ه شب ترافی پایه بر ویدئو کیفیت اندازه�گیری

توسط

ماندگار امیرحسین

درجۀ دریافت برای ملزومات از بخش عنوان به شده ارائه رسالۀ

اطالعات فن�آوری مهندس ارشد کارشناسکامپیوتری ه�های شب گرایش

نظر زیر

اکبری بهزاد دکترسرگلزایی هادی دکتر

١٣٩٠ اسفند

اطالعات فن�آوری و رایانه برق، دۀ دانش

اسالم آزاد اه دانشقزوین واحد

قدردان

سال�های در که افرادی تمام پشتیبان و راهنمایی از تا گرفت قرار اختیارم در گرانقدر فرصت هم باز

فضای این در که عزیزان این تمام همیاری و همراه کنم. قدردان و ر تش کردند کم من به ، زندگ

تمام کنم. کسب نیز را علم درجه این تا کرد کم من به کنم، ذکر را آنها تمام اسم �توانم نم کوچ

داشته�اند. بزرگ و کوچ نقش�های من زندگ در که هستم افرادی تمام مدیون را موفقیت�هایم

قزوین اسالم آزاد اه دانش محترم ریاست �خان موس دکتر آقای جناب دریغ بی زحمات قدردان بسیار

اولین از نیز من برای و دارند، را راهنما برادری و دلسوز پدری نقش دانشجویان تمام برای که �باشم، م

هستند. و بوده ارزشمند همراه و گرانقدر دوست متعدد لحظات و دفعات در اه، دانش این به ورود سال

ارزشمند هدایت�های و کم با که راهنما، محترم استاد اکبری دکتر آقای جناب از بسیار سپاس و ر تش

از ر تش همچنین برسانم. انجام به آنرا توانستم ، تحصیل مقطع این و رساله این از مرحله هر در ایشان

نمودم. استفاده بسیار نیز کارشناس مقطع در ایشان حمایت�های از که سرگلزایی دکتر آقای جناب

ان ام این ، پشتیبان و صبر تحمل، با مقطع این تحصیل در که عزیزم همسر از فراوان قدردان و ر تش

و خود عزیز مادر و پدر از فراوان سپاس و برسانم. پایان به نیز را علم فصل این تا نمود ایجاد من برای را

بوده�اند. من تحصیل ادامه مشوق حال همه در که همسرم

کرده نهادینه خود اعضای در را رف ش فرهنگ که باز متن جامعه از نم می عمیق قدردان آخر در و

است، ازاد دنیای در همیاری و اری هم توانمندی، اطالعات، اشتراک از ل متش که فرهنگ این و است

است. آورده فراهم مرا فن و فهم فکری، ارتقا موجبات و راهنما سالها

ه شب ترافی پایه بر ویدئو کیفیت اندازه�گیری

یده چ

مدیران برای ویدئو جریان کیفیت تخمین اینترنت، در ویدئو جریان کاربردهای تنوع و گسترش راستای در

پارامترهای �باشد. م اساس ل مش ی کاربردها، این نیاز مورد سرویس کیفیت تامین جهت به ه شب

کیفیت ارزیابی جهت که دارد، وجود بسته سطح در غیره و تاخیر تغییرات بسته، حذف قبیل از متفاوت

کیفیتجریان تخمین رساله این هدف �شوند. م استفاده بسته سطح غیرفعال اندازه�گیری پایه بر ویدئو جریان

از ویدئو کیفیت شده، ارائه روش در �باشد. م غیرفعال اندازه�گیری از استفاده با گیرنده، در دریافت ویدئو

جمع�آوری از که بسته، حذف نرخ و تحرک شدت شامل ه، شب و کاربرد سطح پارامترهای ترکیب طریق

ارائه روش کارآیی و دقت تجربی ارزیابی�های �شود. م ارزیابی �گردد، م استخراج ه شب از ویدئو بسته�های

�دهد. م نشان را گیرنده در ویدئو جریان کیفیت ارزیابی جهت شده

RTP ، MPEG٢ غیرفعال، اندازه�گیری ویدئو، کیفیت تخمین کلیدی: واژه�های

مطالب فهرست

ت مطالب فهرست

ج جداول لیست

چ تصاویر لیست

خ مقدمه

١ مفاهیم ١

٢ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MPEG فشرده�سازی ١.١

٣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . فریم�ها انواع ١.١.١

۶ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . فشرده�سازی ٢.١.١

٨ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ه شب در انتقال روش ٢.١

٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TS ١.٢.١

٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RTP ٢.٢.١

١١ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RTSP ٣.٢.١

١٢ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SDP ۴.٢.١

١۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ترافی اندازه�گیری ٣.١

١۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . اندازه�گیری روش�های ١.٣.١

١۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . فعال روش ٢.٣.١

١۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . فعال غیر روش ٣.٣.١

ت

مطالب فهرست مطالب فهرست

١٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ترکیبی روش ۴.٣.١

١٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . استنتاج روش ۵.٣.١

١٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . تجربی کیفیت ۶.٣.١

١٩ تحقیق پیشینه ٢

٢١ ویدئو کیفیت تخمین ٣

٢٣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . عین و شخص ١.٣

٢۴ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . عین متره�های ١.١.٣

٢٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . اطالعات ارجاع ٢.١.٣

٢٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ترافی اندازه�گیری کاربرد ٢.٣

٢٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ارزیابی مالحظات ١.٢.٣

٣۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش ۴

٣۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . تحرک شدت ١.۴

٣٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . بسته حذف اثر ٢.۴

۴۴ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . اعوجاج تخمین ٣.۴

۴۶ ارزیابی ۵

۴٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . پیاده�سازی ١.۵

۵۴ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . داده�ها ارزیابی ٢.۵

۵٧ گیری نتیجه ۶

۵٨ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . آینده کارهای ١.۶

۵٩ کتاب�نامه

ث

جداول لیست

۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . فریم�ها نوع مقایسه ١.١

١١ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [٢٠] RTP محتوای فرمت rfc٢٢۵٠ ٢.١

١٣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SDP محتوای نمونه ٣.١

١٣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [١٨] SDP با مرتبط اطالعات از بخش ۴.١

۵۶ . . . . . . . . . . . Evaluator و SSIM تغییرات ضریب RMSE مقدار جدول ١.۵

ج

تصاویر لیست

٣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [١۵] ویدئو جریان ساختار ١.١

۴ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [١۵] تحرک جبران و تخمین ٢.١

۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [١۵] B نوع فریم ٣.١

۶ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [١۵] MPEG استاندارد فریم�های ۴.١

٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [١۶] تصویر فشرده�سازی روش ۵.١

٨ . . . . . . . . . . . . . . . . . . [۵] چندرسانه�ای انتقال جهت ه شب الیه�های ۶.١

٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [٢٩] TS پروتکل با ویدئو انتقال روش ٧.١

١٠ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [۵] RTP پروتکل ٨.١

١٢ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [۵] RTSP پروتکل رفتار نمونه ٩.١

١۶ . . . . . . . . . . . . . . . . . . غیرفعال[۴] اندازه�گیری سخت�افزاری ساختار ١٠.١

٢۵ . . . . . . . . . . . . . . متفاوت[١٣] خطای با مشابه ل دوش در برابر PSNR ١.٣

٣۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . تحرک شدت وریتم ال ١.۴

٣٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . تحرک شدت نمودار ٢.۴

٣٨ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GOP پایه بر تحرک شدت نمودار ٣.۴

۴٢ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P نوع فریم اثر محاسبه روش ۴.۴

۴٣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . تصویری گروه سه در حذف اثر نمودار ۵.۴

۴۵ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . تصویر کیفیت نمودار ۶.۴

۴٧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . توپولوژی ١.۵

چ

تصاویر لیست تصاویر لیست

۴٨ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CORE در توپولوژی ٢.۵

۴٩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ارزیابی برنامه UML نمودار ٣.۵

۵۴ . . . . . . . . . . . . . (۵% = بسته خطا (نرخ SSIM و ارزیابی مقایسه نمودار ۴.۵

۵۵ . . . . . . . . . . . . . (١٠%= بسته خطا (نرخ SSIM و ارزیابی مقایسه نمودار ۵.۵

ح

مقدمه

حال در و �باشند م متحرک تصویر فشرده�سازی برای روش�هایی H.٢۶x و MPEG فشرده�سازی وریتم ال

استفاده مورد فشرده �های غالبدیس متحرکدر تصاویر ابتدا در دارند. قرار گسترده استفاده مورد نیز حاضر

متنوع سرویس�های کامپیوتری ه�های شب روی بر انتقال کیفیت و سرعت افزایش با ن لی و �گرفت م قرار

سرویس�ها این مرور به کردند. گسترش به شروع درخواست٢ پایه بر ویدئو و ١ اینترنت تلویزیون قبیل از

نیز ری دی نیازمندی�های تجارت دنیای به ورود با و گرفتند قرار مشتری�ها به عرضه مورد تجاری بصورت

پیشرفت حال در سرعت به اینترنت ه شب باالخص و کامپیوتری ه�های شب گردید. ایجاد ها ه شب برای

مدار ه�های شب خالف بر ه شب این ن ولی است بهبود حال در آن پارامترهای و زیرساخت کیفیت است.

تبادل حال در مشترک فضایی در هم و �گیرد نم نظر در کاربران برای را دقیق منابع تخصیص مجازی٣

مهندس همچون تمهیدات نیازمند ن ولی است داده کاهش را سرویس�ها هزینه مزیت این �باشند. م داده

با که است اهمیت با موارد از ی سرویس۴ کیفیت است. سرویس کیفیت ایجاد برای ترافی مدیریت و

سع ... و انتقال لینک�های ظرفیت و کیفیت ، ترافی حجم ، ترافی نوع قبیل از ه شب پارامترهای به توجه

سرویس کیفیت روش�های با دارد. را ه شب مشترک برای انتقال بستر در کیفیت باالترین نمودن محیا در

نوع روش�ها این آنکه وجود با داد. تغییر را ه شب در مختلف سرویس�های به سرویس�ده نوع �توان م

تغییر و کاربران تمام دسترس انتقال، بستر بودن مشترک دلیل به �دهند، م قرار تاثیر تحط را سرویس�ده

در دارد. وجود سرویس کیفیت تامین صحت از گاه آ جهت تکمیل روش�های به نیاز ه، شب شرایط در

وضعیت مشاهده۶ آنها هدف استو مطرح ۵ تجربی کیفیت عنوان با مل م کیفیتسرویسروش�های کنار

�باشد. م ه شب وضعیت از ه شب مدیر گاه آ و ارزیابی جهت به آن پارامترهای بررس و ه شب

١Internet Protocol Television٢Video on Demand٣Circuit Switch۴Quality of Service۵Quality of Experice(QOE))۶Monitoring

خ

تصاویر لیست تصاویر لیست

گاه آ نیاز و دهند م نشان بیشتر را خود مسائل این ویدئو و صوت همانند ٧ بالدرنگ سرویس�های در

ارائه شرکت�های �گردد. م احساس بیشتر سرویس کیفیت تنظیمات و تمهیدات از پس سرویس وضعیت از

سرویس کیفیت قرارداد�های به پایبندی و مشتری حفظ لزوم به توجه با اینترنت ویدئو سرویس�های دهنده

روش�های ترکیب از معموال ارزیابی بخش�های باشند. داشته خود شده ارائه سرویس از مناسبی ارزیابی باید

�گیرند. م انجام خاص سرویس و کاربرد با مرتبط پارامترهای اندازه�گیری و ه شب ترافی اندازه�گیری

توجه با �باشد. م ویدئو جریان و تجربی کیفیت اندازه�گیری جهت نوین شیوه�ای ارائه هدف رساله این در

قرار ارزیابی مورد ویدئو جریان در تحرک میزان شناسایی جهت به فریم�ها ، MPEG کننده کد ساختار به

درون از اطالعات استخراج و ویدئو جریان ساختار ارزیابی پایه بر رساله این در شده مطرح ایده �گیرند. م

حذف اثر معیار و است، تصویر پویایی میزان دهنده نشان که تصویر تحرک شدت معیار باشد. م بسته�ها

را ویدئو جریان کیفیت است، کاربر دریافت کیفیت در شده حذف بسته�های که تاثیری نمایانگر که بسته

است. گرفته قرار ارزیابی مورد نیز کمتر و دارد کم پردازش سربار بسیار شده ارائه روش �کنند. مشخصم

جریان وضعیت از مناسبی تخمین بتوان لحظه هر در که شده باعث روش این دقت حالت عین در و سادگ

دقت ، سادگ عین در روش این نمود. ارزیابی را کاربر مشاهده مورد کیفیت معیارها این ترکیب با و داشت

که مواردی به آینده کارهای در افزود. آن دقت بر �توان م پارامترها سایر نمودن اضافه با و داشته قبول مورد

SSIM ارزیابی از روش، این مقایسه جهت به شد. خواهد اشاره هستند روش این برای بهبود و توسعه قابل

توسط همچنین �گیرد. م قرار بررس مورد چشم و نمودار ترسیم بصورت دو هر نتایج و �شود م استفاده

�گردند. م بررس آنها نسبی خطا میزان و شده تحلیل خروج داده�های نیز آماری مقایسه

این در نیاز مورد و مرتبط تعاریف مفاهیم، اول بخش در است. شده نوشته بخش شش در رساله این

در ترافی اندازه�گیری روش�های و ویدئو جریان انتقال روش�های فشرده�سازی، تعاریف است. آمده رساله

و مقاالت زمینه، این در تحقیق گذشته و مرتبط روش�های مرور دوم بخش است. شده تشریح قسمت این

جزییات با آن روش�های و ویدئو کیفیت تخمین بخشسوم، است. گرفته قرار بررس مورد مرتبط رساله�های

رساله این هدف و ایده است، رساله قسمت مهم�ترین که چهارم بخش در �باشد. م شده انجام کارهای و

در است. شده تشریح ویدئو جریان در اعوجاج تخمین و بسته حذف اثر تحرک، شدت و است، بحث مورد

گرفته قرار ارزیابی از آمده بدست نتایج و نمودارها استفاده، مورد مجموعه�های ارزیابی، روش پنجم بخش

اشاره توسعه قابل موارد و رساله این با مرتبط آیند کارهای و نتیجه�گیری ششم بخش نیز، آخر در است.

