Design of video streaming service quality control system using available bandwidth information

1. Design of video streaming service quality control system using available bandwidth information Speaker:饒展榕

2. Outline • Introduction • Related works • Proposed VQCS operating environment and functional architecture • Performance analysis • Conclusion

3. 1.Introduction • 先前存在的網際網路服務和變動多媒體服務，如IPTV（網際網路協議電視）、VoIP（IP語音）和VOD（視頻點播）提供融合的網絡環境。 • QoS ( Quality of Service )控制架構建議由標準機構提供資源管理和接納控制，但不考慮服務用戶的體驗的品質。

4. 1.Introduction • QoE(Quality of Experience)品質經驗是術語用來描述他是如何滿足所提供用戶的服務品質。 • QoE是非常主觀的性質，在制定措施它是非常重要的策略，盡可能符合實際。 • 本論文提出了系統互通之間的媒體品質和傳輸QoS的參數，尤其是可用的頻寬控制，以提高服務用戶的品質水平。

5. 1.Introduction • 用戶使用建議的 VQCS (Video Quality Control System) （視頻品質控制系統）系統服務和網絡供應商可以提供更強的服務品質。 • 它可以自適應控制流根據網絡可用頻寬的數據傳輸速率。

6. 2. Related works A.在下一代網路上的QoS控制架構 NGN(Next Generation Network) • 現有視訊的品質控制系統的措施，網絡時延，抖動和封包遺失率，使用控制封包像RTCP(RTP控制協議)。 • 然後，它測量的QoS參數進行分析，並源於QoS控制值，以提高經驗豐富的視訊品質

7. 2. Related works • 現有的品質控制系統不考慮可用的頻寬，因此它是無關控制品質的視訊串流服務。 • 由於視訊串流服務需要大量的頻寬，可用頻寬不足導致封包遺失。 • 即時的可用頻寬信息管理是必要的，因為封包遺失會導致視訊品質嚴重退化如抽筋，塊失真和模糊的。

8. 2. Related works B:連結可用頻寬測量研究 1.使用證明封包的可用頻寬測量方法 • 現有的可用頻寬測量方法分為單跳(single-hop)差距模型的基礎封包訓練測量技術和自我誘導的擠塞技術 • 具有代表性的單跳差距模型有IGI（初始間隙模型）和 PTR（封包傳輸率）

9. 2. Related works • 這個技術是觀察短時間當在接收端觀察的速度小於丟封包的速度，其中一方發送直到所有TOPP、pathChirp和Pathload等擁塞感應技術加強了傳輸速率封包的佇列和措施的可用頻寬。 • pathChirp和Pathload是藉由發送出UDP測試封包，測量網路剩餘頻寬

10. 2. Related works 2.可用頻寬測量方法使用IP標頭的總長度範圍 • 在IP封包標頭的總長度範圍裡是用來測量每個鏈路可用頻寬。 • 每個節點提取的信息總長度從IP封包輸入路由器的測量時間和計算佔據鏈接的封包數量通過總長度值的累計總和。

11. 2. Related works C. SVC（可擴展視頻編碼）考慮網絡環境和終端性能的研究 • SVC是由JVT（聯合視頻工作組）標準化的視頻編碼技術，JVT是由ISOIIEC MPEG（運動圖像專家組）和ITUT VCEG（視頻編碼專家組）所組成。 • SVC認為圖像分辨率和數據傳輸速率，以控制使用的時間和空間的可擴展性視訊品質。

12. 3.Proposed VQCS operating environment and functional architecture A. VQCS作業環境 • 圖顯示對於VQCS作業環境，建議使用可用頻寬來控制視訊品質。 • scalability extractor可擴展性提取

13. 3.Proposed VQCS operating environment and functional architecture B. VQCS的功能架構 • 下圖顯示了擬議 VQCS系統的架構，根據可用頻寬控制資料流數據傳輸速率可以積極提高用戶的體驗視頻品質。 • VQCS是由5種模塊、2個外部接口（QS和QE）和4（QA，QF，QM和QR）的內部接口所組成。

14. 3.Proposed VQCS operating environment and functional architecture

15. 3.Proposed VQCS operating environment and functional architecture C.VQCS作業程序

16. 3.Performance analysis • 圖為測試網絡實驗來模擬VQCS性能。

17. 3.Performance analysis • 本論文基於 Linux的路由器（kernel 2.6)使用下面的命令來控制網絡延時，抖動，封包遺失和頻寬。 #tcqdisc add dev eth0 root netem delay 100ms #tcqdisc change dev eth0 root netem delay l00ms 10ms #tcqdisc change dev eth0 root netem loss 0.1 % #tcqdisc add dev eth0 root handle 10: cbq bandwidth 5Mbit avpkt 1000 • 上述命令生成end-to-end分別為100ms的延遲、在100ms內延遲10ms的抖動封包遺失率0.1％，在有限鏈路頻寬高達5Mbps的吞吐率。

18. 4.Performance analysis • 本論文透過各種網絡環境中比較300個原始圖像和300個測試通過圖像使用完整的參考方法類似圖。

19. 4.Performance analysis • 如果相同的網絡環境視訊流傳輸速率較低在900Kbps，使用VQCS雖然SSIM評分圖像分辨率下降到0.962但防止封包遺失可以提高視訊串流的服務品質。

20. 4.Performance analysis • 2.5Mbps數據傳輸速率的視訊串流在2Mbps的可用頻寬網路封包遺失率很高，使嚴重失真出現如下所示的圖。

21. 5.Conclusion • 各種多媒體服務，如視頻，語音和遊戲服務，可以提供IPTV，這些服務需要大量頻寬。 • 此時，當網絡可用頻寬不足時會造成視訊品質退化如視訊抽筋、塊失真和模糊。 • 因此，我們定期計算鏈接的數據封包的數量和使用IP標頭在終端封包總長度測量可用的頻寬。