一、前言

HTTP ABR (Adaptive Bit Rate)是目前最熱門的OTT (Over-The-Top)傳輸技術，典型的有Apple HLS (HTTP Live Streaming)、Microsoft Smooth Streaming、Adobe Zeri Streaming和DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)。

HTTP ABR是以HTTP/TCP協(xié)議進行無損傳輸，且會根據(jù)網(wǎng)絡帶寬自動調(diào)整視頻碼率的視頻技術，與傳統(tǒng)的UDP承載或廣電廣播網(wǎng)絡承載的有損傳輸視頻業(yè)務有很大區(qū)別。在網(wǎng)絡性能變化，如路由器擁塞丟包時，傳統(tǒng)的MOS-V等圖像質(zhì)量指標對于HTTP ABR卻保持不變，失去了指標的意義。因此HTTP ABR業(yè)務需要全新的一套測量體系來進行視頻傳輸質(zhì)量測量。Spirent針對該業(yè)務所設計的以AS Score為代表的一套指標體系已成為該業(yè)務測量的新標桿，并即將成為IETF標準。

二、為什么傳統(tǒng)的IPTV視頻質(zhì)量分析方法不適用于HTTP ABR業(yè)務？

有損傳輸?shù)囊曨l與HTTP ABR視頻對比

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡視頻IPTV業(yè)務主要是基于UDP承載視頻流的，UDP承載的特點是實時性好，但出現(xiàn)丟包則不會重傳，抖動和時延過大的包會被丟棄，對視頻流而言是一種有損傳輸。所以當網(wǎng)絡損傷出現(xiàn)時，解碼后視頻質(zhì)量會出現(xiàn)劣化，導致馬賽克、圖像模糊等問題，見下圖1。



　　圖1、UDP承載視頻流出現(xiàn)馬賽克和圖像模糊

HTTP ABR視頻業(yè)務是基于TCP承載視頻流的，TCP承載的特點是可靠連接，無損傳輸。丟包后會進行重傳，抖動和延時會被客戶端的下載緩沖所消化，一般情況下客戶不會感知。只有緩沖區(qū)的視頻播放完又沒有及時下載到新的視頻片段時，才會出現(xiàn)畫面等待并緩沖，見下圖2。


　　
　　圖2、TCP承載視頻流

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡視頻質(zhì)量分析指標是針對視頻畫面損傷時對視頻質(zhì)量評估的，而當網(wǎng)絡性能劣化，例如有路由器出現(xiàn)擁塞導致丟包時，HTTP承載的視頻業(yè)務是不會丟失媒體包的，畫面質(zhì)量跟發(fā)送端是完全一致的，那原有的一些分析指標是否還適用呢？

有損傳輸?shù)囊曨l質(zhì)量常用測量指標是否適用HTTP ABR業(yè)務？

基于UDP的IPTV視頻業(yè)務，或廣電廣播網(wǎng)絡的視頻業(yè)務常用于衡量視頻質(zhì)量的指標常用有如下幾種，Spirent VQA視頻質(zhì)量測量方案均已支持：

MOS-V

MOS-V原本是指通過觀測者人眼觀察視頻質(zhì)量，進行主觀1-5分的打分，參見ITU-T P.910（04/2008）。目前廣泛在視頻質(zhì)量測試中所使用的MOS-V指標，即通過算法分析客戶端所收到的視頻編碼、幀率、丟包分布、以及圖像組結(jié)構(gòu)等，通過算法換算得出等效于人眼主觀評價測量的MOS-V得分。

MOS-V適用于HTTP ABR業(yè)務嗎？

只適用于進行實時視頻編碼階段，對于網(wǎng)絡傳輸則失去意義。

如前所分析的，ABR業(yè)務采用TCP無損傳輸，已編好碼的視頻流（如H.264碼流）進入網(wǎng)絡（如CDN）后，發(fā)送端發(fā)出的媒體片段和接收端收到的片段是完全一致的。傳輸過程中TCP丟包會重傳，對于視頻流而言即不存在丟包，所以MOS算法所計算的丟包分布是無意義的。即在出現(xiàn)網(wǎng)絡層面的丟包時，對于TCP承載的視頻業(yè)務而言，MOS值是不會改變的。

所以MOS在ABR業(yè)務中，充其量只能適用于視頻發(fā)送前進行視頻編碼的階段，即做初步的編碼器編碼質(zhì)量對比。

在某些特殊場合，在傳輸網(wǎng)絡中有實時視頻轉(zhuǎn)碼的網(wǎng)元情況下，MOS也可用于單獨衡量轉(zhuǎn)碼設備的編碼質(zhì)量。但對于HTTP ABR業(yè)務而言，本身就具備提供多種不同的碼率碼流，適應不同的用戶情況，客戶端自動選擇下載碼率，在網(wǎng)絡上再做實時轉(zhuǎn)碼并不經(jīng)濟，所以該場景在HTTP ABR業(yè)務中并不常見。

要特別指出的是，視頻傳輸質(zhì)量測量目的是以儀表模擬大量用戶訪問，衡量網(wǎng)絡在大流量情況下的服務質(zhì)量。而編碼質(zhì)量則取決于編碼算法，與用戶量或網(wǎng)絡狀態(tài)是無關的。例如VOD業(yè)務，它是編碼軟件離線編碼后，把文件以非實時的方式送入網(wǎng)絡存儲（如CDN），再由網(wǎng)絡向用戶提供服務的。

關鍵是，對于運營者最關心的傳輸網(wǎng)絡上各個網(wǎng)元的服務質(zhì)量，例如出現(xiàn)丟包、抖動、延時等，由于不存在視頻損傷，MOS指標保持不變。即網(wǎng)絡質(zhì)量變化，用戶感知發(fā)生變化時，MOS指標無法反應，失去了指標的意義。

MDI

MDI:DF延遲因素指標，指示被測試視頻流的延遲和抖動狀況。DF單位是ms。DF將視頻流抖動的變化換算為對視頻傳輸和解碼設備緩沖的需求。

MDI:MLR媒體丟包率指標，網(wǎng)絡傳輸過程中每秒媒體包丟失數(shù)，指示媒體包丟失情況。

MDI適用于HTTP ABR業(yè)務嗎？

完全不適用。

MDI:DF本意是為了指示對解碼設備緩沖的需求，特別是電視機頂盒的緩沖有限，緩沖時間通常是毫秒級的。而對于HTTP ABR業(yè)務而言解碼設備主要是PC和手機等智能終端，它是下載媒體片段的，終端本身就要求有容納大量文件的緩沖空間，緩沖時間起碼是分鐘級。MDI:DF指標失去意義了。