شد. خواهد

٧Real Time

د

١ فصل

مفاهیم

شود. م داده توضیح بخش این در رساله، در شده انجام کارهای بهتر درک جهت نیاز پیش و پایه مفاهیم

سپس .[١۶ ،١۵] �گیرد م صورت MPEG در تصویر فشرده�سازی پایه روش با مختصری آشنایی ابتدا

ترافی اندازه�گیری به آخر در �شود[١۶]. م اشاره ه شب روی بر متحرک تصاویر انتقال رایج روش�های به

جمع�آوری با که است غیرفعال اندازه�گیری کاربرد ی رساله این �شود[٢]. م اشاره آن کاربردهای و ه شب

مشاهده مورد کیفیت از تخمین فشرده�سازی، وریتم ال پایه بر ارزیابی و مشخص انتقال روش با بسته�ها

�دهد. م انجام کاربر

١

MPEG فشرده�سازی .١.١ مفاهیم .١ فصل

MPEGفشرده�سازی ١.١گشا١ کد / کدکننده بهبود باعث و است تحول و تغییر حال در ثابت بطور متحرک تصاویر سازی فشرده

خام تصاویر �باشند. م H٢۶x و MPEG-n رایج استاندارد همان روش�ها، این توسعه اساس شود. م

تصاویر انتقال برای نیستند. مقاوم اصال نیز خرابی مقابل در و دارند باالیی بسیار حجم نشده فشرده و

ویدئو�های است. ضروری بسیار خطا مقابل در مقاومت افزایش و حجم کاهش به نیاز متحرک یا ثابت

کیفیت�های تا QCIF(١٧۶x١۴۴) مانند پایین بسیار کیفیت�های از دارند، متنوع کیفیت�های دیجیتال

با باال کیفیت�های این هستند. دیجیتال تلویزیون�های در استفاده مورد که Full-HD(١٠٨٠) باال بسیار

�باشند. م نیز باال انتقال ظرفیت نیازمند فشردگ وجود

اصل رنگ سه شامل که RGB نظیر فرمت با نیز ها سل پی این و شده یل تش سل پی از تصویر ی

MPEG استاندارد �شوند. م ذخیره نور) و رنگ (معیار کرومینانس و لومینانس شامل که YUV فرمت یا

هستند B و P و I شامل فریم نوع سه این �باشد. م فشرده متحرک تصاویر ایجاد برای فریم نوع سه شامل

�نامند م GOP را متوال فریم�های از ویژه ترتیب ی دارند. را خود به مخصوص خصوصیات کدام هر و

شامل که باشد GOP ی �تواند م IBBPBBPBB ترتیب مثال برای �شود. م تکرار دائم ترتیب این و

�شود. م ذخیره و فرمت،تکرار این به ویدئو ی در و است B فریم ۶ و P فریم دو ، I فریم ی با فریم ١٠

را ویدئو ی اجزا بتوان پخش جریان در که است اطالعات بندی تقسیم استاندارد نوع بندی دسته این

فریم�ها ترتیب که هستند GOP سطح باالترین در مشخصاست. ساختار این ١.١ ل ش در نمود. شناسایی

انواع تمام �شود. م تقسیم بالک و ماکروبالک برش، به که است فریم هر سپس �کنند، م حفظ خود در را

�شوند. م ذخیره دارند وجود JPEG استاندارد در که سان ی روش با نهایت در فریم�ها

١Coder/Decoder(codec)

٢

MPEG فشرده�سازی .١.١ مفاهیم .١ فصل

[١۵] ویدئو جریان ساختار :١.١ ل ش

فریم�ها انواع ١.١.١

ی و است مستقل کامال فریم این دارد. کلیدی نقش ویدئو جریان هر در و است پایه فریم ی I فریم

ر دی فریم�های مرجع و مستقل فریم این �کنند. م استفاده آن از ر دی فریم�ها که است شده فشرده تصویر

دلیل به ن ولی است. بیشتر توجه قابل بصورت ر دی نوع سه هر از حجم نظر از دلیل همین به است،

�گیرید. م بعدی فریم�های به را خطا انتشار جلوی فریم این جریان، در خطا وجود صورت در بودن، مستقل

را تصویر از زیادی اطالعات و است، زیاد نیز آن حجم و است حیات فریم این نقش که مشخصاست پس

دارد. اختیار در

فریم و فعل فریم بین شباهت کردن پیدا در سع ٢ تحرک جبران و تخمین روش از استفاده با P فریم

٢Motion Estimation/Compensation

٣

MPEG فشرده�سازی .١.١ مفاهیم .١ فصل

تحرکبدین تخمین وریتم ال �نماید. م فشرده و کرده ذخیره تغییراترا شباهتفقط کردن پیدا با و دارد قبل

ماکروبالک بالک�ها این نام �شود. م تقسیم مشخص سایز با بالک�هایی به تصویر ابتدا که است صورت

دو ماکروبالک بین شباهت دنبال به سپس شد. خواهد داده توضیح تصویر فشرده�سازی قسمت در و است

هم از آنها مقادیر و شده انتخاب هستند شبیه�تر همه از که روبالک مای دو �گیرد. م قرار مقایسه مورد فریم

نیز دارد را هم از روبالک مای دو این تفاوت جهت که برداری بازیابی، به نیاز دلیل به ضمنا �گردد. م کم

�گردد. م ذخیره

[١۵] تحرک جبران و تخمین :٢.١ ل ش

به وریتم ال ویدئو. جریان ی مرجع فریم پایین و فعل فریم باال دارد، وجود فریم دو ٢.١ ل ش در

انتخاب را هم به نزدی بالک دو آمده ل ش در که همانطور و �گردد م ماکروبالک غالب در شباهت دنبال

تفاضل ابن البته �گردد. م انتخاب سازی فشرده جهت انتخابی فریم بعنوان فریم دو این تفاضل �کند. م

محتوی و است ٣ تحرک بردار نام به که ر دی مقدار ی پس است، استفاده بال تنهایی به که است مشخص

ماکروبالک جای تحرک بردار مقدار با سادگ به جبران برای �شود. م ذخیره نیز است تفاضل بردار اندازه

کلیدی و �گردد م P فریم�های کاهش باعث روش این �شود. م اضافه آن به تفاضل مقدار و �شود م پیدا

�گیرد. م قرار ارزیابی و توجه مورد رساله این در شده ارائه روش در که است

٣Motion Vector

۴

MPEG فشرده�سازی .١.١ مفاهیم .١ فصل

[١۵] B نوع فریم :٣.١ ل ش

فریم، این ساخت برای �باشد، م حجم کاهش و فشرده�سازی نظر از P فریم پیشرفته�تر نوع B نوع فریم

این پخش زمان در که مشخصاست این پس �گیرند. م قرار استفاده مورد دو هر بعد، و قبل فریم اطالعات

این است. وریتم ال این تصویری نمایش ٣.١ ل ش باشد. اختیار در نیز بعدی فریم باید همیشه فریم نوع

دارد. ر دی انواع به نسبت کمتری اثر نیز آن حذف همچنین و دارد کم بسیار حجم فریم نوع

فریم�ها نوع مقایسه :١.١ جدولخطا اثر اندازه ارزش فریمGOP(شدید) زیاد زیاد IGOP(متوسط) متوسط زیاد P(کم) مرجع فریم�های بین کم خیل متوسط B

پس است، وابسته خود بعد و قبل P یا I فریم به است مشخص ۴.١ ل ش در که همانطور B نوع فریم

در شود حذف P نوع فریم اگر ن ولی �شود. م ایجاد خطا بازه همین در فقط فریم این حذف صورت در

بدتر همه از و �گیرند. م قرار تاثیر تحت I نوع فریم به رسیدن زمان تا فریم�ها تمام �شود، م دیده ل ش

�گیرد. م قرار تاثیر تحت GOP کل رفتن دست از صورت در که است I نوع فریم

خطا به حساس فریم ودو P و I فریم جدول در است. فریم نوع سه این اجمال مقایسه ١.١ جدول

است. فریم گروه دو این به من روش� بیشتر توجه دلیل همین به و هستند

۵

MPEG فشرده�سازی .١.١ مفاهیم .١ فصل

تفاوت محاسبه تحرک، تخمین جهت مراجع چه از فریم�ها که �دهد م نشان را GOP ی ۴.١ ل ش

تخمین وریتم ال بدون فریم این ندارد. ارجاع هیچ و مستقل کامال I فریم �کنند. م استفاده تحرک بردار و

فریم آخرین به همیشه آن مرجع و �کند م استفاده قبل P یا I فریم از فقط P فریم �شود. م فشرده تحرک

دارد. را حجم کمترین و است وابسته بعد و قبل فریم به B فریم ن ولی ردد. بر�می مناسب

[١۵] MPEG استاندارد فریم�های :۴.١ ل ش

فشرده�سازی ٢.١.١

روش �گردد. م ارسال و �شود م فشرده داده آن شد، آماده ماکروبالک غالب در فریم هر داده آنکه از پس

برای �شود. م داده توضیح ادامه در اختصار بطور و �باشد م JPEG استاندارد روش همان فشرده�سازی

اطالعات تکمیل جهت در فقط قسمت این شود. مراجعه [١۵] و [١۶] به نیاز صورت در بیشتر اطالعات

�شود. نم استفاده آن از رساله این در و شده نوشته قبل

مجموعه�ای مقادیر شامل آن اطالعات که است ثابت ابعاد با بالک ماکروبالک، شد اشاره که همانطور

ثابت تصویر روی بر فشرده�سازی انجام مراحل نمایش ۵.١ ل ش �باشد. م مشخص نسبت با سل�ها پی از

تبدیل ی با که است کرومینانس و لومینانس شامل ماکروبالک �شود. م داده توضیح ادامه در و است

فشرده جهت سپس �آید. م بدست آن AC و DC مقدار و �شود م برده ر دی حوزه به گسسته۴ کسینوس

Zig-Zag پویش روش با ماکروبالک جدید مقادیر سپس �شوند. م فشرده مقادیر و شده کوانتیزه سازی

۴Discreate Cosine Transform

۶

MPEG فشرده�سازی .١.١ مفاهیم .١ فصل

فشرده اطالعات تمام هافمن روش با بازهم نهایت در شوند. فشرده ۵RLE با که �گیرند م قرار هم پشت

�گردند. م ذخیره آماده و شده

[١۶] تصویر فشرده�سازی روش :۵.١ ل ش

۵.١ ل ش توضیحات و شد داده توضیح آشنایی جهت فقط تصویر سازی فشرده شد گفته که همانطور

گیرند. قرار مطالعه مورد مراجع بیشتر اطالعات به نیاز صورت در بود، کوتاه و خالصه بسیار

۵Run Length Encoding

٧

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

ه شب در انتقال روش ٢.١

با ه، شب روی بر را تصویری فریم�های و اطالعات انتقال که است ابزاری پروتکل بر مبتن تصویر انتقال

قسمت این در که دارند وجود منظور بدین متنوع پروتکل�های �کند. م محیا ه شب بسته�های از استفاده

ارسال منظور به UDP و TCP اصل پروتکل دو انتقال الیه اساس شود.بر م اشاره آنها ترین رایج به

انتقال�های در کمتر است گرا اتصال پروتکل ی که TCP پروتکل �باشند. م استفاده مورد اطالعات

و است رایج بسیار کاربردها اینگونه در UDP پروتکل ن ولی �شود. م استقاده بالدرنگ و ای چندرسانه

شد، گفته که همانطور دارد. را استفاده سهم بیشترین متوال بسته�های ارسال و اتصال به نیاز عدم دلیل به

این �کند. م حمل را کم بسیار اطالعات نیز پروتکل سرآیند در همچنین و است اتصال فاقد پروتکل

پروتکل روی بر ر دی �های پروتکل ل مش این رفع برای شده�اند. الت مش باعث خود نیز کم اطالعات

محتوای روی بر که TS و RTP پروتکل دو ادامه در نمایند. حل را ل مش این که شده�اند اضافه UDP

�شوند. م داده توضیح �شوند، م منتقل UDP

[۵] چندرسانه�ای انتقال جهت ه شب الیه�های :۶.١ ل ش

�دهد.همچنین م نشان هستند درگیر چندرسانه�ای جریان�های در که ه شب مختلف الیه�های ۶.١ ل ش

�شوند. م داده نشان هستند ارتباط در سرویس�ها این با که پروتکل�هایی و استاندارد

٨

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

TS ١.٢.١

مورد ATSC و DVB استانداردهای در حاضر حال در که پخش همه ارسال برای ویدئو انتقال استاندارد

ان ام که زمین ایستگاه و ماهواره همانند طرفه ی ارتباط�های منظور به استاندارد این است. استفاده

بسیار انتقال محیط به توجه با نیز ارسال بسته�های اندازه همچنین است. شده طراح ندارد وجود بازخورد

همان این است. استفاده مورد همزمان و مختلف جریان چندین ارسال برای استاندارد این هستند. کوچ

صوت در س پل مالت قابلیت این دارد. وجود ماهواره�ای و زمین تلویزیون ه�های شب در که است مساله�ای

از ی حاضر حال در �گردند. م منتقل جریان ی در اطالعات این تمام و دارد وجود هم تصویر و

ی ٧.١ ل ش �باشد. م UDP انتقال پروتکل از استفاده IP ه شب روی بر استاندارد این انتقال روش�های

�دهد. م نشان را اطالعات این از بسته ی فرمت

[٢٩] TS پروتکل با ویدئو انتقال روش :٧.١ ل ش

RTP ٢.٢.١

خصوصیات و باشد م IP های ه شب روی بر بالدرنگ کاربردهای و ویدئو انتقال منظور به پروتکل این

انتقال پروتکل شامل که RTCP و RTP قسمت دو از پروتکل این دارد. را کاربردها این بر منطبق

و �کند م منتقل را تصویری و صوت داده�های انتقال پروتکل است. شده یل تش است کنترل پروتکل و

سرویس، کیفیت مانیتورینگ همانند مواردی در و فرستنده، و گیرنده به مربوط اطالعات کنترل پروتکل

وجود TS در که س پل مالت قابلیت �کند. م منتقل جهت دو هر در را داده جریان چندین سازی همزمان

هر �گردد. م منتقل پروتکل از متفاوت جریان در رسانه�ای جریان هر و �باشد نم نیاز مورد �RTP در داشت

�کند[١٩]. م حمل را خود همزمان و زمانبندی اطالعات نیز RTP جریان هر در بسته

فیلدهای �دهد. م نشان را کدام هر کاربرد از خالصه�ای و پروتکل این سرآیند ساختار ٨.١ ل ش

٩

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

که محتوا نوع مشخصه Payload Type �شود. م اشاره ادامه در سرآیند این در مهم و استفاده مورد

با بسته�ها توال شماره �باشد. م MPEG-I/II برای ٣٢ مقدار و است، �شود م منتقل پروتکل این با

تنظیم نشست شروع اول در تصادف بصورت نیز عدد این و �شود م مشخص Sequence Number

اهمیت نیز ر دی فیلدهای �باشد. م ویدئو پخش کنترل جهت زمان شامل که هم TimeStamp �گردد. م

کتاب�های یا و rfc در نیز بیشتر اطالعات �شود، نم استفاده آنها از رساله این در ن ولی دارند را خاصخود

.[۵] است موجود ه شب

[۵] RTP پروتکل :٨.١ ل ش

استفاده آن از رساله این در که پروتکل است. متفاوت مختلف استانداردهای پایه بر RTP محتوای

دارد. همراه فریم و برش۶ مورد در اطالعات خود سرآیند در پروتکل این �باشد. م [٢٠] rfc٢٢۵٠ شده

۴ تا ١ از ترتیب به و است فریم نوع نمایانگر تصویر نوع که است. ٨E و ٧ �P اینجا در کاربرد مورد فیلدهای

باشد فریم ی بسته آخرین فعل بسته که زمان در برش پایان و باشد م D ، B ، P ، I نوع فریم شامل

نمودن باز بدون آنها نوع شناسایی و فریم اندازه محاسبه فریم�ها، ارزیابی جهت اطالعات این �شود. م ١

است. مناسب بسیار ویدئو بیت جریان۶Slice٧Picture Type٨End of Slice

١٠

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

[٢٠] RTP محتوای فرمت rfc٢٢۵٠ :٢.١ جدول0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| MBZ |T| TR | |N|S|B|E| P | | BFC | | FFC |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

MBZ: Unused.T: MPEG-2 (Two) specific header extension present (1 bit).

TR: Temporal-Reference (10 bits).AN: Active N bit for error resilience (1 bit).N: New picture header (1 bit).S: Sequence-header-present (1 bit).B: Beginning-of-slice (BS) (1 bit).E: End-of-slice (ES) (1 bit).P: Picture-Type (3 bits). I (1), P (2), B (3) or D (4).

FBV: full_pel_backward_vectorBFC: backward_f_codeFFV: full_pel_forward_vectorFFC: forward_f_code

�دهد. م نشان را آن فیلدهای کامل اطالعات همراه به استاندارد این محتوای فرمت ٢.١ جدول

RTSP ٣.٢.١

چندرسانه�ای جریان محتوا انتقال پروتکل�های کنار در و کامپیوتری ه�های شب در که پروتکل�هایی ر دی از

ویدئو جریان ی اطالعات انتقال مورد در ما االن تا �باشند. م نالینگ سی �های پروتکل �شود، م استفاده

ویدئو با مرتبط مقادیر تنظیم توقف، پخش، درخواست همانند کنترل وظایف برای ن ولی کردیم، صحبت

جهت در H.٣٢٣ ، MMS ، RTSP ، SIP همانند �هایی پروتکل داریم. نالینگ سی �های پروتکل به نیاز

جریان کنترل جهت در نالینگ سی پروتکل ی RTSP �باشند. م جریان ی قطع و نگهداری ایجاد،

و �نماید م منتقل مشتری و دهنده سرویس بین متن بصورت را دستورات پروتکل این �باشد. م چندرسانه

�کند. م مدیریت و درخواست را نیاز مورد وظایف

رد تنظیمات ابتدا در است. چندرسانه�ای جریان خاتمه و انتقال درخواست، ی خالصه ٩.١ ل ش

ارسال شده مشخص پروتکل پایه بر بیت جریان �گردد. م ارسال پخش درخواست سپس و شده بدل و

١١

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

این تمام �گردد. م دریافت آن تایید و شده ارسال نیز کامل توقف یا لحظه�ای توقف درخواست �گردد. م

�باشد. م چندرسانه�ای جریان در پروتکل این استفاده از نمونه�ای این و است مشخص ل ش در روند

[۵] RTSP پروتکل رفتار نمونه :٩.١ ل ش

نمایید. مراجعه [١٨] مرجع به بیشتر اطالعات برای

SDP ۴.٢.١

توصیف با که باشد م دهنده سرویس و گیرنده سرویس بین اطالعات تبادل روش ی ٩SDP پروتکل

توصیف حهت فقط پروتکل این �دهد. م طرف دو به را ارتباط ایجاد ان ام متن بصورت ارتباط اطالعات

در دارد. استفاده مورد SIP و RTSP همانند ر دی رایج پروتکل�های سایر در و است نیاز مورد پارامترهای

است. مشاهده قابل Akiyo ویدئو جریان جهت ده سرویس زمان در پروتکل این از نمونه ی ٣.١ جدول

٩Session Description Protocol

١٢

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

SDP محتوای نمونه :٣.١ جدولv=0o=- 15184662736924530024 15184662736924530024 IN IP4 amandegars=Unnamedi=N/Ac=IN IP4 0.0.0.0t=0 0a=tool:vlc 1.1.3a=recvonlya=type:broadcasta=charset:UTF-8m=video 0 RTP/AVP 32b=RR:0a=rtpmap:32 MPV/90000

آمده آن در مثال با مرتبط پارامترهای و است rfc٢٣٢۶ از باال نمونه به وابسته پارامترهای ۴.١ جدول

همراه به منبع اطالعات ��o و است استفاده مورد ویدئو منبع خصیصه�های توصیف برای a مثال برای است.

