趙鑫

摘 要 伴隨著4K視頻技術(shù)的快速發(fā)展，引領(lǐng)整個電視行業(yè)步入了高清時代，給廣大電視觀眾帶來了一種全新的視覺體驗。各大4K超高清視頻業(yè)務(wù)運營商為了持續(xù)提升自身的競爭實力，都在致力于提高自身的視頻流傳輸質(zhì)量控制水平，避免在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，使自身的主體業(yè)務(wù)水平及核心競爭力得到了有效保障。文章首先分析了4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測需求及監(jiān)測體系，又針地4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用及優(yōu)化措施進行了研究與分析，希望相關(guān)建議可以進一步促進4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)及其應(yīng)用水平的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 4K;超高清;視頻流傳輸;質(zhì)量監(jiān)測;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-0360（2018）21-0039-02

隨著我國科學技術(shù)水平的整體提升，4K超高清視頻流傳輸技術(shù)實現(xiàn)了同步發(fā)展。與此同時，人們對于視頻的觀看質(zhì)量也提出了更高的要求，為4K超高清視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了強大的市場需求。各大運營商也看到4K超高清視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展前景，對該項服務(wù)的關(guān)注程度實現(xiàn)了大幅提升，期望通過有效的措施，對4K超高清視頻傳輸質(zhì)量進行監(jiān)測與控制，為用戶提供更加流暢、具有高清晰度的視頻流傳輸服務(wù);同時，對于可能存在的故障問題，做到提前防范與盡快處理，為視頻流傳輸過程中的穩(wěn)定性及可靠性提供有力保障。要想實現(xiàn)這一目標，不論是運營商還是相關(guān)技術(shù)人員，都必須致力于4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，使其更好的服務(wù)于超高清視頻傳輸業(yè)務(wù)的發(fā)展。

1 4K超高清視頻流傳輸?shù)馁|(zhì)量監(jiān)測需求

現(xiàn)今4K超高清視頻已經(jīng)在人民群眾中廣泛普及，且已經(jīng)成為運營商提供視頻傳輸服務(wù)的主要渠道。但是，由于4K超高清視頻流傳輸?shù)哪承┨攸c，決定了其運行過程必須由一個強大的帶寬網(wǎng)絡(luò)作為支撐，滿足高清視頻傳輸對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求;與此同時，服務(wù)器的性能及電視端的管理，也是4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。當具備了以上條件之后，4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)及其應(yīng)用水平則成為視頻流傳輸質(zhì)量的重要依據(jù)。運營商企業(yè)若想提升自身的競爭力，擴大業(yè)務(wù)范圍，就必須保證視頻流傳輸質(zhì)量得到廣大群眾的認可。經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員的不懈努力，推出了4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)在對視頻傳輸狀態(tài)進行24h不間斷監(jiān)測，有效減少傳輸故障的發(fā)生事件，提升服務(wù)品質(zhì)的目的，使視頻流傳輸效率及傳輸質(zhì)量得到強有力的保障。

2 4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測體系的主要功能

為了保證4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行，在進行系統(tǒng)構(gòu)建之初，設(shè)計者就從主觀分析和客觀評價兩個方面對視頻流傳輸效果進行判定，以此來保證判定結(jié)果的準確性。二者的工作原理為：首先通過相應(yīng)的技術(shù)手段了解視頻流的傳輸狀態(tài)，如果檢測出異?，F(xiàn)象，再針對故障原因進行主觀上的分析，以便于及時采取有效措施消除故障，使視頻流的傳輸過程回歸到穩(wěn)定狀態(tài)。在該監(jiān)測系統(tǒng)中，還利用編解碼算法構(gòu)建了一個數(shù)據(jù)分析模型。該模型從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控層、視頻編碼壓縮損傷分析層和終端視頻質(zhì)量分析層三方面入手，對視頻損傷情況進行監(jiān)測分析。其工作流程為：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控層的工作目的是監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，保證輸出數(shù)據(jù)可為視頻提供重要依據(jù);視頻編碼壓縮損傷分析層的工作目的是分析編碼算法和動態(tài)圖像，確認視頻壓縮損傷;終端視頻質(zhì)量分析層則是借助于視頻評估算法，對視頻傳輸質(zhì)量給予客觀評價。

1）CDN服務(wù)器的性能監(jiān)控。在研究4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)督技術(shù)的過程中，發(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象：CDN服務(wù)器的安裝位置與其運行質(zhì)量之間有著密不可分的關(guān)聯(lián)。例如當CDN服務(wù)器的安裝位置距離機頂盒較遠時，IP網(wǎng)絡(luò)就會受到較大的干擾，進而影響到視頻流的傳輸速度及傳輸質(zhì)量。由此看來，在安裝CDN服務(wù)器時，應(yīng)將其安裝在盡量靠近機頂盒的位置上，以此來提高視頻流的傳輸質(zhì)量。除此之外，為了滿足視頻流傳輸效率的相關(guān)要求，還需要CDN服務(wù)器根據(jù)機頂盒的性能需求，做出一系列的響應(yīng)操作。通過上述分析，我們了解到：提高CDN服務(wù)器的性能，是提高4K超高清視頻流傳輸效率得到有效途徑，只有CDN服務(wù)器具備較好的性能，才能夠滿足機頂盒的各項需求。該監(jiān)測系統(tǒng)還具備警告功能，當系統(tǒng)檢測到CDN服務(wù)器存在運行異常時，會發(fā)出警報聲，提示工作人員查看CDN服務(wù)器的運行情況，必要時需進行相應(yīng)的調(diào)整，對運行故障進行提前防范，從而保證視頻流傳輸?shù)男省?/p>

