способ оценки качества аудиосигнала, устройство и считываемый компьютером записываемый носитель, записывающий программу

Формула изобретения

1. Способ оценки качества аудиосигнала для мультимедийной телекоммуникационной службы, передающей смесь аудиопакета, служащего IP пакетом, содержащим аудиоданные, и IP пакета, не содержащего аудиоданные, содержащий

этап вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, при этом вычисление частоты потерь аудиопакетов основано на информации из принятых IP пакетов посредством подсчета потерь пакетов как единовременной потери аудиопакетов независимо от непрерывной длительности;

этап вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации принятых IP пакетов, причем среднее время воздействия служит в качестве среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала оказывается влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета служит в качестве среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов;

этап оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества на основе частоты потерь аудиопакетов и одного из среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета; и

этап вычисления скорости передачи аудиоданных для вычисления скорости передачи аудиоданных на основе информации из принятых IP пакетов,

причем на этапе оценки значения оценки субъективного качества значение качества кодированного аудиосигнала, соответствующее скорости передачи аудиоданных и частоте дискретизации кодека, которое подлежит оценке, принимают из базы данных значений качества кодированного аудиосигнала, которая заранее хранит значение качества кодированного аудиосигнала, представляющее субъективное качество аудиоданных, качество которых снизилось после кодирования кодеком, и значение оценки субъективного качества вычисляют на основе значения качества кодированного аудиосигнала, частоты потерь аудиопакетов и среднего времени воздействия.

2. Способ оценки качества аудиосигнала по п.1, в котором на этапе вычисления скорости передачи аудиоданных извлекают только аудиопакет, подлежащий оценке, на основе информации из IP адреса, номера порта и типа полезной нагрузки в заголовке IP пакета.

3. Способ оценки качества аудиосигнала для мультимедийной телекоммуникационной службы, передающей смесь аудиопакета, служащего IP пакетом, содержащим аудиоданные, и IP пакета, не содержащего аудиоданные, содержащий

этап вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, при этом вычисление частоты потерь аудиопакетов основано на информации из принятых IP пакетов посредством подсчета потерь пакетов как единовременной потери аудиопакетов независимо от непрерывной длительности;

этап вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации принятых IP пакетов, причем среднее время воздействия служит в качестве среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала оказывается влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета служит в качестве среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов;

этап оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества на основе частоты потерь аудиопакетов и одного из среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета; и

этап вычисления скорости передачи аудиоданных для вычисления скорости передачи аудиоданных на основе информации из принятых IP пакетов,

причем на этапе оценки значения оценки субъективного качества значение качества кодированного аудиосигнала, соответствующее скорости передачи аудиоданных и частоте дискретизации кодека, которое подлежит оценке, принимают из базы данных значений качества кодированного аудиосигнала, которая заранее хранит значение качества кодированного аудиосигнала, представляющее субъективное качество аудиоданных, качество которых снизилось после кодирования кодеком, и значение оценки субъективного качества вычисляют на основе значения качества кодированного аудиосигнала, частоты потерь аудиопакетов и средней длительности аудиопакета.

4. Способ оценки качества аудиосигнала по п.3, в котором на этапе вычисления скорости передачи аудиоданных извлекают только аудиопакет, подлежащий оценке, на основе информации из IP адреса, номера порта и типа полезной нагрузки в заголовке IP пакета.

5. Устройство оценки качества аудиосигнала для мультимедийной телекоммуникационной службы, передающей смесь аудиопакета, служащего в качестве IP пакета, содержащего аудиоданные, и IP пакета, не содержащего аудиоданные, содержащее

средство вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, причем вычисление частоты потерь аудиопакетов основано на информации из принятых IP пакетов путем подсчета потерь пакетов в качестве единовременной потери аудиопакетов независимо от непрерывной длительности;

средство вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации принятых IP пакетов, причем среднее время воздействия служит в качестве среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала оказывается влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета служит в качестве среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов;

средство оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества, основанного на частоте потерь аудиопакетов и на одном из значений среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета; и

средство вычисления скорости передачи аудиоданных для вычисления скорости передачи аудиоданных на основе информации из принятых IP пакетов,

причем упомянутое средство оценки значения оценки субъективного качества принимает значение качества кодированного аудиосигнала, соответствующее скорости передачи аудиоданных и частоте дискретизации кодека, которое подлежит оценке, из базы данных значений качества кодированного аудиосигнала, которая заранее хранит значение качества кодированного аудиосигнала, представляющее субъективное качество аудиоданных, качество которых снизилось после кодирования кодеком, и вычисляет значение оценки субъективного качества на основе значения качества кодированного аудиосигнала, частоты потерь аудиопакетов и среднего времени воздействия.

6. Устройство оценки качества аудиосигнала по п.5, в котором упомянутое средство вычисления скорости передачи аудиоданных извлекает только аудиопакет, подлежащий оценке, на основе информации из IP адреса, номера порта и типа полезной нагрузки в заголовке IP пакета.