دارد. همراه را نشست شناسه

[١٨] SDP با مرتبط اطالعات از بخش :۴.١ جدولSession descriptionv= (protocol version)o= (owner/creator and session identifier).s= (session name)i=* (session information)c=* (connection information - not required if included in all media)a=* (zero or more session attribute lines)

Time descriptiont= (time the session is active)

Media descriptionm= (media name and transport address)i=* (media title)c=* (connection information - optional if included at session-level)b=* (bandwidth information)a=* (zero or more media attribute lines)

١٣

ه شب در انتقال روش .٢.١ مفاهیم .١ فصل

نمود. مراجعه آن به �توان م بیشتر اطالعات برای و دارد وجود rfc٢٣٢٧ در کامل و بیشتر اطالعات

١۴

ترافی اندازه�گیری .٣.١ مفاهیم .١ فصل

ترافی اندازه�گیری ٣.١

طراح کاربرد�های و سیستم�ها ارزیابی جهت در ارزشمند بسیار �های تکنی از علوم تمام در اندازه�گیری

دارد. وجود متنوع روش�های کاربرد هر در و دارد متنوع حوزه�های علم این �باشد. م کار حال در و شده

مرتبط مراجع به �توان م بیشتر اطالعات به نیاز صورت در که �شود م کلیات بر سریع مروری قسمت این در

.[٢١ ،٣ ،٢ ،١] نمود مراجعه

ارزیابی کاربرد و کامپیوتری ه�های شب در ترافی اندازه�گیری روش�های به پرداختن قسمت این از هدف

�باشد. م ویدئو تصاویر

اندازه�گیری روش�های ١.٣.١

از نیز ری دی روش� غیرفعال. و فعال روش دارد. وجود ترافی اندازه�گیری برای متداول و کل روش دو

تعریف اندازه�گیری برای نیز ری دی گروه�های البته �گویند. م ترکیبی آن به که دارد روشوجود دو این ترکیب

روش�ها این توضیح به ادامه در �گردند. م منشعب گروه دو همین از نیز کلیات و �باشند نم متداول که شده

�پردازیم. م

فعال روش ٢.٣.١

از خاص مشخصه اندازه�گیری هدف ه، شب به ترافی کردن اضافه با که است روش فعال اندازه�گیری

ترافی این میزان و �گردد م اعمال ه شب به اضاف ترافی قطعا روش�ها این در �گردد. م ردیابی ه شب

نمایان ه شب ترافی در و هستند ردیابی قابل روش�ها این نتیجه در است. متغیر استفاده مورد روش به بسته

اندازه�گیری در روشبیشتر این از �باشند. م گروه این در رایج روشبسیار دو traceroute ping، �گردند. م

�گردد. م استفاده نفوذ شناسایی و خطا ه، شب بازده همانند پارامترهایی

فعال غیر روش ٣.٣.١

و ترافی ایجاد بدون و نامحسوس کامال بصورت ه شب ترافی جمع�آوری به اشاره ١٠ غیرفعال اندازه�گیری

نقطه ی در ترافی اطالعات یا و دریافت ، ارسال بسته�های کلیه ذخیره با روش این �کند. م بسته ارسال

و تفکی هرچه که است مشخص �سازد. م محیا کاربر برای وضوح مختلف سطوح در را بررس ه شب از

بررس ان ام �باشد. م بیشتر اطالعات ذخیره�سازی جهت نیاز مورد فضای باشد، باالتر اطالعات وضوح

١٠Passive Measurment

١۵

ترافی اندازه�گیری .٣.١ مفاهیم .١ فصل

بیشتر روش�ها این دارد. وجود بعدی زمان�های در و سازی ذخیره از پس یا و لحظه همان در بسته�ها برخط

دینامی روش�ها این با �شوند. م استفاده نفوذ شناسایی و ظرفیت برنامه�ریزی ، ترافی مهندس جهت در

روش سه دارد. وجود ترافی مدل و مشخصات استخراج ان ام و است نمایش قابل ترافی توزیع و

بدون که �باشد م فیبر یا کابل واسط طریق از اول دارد، وجود کار این پیاده�سازی جهت ن مم سخت�افزاری

روش �باشد. م دریافت قابل ترافی تمام برداری کپی جهت دستگاه نمودن اضافه و ترافی روی بر تاثیر

سرعت با ترافی بازتاب جهت �باشد. م درگاه از بازتاب ایجاد جهت غیرفعال دستگاه ی اتصال دوم

بر زیادی تاثیر حالت این در همچنین شود. اعمال باید بازتاب قابل همزمان درگاه تعداد محدودیت درگاه،

�باشد. �م ترافی بازتاب جهت فعال دستگاه�های از استفاده سوم روش در شد. نخواهد اعمال ه شب تاخیر

باشند.[۴] داشته نیز را ترافی دهنده ل ش یا و آتش دیوار اختیاری نقش �توانند م دستگاه�ها این

غیرفعال[۴] اندازه�گیری سخت�افزاری ساختار :١٠.١ ل ش

اندازه�گیری جهت درگاه بازتاب با سخت�افزاری روش �شود م مشاهده که همانطور ١٠.١ ل ش در

پروتکل و ١١ مدیریت اطالعات جریان، بسته، بر مبتن غیرفعال، اندازه�گیری �شود. �م داده نشان غیرفعال

١١MIB

١۶

ترافی اندازه�گیری .٣.١ مفاهیم .١ فصل

�گیرد. م قرار بررس مورد تفکی به هرکدام و �باشد م کنترل بسته�های و SNMP

ترکیبی روش ۴.٣.١

روش چند ترکیب از که است مفید معموال توپولوژی، مشخصات اکتشاف روش�های و اندازه�گیری در

اطالعات معموال روش�ها این در �گویند. م ترکیبی١٢ حالت این به شود. استفاده غیرفعال و فعال اندازه�گیری

جهت در گروه دو هر مزایای از �توان م روش دو هر ترکیب با دارد. وجود کمتر اختصاصفضای با کاملتر

است. وابسته کاربرد به روش�هاکامال این انتخاب نمود. استفاده نیاز مورد کاربرد

استنتاج روش ۵.٣.١

از نباشد. موجود ه شب ی توپولوژی و اتصال سطح در اندازه�گیری به مستقیم دسترس که شرایط در

بدست آورد. بدست را نظر مورد اطالعات �توان م ١۴ استنتاج روش�های و انتها١٣ به انتها روش�های طریق

به انتها اندازه�گیری طریق از بسته گمشدن نرخ و ه شب داخل تاخیر ه، شب توپولوژی همانند اطالعات آوردن

را خود توپولوژی معموال اینترنت سرویس�دهنده شرکت�های مثال برای �نامند. م ه شب ١۵ توموگراف را انتها

استفاده مورد توپولوژی یل تش و شناسایی جهت استنتاج روش�های که است مواقع این در �کنند نم منتشر

ه�های شب توپولوژی کردن پیدا جهت استنتاج روش نمونه�های از ی RocketFuel پروژه �گیرند. م قرار

�باشد[٧]. م سرویس�دهنده�ها

تجربی کیفیت ۶.٣.١

اینکه به توجه با �باشد. م تجربی١۶ کیفیت ارزیابی کاربردهای بخش شامل ویدئو کیفیت تخمین و ارزیابی

مسیریابی، وریتم�های ال قبیل از ه شب پارامترهای انواع تاثیر تحت ه�ها شب در هم ویدئویی جریان�های

نهایی کاربر آنکه شناسایی �گیرند، م قرار ... و سرویس کیفیت تامین ، ترافی مدیریت ، ترافی ده ل ش

پارامترهای یا و رنگبندی وضوح، کیفیت، از منظور است. دشوار کم �بیند، م کیفیت چه با را تصاویر

کل بصورت �باشد. م داده جریان خود و انتقال پارامترهای بررس از عین ارزیابی کیفیت نیست. بینایی

طول در یا و �گردد م دریافت کیفیت همان با ارسال تصاویر همان آیا کاربر سمت در که بدانیم �خواهیم م

١٢Fused١٣End-to-End١۴Inference١۵Tomography١۶Quality of Experience

١٧

ترافی اندازه�گیری .٣.١ مفاهیم .١ فصل

چه نهایی تصاویر کیفیت نهایتا و داده تغییر را جریان آن از ناش خرابی�های و ه شب پارامترهای ارسال

دارند. ارسال تصاویر با تفاوت

١٨

٢ فصل

تحقیق پیشینه

کاربر دریافت و ادراک کیفیت اندازه�گیری و سنجش لزوم ، IP ه شب پایه بر ویدئو سرویس�های گسترش با

معیار �باشد. م ٢ عین معیار و ١ شخص معیار رایج روش�های از �شود. م اهمیت با بسیار ویدئو جریان از

صورت در �باشد، نم فراهم آن ان ام همیشه و است زمان نیازمند است، انسان سنجش نیارمند شخص

سرویس کیفیت [٩] p.٩١٠ ITU-T استاندارد .[١٢ ،١١ ،١٠ ،٩] �باشد نم دایم و سخت نیز وجود

شخص اندازه�گیری روش در استفاده مورد معیار بیشترین است. شده تشریح اندازه�گیری با کاربر اداراک

است. نموده انتخاب اندازه�گیری معیار و بررس برای را ۵ تا ١ بین عددی که است ٣MOS

با مقیاس حد در و مناسب خروج با است، شخص معیار زین جای برای روش عین سنجش معیار

زین جای نیازمند روش، این الت مش دالیل به ن ولی است شخص معیار ارزیابی، از هدف . شخص معیار

.[٢٣ ،٢٢ ،١٣] هستند دسترس قابل و سریعتر نیستند، انسان روش�ها این هستیم. ر دی روش�های با

[٢٧] PEVQ و [٢۵] Q-Value ، [٢٢] SSIM ، [٢۶] VQM ، [٢۴] PSNR همانند روش�هایی

مستند همین بعدی قسمت در شرح به روش گروه دو هر توضیحات �باشند. �م عین اندازه�گیری خانواده از

است. آمده

و فازی منطق روش�های با معیار این و شده انجام عین معیارهای با ارزیابی [٢٨ ،٨ ،۶] مقاالت در

انجام مقاالت از ی در نیز فازی عصبی ه شب روش همچنین است. شده اندازه�گیری عصبی های ه شب

معیار تعداد و گرفته انجام ه شب و کاربرد دوسطح در ارزیابی [٨ ،۶] است. آمده بدست جالبی نتایج و شده

ارزیابی مورد آنها معیارها، از استفاده از قبل [۶] در است. شده گرفته نظر در ارزیابی منظور به سطح هر در

حریان شناسایی در را تاثیر بیشترین که معیارهایی سپس شدند، بندی دسته کالستر روش با و گرفته قرار١Subjective٢Objective٣Mean Opinion Score

١٩

تحقیق پیشینه .٢ فصل

استفاده آنها نتایج از مقاالت، این ارزیابی به توجه با نیز رساله این در گرفته�اند. قرار ارزیابی مورد دارند

است. شده

مجموعه این �باشد، م [١۴] نموده شروع را عین روش قبل سالهای که کاربردی بسیار مقاالت از

ردیابی۴، فایل طریق از ویدئو ترافی ایجاد قابلیت و وریتم ال پیاده�سازی و NS-٢ شبیه�ساز از استفاده با

[١۴ ،۶] مقاالت که شده استفاده رساله این در مرجع ویدئو تعداد است. نموده ایجاد ارزیابی جهت پالتفرم

نموده�اند. استفاده آنها از خود ارزیابی�های برای

۴Trace File

٢٠

٣ فصل

ویدئو کیفیت تخمین

�باشد. م سرویس�ها اینگونه کیفیت تخمیت ه، شب در چندرسانه�ای سرویس حوزه در الت مش از ی

شامل پارامترها این دارند. مناسب سرویس ارائه جهت خاص پارامترهای به نیاز ویدئو و صوت سرویس

ه، شب سرویس کیفیت تامین در سع و ساختار ایجاد با �باشند. م و... بسته اتالف تاخیر، تغییرات تاخیر،

پیمان گیرد. قرار بررس مورد شرایط این لحظه هر در �بایست م و نشده محیا نظر مورد سرویس لزوما

تامین از لحظه هر در باید که �باشد م سرویس ی نیاز مورد کیفیت تامین منظور به ١ سرویس سطح

ه شب از گذرا بسته�های اطالعات تحلیل و اندازه�گیری با فقط نیز اطمینان این کرد. حاصل اطمینان آن

عموم پارامترها ارزیابی ان ام است. پذیر ان ام گوناگون ارزیابی�های روش این در �گیرد. م صورت

سرویسخاصهمانند ی اختصاص پارمترهای یا ... و مسیرها پایداری تاخیر، بسته، اتالف همانند ه شب

به نیاز خاص، پارامترهای گروه در دارد. وجود ... و مشخص حد با بالدرنگ سرویس�های تصویر، صوت،

�باشد. م تصمیم�گیری جهت آن رد عمل و انیزم م مشخص، سرویس مشخصه�های شناخت

که �شود م استفاده تجربی کیفیت سنجش معیارهای در اشتباه تفکرات و تعاریف بعضا متاسفانه

موارد این که کرد توجه باید و است آمده معیارهای این از نمونه�هایی زیر در گیرند. قرار توجه مورد باید

نمود. خواهند ایجاد ویدئو کیفیت ارزیابی در را تردید�هایی ایجاد ان ام

خاص برنامه�های بر تمرکز و بیننده شخص سلیقه •

موبایل یا سینما تلویزیون، کیفیت همانند کیفیت، از بیننده توقع •

دیده، ٢ باال وضوح با تصاویر که کس مثال است. مرتبط نیز بیننده توقع به نوع به که بیننده، تجربه •

١Service Level Agreement(SLA) )٢High Definition (HD))

٢١

ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

برگردد. پایین�تر وضوح با تصاویر به �تواند م سخت به

سرعت رنگ، نور، شدت اندازه، (وضوح، تصویر مشخصات و (..،CRT،LCD)ر نمایش نوع •

و...) پاسخ

نمایش محیط برپایی نوع •

تصویر و صوت انطباق •

(... برنامه�هاو ترونی ال راهنمایی سرویس(کنترل، و بیننده بین متقابل اعمال روش�های •

رعایت و ارزیابی نقاط تعدد ، باال موارد همانند مسائل پارامترها، تنوع به توجه با ویدئو، کیفیت ارزیابی

پروسه ی در که متعددی اجزا �باشد. م پیچیده مساله ی خطا٣ پنهان�سازی ، بهینه�سازی همانند مسائل

را خاصخود تاثیر اجزا این از کدام هر استو زیاد دارد وجود ویدئو جریان ی بازگشایی و ارسال کدگذاری،

سرها، �پل مالت کدک�ها، مبدل�ها، ر، نمایش و جمع�آور۴ سخت�افزار همانند اجزایی دارند. تصویر کیفیت بر

درک از معنایی تفسیر همچنین �باشند. م اجزا این از نمونه�هایی مسیریاب�ها و سوییچ�ها جریان�سازها،

معنای باید ، ادارک معیار�های از درست ارزیابی برای �باشد. م سلیقه�ای ل مش ی خود نیز تصویر کیفیت

شد. مطمئن آنها انطباق و صحت از و شود سنجیده معیار�ها این دقیق

که باشد م ه شب ترافی اندازه�گیری حوزه در رایج و جالب موضوعات از ی بر تمرکز روش این

محیا ی ملزومات از ه، شب ترافی پایه بر ویدئو کیفیت ارزیابی �باشد. م نیز من نامه پایان تحقیق موضوع

دارد، را ویدئویی سرویس کیفیت تامین مسئولیت که ری دی کننده محیا هر و IP بر مبتن تلویزیون کننده

کیفیت ارزیابی است. شده ارائه ارزیابی�ها انواع دسته�بندی و ارزیابی جهت گسترده�ای تحقیقات �باشد. م

این جهت به �گیرد. م قرار تحقیق و استفاده مورد نیز ۵ تجربی کیفیت ارزیابی �تر کل عنوان با تصویر،

پارامتر�های و ه شب عموم پارامترهای گردد، جمع�آوری ویدئو سرویس به مرتبط بسته�های باید ابتدا ارزیابی

مشخص ویدئویی جریان کیفیت پارامترها این مقادیر ترکیب با شوند، تعیین ویدئو سرویس اختصاص

شد. خواهد باز بیشتر بحث این ادامه در گردد.

