试依赖于对技术规范和系统行为的了解。因此, IPTV的架构将影响视频质量测试的合理性和可靠性。

IPTV服务概念源于北美的运营商。由于设备供应商的实现方式不同, 市场上出现了多样的架构体系。尤其在中国, 技术实现差异, 视频内容来源, IP网络状况等因素导致多种的IPTV实现方式。

在国外, MPEG-2 TS封装格式是主流。其原因在于内容供应商与运营商之间的合作模式:内容供应商直播节目和点播节目, 运营商负责将视频内容通过其IP网络进行传播, 提供收费节目。MPEG-2 TS封装格式的优点在于提供方便的节目传输和方便的增值服务。针对MPEG-2TS封装的视频流, 标准组织制定了TR 101 290视频传输质量监测方法。TR101 290是量化的测量方式, 其告警能够告知维护人员视频流的问题对最终观看质量的影响。对于IP传输视频业务的需求, RFC 4445 MDI提供了在IP传输层面的告警方式。配合TR101 290和RFC 4445 MDI, 视频网络出现的问题可以分离到不同的层面:节目源 (视频源, 编码器, 服务器) , IP设备和网络。国外通用的IPTV视频质量监测方案为:在视频头端确认TR101 290质量良好情况;使用RFC 4445 MDI监测各IP节点的视频质量。这种实现方式最大地平衡了质量监测的需求和监测设备的成本投入。

在国内, 目前部分电信级IPTV运营存在ISMA格式的网络架构。但是, ISMA的视频封装格式没有对应的视频监测标准。因为视频内容压缩后直接封装到IP封包, 所以ISMA的视频仅能够从IP层判断其传输质量, 没有判断音频和视频同步等问题的相应指标。

虽然IPTV设备供应商在实现上逐渐趋向与MPEG-2TS封装格式, 但是在实现上仍然有很大的差异。不同厂家对如何传输视频流有不同理解, 以及封装格式、新功能实现、网络纠错方式的变化, 这些都对测试仪的视频质量测试能力提出了更高的要求。

(1) TR 101 290

这个指标是广泛使用的视频传输质量指标, 它可以跨越不同的传输媒体:卫星, HFC, IP。它针对MPEG-2TS传输的质量制定了三级告警。每层告警针对不同程度的视频传输问题:第一级是严重的网络传输问题告警,

IPTV质量分系统 篇7

IPTV即交互式网络电视, 是一种利用宽带有线电视网, 集互联网、多媒体、通讯等技术于一体, 向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。IPTV业务在国内外已经发展多年, 目前国内累计IPTV用户已超过2 000万。然而, 随着视频内容量的急剧增加, 用户迫切希望通过一种快捷的手段迅速找到需要观看的视频内容, 因此如何快速准确地从海量视频库中找到感兴趣的视频内容己经成为视频信息领域发展中的关键问题之一。

目前, 传统的搜索引擎多属于普适性的水平型搜索, 有明显的局限性, 在视频内容搜索领域, 通用搜索引擎的检索必然会带来“信息过载”、“搜索噪音”、“信息冗余”等一系列负面结果, 不能真正实现高效与便捷。为了解决以上一系列问题, 应采用针对视频内容领域的智能搜索技术, 以提高用户搜索过程的准确度[1]。

本文首先分析了现网IPTV视频搜索系统存在的问题, 提出并实现了一套IPTV智能搜索系统, 引入智能化搜索算法, 增强搜索的准确度和首屏命中率。实验结果证明:该套智能搜索系统显著提高了IPTV视频资源的搜索准确度及首屏命中率, 大大提升了用户搜索速度。

2 IPTV视频搜索存在的问题及需求

目前IPTV视频搜索系统主要采用的是片名文字搜索方式, 其搜索引擎是普通水平型搜索系统, 没有考虑视频内容具有以下特点:

(1) 兴趣度:即用户在搜索视频内容的时候, 是有一定兴趣取向的, 一般来讲, 搜索的内容多以影片和电视剧为主, 而目前现网IPTV搜索没有考虑兴趣度, 在搜索时会给出一些用户一般不会关心的内容, 如新闻类、财经类内容, 而且排序往往靠前, 用户需要多次翻页才能找到其感兴趣的内容;

(2) 热度时效:用户在搜索视频内容时, 大多数情况下, 会与当下热门的内容相关联, 如近期热播的电视剧或者新上映的电影, 在IPTV系统中, 也可以统计到目前热播的电视剧和电影情况, 但是在现网搜索系统中, 却没有将热度内容做排序优先的考虑。

以现网IPTV搜索为例, 用户拟搜索影片“武侠”, 在搜索页面内输入“WX”, 共搜索到205个视频结果, “武侠”出现在第8页, 具体情况如图1。

针对上述存在的现网问题, IPTV搜索新系统需要完成以下优化功能:

(1) 提供热词搜索提示功能;

(2) 影片、电视剧等排序优先;

(3) 根据运营数据, 对热点内容优先排序。

3 IPTV智能搜索系统设计与实现

IPTV智能搜索系统主要分为信息采集器、索引器、搜索引擎、搜索服务器。图2标示IPTV智能搜索引擎的平台架构, 并且标示出用户从发起请求到返回结果, 各系统处理请求的整个服务流程:

(1) 用户发起搜索请求;

(2) 负载均衡器接收到用户搜索请求, 根据用户所在地理区域与集群中服务器的当前状态, 将分配最优服务节点来处理此请求;

(3) 搜索服务器收到请求, 将进行三个步骤:

(1) 获取关键字的Key;