7. Устройство оценки качества аудиосигнала для мультимедийной телекоммуникационной службы, передающей смесь аудиопакета, служащего в качестве IP пакета, содержащего аудиоданные, и IP пакета, не содержащего аудиоданные, содержащее

средство вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, причем вычисление частоты потерь аудиопакетов основано на информации из принятых IP пакетов путем подсчета потерь пакетов в качестве единовременной потери аудиопакетов независимо от непрерывной длительности;

средство вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации принятых IP пакетов, причем среднее время воздействия служит в качестве среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала оказывается влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета служит в качестве среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов;

средство оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества, основанного на частоте потерь аудиопакетов и на одном из значений среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета; и

средство вычисления скорости передачи аудиоданных для вычисления скорости передачи аудиоданных на основе информации из принятых IP пакетов,

причем упомянутое средство оценки значения оценки субъективного качества принимает значение качества кодированного аудиосигнала, соответствующее скорости передачи аудиоданных и частоте дискретизации кодека, которое подлежит оценке, из базы данных значений качества кодированного аудиосигнала, которая заранее содержит значение качества кодированного аудиосигнала, представляющее субъективное качество аудиоданных, качество которых снизилось после кодирования кодеком, и вычисляет значение оценки субъективного качества на основе значения качества кодированного аудиосигнала, частоты потерь аудиопакетов и средней длительности аудиопакета.

8. Устройство оценки качества аудиосигнала по п.7, в упомянутое средство вычисления скорости передачи аудиоданных извлекает только аудиопакет, подлежащий оценке, на основе информации из IP адреса, номера порта и типа полезной нагрузки в заголовке IP пакета.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу оценки субъективного качества аудиоданных в потоковых мультимедийных телекоммуникационных службах и, конкретнее, к способу проектирования/управления качеством аудиосигнала в мультимедийных телекоммуникационных службах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При предоставлении потоковых мультимедийных телекоммуникационных служб измерение качества аудиосигнала, которое испытывает пользователь, необходимо при предложении телекоммуникационных услуг для управления эксплуатационным качеством и рассмотрения жалоб потребителей. Способом наиболее точного измерения QoE (качество пользовательского опыта) является способ оценки субъективного качества для оценки QoE фактически субъектом. Однако этот способ не позволяет измерить эксплуатационное качество. Таким образом, существует спрос на разработку способа объективной оценки QoE.

Способы оценки объективного качества делятся на несколько категорий. Параметрическая модель представляет собой модель для оценки QoE на основе введенных коэффициентов качества, основанных на взаимосвязи коэффициентов качества и QoE. Эта модель подходит для проектирования качества обслуживания. Параметрическая уровневая модель пакетного протокола является моделью для измерения некоторых коэффициентов качества, заданных в качестве входных данных параметрической модели, на передающей/приемной стороне на основе информации заголовка пакета. Эта модель подходит для измерения эксплуатационного QoE. В рекомендациях ITU-T (Международный совет по телекоммуникациям - сектор по стандартизации телекоммуникаций в составе ITU) P.564 описан стандарт для уровневой модели пакетного протокола для телефонного или широкополосного диапазона (см. ссылку «Conformance testing for narrow-band voice over IP transmission quality assessment models», рекомендация ITU-T P.564, июль 2006»).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачи, решаемые изобретением

Стандартный способ оценки объективного качества нацелен на службы, в которых длительность данных, заключенных в одном пакете, фиксирована и обеспечена их однородность. Однако в аудиоданных, используемых в мультимедийных телекоммуникационных сервисах, количество (длительность) данных, заключенных в одном пакете, не постоянно из-за способа кодирования, и пакеты иногда содержат данные, отличные от аудиоданных. Следовательно, стандартная параметрическая уровневая модель пакетного протокола не позволяет должным образом оценить качество аудиосигнала. Поэтому стандартный способ оценки объективного качества не позволяет оценить субъективное качество аудиоданных в мультимедийных телекоммуникационных сервисах.

Настоящее изобретение выполнили для решения описанных выше проблем и, в качестве своей цели, оно предоставляет способ оценки качества аудиосигнала, устройство оценки качества аудиосигнала и программу, способную должным образом оценивать субъективное качество аудиоданных в мультимедийных телекоммуникационных службах.

Способы решения проблем

Согласно настоящему изобретению предоставлен способ оценки качества аудиосигнала для мультимедийной телекоммуникационной службы, которая передает смесь аудиопакетов, служащих в качестве IP пакета, содержащего аудиоданные, и IP пакета, не содержащего аудиоданные, который включает в себя этап вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, вычисление частоты потерь аудиопакетов на основе информации из принятых IP пакетов путем подсчета потерь пакетов в виде единовременной потери аудиопакетов, независимо от непрерывной длительности, этап вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации принятых IP пакетов, среднее время воздействия выполняет функцию среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала происходит влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета выполняет функцию среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов, и этап оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества на основе частоты потерь аудиопакетов и на одном из значений среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета.

Согласно настоящему изобретению предоставлено устройство оценки качества аудиосигнала, включающее в себя средство вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, для вычисления частоты потерь аудиопакетов на основе информации из принятых IP пакетов путем подсчета потерь пакетов как единовременной потери аудиопакетов независимо от непрерывной длительности, средство вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации из принятых IP пакетов, среднее время воздействия служит в качестве среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала оказывается влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета выполняет функцию среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов, и средство оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества, основанного на частоте потерь аудиопакетов и на одном из среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета.