٣Error Concealment۴Capture Hardware۵Quality of Experience (QOE)

٢٢

عین و شخص .١.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

عین و شخص ١.٣

مرجع ، شخص تجربه روش �گردد. م تقسیم ٧ عین و ۶ شخص دسته دو به کل در تصویر کیفیت ارزیابی

موضوع(حدود تعدادی روش این در �باشد. م کیفیت رتبه�بندی برای معیاری و است چندرسانه�ای کیفیت

امتیاز بیننده�ها، کل رتبه�بندی میانگین �شود. م پرسیده ویدئو ی کیفیت رتبه�بندی نمایش جهت (١۵-٣٠

به و است تویز با همراه اندازه�گیری ی کیفیت امتیاز که داشت توجه باید �شود. م نامیده رای٨ میانگین

�باشد. م آماری توزیع دقیق، عدد ی جای

جهت را ابزارهایی ٩ فیزی روان دارد. وجود حاضر حال در �ها بررس اینگونه از گسترده�ای دامنه

اعالم و بینایی آستانه شناسایی همانند روش�هایی است. کرده محیا موضوع�ها ادراک کارآیی اندازه�گیری

کرده فرموله کیفیت از بزرگ دامنه برای را مستقیم روشمقیاس�گذاری ITU همچنین ،[١٠] آنها١٠ تفاوت

[٩] است.

رتبه�بندی یا و ١٢ DSIS مستقیم مقایسه ،١١ DSCQS ضمن مقایسه شده، توصیه ارزیابی روش�های

به موضوع و شخص ارزیابی زمینه در بیشتر اطالعات برای �باشند. م ١۴ ACR یا ١٣ SSCQE مطلق

بزگترین نیست. ارزشمند چندرسانه�ای کیفیت ارزیابی جهت روش این متاسفانه شود. مراجعه [١١] مرجع

را هفته روز ٧ ساعت، ٢۴ مانیتورینگ ان ام و است، ارزیابی جهت بیننده زیادی تعداد به نیاز آن ل مش

�گیرد. م قرار استفاده مورد عین کیفیت متره�های مح جهت معموال ارزیابی�ها این ندارد.

این در متره�ها �باشد. م روش این شامل ه شب در اندازه�گیری با ارزیابی که �پردازیم م روشعین به حال

�کند. م پیش�بین را رای میانگین امتیاز ویدئو، مشخصه�های روی از که است وریتم�هایی ال طراح روش،

مراجعه [١٢] مقاله به �توان م بیشتر اطالعات صورت در که دارد وجود ارزیابی جهت متفاوت متره�های

کرد. خواهیم اشاره آنها اطالعات ارجاع انواع و عین گروه�های انواع به ادامه در نمود.

۶Subjective٧Objective٨Mean Opinion Score (MOS))٩psychophysics

١٠Just-noticeable Diffrence (JND)١١Double Stimulus Continu١٢Double Stimulus Impairment Scale١٣Single Stimulus Continuous Quality Evaluation١۴Absolute Category Rating

٢٣

عین و شخص .١.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

عین متره�های ١.١.٣

را نال سی صحت که داده مترهای �شوند. م تقسیم کل دسته سه به عین روش در ارزیابی مورد مترهای

و سر ویدئویی داده�های بصری اطالعات محتوای با که تصویر متره�های �کنند. م بررس محتوا از مستقل

بازگشایی بدون کد�شده، رشته�بیت و بسته�ها سرآیند اطالعات از که رشته�بیت یا بسته متر�های و دارند. کار

[١٣] �کنند. م استفاده آن کامل

داده متره�های .١

نرخ حداکثر و خطا١۵ مجذور میانگین معیار ویدئو و تصویر انجمن که است طوالن مدت برای

در پیاده�سازی و فهم سادگ �کنند. م استفاده تصویر صحت سنجش جهت را ١۶ نویز به نال سی

تخمین PSNR محبوبیت، از مستقل �باشد. م آنها زیاد استفاده دالیل سریع، پردازش توانایی کنار

پایه بر تخمین این آنکه دلیل به است، انسان کننده مشاهده توسط ادارک ویدئو کیفیت از حدودی

این متاسفانه است، هستند چیزی چه داده�ها واقعا آنکه گرفتن نظر در بدون داده، بایت به بایت مقایسه

�باشد. نم استفاده قابل خوبی سنجش معیار عنوان به و ندارد را انسان ادراک با انطباق توانایی معیار

دیدگاه از که دارد راست پایین در اعوجاج a تصویر �شود، م مشاهد ل١.٣ ش در که همینطور

قرار اعوجاج مورد تصویر از بخش b تصویر در ن ولی �باشد، نم دقیق شناسایی قابل انسان ادارک

معیار دیدگاه از که صورت در است، شناسایی قابل و واضح کامال انسان ادراک دیدگاه از که دارد

ندارد. وجود تفاوت�ها اینگونه شناسایی ان ام و است سان ی تصویر دو این مقدار PSNRسنجش

١٨ بسته اتالف نرخ و بیت١٧ خطا نرخ مثل ساده�ای متره�های نیز ه شب سرویس کیفیت انجمن در

محبوبیت از سادگ دلیل به نیز آنها PSNR همانند است. شده تعریف انتقال خطا ارزیابی جهت

سان ی اهمیت از انتقال مورد بسته�های یا بایت�ها و بیت تمام که مشخصاست ن ولی برخوردارند

اتالف که است مشخص �شودول م استفاده صحت ارزیابی جهت متره�ها این از نیستند. برخوردار

گذاشت.[١٣] نخواند سان ی تاثیرات ویدئو سرویس در بسته�ها

١۵Mean Squared Error (MSE)١۶Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR)١٧Bit Error Rate(BER)١٨Packet Loss Rate (PLR)

٢۴

عین و شخص .١.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

متفاوت[١٣] خطای با مشابه ل دوش در برابر PSNR :١.٣ ل ش

تصویر متره�های .٢

کیفیت سنجش متره�های طراح به نیاز داشتند، قبل در داده ساده متره�های که ل مش به توجه با

مدل دسته دو به دیدگاه این شد. ایجاد محتوا ادرک و اعوجاج تاثیر ارزیابی با باالخص بهتر، بصری

�شوند.[١٣] م تقسیم مهندس و بینایی

بینایی مدل دیدگاه •

انسان بینایی سیستم مدل پایه بر ارزیابی است، مشخص قسمت این نام از که همانطور

کیفیتتصویر و انسان بینایی بین مجتمع ارتباط که �شود م سع مدل�ها اینگونه در �باشند. م

تجربیات داده�های و مدل از استفاده با نور، حساسیتشدت رنگو درک همانند گردد. ایجاد

خوش متره�های از و �گردد، برم ١٩٧٠ سال حدود به تحقیقات اینگونه تاریخچه . روان�فیزی

نمود. اشاره ٢٢ PDM و ٢١ MPQM ، ٢٠ JND ،١٩ VDP به �توان م نام

١٩Visual Differences Predictor٢٠Just Noticeable Differences٢١Moving Picture Quality Metric٢٢Perceptual Distorion Metric

٢۵

عین و شخص .١.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

مهندس دیدگاه •

پارامترهای یا قطع مشخصه�های آنالیز و استخراج پایه بر مهندس دیدگاه ر، دی جهت از

همانند تصویر ساختاری المان�های پایه بر �تواند م موارد این �باشد. م ویدئو در شده تعریف

ی یا انتقال، لینک یا فشرده�سازی فنآوری تصویر، پردازش ی مشخصاز اعوجاج یا کانتور

و باشند معنادار انسان بینایی دیدگاه از نباید متره�ها این لزوما باشد. بلوک ٢٣ مصنوع پارامتر

بسیار اخیر سال�های در مهندس متره�های دیدگاه �باشند. م فیزی روان تاثیرات شامل اغلب

تصویر همانند ٢۵ ان م و ٢۴ زمان مشخصه�های ارزیابی برای متره�هایی است. شده گیر همه

برای �گردد. م بین پیش آنها اجتماع از کیفیت که شده ایجاد کشیدگ و شدگ تار ، بلوک

کرده محاسبه را فریم داخل کوچ تکه کواریانس و واریانس میانگین، ٢۶ SSIMروش مثال٢٧VQM بنام ری دی روش .[٢٣] ،[٢٢] �کند م ترکیب اعوجاج نگاشت با را اندازه�گیری و

اندازه�گیری بلوک هر در مشخصه چند و کرده تقسیم ان ‐م زمان بلوک�های به را انس�ها س

�شود. م محاسبه لومینانسرا ان م گرادیان طریق از بلوک هر فعالیتدر مقدار جهتو و شده

رشته�بیت یا بسته متره�های .٣

ویدئو کیفیت روی بر بسته اتالف اثرات و ویدئو٢٨ انتقال بررس به اختصاص بطور متره�ها از بخش

�دهد، م قرار تاثیر تحت را شده کدگذاری رشته�بیت مستقیما بسته اتالف چون باشند. م مربوط

یا بازگشایی بدون بیت رشته یا انتقال رشته از استخراج قابل پارامترهای پایه بر اغلب متره�ها اینگونه

مقایسه در را پردازش و باند عرض داده، نرخ حداقل مزیت روش این �باشند. م بازگشایی حداقل با

جریان زیادی تعداد کیفیت موازی اندازه�گیری قابلیت متره�ها این از استفاده دارد. کامل بازگشایی با

�دهد.[١٣] م را ویدئویی همزمان

و بیت رشته بسته، اطالعات از ترکیبی که نیز، هایبرید متره�های حاضر، حال در که است توجه قابل

گرفته�اند. قرار توجه مورد بسیار نیز �باشند، م ورودیی بعنوان شده بازگشایی ویدئو حت٢٣Artifact٢۴Temporal٢۵Spatial٢۶Structural Similarity Index٢٧Video Quality Metric٢٨Video Delivery Metrics

٢۶

عین و شخص .١.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

اطالعات ارجاع ٢.١.٣

کامل٢٩، ارجاع �شوند. م تقسیم دسته سه به ویدئویی اطالعات به نیاز میزان نظر از معموال کیفیت متره�های

�شوند. م داده توضیح دسته�ها این از کدام هر ادامه در یافته٣١. کاهش ارجاع و ارجاع٣٠ بدون

کامل ارجاع .١

ویدئو وجود به نیاز اینجا در �باشد. م تست ویدئو و مرجع ویدئو بین فریم به فریم مقایسه روش این

برای محدودیتسنگین ی خود این که �باشد، م نشده فشرده معموال و سالم و صحیح کامل، مرجع

زمان دقیق تراز معموال کامل ارجاع متره�های همچنین �باشد. م متره�ها نوع این عمل استفاده�های

بین زمان تراز دارد. وجود فریم هر در سل پی به سل پی مقایسه ان ام و دارند ویدئو دو بین ان م و

ایجاد را سخت این متغیر، تاخیر و تکرار فریم، اتالف همانند مواردی است، ل مش بسیار ویدئو دو

در عموم جابجایی�های مقابل در خوبی پاسخ معموال کامل ارجاع الت، مش این کنار در �کنند. م

MSE، متره�های دارد. ویدئوها متناظر کالیبراسیون نیازمند و �دهد نم کنتراست و رنگ نور، شدت

�باشند. م دسته این از معموال HVS و PSNR

ارجاع بدون .٢

این ندارد. مرجع ویدئو به مستقیم نیاز به و �دهد م قرار تحلیل مورد را تست ویدئو فقط روش این

سخت حالت�هایی در گاه �کند، م کامل ارجاع گروه از انعطاف�پذیرتر بسیار را گروه این موضوع

جریان تراز از بی�نیاز کامال گروه این همچنین دارد. وجود مرجع ویدئو به دسترس ان ام عدم یا

تشخیص �باشد، م محتوی از اعوجاج سازی جدا به وابسته گروه این در اصل چالش �باشند. م

با معموال ارجاع بدون متره�های �شود. م پذیر ان ام تجربه طریق از معموال انسان در مساله این

محتوی بین اشتباه احتمال حال این با هستند، همراه اعوجاج و ویدئو محتوی مورد در فرض�هایی

و �باشند م بلوک تخمین پایه بر گروه این متره�های از بزرگ گستره دارد. وجود اعوجاج و واقع

و H.٢۶x و MPEG روش�های فشرده�سازی پایه ،بر DCT بلوک�های برجسته آرتیفکت�های اکثر

�باشند. م آنها خانواده

٢٩Full Refrence٣٠No Reference٣١Reduced Reference

٢٧

عین و شخص .١.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

�گردد. م تقسیم ٣٣ رشته�بیت ارجاع بدون و ٣٢ سل ارجاع‐پی بدون گره دو به ارجاع بدون دسته

�کند م اندازه�گیری سل پی سطح در را شده بازگشایی ویدئو که است روش سل ارجاع‐پی بدون

و دارد بیشتری پردازش به نیاز روش این شده گفته که همانطور دارد. دسترس ویدئو محتوای به و

نماید. بازگشایی را بسته�ها باید

سل پی از و �دهد م قرار اندازه�گیری مورد را فشرده رشته�بیت که است روش ارجاع‐رشته�بیت بدون

اندازه�گیری این نتایج از کمتر جزییات به دسترس و کمتر پردازش �کند. نم استفاده شده بازگشایی

�باشد. م

یافته کاهش ارجاع .٣

طریق از گروه این گویند. یافته کاهش ارجاع را باشند ارجاع بدون و کامل ارجاع بین که متره�هایی

معیارها این از استفاده با فقط جریان دو مقایسه و مرجع یا تست ویدئو از مشخصه تعدادی استخراج

�باشد. م ان م یا حرکت جزییات مقدار استخراج معیارها، این از مثال �دهد. م انجام را ارزیابی

و �کند م جلوگیری �گردد م ایجاد ارجاع بدون روش�های در که دام�هایی و فرض�ها از دیدگاه، این

به نیاز یافته کاهش ارجاع �کند. م استفاده مرجع ویدئو اطالعات از کنترل قابل مقدار از همچنین

استخراج اطالعات در فقط و نبوده کامل ارجاع سخت و سفت به تراز این ن ولی دارد اطالعات تراز

دارد. وجود نیاز این شده

کیفیت اندازه�گیری برای کامل ارجاع دارند. را خود به مختص کاربرد�های متره دسته سه این کدام هر

و است کنترل تحت کامال شرایط که ، اه آزمایش یا کدک تنظیم کاربردهای و ٣۴ برون�خط بصورت ویدئو

کاهش ارجاع و ارجاع بدون روش است. استفاده مورد است، سریع جواب از مهمتر اطالعات دقیق تحلیل

مورد دارد، اهمیت آالرم تحری و بالردنگ اندازه�گیری که کار، حال در مانیتورینگسرویس�های برای یافته

دارد. مرجع ویدئو به دسترس و پشت کانال ی به نیاز بعضا یافته کاهش ارجاع است. توجه

٣٢No Refrence-Pixel٣٣No Reference-BitStream٣۴offline

٢٨

ترافی اندازه�گیری کاربرد .٢.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