2）IP網(wǎng)絡(luò)傳輸性能監(jiān)控。4K超高清視頻流傳輸用戶協(xié)議為HTTP/TCP，該協(xié)議對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性都具有較高的要求。HTTP/TCP協(xié)議自身具有強大的受損文件修復功能，在視頻傳輸?shù)倪^程中，一旦遇到了受損文件，HTTP/TCP協(xié)議便可對其進行修復，為視頻流傳輸過程中的安全性提供有效依據(jù)。但受損文件需要時間修復，用戶下載也要時間，而用戶下載也需要時間。在修復時間與下載時間相互抵消的情況下，并不會影響到用戶的觀看體驗效果。近些年來，隨著4K超高清視頻流傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)極少會出現(xiàn)卡頓或者馬賽克的現(xiàn)象，只是在下一段視頻開播之前，存在一個較短的緩沖時間，需要用戶進行等待。超高清視頻流的傳輸質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的損傷現(xiàn)象并不存在直接關(guān)聯(lián)，在這種情況下，有必要針對以往的視頻質(zhì)量監(jiān)測方式進行更新，否則對于視頻流的傳輸質(zhì)量則無法進行有效監(jiān)測，傳輸質(zhì)量自然無法得到保障。因此，在今后的工作中，相關(guān)技術(shù)人員要針對4K超高清視頻流的傳輸特性及各項評定指標進行評定與分析，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建起一個全新的監(jiān)測體系。評定指標主要包括：（1）有效下載吞吐率;（2）TCP失序包;（3）由于TCP協(xié)議具有差錯恢復功能，通過重傳TCP包，可彌補網(wǎng)絡(luò)丟包問題;（4）TCP重傳包比率;（5）TCP重復包數(shù);（6）TCP重置數(shù);（7）TCP低窗口包數(shù)。當TCP報文窗口低于設(shè)定的限值時，則視為低TCP窗口報文。客戶端若持續(xù)出現(xiàn)TCP低窗口數(shù)據(jù)包，則有可能是存在某種性能問題，需降低服務(wù)器媒體流的發(fā)送速度。針對4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)及其相關(guān)應(yīng)用，希望今后的發(fā)展中可以得到更多的討論與推廣。

3 4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)化措施

4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的誕生與發(fā)展，是為了保障4K超高清視頻傳輸?shù)恼w質(zhì)量。因此，在建立該監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，需要結(jié)合視頻流的傳輸特點及各類影響因素進行全面的判斷與分析，為質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的實用性及有效性得到有效保障。在對該系統(tǒng)進行研究的過程中，為了確保最終的監(jiān)測效果，使其監(jiān)測性能得到充分發(fā)揮，系統(tǒng)操作人員可以創(chuàng)建一個仿真模型，對運行過程中可能出現(xiàn)的視頻流傳輸問題進行模擬與分析;此后，再針對監(jiān)測系統(tǒng)進行優(yōu)化。此外，借助網(wǎng)絡(luò)損傷模擬器，也可以對各種網(wǎng)絡(luò)問題進行模擬，同時對該系統(tǒng)能否根據(jù)視頻流傳輸?shù)恼鎸崰顟B(tài)給出準確評估進行判斷，以此來提高各項監(jiān)測指標的準確性。在此基礎(chǔ)上，對監(jiān)測系統(tǒng)進行改進與完善;還有，對于機頂盒內(nèi)部QoS軟探針的準確性也要做出評估，通過這一環(huán)節(jié)可以進一步保障4K超高清視頻流的傳輸質(zhì)量。在對網(wǎng)絡(luò)問題進行模擬試驗時，也要同時關(guān)注QoS軟探針的運行情況，時刻將視頻傳輸質(zhì)量與用戶要求之間進行對比，對QoS軟探針的真實性能進行了解與分析，為視頻傳輸質(zhì)量提供全方位的保障。

4 結(jié)束語

4K超高清視頻傳輸業(yè)務(wù)是高新科學技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。隨著人們對收看質(zhì)量要求的不斷提高，各大運營商看到了4K超高清視頻業(yè)務(wù)的巨大發(fā)展前景。爭相引進了4K超高清視頻傳輸服務(wù)，進一步推動了該項技術(shù)的發(fā)展速度。與此同時，各大運營商為了使自身的業(yè)務(wù)水平得到持續(xù)不斷的提升，不約而同將工作的重心轉(zhuǎn)移至4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量方面，力求通過提升視頻傳輸質(zhì)量來提升自身的業(yè)務(wù)水平，為用戶帶來更多、更好的觀看體驗，從而贏得更多的用戶支持。事實證明，這一發(fā)展方向是正確的，在今后的工作中，相關(guān)的技術(shù)人員還需要繼續(xù)努力，對4K超高清視頻流傳輸質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)進行的持續(xù)優(yōu)化，確保系統(tǒng)的監(jiān)測效果以及運行質(zhì)量。

參考文獻

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作者簡介：趙 鑫，中央廣播電視總臺技術(shù)制作中心錄制二部。