(2) 根据搜索key到Cache中检测, 若此关键字已经被搜索过并且缓存中Cache未超时, 则从Cache中取出搜索结果返回给用户;若此关键字未被搜索过或缓存中Cache超时, 则进行第c) 步;

(3) 搜索服务器向搜索引擎集群发起搜索请求, 搜索引擎根据既定的算法从索引库得出最符合规则的搜索结果, 并将此结果返回给搜索服务器, 同时将搜索结果写入Cache中。

(4) 从信息采集系统取得数据, 索引器将建立好的索引分发到搜索引擎集群中的索引库。

具体核心模块功能描述如下:

(1) 数据同步:监听元数据平台是否有数据变更, 实时采集最新数据, 将数据异步发送到MQ中;

(2) 高/标清搜索:提供高清搜索服务的入口, 向IPTV管理平台请求鉴定用户权限, 将搜索结果返回给高清机顶盒;

(3) 索引维护:提供给运维人员手动维护索引库, 系统定时重建索引, 索引分发等功能;

(4) 索引器:索引子系统, 负责索引的创建、更新、删除以及索引库的分发;

(5) 搜索器:搜索子系统, 实现搜索算法、排序算法、过滤规则。

(6) 队列服务器MQ:用作缓冲索引器、数据库的压力, 存储未建索引的元数据、各系统的操作日志。

目前该套智能搜索系统已开发上线运营, 界面截图如图3。

由图3可以看到, 输入“WX”之后, 左边有热词提示, 片名“武侠”已出现其中, 同时右边也显示了一些相关联的搜索结果。“武侠”这部片子已在首屏命中。

4 IPTV智能搜索核心算法

(1) IPTV智能搜索核心算法流程

IPTV智能搜索流程如图4所示, 具体实现流程描述如下:

(1) 用户在搜索框内输入字符, 通过字符匹配, 在热词提示中, 显示相关热词信息, 供用户选择;

(2) 用户完成搜索词选择, 启动搜索;

(3) 系统将用户搜索词进行分词处理, 根据分词结果触发多条搜索路径, 并利用TF/IDF算法、兴趣度算法、聚类算法等算法, 计算出相应的搜索结果;

(4) 由于分词会分出多个搜索路径, 其结果也必然会出现重复的情况, 因此需要做合并去重工作, 将前述计算子路径进行合并去重[3];

(5) 排序显示搜索结果, 这里将引入权重, 将电影、电视剧的权重设置较高, 并考虑播放热度权重, 将电影、电视剧、热片中的搜索结果, 优先显示;

(6) 将排序后的搜索结果给到前台页面, 供用户选择。

由于TF/IDF算法和聚类算法是Lucene搜索引擎的标准算法这里不再赘述, 后文将对兴趣度新方法重点阐述。

(2) 兴趣度算法

(1) 浏览时间及点击次数转化为兴趣度的方法

用户的浏览时间和平均浏览时间是用户兴趣的重要体现。但如何用浏览时间衡量用户兴趣大小是一个很关键的问题。传统的将浏览时间转化为兴趣度的方法比较多, 比如根据用户在页面上的停留时间来判断用户对页面是否感兴趣。但这些方法只是普遍认为只要停留时间大于零, 就判断用户对该内容感兴趣, 即只要用户点击浏览了某个页面就认为用户对影片感兴趣;有些方法只认为只有当停留时间大于5秒时, 才认为用户感兴趣。所有这些兴趣度值转化方法转化以后的结果都不能很好地反映用户的兴趣和浏览时间长短的对应关系。因此提出一个将点击次数转化为兴趣度的方法:

(2) 对影片感兴趣的计算

我们给出一种将用户点击次数和播放时间转化为兴趣度的计算方法, 该方法保证了较高的点击率和较长浏览时间对应的兴趣度也较高, 而且很好的单调分布在0到l之间, 为后续的计算提供方便, 其计算模型为:

其中, Ii为用户对第i个影片的兴趣值, ti为第i个影片的用户播放时间, averagetime为用户平均播放时间, π为圆周率。

5 IPTV视频搜索系统测试

测试人员从影片库中分别等量抽取X个 (X的值根据影片库统计情况确定) 作为最后测试样本, 例如:一字影片300个、两字影片300个、三字影片300个。

本次测试选取300个四字影片名作为样本, 分别记录顺序输入1字简拼、2字简拼、3字简拼、4字简拼时搜索结果的显示情况, 统计首屏命中显示的个数及概率, 得到以下数据。

通过记录数据与300个样本库进行计算得到:

通过测试, 可以看出新系统对比老系统 (含高清和标清) , 有显著的效率提升, 特别是输入2个字简拼时, 新系统已经能够实现高达54%的首屏命中率, 输入3个字简拼时, 超过90%可以首屏命中。

6 小结

本文通过分析现网IPTV搜索系统存在的问题, 结合现网业务需求, 提出了一套适合IPTV业务场景的智能搜索架构及方法, 并在现网ITV系统中进行了上线运营。现网试验测试证明了这套新搜索系统的有效性, 不仅提高了首屏命中率, 而且大幅缩短了用户搜索时间, 提升用户体验。目前这套系统刚刚上线运营, 在热词提示排序、以及搜索结果展示时, 还是会出现一些冗余干扰信息, 这些信息的剔除, 需要根据现网实际运营数据, 自适应调整排序权重值, 进一步优化系统搜索准确度和效率。

参考文献

[1] 王梦溪, 王斌.基于标签的垂直搜索研究及在视频搜索中的应用.仪表技术, 2011, 5:59~65

[2] 王新, 刘晓霞.基于关联规则挖掘的垂直元搜索引擎研究, 计算机工程, 2011, 37 (4) :76~80