ترافی اندازه�گیری کاربرد ٢.٣

نیز متر�ها این دارد. ارزیابی جهت متر�هایی به نیاز شد، داده توضیح که همانطور ویدئو کیفیت ارزیابی

مشخص اتصال، ی از گذرا اطالعات و ه شب ترافی پایه بر ارزیابی برای دارند. متفاوت گروه�های

متره�های از بایست و ندارد وجود رتبه�بندی جهت بیننده�ای �باشد. م نظر مورد عین ارزیابی روش که است

مانیتورینگ ی و است انجام قابل هفته روز ٧ ساعت، ٢۴ ارزیابی نمود. استفاده ارزیابی جهت مشخص

به متره�ها نوع �کند. م ایجاد را مرتبط آالرم�های نیاز صورت در و �دهد م انجام را بررس این دائم مفید

جریان یا داده بسته�های نوع از ه شب در گذرا ویدئو جریان�های ارزیابی و نظارت ، بررس هدف آنکه دلیل

وابستگ گیرد. قرار ارزیابی مورد و شده بازگشایی داده حداقل بایست توسعه، توانایی به توجه با است، بیت

کیفیت ارزیابی گرفت. خواهد قرار استفاده مورد ارجاع بدون متره�های و ندارد وجود نیز مرجع ویدئو به

است. ارجاع بدون و بیت رشته یا بسته پایه بر عین روش ی ه، شب ترافی اندازه�گیری پایه بر ویدئو

�کنیم. م بررس را موضوع این جوانب سایر ادامه در

ارزیابی مالحظات ١.٢.٣

روش�های در دارد. نیازمندی�هایخاص است، ه شب بستر روی بر ارسال حال در که کیفیتویدئویی ارزیابی

سنجش جهت نیاز مورد متره�های سایر اندازه�گیری یا و ه، شب در تاخیر و بسته اتالف تخمین متعارف،

تمایزی وجه هیچ بررس این �شوند. م بررس بسته�ها تمام از سان ی دید با ارزیابی، و کارآیی معیار�های

همانند نیز آن بسته�های تمام خاص، سرویس ی اندازه�گیری مواقع در حت و �شود نم قائل بسته�ها بین

استانداردهای در که همانگونه فشرده�سازها، پایه بر ویدئویی تصاویر انتقال در �گردند. م ارزیابی ر دی ی

پروتکل�هایی با که ه شب بسته�های در ویدئو اطالعات است، استفاده مورد H.٢۶x MPEGو همانند رایج

و بسته نوع به توجه �باشند. نم برخوردار سان ی اعتبار و اهمیت از �شوند، م منتقل TS و RTP همانند

این هستند. متفاوت بسیار هم با شده اتالف بسته�های اهمیت و است اهمیت با بسیار آن همراه اطالعات

شد گفته که همانطور پس �باشد. م مشاهده قابل نهایی تصویر کیفیت ارزیابی در اهمیت، و جنس تفاوت

اتالف همانند متره�هایی ارزیابی و بسته�ها محض اندازه�گیری با فقط ویدئو کیفیت ارزیابی است، مشخص

همچنین شود، مشخص ویدئو جریان انتقال روش باید نیز منظور بدین �باشد. نم محاسبه قابل تاخیر و

جمع�آوری و دسته�بندی بسته�ها، تک تک ارزیابی با سپس گردد، تعیین تصاویر فشرده�سازی و کدگذاری نوع

بدست کیفیت ارزیابی جهت مقداری و پرداخت نهایی ارزیابی به متره�ها، غالب در آنها از آماری اطالعات

جهت کرد. پیدا گاه آ آنها انتقال روش و تصویر فشرده�سازی روش از باید اندازه�گیری هر از قبل آورد.

٢٩

ترافی اندازه�گیری کاربرد .٢.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

فصول [١۶] مرجع به است ما هدف که MPEG-٢ باالخص و تصویر فشرده�سازی روش�های به آشنایی

UDP پروتکل پایه بر و هستند استفاده پر TS و RTP انتقال روش دو هر شود. مراجعه ١٢ و ١١ ،١٠

با �باشد. م پخش چند ه�های شب در آن از استفاده توان و پروتکل این کم سربار نیز آن دلیل و �باشند، م

ری دی و باشد م [١٧] TS جریان انتقال پروتکل از استفاده رایج روش�های از ی انتقال، پروتکل این٣۵ بالدرنگ انتقال پروتکل �باشد. م [١٩] RTP باشد م ویدئویی ه�های شب در بیشتر استفاده درحال که

حال در نیز ویدئو حوزه در دارد. قرار استفاده مورد که است سال�ها IP بر مبتن تلفن و صورت انتقال در

از بازخورد و کنترل عنوان به ٣۶RTCP بنام ر دی پروتکل ی از پروتکل این باالخصکه و است گسترش

ترافی کاهش بیشتر، بازخوردی اطالعات افزایش منظور به الحاقیه�هایی همچنین �کند. م استفاده ه شب

است. شده اضافه آن به ... و چندپخش حالت در بازخورد ان ام نالینگ، سی

ویدئو کیفیت بر سان ی تاثیر آنها اتالف و نیستند ارزش هم هم بسته�ها شد، گفته که همانطور

�شود. م اشاره آنها از برخ به ادامه در که �باشند م متفاوت موارد پایه بر تاثیرات این �گذارد. نم

نامرئ و مرئ •

از لزوما برابر PSNR مقدار با تصویر دو که شد گفته نکته این PSNR توضیح قسمت در تر پیش

ادراک شناخت علم به وابسته موضوع این دلیل �باشند. نم کیفیت هم انسان ادراک و بیننده دیدگاه

روش به خیل که دارد، وجود اختالف این برای عمده دلیل دو معموال �باشد. م انسان فیزی روان و

است: مرتبط انسان بینایی سیستم پردازش

٣٧ داده متره�های اعوجاج تجاهل –

شود. نمایان بیننده برای بیشتر یا کمتر است ن مم آن، مشخصات و نوع به بسته اعوجاج،

ل ش در که همانطور دارد. کمتری حساسیت باال بسامد با نویز�های به انسان بینایی سیستم

سمت ل ش در پایین بسامد با نویز از کمتر پایین، قسمتچپ در باال بسامد با نویز چپ، ١.٣

است. نمایان راست

٣۵Real-Time Transfer Protocol (RTP)٣۶Real-Time Control Protocol٣٧Distortion Agnostic

٣٠

ترافی اندازه�گیری کاربرد .٢.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

٣٨ داده متره�های محتوی تجاهل –

مقابل نویز نمودن نمایان در �افتد، م اتفاق آن در نویز که تصویر از بخش و ال و محتوی

تصویری فعالیت�های نویز قسمت در چپ، ١.٣ ل ش است. موثر بسیار انسان بینایی سیستم

اعوجاج بر پوشش تصویر، در فعالیت�ها این دارد. وجود دریا بافتسنگو و لبه قبیل از زیادی

از بخش در آبی، آسمان در اعوجاج راست سمت ل ش در ن ولی �کنند. م ایجاد ناحیه این

وجود آنجا در که کم پوشش بدلیل است. شده ایجاد ندارد وجود خاص فعالیت که تصویر

شود. م ظاهر انسان بینایی در فورا اعوجاج دارد

بسته�ها انتقال، روش�های و فشرده�سازی به وابسته ر دی دالیل وجود و شده گفته دالیل به استنتاج با

بیننده دید از شاید اطالعات این دادن دست از با که �کنند م منتقل را متفاوت تصویری اطالعات

نمایان همان بودن، نامرئ از منظور باشد. نامرئ اتالف این و نگردد ایجاد تصویر در اعوجاج

سازی پنهان نحوه تصویر، برش ، ارسال فریم نوع �باشد. م مشاهده مورد تصویر در اعوجاج نشدن

این تمام که مشخصاست �باشند. م گذار تاثیر تصویر در خطا نمودن نامرئ در هم ... و خطا

مرئ داد. ارائه بیننده به را باالتری کیفیت بتوان تا باشد، م مساله این تقویت راستایی در تمهیدات

شناسایی و تشخیص قابل که ل ش به تصویر در خطا�ها شدن نمایان بودن، نامرئ خالف هم بودن

[١٣] �شود. م ویدئو نمایش کیفیت افت باعث حالت این و است باشد، بیننده طرف از

Frames I،P،B •

هر .۴١ B ،۴٠ P ،٣٩ I فریم دارد، وجود داده فریم نوع سه MPEG روش به ویدئو فشرده�سازی در

نسبت، به نیز کدام هر که دارند، همراه را ویدئو فریم�های به مربوط اطالعات از قسمت یا کل کدام،

از هستند فریم�ها این اطالعات شامل که بسته�هایی دارند. متفاوت فشرده�سازی توان و داده�ای ارزش

جریان در فریم�ها این از کدام هر به توجه که است جهت بدین و �باشد م برخوردار متفاوت اه جای

[١۶] �باشد. م اهمیت مورد بسیار داده

Slice and Frame •٣٨Content Agnostic٣٩Intra-Frame۴٠Predicted-Frame۴١Bidirectional-Frame

٣١

ترافی اندازه�گیری کاربرد .٢.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

فشرده�سازی با مرتبط ری، مطلبدی به گردید، اشاره فشرده فریم�های انواع به که قبل قسمت ادامه در

دیده بعد تک آرایه ی بصورت فشرده�سازی، این در مرجع فریم هر �شود. م پرداخته MPEG

معروف برش بنام و شوند م بسته�بندی مشخص خانه تعداد با بسته�هایی در آرایه این و �شود م

کدام آن دادن دست از صورت در و دارند همراه اطالعات مقدار چه برش�ها این که حال است.

ویدئو بسته ی در دارد. نقش نهایی کیفیت در که است مساله�ای �رود، م دست از تصویر از قسمت

ی شامل بسته آن مثال آنکه به وابسته گیرد، صورت اتالف اگر �گردد، م منتقل ه شب روی بر که

برش دو یا ی دادن دست از به منجر �تواند م باشد، فریم ی سرآیند یا و برش ی از قسمت برش،

[١۶] کند. ایجاد تصویر کیفیت در متفاوت تاثیرات و شود، فریم ی کل یا و

Concealment and Resilence Error •

کیفیت افزایش جهت در مستقیم غیر بطور دو هر ۴٣ خطا پنهان�سازی و ۴٢ خطا تحمل روش�های

�گردد، م ایجاد خطا که شرایط در آن جبران و خطا از جلوگیری ایجاد با �دارند. م بر گام ویدئو

و نوع بایست تصویر کیفیت اندازه�گیری راستای در پس نمود. حفط را مطلوب کیفیت �توان م

نم موارد این به توجه عدم صورت در که چرا گیرد، قرار توجه مورد خطا سازی جبران وریتم�های ال

[١۶] آورد. بدست بیننده توسط مشاهد مورد حقیق کیفیت از درست تخمین توان

Retransmission and Buffer Playback •

سع و �باشند م ویدئو کیفیت تامین ر دی متد�های از درمیان ی ارسال و مجدد ارسال پخش، بافر

روش�ها این هدف شد گفته که پسهمانطور دارند. ه شب و انتقال در کیفیت کاهنده حذفعوامل در

[١۶] �باشد. م بیننده توسط مشاهده مورد کیفیت کاهش از جلوگیری روش�ها، سایر همانند نیز

به وابسته و است، پیچیده�ای مساله ه شب اندازه�گیری پایه بر ویدئو کیفیت ارزیابی که گفت �توان م انتها در

چه هر و است، کیفیت بر گذار تاثیر مشخصه�های شناخت همراه به انتقال و فشرده�سازی روش از گاه آ

گاه آ با �باشد. م برخوردار بیشتری دقت از ارزیابی و تخمین گیرند، قرار توجه مورد پارامترها این بیشتر

۴٢Error Resilience۴٣Error Concealment

٣٢

ترافی اندازه�گیری کاربرد .٢.٣ ویدئو کیفیت تخمین .٣ فصل

... و تاخیر تغییرات تاخیر، بسته، اتالف همانند ه شب وضعیت متره�های با آنها نتایج ترکیب و موارد این از

آورد. بدست را کیفیت از مناسب تخمین �توان م

٣٣

۴ فصل

داده جریان پایه بر کیفیت سنجش

ه شب ترافی روی از ویدئو جریان کیفیت تخمین و ارزیابی جهت روش و جدید ایده ارائه رساله این هدف

دهنده نشان کاربرد سطح معیار است. ه شب سطح و کاربرد سطح معیار دو پایه بر شده ارايه روش است.

را ویدئو جریان روی بر شده حذف های بسته اثر ه شب سطح معیار و است تصویر جریان در تحرک میزان

معیارها این اندازه�گیری برپایه �نمایندو م فراهم را نیاز مورد معیارهای شده، ارائه روش دو �دهد. م نشان

بسته حذف اثر تخمین سپس و تصویر در تحرک ارزیابی روش ابتدا در �گیرد. م صورت کیفیت تقریب

�شود. م داده توضیح

٣۴

تحرک شدت .١.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

تحرک شدت ١.۴

با است. متحرک تصاویر تغییرات و ویديو دینامی شناسایی جهت مهم اندازه�گیری معیار ی تحرک شدت

تحرک اخبار گویندگان همانند ویدئو�هایی �شود. م اندازه�گیری ویدئو تصاویر در تغییرات سرعت معیار این

دارد. باالیی تصویری دینامی و متغیر تصاویر فوتبال مسابقه ی ن ولی دارند تصاویر در کم تغییرات و

جریان کیفیت ارزیابی جهت به اینجا در که دارد را مختلف کاربردهایی معیار این سریع و دقیق محاسبه

مشاهده از استفاده به نیازی و �آید م بدست عین روش از معیار این �گیرد. م قرار استفاده مورد ویدئو

دینامی شده، ارائه روش در انسان، درگیری بدون و ویدئو جریان اطالعات تحلیل با �باشد. نم انسان

نیز تصویر سازی فشرده و شده�اند یل تش تصویر فریم تعدادی از ویدئو تصاویر �شود. م اندازه�گیری ویدئو

استاندارد در است. ه� شب روی بر آن انتقال و ذخیره ان ام منظور به تصاویر این حجم کاهش جهت روش

P ، I نوع فریم است. استفاده مورد رایج فریم نوع سه شد داده توضیح قبل در که همانطور سازی فشرده

شدت شناسایی برای دارند. ویدئو جریان در خاص اه جای خود، خاص روش به توجه با هرکدام که B و

I شامل استفاده مورد فریم�های است. شده استفاده فریم�ها این خصوصیت از تصویر، بودن فعال و تحرک

خود در را فریم ی کامل اطالعات و هستند فریم نوع �ترین غن اطالعات نظر از فریم�ها I �باشند. م P و

بسیار اطالعات حامل فریم�ها P ول دارند. فریم�ها سایر به نسبت را فشرده�سازی کمترین همچنین دارند،

تحرک، شدت روش در �کنند. م نگهداری را خود قبل فریم �I به نسبت تغییرات فقط و هستند، کمتری

�باشد. م P یا I نوع از قبل فریم ارزیابی مالک همیشه

تحرک شدت وریتم ال :١.۴ ل ش

تفاوت اندازه به نسبت نیز اندازه این و دارند I فریم�های به نسبت کمتری اندازه و حجم P فریم�های

٣۵

تحرک شدت .١.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

شروع ابتدا آن، خاص نسخه از مستقل تصویر تحرک١ تخمین وریتم ال است. متفاوت فریم دو محتوای

شباهت چه هر �کند. م کم هم از را اختالفات این و �کند م تصویر دو در شباهت بیشترین کردن پیدا به

را تصویر در کم تغییرات معنای زیاد شباهت شد. خواهد کمتر P فریم اندازه باشد، داشته وجود بیشتری

دقیق معیار تنهایی به P فریم�های بررس است. ویدئو در کم تحرک دهنده نشان کم تغییرات این و دارد

پایه بر P فریم�های سنجش معیار که صورت در داد. انجام آن از درست تفسیر سادگ به �توان نم و نیست

نسبت گرفتن نظر در با بود. خواهد مقایسه جهت درست مبنای و شده نرمال مقادیر این باشد I فریم�های

نوع فریم به که زمان هر حالت این در �گردد. م فراهم مقایسه قابلیت و شده نرمال مقدار I به P فریم�های

نشان را تصویر تحرک شدت ریاض معادله ١.۴ معادله �شود. م حساب I به P فریم اندازه نسبت برسیم، P

تمام نسبت تصویری گروه ی در است. محاسبه وریتم ال و مدل این نمایشتصویری ١.۴ ل ش و �دهد م

است مشخص که همانطور عدد این �آید. �م بدست تصویری گروه همان در I نوع فریم بر P نوع فریم�های

هیچ �شود، نم I فریم اندازه هم یا صفر P فریم وقت هیچ آنکه دلیل به ن ولی بود، خواهد ی تا صفر از

پایین حد که �باشد م ٠٬٩ ال ٠٬١ از واحد این در تغییرات حدود شد. نخواهد ی یا صفر عدد این وقت

است. تصویر در تحرک مقدار کمترین و است I فریم از کمتر خیل P فریم اندازه که است آن دهنده نشان

به فریم�ها و ویدئو در تغییرات و تحرک مقدار و است I به P فریم اندازه نسبت بیشترین دهنده نشان باال حد

است. رسیده مقدار بیشترین

Motion Intensity =PframesizeIframesize

(١.۴)

مناسب آن نتایج و کارآمد بسیار حال عین در ن ولی است، سب و ساده بسیار پردازش نظر از روش این

معیار که است مشخص متحرک، تصاویر سازی فشرده انیزم م خصوصیات بررس از �باشد. م ارزیابی

مورد در عین شواهد بتوانم آنکه دلیل به ن ولی دارد. تصویر در تحرک شدت از مناسبی ارزیابی شده ارائه

پویایی با ویدئو�ها این است. گرفته قرار ارزیابی مورد مختلف ویدئو جریان سه دهم، نشان شده ارائه مدل

و Coastguard و Akiyo ویدئو پویایی ترتیب به �باشند. م شده ارائه مدل ارزیابی برای مرجع متفاوت،

است. شده ترسیم ٢.۴ ل ش در مدل، پایه بر نتایج و شده بررس Football

مقادیر و است جهش حال در که لحظه�ای ارزیابی مقادیر است، شده ترسیم داده دسته دو ٢.۴ ل ش در

و ٢.۴ فرمول گرفتن نظر در احتساب با میانگین �گیرد. م را لحظه�ای جهش�های این جلوی که میانگین،

١Motion Estimation

٣۶

تحرک شدت .١.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

استخطا�های میانگین سمت به وزن مقدار صورتچون بدین است. شده محاسبه w متغیر برای ٠٬٩ مقداز

میانگین مقدار این ن ولی �گیرد. م قرار ارزیابی مورد خطا�ها میانگین و شود نم دیده نمودار در لحظه�ای

با �کند. م حفظ را اثرات ویديو جریان ابتدا از و �باشد، نم مناسب تصویری گروه واحد در ارزیابی جهت

داد. تغییر را حال و گذشته مقادیر با مقدار این وابستگ �توان م وزن میزان تغییر

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Rat

io (

P/I)

Frame number

akito-avgakito

coastguard-avgcoastguardfootbal-avg

footbal

تحرک شدت نمودار :٢.۴ ل ش

Average = Avegare×W + Current× 1−W (٢.۴)

شوند، تعریف بازه این در باید پارامترها کلیه و است GOPاساس بر محاسبات چون ما نهایی مدل در

شدت معیار �آید. م بدست ٣.۴ ل ش و �شود م محاسبه GOP هر بازه در ٢.۴ میانگین فرمول نتیجه در

�گیرد. م قرار اختیار در ارزیابی جهت و شده محاسبه تصویر گروه هر در تحرک

٣٧

تحرک شدت .١.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Rat

io (

P/I)

Frame number

akito-avgakito

coastguard-avgcoastguardfootbal-avg

footbal

GOP پایه بر تحرک شدت نمودار :٣.۴ ل ش

مورد نهایی ارزیابی در �GOP پایه بر فعالیت �دهد. م نشان GOP بازه در را ویدئو تحرک فوق نمودار

تصویر گروه هر در تحرک میزان معیار این شوند. اندازه�گیری واحد این در معیارها تمام باید و است نظر

مورد ویدئو جریان کیفیت ارزیابی جهت استفاده مورد بعدی قسمت�های در مقدار این و �کند م محاسبه را

�گیرد. م قرار استفاده

٣٨

بسته حذف اثر .٢.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

بسته حذف اثر ٢.۴

اثر در بسته حذف �باشد. م بسته رفتن٢ دست از یا حذف ه، شب سرویس�های کیفیت در موثر عوامل از

روش�های با و دارد، نامناسبی اثر ه شب سرویس�های روی بر مساله این �گردد. م ایجاد مختلف عوامل

نشان را خود بیشتر بسته حذف اثر بالدرنگ سرویس�های در ن ولی است. آن جبران در سع مختلف

نیاز آنکه دلیل به اهمیت، با بسته ی نرسیدن بالدرنگ کاربردهای در است. تحمل غیرقابل بعضا و �دهد م

�گذارد م تاثیر سرویس کیفیت بر مستقیما �باشد نم آن در بسته مجدد ارسال ان ام و است زمان به وابسته

حتما و است باال بسیار بسته رفتن دست از اندازه�گیری اهمیت �شود. م نمایان نهایی کاربر مقابل در و

آن به ادامه در که شده مطرح جدیدی ایده بسته حذف برای رساله این در نمود. توجه بدان باید ارزیابی در

�پردازم. م

یا نرسیده بسته�های �توان م RTP، پروتکل ترتیب شماره پایه بر ویدئو، جریان و ویدئو کاربرد در

معموال پارامتر این نمود. اندازه�گیری را �باشد م بسته حذف همانند که بسته رسیدن دیر همچون مواردی

واحد رساله این در �شود. م اندازه�گیری زمان واحد در بسته حذف نرخ بصورت مقاالت و پروژه�ها در

وابسته�ای و متوال بسته�های تعداد GOP است. شده پیشنهاد کاربرد این جهت مناسب�تری اندازه�گیری

معیار این در است. شده تعریف سازی فشرده استاندارد در و �شوند م دسته�بندی گروه ی در که هستند

�توان م سادگ به ارزیابی برای صورت بدین �گردد. م اندازه�گیری �GOP هر در ، حذف بسته�های واحد

نمود. محاسبه را GOP هر کیفیت

معیار این �کنم. م ذاری نام حذف٣ اثر را �آید م بدست شده حذف بسته�های ارزیابی از که معیاری

روی بر اتفاق این تاثیر دهنده نشان و �آید م بدست GOP ی در بسته�ها حذف ارزیابی از که است عددی

ی در رفته دست از بسته�های تعداد تقسیم از و بود ٣.۴ معادله اساس بر اولیه ایده است. GOP همان

�آمد. م بدست GOP ی در بسته�ها تعداد بر GOP

Loss Effect =

√LosspktGOPpkt

(٣.۴)

باالخص است. کارآمدتر بود زمان واحد در بسته حذف بر مبتن فقط که قبل روش�های از ٣.۴ معادله

برای بسته حذف اثر سنجش جهت معیاری خود این دارد. نیز GOP ی در بسته تعداد داشتن به نیاز که

٢Packet Drop٣Loss Effect

٣٩

بسته حذف اثر .٢.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

افزایش نتیجه و شد اضافه ه شب الیه به کاربرد الیه اطالعات از بیشتری بخش مرور به اما �باشد. م کیفیت

�باشند. م متفاوت ویدئو جریان در فریم گروه سه ارزش قبل، توضیحات طبق شد. برآورد کیفیت و دقت

دقیق شناسایی است. متفاوت دهد قرار تاثیر تحت را فریم�ها از نوع کدام آنکه به وابسته بسته، حذف پس

دارد. پردازش به نیاز و دشوار کم �دهد م قرار تاثیر تحت را فریم کدام دقیقا اینکه و شده، حذف بسته هر

روش اینجا در ن ولی . است روش این با ارزیابی گسترش پروژه، این ادامه در آینده کارهای از ی البته

است. کل کیفیت در آن تاثیر و فریم هر بر حذف وقوع احتمال پایه بر پیشنهادی

حساب را GOP در فریم نوع هر بسته�های وجود احتمال ۴.۴ معادله با ابتدا در حذف اثر محاسبه برای

گروه بسته�ها کل تعداد بر تقسیم را تصویری گروه در فریم نوع هر بسته�های تعداد منظور بدین �کنیم. م

احتمال مثال بعنوان �دهد. م نشان تصویر گروه در را فریم نوع آن وقوع احتمال مقدار و �کنیم، م تصویری

انجام صورت همین به نیز فریم�ها سایر برای است، شده حساب ۴.۴ معادله در I نوع فریم برای وجود

�گیرد. م

P(I) =IframepktGOPpkt

(۴.۴)

از بسته تعداد دهنده نشان Loss مقدار �شود. م مشخص است فریم نوع x که P(x) با وجود احتمال

۵.۴ معادله در است. GOP کل در x نوع فریم اثر دهنده نشان نیز E(x) و است GOP در رفته دست

مقدار این �گردد. م جمع هم با آنها مقادیر و �گردد م انجام محاسبه این فریم نوع سه هر برای که �بینیم م

فریم نوع هر برای �باشد. م فریم�ها و GOP ساختار به توجه با بسته حذف از ناش که است حذف اثر

در شده حذف بسته تعداد در ضرب تصویر گروه کل در فریم نوع این اثر در ضرب فریم نوع بسته تعداد

فریم نوع این روی بر شده حذف بسته اگر است فریم نوع این حذف اثر دهنده نشان و �شود م تصویر گروه

حذف کل اثر و �گردد م جمع هم با نهایت در و شده حساب فریم نوع سه هر برای مقدار این ذارد. ب تاثیر

معادله با شود نرمال آن مقدار اینکه برای و �گردد م محاسبه تصویری گروه هر در مقدار این �آید. م بدست

�شود. م نرمال نهایی مقدار ۶.۴

e(loss) = P (I)× E(I)× Losspkt+P (P )× E(P )× Losspkt+P (B)× E(B)× Losspkt

(۵.۴)

۴٠

بسته حذف اثر .٢.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

بسته تعداد بر حذف اثر مقدار تقسیم دوم ریشه برابر و �آید م بدست ۶.۴ معادله از حذف اثر مقدار

افزایش نسبت و است رشد نمودار بودن خط از جلوگیری جهت تابع بر دوم ریشه اثر �باشد. م GOP در

تعداد افزایش با و شده نمایان کمتر حذف تاثیرات ابتدا در �شود. م خط غیر حذف اثر به بسته حذف

ویدئو واقع جریان در بسته حذف واقع اثر نمودار این و �کند م پیدا شدت مقدار این افزایش بسته حذف

�دهد. م نشان را

Loss Effect =

√e(loss)

GOPpkt

(۶.۴)

حذف تعداد هرچه است. مشخص کامال تابع دوم ریشه دلیل و �باشد م حذف اثر نمودار ۵.۴ ل ش

برای ترتیب به و بسته ٢٣ با GOP پایه بر نمودار این �کند. م پیدا شدت حذف اثر �شود، م بیشتر بسته

نوع از فریم ١٠ و ۶ ،١ از ل متش تصویری گروه ساختار است. بسته ١٠ و ٨ ،۵ تعداد B ، P ، I فریم�های

است. B و P ، I

این �شود. م داده نشان E(x) با که دارد وجود مقداری شده، داده نشان ۵.۴ معادله در که همانطور

بدین مقدار این تعیین روش �باشد. م حذف اثر مقدار کل در فریم نوع هر حذف تاثیر بزرگ و وزن مقدار

شناسایی آن ساختار تصویر، گروه ی در نوع هر از فریم تعداد استخراج و جریان تحلیل با که است ل ش

�شود. م ده مقدار فریم از نوع هر برای متغیر این �شود، م داده توضیح ادامه در که روش طبق و �شود م

عضو فریم�های تمام در اثر آن، روی بر خرابی ایجاد صورت در و است فریم نوع مهمترین از I فریم

متاثر B و P ، I فریم�های اطالعات فریم، نوع این در تخریب صورت در نتیجه در �ماند. م باق تصویر گروه

. �دهیم م قرار نوع سه هر فریم�های تعداد مجموع با برابر را فریم نوع این وزن دلیل همین به شد. خواهند

هم مجاور B فریم تعداد باید پس �کند. م متاثر را همسایه فریم�های و خود تخریب، صورت در B نوع فریم

P نوع �کنیم. م ی اضافه به P فریم تعداد بر تقسیم را B فریم تعداد منظور این برای و بیاوریم بدست را

قرار تخریب مورد که کجا هر در فریم نوع این گرفت. قرار بررس مورد آخر در بیشتر تحلیل به نیاز دلیل به

فریم، نوع این وزن �آوردن بدست برای �دهد. م قرار تاثیر تحت را انتها تا نقطه آن از فریم�ها و خود گیرند،

یعن �کنیم. م P فریم تعداد بر تقسیم و کرده جمع P فریم هر از را، تصویر گروه آخر تا فریم�ها تعداد تمام

�کنیم. م محاسبه را تصویر گروه ی در P �های فریم تمام بعدی فریم�های میانگین

۴١

بسته حذف اثر .٢.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

P نوع فریم اثر محاسبه روش :۴.۴ ل ش

عدد سه �باشد. م نمونه تصویر گروه ی در P نوع فریم اثر محاسبه نحوه تصویری نمایش ۴.۴ ل ش

�شود. م محاسبه تصویری گروه انتهای تا کدام هر از بعد فریم تعداد و دارد وجود تصویر گروه در P نوع فریم

فریم نوع این اثر مقدار و �شود م تصویری گروه در �P فریم تعداد که سه عدد بر تقسیم نهایی مقدار سپس

�آید. م بدست

و �دهد م نشان را تصویر گروه در فریم تعداد پایه بر فریم نوع سه هر اثر محاسبه فرمول ٧.۴ معادالت

�شوند. م استفاده حذف اثر مقدار تعیین در

P(x) =frame(x)pkt

GOPpkt

E(I) = Iqty + Pqty +Bqty

E(B) = Bqty

Pqty+1

E(P) =∑Pqty

i=i (E(B)+1)×i

Pqty

(٧.۴)

۴٢

بسته حذف اثر .٢.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Loss

effe

ct

Packet loss/GOP

182335

تصویری گروه سه در حذف اثر نمودار :۵.۴ ل ش

B و P ، I نوع برای فریم ١٠ و ۶، ١ ساختار با مختلف جریان سه برای نمودار سه ۵.۴ ل ش در

�دهد م نشان جریان سه این �باشند. م بسته ٣۵ و ٢٣ ،١٨ شامل تصویر گروه�های این است. شده ارزیابی

مقادیر این دوم ریشه اثر و �کنند م رشد ونه چ آنها اثر نسبت همراه به تصویر، گروه ی در بسته تعداد که

�گردد م حذف اثر رشد باعث بسته حذف رشد مشخصاست که همانطور �کند. م خارج خط حالت از را

از حذف اثر ، تصویر گروه در بسته تعداد افزایش با همچنین است. خط غیر بصورت رشد این ن ولی

با ن ولی باشد کیفیت تخمین از مناسبی نمایش �تواند نم تنهایی به مقدار این است. برخوردار آرام�تری رشد

بعدی قسمت در است اعوجاج تخمین که مقدار این رسید. خواهیم مناسبی مقدار به تحرک شدت ترکیب

�شود. م داده شرح

۴٣

اعوجاج تخمین .٣.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

اعوجاج تخمین ٣.۴

کم با که هستند مقادیری معیار دو این شدند. معرف حذف اثر و تحرک شدت معیار دو قبل قسمت دو در

جدید معیار �شود. م انجام کیفیت ارزیابی مقدار دو این ترکیب با �زنم. م تخمین را ویدئو جریان کیفیت آن

�دهد. م نشان را ویدئو جریان در گرفته صورت تخریب مقدار مقدار این و �گردد م معرف اعوجاج نام به

جریان کیفیت تخمین کیفیت، از مقدار این کسر با باشد. م شده ایجاد تخریب میزان معنای هم مقدار این

٨.۴ رابطه در و �باشد م عدد دو این ضرب بصورت شده ارائه مدل در تخریب مقدار �گیرد. م انجام ویديو

است. شده داده نشان

Distortion Estimation = Motion Intensity × Estimated Loss Effects (٨.۴)

تخریب میزان تخمین حذف، اثر و تحرک شدت معیار دو ضرب با که است آن دهنده نشان ٨.۴ رابطه

تعداد و تصویر گروه ساختار به وابسته معیار ی حذف اثر �آید. �م بدست ویدئو جریان ی تصویر گروه در

تخریب مقدار پس �یابد. م کاهش مقدارش آن در تحرک ضرب با نهایی مدل در و است فریم�ها بسته�های

کمتر ی از همیشه تحرک شدت مقدار �شود. م کمتر حذف اثر میزان از تحرک ضربشدت از پس همیشه

�دهد. م نشان را تری کوچ عدد درهم آنها ضرب و است

۴۴

اعوجاج تخمین .٣.۴ داده جریان پایه بر کیفیت سنجش .۴ فصل

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 5 10 15 20 25 30 35

Dis

tort

ion

estim

atio

n

Packet loss per GOP

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

تصویر کیفیت نمودار :۶.۴ ل ش

تحرک تخمین مقدار و دارد بسته ۶٨ تصویر گروه �دهد. م نمایش را خرابی تخمین ۶.۴ ل ش نمودار

نشان را خود سریعتر خرابی اثر تحرک، افزایش با است مشخص که همانطور است. متغیر ٠٬٩ ال ٠٬١ از

است مشخص نمودار در که همانطور و �شود م بیشتر تحرک شدت ٠٬٩ خط سمت به ٠٬١ خط از �دهد. م

بیشتر نیز تخریب تخمین افزایش سرعت و �کند م تولید بیشتری خطا بسته، افزایشحذف بیشتر، تحرک در

در کیفیت تخمین کیفیت، عدد از مقدار این کسر با و است. ١ تا ٠ محدوده در همیشه مقدار این است.

تخمین مقدار آوردن بدست منظور به نهایت در شد گفته نیز قبل که همانطور �شود. مشخصم تصویر گروه

را ویدئو جریان کیفیت ارزیابی نتیجه مقدار این �کنیم. م کم ی از را تخریب مقدار ویدئو، جریان کیفیت

�دهد. م نشان

۴۵

۵ فصل

ارزیابی

روند قسمت این در است. شده انجام مراحل ابزارها، کم با پیشنهادی، روش�های ارزیابی منظور به

در �شود. م داده شرح شده گرفته نتایج و خروج داده�های با همراه رساله، این عمل ارزیابی و پیاده�سازی

خروج نمایش و صحت تایید منظور به داده�ها این ارزیابی روش و داده�ها ادامه در و پیاده�سازی روش ابتدا

شد. خواهد �گیری نتیجه و شده تحلیل انتها در نتایج این شود. م داده توضیح قبول مورد

۴۶

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

پیاده�سازی ١.۵

روشتقلید٢. و روششبیه�سازی١ دارد. وجود روشکل دو ه شب با مرتبط موارد ارزیابی و پیاده�سازی جهت

است واقع کامال محیط تقلید، ن ولی �کند م ارائه پارچه ی محیط در را مناسب انات ام روششبیه�سازی

بر تقلید انتخاب مورد محیط �شود. م انجام آن در واقع تاثیرات با حقیق محیط در اتفاقات تمام و

تکنولوژی تحقیقات گروه بوسیله ،[٣١] دارد نام ٣ CORE مجموعه این �باشد[٣٣]. م گنو/لینوکس پایه

اه آزمایش توسط حاضر حال در باز متن پروژه این توسعه ادامه و است شده داده توسعه بویینگ شرکت ه شب

ابزار و سازی مجازی از استفاده با مجموعه این شود. م انجام متحده ایاالت دریایی نیروی تحقیقات

گره�های اتصال با و نموده ایجاد را دلخواه ه شب توپولوژی ، FreeBSD گنو/لینوکسو در ه شب پل ساخت

نرم�افزارهای بصورت هم کاربرد الیه تا مسیریابی از سرویس�ها، تمام �نماید. م ایجاد را ه شب مجازی

گونه هر واقع ه شب به آن اتصال ان ام و بودن واقع به توجه با �شوند. م اجرا ه شب فضای در حقیق

�باشد. م اجرا و سازی پیاده قابل محیط این در ه شب تحت کاربرد

توپولوژی :١.۵ ل ش

ه شب این گلوگاه n۵ ، n۴ مسیریاب دو است. شده داده نشان ١.۵ ل ش در ارزیابی مورد توپولوژی

سایر �باشد. م ویدئو گیرنده سرویس سمتچپ در �باشد، م ویدئو دهنده سرویس راست سمت در و است

در کامل بطور توپولوژی این شده�اند. اضافه ۴ سری پشت ترافی ایجاد منظور به نیز ر دی دستگاه�های

تقلید توپولوژی هم ٢.۵ ل ش است. گرفته انجام آن با مرتبط تنظیمات و مقادیر و شده ایجاد CORE

�باشد. م رساله این در گره و لینک هر مشخصات و آدرس با CORE توسط شده١Simulation٢Emulation٣Common Open Research Emulator۴Background

۴٧

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

CORE در توپولوژی :٢.۵ ل ش

گنو/لینوکس هسته همراه که netem استاندارد ماژول با بسته در نرخخطا همانند لینکارتباط پارامترهای

گیرنده و کاربر به سرور سمت از عبوری ترافی دهنده نشان پهن قرمز خط ل، ش در �شود. م اضافه است،

ه شب در و شده پیاده�سازی پیشنهادی روش�های باید پس است، واقع کامال فضا که حال �باشد. م ترافی

چهارچوب از استفاده با و C++ برنامه�نویس زبان با پیاده�سازی و کدها کلیه منظور بدین شوند. اجرا واقع

جهت قوی بسیار مجموعه ی کاری چهارچوب این است[٣٢]. شده انجام نوکیا شرکت ۴٬٧٬۴ Qt کاری۵

است. دهندگان توسعه نیاز مورد ساختمان�داده�های و کتابخانه از غن مجموعه همراه به سریع پیاده�سازی

کاری، چهارچوب این از کامل استفاده صورت در و دارد را پالتفرم۶ بین قابلیت مجموعه این همچنین

دارد. وجود نیز سیستم�عامل�ها سایر روی بر اجرا و کامپایل ان ام

غیر به دهد قرار پردازش مورد و کند دریافت ه شب از را بسته�ها بتواند که برنامه�ای توسعه منظور به

سازی فراهم منظور به کتابخانه این داریم. نیز pcap رایج بسیار کتابخانه به نیاز Qt کاری چهارچوب از

قرار و کتابخانه این از استفاده این با �باشد. م ه شب کارت از ه شب بسته�های جمع�آوری و دسترس ان ام

مربوط آنکه از مستقل برسند، کارت به که بسته�هایی تمام بی�قید٧، وضعیت در ه شب کارت حالت دادن

فعال، غیر حالت در بسته�ها شنود با ترتیب بدین �شوند. م ارسال باالتر الیه به خیر یا هستند سیستم این به

۵Framework۶Cross Platform٧Promiscuous

۴٨

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

�باشند. م تحلیل و پردازش جهت کاربردی برنامه اختیار در بسته�ها تمام

این در البته دارد، کاربر گرافی رابط پیاده�سازی جهت در قدرتمندی مجموعه Qt کاری چهارچوب

بعدی تحلیل و استفاده منظور به ارزیابی�ها، و اطالعات است. شده استفاده متن کاربری رابط از برنامه

و �شوند م تحلیل شده نوشته ریپت�های اس و برنامه�ها با اطالعات این �شوند. م ذخیره متن فایل بصورت

�شوند. م ترسیم GnuPlot برنامه از استفاده با ترسیم به نیاز صورت در نهایی خروج

ارزیابی برنامه UML نمودار :٣.۵ ل ش

�گرا ش برنامه�نویس پایه بر کامال برنامه این �دهد. م نشان را برنامه طراح UML نمودار ٣.۵ ل ش

و دارد را خود مخصوص وظیفه کالس هر است. شده استفاده آن در ٨ ل ش چند قابلیت از و �باشد م

٨Polymorphism

۴٩

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

�باشد م بسته�ها جمع�آوری ان ام ایجاد منظور به pcap classکالس است. واضح نمودار در آنها ارتباطات

پردازش صف در را بسته�ها کالس این دارد. نیز را شده ذخیره پیش از فایل خواندن قابلیت همچنین و

سه برنامه این کنند. پیدا دسترس بسته�ها به صف این خواندن با �توانند م کالس�ها سایر و �دهد م قرار

صف در دادن قرار و ه شب از بسته جمع�آوری شامل اول ریسمان در محوله وظایف دارد. مجزا ٩ ریسمان

نمایش وظیفه ریسمان آخرین و دارد، عهده به بسته�هارا پردازش و مدیریت دسته�بندی، دوم ریسمان است،

�شوند. م داده توضیح اختصار به کالس�ها وظایف زیر در دارد. را کاربر به لحظه�ای اطالعات

class pcap .١

پردازش صف در آنها دادن قرار و ه شب بسته�های جمع�آوری وظیفه کالس این شد اشاره که همانطور

دارد. را

statistic .٢

کالس تعداد پروتکل، هر در جزع و کل دریافت بسته تعداد همانند آماری اطالعات کلیه نگهداری

دسترس و نگهداری ان ام شده تعریف رابط�ها با و است کالس این عهده به سایر، و پردازش

است. شده فراهم مطمئن

TextUI .٣

این است. کاربر به پیام�ها و اطالعات نمایش آن وظیفه و است آن وظیفه نمایانگر کالس این اسم

سادگ به کالس این بودن مستقل دلیل به �کند. م استفاده Statisticاطالعاتکالس از کالسخود

نمود. زین جای کاربری رابط�های سایر با آنرا �توان م

packetManagemnet .۴

لیست ی کالس این دارد. را شده ساخته کالس�های تمام مدیریت وظیفه بسته� مدیریت کالس

کالس�ها این تمام check متد کند، دریافت بسته�ای که زمان هر و دارد فعال کالس�های آدرس از

کالس که صورت در است. کالس خود به وابسته کامال بسته این پردازش حال �کند. م فراخوان را

ثبت کالس این لیست در تغییرات این باید حتما شود، حذف قدیم کالس یا و شود ایجاد جدید

گردد.

٩Thread

۵٠

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

protocolHandler .۵

�کنند. م بری ارث کالس این از پروتکل�ها پردازش کالس�های تمام و است مجرد١٠ کالس ی

صورت در و است ارتباط در آنها با بسته�ها مدیریت کالس که دارد مشخص رابط چند کالس این

این از شده مشتق کالس�ها �کند. م فراخوان پردازش منظور به را رابط�ها این جدید بسته دریافت

است. آمده زیر در دارد وجود برنامه در که کالس

icmp protocol •

�دهد. م تغییر را آمار فقط و �کند م شناسایی را icmp پروتکل به مربوط بسته�های کالس این

rtsp protocol •

نیاز زمان در کالس این �کند. م تحلیل را RTSP بسته�های که اهمیت پر بسیار کالس

pack- کالس بروزرسان خواست در همچنین و �نماید م حذف یا ایجاد را RTP کالس

پروتکل این روی از ارتباط ی ایجاد زمان در �دهد. م انجام نیز را etManagement

نشست خاتمه درخواست زمان در و �گردد م ایجاد مرتبط کالس و شده شناسایی درخواست

�دهد. م انجام را الزم تنظیمات و �کند م جذف را متناظر کالس�های نیز

rtp protocol •

پیاده�سازی و هدفتحلیل استو برنامه اصل بخش�های اینکالساز کامالمشخصاستکه

قسمت این در ویدئو جریان تحلیل و ارزیابی دارد. را رساله این بحث مورد وریتم�های ال

کالس توسط نشست، خاتمه و شروع زمان در حذفش و ایجاد مدیریت نیز کالس این است.

است. rtsp protocol

evaluation .۶

برنامه ریشه کالس این �شوند. م اجرا و �گردند م مع ج کالس این در انیزم�ها م و کالس�ها تمام

�کند. م پردازش را فرمان خط پارامترهای نیز خود و است

منظور به عملیات، و وظایف از لیست صورت به رساله این در ویدئو جریان ی ارزیابی روند همچنین

است. آمده زیر در کار، انجام از درک

١٠Abstract Class

۵١

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

توپولوژی .١

فعال را ه شب سرویس�های اجرا، حال در محیط و �گردد م ایجاد توپولوژی تقلید محیط از استفاده با

�کند. م

ویدئو جریان .٢

سرویس منظور به داریم. گیرنده سرویس ی و دهنده سرویس ی به نیاز ویدئو جریان تولید جهت

سپس �شوند. م ده سرویس آماده ١١VODبصورت ویدئوها و شده استفاده VLC برنامه از ده

شروع ویدئو جریان و �گردد م ارسال دهنده سرویس به درخواست MPlayer برنامه استفاده با

با ویدئو جریان و �گردد م انجام RTSP استاندارد با هم درخواست�ها .[٣۶ �شود[٣۵، م

انتخاب دلیل ضمنا �شود. م ارسال MPEG-٢ ، rfc٢٢۵٠ ، RTP پروتکل�های و استاندارد

ذخیره ویدئو این �باشد. م MPEG-٢ فرمت به ویدئو جریان ذخیره توانایی جهت به MPlayer

�گیرد. م قرار استفاده مورد ارزیابی جهت بعدا شده

ارزیابی و شنود .٣

و جمع�آوری منظور به ساز خطا لینک از پس و گیرنده به نزدی راه، میان در شده نوشته نرم�افزار

استخراج نیاز مورد اطالعات و �گردد م دریافت بسته�ها کلیه �گیرد. م قرار دریافت بسته�های ارزیابی

است. شده نوشته Qt کاری چهارچوب با و C++ زبان به برنامه �شود. م

نتایج .۴

فایل و دهند سرویس سمت اصل ویدئو فایل �کند. م ثبت متن فایل در را خود ارزیابی برنامه،

�گیرند. م قرار ارزیابی مورد هم به نسبت دو هر و است موجود دو هر کاربر سمت دریافت ویدئو

خروج متن فایل�های این �گردد. م مقایسه ویدئو دو این خروج با ارزیابی برنامه نتایج سپس

مجموعه ابزار از هم که ... ، sed ، script Shelll ، awk توسط شده نوشته ریپت�های اس با

استفاده با مرجع ویدئو �شود. م ترسیم gnuplot ابزار با نهایت در و شده تحلیل گنو/لینوکسهستند

ارزیابی یافت در ویدئو با دارد، را SSIM و PSNR روش دو به ارزیابی قابلیت که qpsnr ابزار

�شود. م

مقایسه .۵

١١Video on Demand

۵٢

پیاده�سازی .١.۵ ارزیابی .۵ فصل

اثبات آن صحت و �گیرد م قرار ارزیابی مورد عددی روش و نمودار از استفاده با نتایج مقایسه

نمودن سان ی از پس عددی، روش و دارد سان ی رفتار از نشان نمودار دو مقایسه روش �گردد. م

�کند. م ارزیابی را خطا مقدار معیارها،

۵٣

داده�ها ارزیابی .٢.۵ ارزیابی .۵ فصل

داده�ها ارزیابی ٢.۵

بررس به نیاز مقدار این �آید. م بدست شده نوشته برنامه و ه شب تقلید روش با ویدئو جریان کیفیت تخمین

شده استفاده قسمت این جهت QPSNR بنام ابزاری از منظور بدین دارد. دقت و جهتصحت ارزیابی و

محاسبه را SSIM یا PSNR معیار مقدار و کند دریافت را ویدئو دو که دارد آنرا قابلیت برنامه این است.

گیرنده و شود م ارسال گیرنده سمت به دهنده سرویس در مرجع ویدئو ی تقلید، در .[٢٢ ،٣۴] کند

�شود �م داده QPSNR برنامه به ویدئو دو این �کند. م ذخیره ویدئو فایل ی بصورت را جریان این نیز

به نسبت SSIM مقدار گردند. مقایسه هم با مقدار دو این باید حال �آید. م بدست آنها �SSIM مقدار و

.[٢٣] �کند م ارزیابی را کیفیت بیشتری دقت و معیارها با و دارد، بیشتری دقت PSNR

0.95

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

SSIM result

Aliyo

0.85

0.9

0.95

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Evaluator result

Akiyo

0.75 0.8

0.85 0.9

0.95 1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

SSIM result

Coastguard

0.8

0.85

0.9 0.95

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Evaluator result

Coastguard

0.6 0.65 0.7

0.75 0.8

0.85 0.9

0.95 1

0 20 40 60 80 100 120 140 160

SSIM result

Football

0.8

0.85

0.9 0.95

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Evaluator result

Football

(۵% = بسته خطا (نرخ SSIM و ارزیابی مقایسه نمودار :۴.۵ ل ش

بررس را رفتار �توان م آنها اساس بر و �باشد م مرتبط نمودارهای دیدن و ارزیابی مقایسه، اول قدم

۵ بسته در خطا میزان اول نمودار در هستند، هم با روش دو این مقادیر مقایسه ۵.۵ و ۴.۵ ل ش نمود.

ارزیابی برنامه خروج راست سمت و SSIM خروج چپ، سمت است. درصد ١٠ دوم نمودار و درصد

۵۴

داده�ها ارزیابی .٢.۵ ارزیابی .۵ فصل

خطا اندازه�گیری جهت ن ولی است، متشابه است، مشخص ل�ها ش در که همانطور دو این رفتار است.

�گردد. م انتخاب نتایج ارزیابی برای ری دی روال ادامه در که گردد انجام بیشتری عملیات بایست

0.95

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

SSIM result

Akiyo

0.8

0.85

0.9

0.95

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Evaluator result

Akiyo

0.7 0.75 0.8

0.85 0.9

0.95 1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

SSIM result

Coastguard

0.7 0.75 0.8

0.85 0.9

0.95 1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Evaluator result

Coastguard

0.55 0.6

0.65 0.7

0.75 0.8

0.85 0.9

0.95 1

0 20 40 60 80 100 120 140 160

SSIM result

Football

0.7 0.75 0.8

0.85 0.9

0.95 1

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Evaluator result

Football

(١٠%= بسته خطا (نرخ SSIM و ارزیابی مقایسه نمودار :۵.۵ ل ش

رساله این ارزیابی معیار که است آن اهمیت با نکته است. عددی روش به نیاز دقیقتر ارزیابی جهت به

نمود تبدیل مقایسه قابل واحد ی به را مقدار دو این ابتدا باید پس باشد، نم واحد هم SSIM معیار با

و شده تراز هم مقدار دو این ، ١٢ تغییرات ضریب محاسبه با منظور بدین داد. انجام را ارزیابی سپس و

معیار انحراف تقسیم با برابر تغییرات ضریب که �دهد م نشان ١.۵ فرمول �شود. م برآورد نیز آنها رفتار

با دارد. وجود جریان شروع از تصویر، گروه هر کیفیت تخمین به مربوط مقادیر است. داده�ها میانگین بر

.[٣٠] داریم معیار این از داده�ای سری ویدئو، جریان ی انتهای تا ابتدا از تغییرات، ضریب محاسبه

c. v. =σ

µ(١.۵)

١٢Coefficient of Variation

۵۵

داده�ها ارزیابی .٢.۵ ارزیابی .۵ فصل

شباهت و خطا مقدار ارزیابی جهت است، SSIM و ارزیابی تغییرات ضریب که داده، سری دو داشتن با

محاسبه روش ٢.۵ فرمول �کنم. م استفاده خطا مجذور میانگین جذر یا RMSE روش از مقدار، دو این

دو این اختالف و خطا اندازه و شباهت میزان جریان، هر در مقدار این مقایسه با �دهد. م نشان را مقدار این

�آید. م بدست معیار

RMSD(x1, x2) =

√∑ni=1(x1,i − x2,i)2

n(٢.۵)

جدول در آنها نتایج ، RMSEروش با ارزیابی از پس Football و Coastguard ، Akiyo ویدئو سه

کم بسیار خطا نتیجه در هستند، کم بسیار مقادیر این که �دهد م نشان جدول این است. مشاهده قابل ١.۵

جهت خوبی دقت با پیشنهادی روش که گرفت نتیجه �توان م پس �کنند. م تعقیب را ر همدی نمودار�ها و

است. کم SSIMروش به نسبت آن خطا و �باشد م مناسب ویدئو جریان ارزیابی

Football Coastguard Akiyo PER٠٬٠۵٣٨٩٢۶ ٠٬٠٠٣١۵٨٢٢ ۶٬٠٢٠٧٩e-٠۵ ١%٠٬٠۴۴۴٧۴٣ ٠٬٠۶٧۴۴۴۵ ٠٬٠٠١۶٧٧١٣ ٢%٠٬١١٠٨٩۶ ٠٬٠۶٩١٩ ٠٬٠٠٠٣٢۴۶٩٢ ۵%٠٬١٠٠٠٨٧ ٠٬٠۶۶۴٧۵ ٠٬٠٠٢١٠٨۶١ ١٠%

Evaluator و SSIM تغییرات ضریب RMSE مقدار جدول :١.۵ جدول

۵۶

۶ فصل

گیری نتیجه

خروج در و �پردازد م ویدئو جریان ارزیابی به ه شب و کاربرد الیه دو در رساله این در شده ارائه روش�های

تاثیر ارزیابی این �دهد. م نمایش مشاهده مورد کیفیت وضعیت از سیستم مدیران گاه آ جهت را مقداری

ادراک کیفیت و کرده بررس متحرک تصویر تحرک شدت پارامتر با را ه شب الیه در بسته رفتن دست از

آنها تاثیرات ارزیابی و فریم�ها نوع از استفاده رساله این در ایده �زند. م تخمین را کاربر و گیرنده سمت در

آنها انواع و تعداد به توجه با تخمین�ها و اثرات کلیه فریم�ها، بررس با است. آنها تعداد و حجم به توجه با

�گیرد. م صورت

حذف اثر تخمین و است شده ارزیابی آنها حجم تغییرات و فریم�ها نسبت به توجه با تحرک شدت

فریم نوع هر مشارکت درصد و اثر به توجه با و GOP واحد در رفته دست از بسته تعداد به توجه با بسته�ها

خرابی و کیفیت کاهش از نشان ثابت بسته حذف در تحرک شدت افزایش �شود. م اندازه�گیری GOP در

در سرعت به آنها شدت و دارد توان اثری ثابت تحرک شدت در حذف افزایش و است تصاویر در بیشتر

�کند. م پیدا نمود تصویر

است تکرار حال در دایم فریم توال این که است GOP به ارزیابی واحد تغییر استفاده، مورد ایده ر دی

�گیرد. م صورت واحد این در تخمین و شده پارچه ی واحد�ها کلیه در تکرار تعداد و ترتیب این اندازه�گیری و

�شوند. م بروزرسان ارزیابی مقادیر گروه هر ابتدا در و �باشد م ویدئو ارزیابی جهت خوبی واحد GOP

برنامه سپس �گردد. م ایجاد آن در بسته خطا و تقلید، واقع ه شب ی شده، داده توضیح ابزارهای با

خروج و نموده بررس را جریان مرجع، بدون ارزیابی و ترافی غیرفعال اندازه�گیری با شده، نوشته ارزیابی

�دهد. م نمایش را کیفیت

استخراج فریم�ها اطالعات بسته�ها، روی از �گیرد، م شدتتحرکصورت اندازه�گیری که کاربرد الیه در

اثرات و �شود م استخراج بسته�ها روی از اطالعات این نیز ه شب الیه در �گیرد. م صورت ارزیابی و شده

۵٧

آینده کارهای .١.۶ گیری نتیجه .۶ فصل

این �گردد. م ارزیابی کاربرد، الیه اطالعات ترکیب با اطالعات این ن ولی �شود، م اندازه�گیری ه شب

شده منتشر حذف اثر بعنوان بسته حذف معیار ، خروج همین �کند. م دقیق�تر را حذف اثر تخمین اطالعات

�گردد. م استفاده نهایی ارزیابی در و

معرف ابزار از استفاده با آن نتیجه و گرفت قرار پردازش مورد ارزیابی از خروج اطالعات تقلید، پس

نتیجه و شدند مقایسه هم با ارزیابی دو هر شده، ارائه روش�های دقت نمایش نهایت در گردید. بررس شده،

هستند. برخوردار خوبی دقت از شده ارائه روش�های و است قبول قابل آنها اختالف که داد نشان

آینده کارهای ١.۶

�توان م و داشت خواهد بیشتری دقت حذفشده، بسته توسط دیده صدمه فریم نوع گاه آ با حذف اثر معیار

است ری دی روش فازی منطق از استفاده با کیفیت برآورد داد. انجام را برآورد این هوشمند سیستم ی با

خوب، ، عال سطوح در را کیفیت توصیف و ارزیابی �توان، م منطق این با �باشد. م بهبود بعدی قدم که

که ANFIS روش [٨ ،۶] مقاله در البته کرد. بیان انسان زبان به را بهتری تفسیر و داد نشان بد و متوسط

معیارهای به مدل این ورودی تغییر با و گرفته، قرار استفاده مورد است فازی منطق و عصبی ه شب ترکیب

نمود. مقایسه آن مدل با را خروج �توان م رساله این در شده اندازه�گیری

۵٨

کتاب�نامه

[1] A.H. Mandegar, Advisor:Dr.b.Akbari, Network Traffic Measurment, M.S.Seminar, QIAU, 2011. 15

[2] M. Crovella, B. Krishnamurthy, Internet Measurment: infrastructure, traf-fic, and applications, John Wiley and Sons Ltd, 2006. 1, 15

[3] M. Arlitt, C. Williamson, The Extensive Challenges of Internet ApplicationMeasurement, Network, Vol. 21, Issue 3, pp. 41-46, IEEE, 2007. 15

[4] A. Calladi, C. Kamienski, A Survey on Internet Traffic Identification andClassification, IEEE Communications Surveys and Tutorials, 2009, Vol. 11,Num. 3, pp. 37–52. �, 16

[5] A. Forouzan and S. C. Fegan, TCP/IP Protocol Suite, McGraw-Hill, 2003.�, 8, 10, 12

[6] A. Khan, L. Sun, E. Ifeachor,Content-Based Video Quality Prediction forMPEG4 Video Streaming over Wireless Network, Journal of Multimedia,Vol. 4, Issue. 4, pp. 228-239, Aug 2009. 19, 20, 58

[7] N. Spring, R. Mahanjan, D. Wetherall, T. Anderson, Measuring ISP Topol-ogy with Rocketfuel, Networking, Vol. 12, Issue 1, pp. 2-16, IEEE, 2004.17

[8] A. Khan, L. Sun, E. Ifeachor, J. Fajardo, F. Liberal, H. Koumaras ,VideoQuality Prediction Models Based on video Content Dynamics for H.264Video over UMTS Networks, International Journal of Digital MultimediaBroadcasting, vol. 2010, Article ID 608138, 17 pages, 2010. 19, 58

۵٩

�������� ��������

[9] ITU-R Recommandations P.910, Subjective Video Quality Assesment Meth-ods for Multimedia Applications, International Teleommunication Union,Geneva, Switzerland, 1999. 19, 23

[10] P. G. Engledrum, Psychometric Scaling: A Toolkit for Imaging SystemDevelopment, Imcotek, 2000. 19, 23

[11] P. Corriveau, Video Quality Testing, Digital Video Image Quality and Per-ceptual Coding, CRC Press, ch 4, 2006. 19, 23

[12] S. Winkler, Perceptual Video Quality Metrics - a Review, European SignalProcessing Conference, Poznan, Poland, 2007. 19, 23

[13] S. Winkler, P Mohandas, The Evalution of Video Quality Measurment:From PSNR to Hybrid Metrics, IEEE Transaction Broadcasting, Vol. 54,Issue 3, 2008. �, 19, 24, 25, 26, 31

[14] J. Klaue, B. Tathke, and A. Wolisz,Evalvid – A framework for video trans-mission and quality evaluation,In Proc. Of the 13th International Confer-ence on Modelling, Techniques and Tools for Computer Performance Eval-uation, pp. 255-272, 2003. 20

[15] F. Fitzek, P. Seeling, and M. Reisslein,Video Streaming in Wireless Internet, CRC Press, 2004. �, 1, 3, 4, 5, 6

[16] Z.N. Li, M. S Drew, Fundamentals of Multimedia, Prentice-Hall , 2005. �,1, 6, 7, 30, 31, 32

[17] ITU-T Recommandations H.222.0, Generic Coding of Moving Picture andAssociated Audio Information: System, International TeleommunicationUnion, Geneva, Switzerland, 2006. 30

[18] RFC 2326, RTSP: Real Time Streaming Protocol, [Online] Available:http://www.ietf.org/rfc/rfc2326.txt , 1998. �, 12, 13

[19] RFC 3550, RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, [Online]Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc3550.txt , 2003. 9, 30

[20] RFC 2250, RTP Payload Format for MPEG1/MPEG2 Video, [Online]Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc2250.txt , 1998. �, 10, 11

۶٠

�������� ��������

[21] Internet Measurement and its Reverse Engineering,http://www.cs.northwestern.edu/ ychen/classes/IMRE-s06/, retrivedAugest 2011. 15

[22] Z. Wang, A. C. Bovik, H. R. Sheikh and E. P. Simoncelli,Image quality as-sessment: From error visibility to structural similarity, IEEE Transactionson Image Processing, vol. 13, no. 4, pp. 600-612, April 2004. 19, 26, 54

[23] A. Horé, D. Ziou, Image quality metrics: PSNR vs. SSIM, 20th Interna-tional Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2010. 19, 26, 54

[24] Q. Huynh-Thu,M. Ghanbari, Scope of validity of PSNR in image/videoquality assessment, Journal Electronics Letter, Vol. 44, Issue 19, pp. 800-801, 2008. 19

[25] C. Lin, C. Ke, C. Shieh and N. Chilamkurti,The packet loss effect on MPEGvideo transmission in wireless networks, Proc. of the 20th Int. Conf. onAdvanced, Information Networking and Applications (AINA), Vol. 1, pp.565-72, 2006. 19

[26] VQM, http://compression.ru/video/index.htm, retrived June 2011. 19

[27] PEVQ, http://www.pevq.org/, retrived June 2011 19

[28] Y. Al-Sbou, Fuzzy Logic Estimation System of Quality of Servide for Multi-media Transmissoin, International of Journal of QOS Issue in Networking,Vol.1, Issue 1, 2010. 19

[29] A. MacAulay, B. Felts, Y. Fisher, IP Streaming of MPEG-4:Native RTP vsMPEG-2 Transport Stream, Whitepaper, 2005. �, 9

[30] M. Khamkong, Goodness of Fit Test for Poisson Distribution Based onHigher Moment, The 11th Statistics and Applied Statistics conference,2010. 55

[31] J. Ahrenholz, C. Danilov, T. Henderson, and J.H. Kim, CORE: A real-timenetwork emulator, Proceedings of IEEE MILCOM Conference, 2008. 47

[32] QT(4.7.4) - Cross Platform Application and UI Framework,http://qt.nokia.com/, retrived November 2011. 48

۶١

کتاب�نامه کتاب�نامه

[33] Debian - The Universal Operating System, http://www.debian.org/, re-trived February 2011. 47

[34] qpsnr, http://qpsnr.youlink.org/, retrived December 2011. 54

[35] VideoLan, http://www.videolan.org/, retrived February 2011. 52

[36] MPlayer, http://www.mplayerhq.hu/, retrived February 2011. 52

۶٢

Video Quality Measurement based on NetworkTraffic

Abstract

According to popularity of variant video streaming applications over the Inter-

net, video streaming quality assessment is an essential issue for network providers

in order to provide quality of service requirements of such applications. There

are many packet level parameters such as packet loss, jitter and etc. that can

be used for quality assessment of video streams based on passive packet level

measurement. The main goal of this thesis is assessment and estimation of the

quality of the video streams perceived at the receivers by passive measurement

evaluation. In the proposed scheme the video streams quality is evaluated by

combination of application and network level parameters including motion in-

tensity and packet loss rate that extracted from video packets captured from

the network. �Experimental evaluations shows the accuracy and efficiency of the

proposed scheme in evaluations of the video quality perceived at receivers.

Keywords: Video Qualitu Estimation, Passive Measurement, MPEG2, RTP

Video Quality Measurement based on

Network Traffic

byAmir Hossein Mandegar

Submitted in Partial Fulfillmentof the Requirements

for the Degree of

Master of Science in Information TechnologyComputer Networks

Under supervision ofDr.Behzad Akbari

Dr.Hadi Sargolzayee

March 2012

Electrical, Computer and IT DepartmentIslamic Azad Univerty

Qazvin Branch