Согласно настоящему изобретению предоставлена программа оценки качества аудиосигнала, которая предписывает компьютеру выполнять этап вычисления частоты потерь аудиопакетов, когда в однократно или постоянно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, при этом вычисление частоты потерь аудиопакетов основано на информации из принятых IP пакетов путем подсчета потерь пакетов как единовременной потери аудиопакетов независимо от непрерывной длительности, этап вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета на основе информации из принятых IP пакетов, среднее время воздействия выполняет функцию среднего времени, в течение которого на качество аудиосигнала оказывается влияние при частоте потерь аудиопакетов, равной 1, или средняя длительность аудиопакета выполняет функцию среднего числа аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере аудиопакетов, и этап оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества на основе частоте потерь аудиопакетов и на одном из среднего времени воздействия и средней длительности аудиопакета.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как описано выше, настоящее изобретение включает в себя этап вычисления частоты потерь аудиопакетов для вычисления частоты потерь аудиопакетов, этап вычисления среднего времени воздействия/средней длительности аудиопакета для вычисления среднего времени воздействия или средней длительности аудиопакета и этап оценки значения оценки субъективного качества для оценки значения оценки субъективного качества на основе частоты потерь аудиопакетов и среднем времени воздействия или средней длительности аудиопакета. Следовательно, настоящее изобретение позволяет измерять соответствующее субъективное качество аудиоданных на приемной стороне во время эксплуатации в мультимедийных телекоммуникационных службах. Настоящее изобретение позволяет измерить точное действующее значение оценки субъективного качества во время эксплуатации путем вычисления нескольких параметров качества на приемной стороне. Настоящее изобретение позволяет на приемной стороне своевременно и легко собирать информацию, необходимую для управления качеством и рассмотрения жалоб потребителей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой блок-схему, показывающую компоновку устройства оценки качества аудиосигнала, демонстрирующую принцип настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой изображение для пояснения частоты потерь аудиопакетов и среднего воздействия времени;

Фиг.3 представляет собой изображение, показывающее IP пакет, используемый в эксперименте по оценке субъективного качества для получения взаимосвязи между частотой потерь аудиопакетов и QoE;

Фиг.4 представляет собой график, иллюстрирующий взаимосвязь между частотой потерь аудиопакетов и QoE;

Фиг.5 представляет собой график, объясняющий способ преобразования единовременных потерь аудиопакетов, при среднем времени воздействия за исключением начального периода воздействия, в частоту потерь аудиопакетов при начальном периоде воздействия, который вызывает деградацию качества соответственно этой потери;

Фиг.6 представляет собой график, иллюстрирующий взаимосвязь между средним временем воздействия и мнимой частотой потерь аудиопакетов;

Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую компоновку устройства оценки качества аудиосигнала по первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.8 представляет собой блок-схему, показывающую действие устройства оценки качества аудиосигнала по первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления скорости передачи аудиосигнала с помощью блока вычисления скорости передачи аудиосигнала из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакетов с помощью блока вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакетов из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.11 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления коэффициента счета аудиопакетов с помощью блока вычисления коэффициента счета аудиопакетов из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.12 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока вычисления частоты потерь аудиопакетов из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.13 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления частоты потерь аудиопакетов с помощью блока вычисления частоты потерь аудиопакетов из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.14 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления средней длительности аудиопакета с помощью блока вычисления средней длительности аудиопакета из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.15 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления среднего количества аудиопакетов с помощью блока вычисления среднего количества аудиопакетов из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.16 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока вычисления среднего времени воздействия из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.17 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления среднего времени воздействия с помощью блока вычисления среднего времени воздействия из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.18 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока оценки значения оценки субъективного качества из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.19 представляет собой блок-схему, показывающую способ оценки значения оценки субъективного качества из первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.20 представляет собой структурную схему, показывающую компоновку устройства оценки качества аудиосигнала по второму варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.21 представляет собой блок-схему, показывающую действие устройства оценки качества аудиосигнала по второму варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.22 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока оценки значения оценки субъективного качества из второго варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.23 представляет собой блок-схему, показывающую способ оценки значения оценки субъективного качества блоком оценки значения оценки субъективного качества из второго варианта осуществления настоящего изобретения; лучший вариант осуществления изобретения

Принцип изобретения

Для решения описанных выше проблем настоящее изобретение предлагает параметрическую уровневую модель пакетного протокола. Более конкретно, получена параметрическая модель для оценки качества аудиосигнала в мультимедийных телекоммуникационных сервисах. Входной параметр, меняющийся во время эксплуатации, такой как скорость передачи аудиоданных, частота потерь пакетов или средняя длительность пакета, вычисляется на основе информации заголовка пакета на приемной стороне.

Мультимедийные телекоммуникационные сервисы являются телекоммуникационными сервисами для передачи смеси аудиопакетов, выполняющих функции IP пакетов, содержащих аудиоданные, и IP пакетов, не содержащих аудиоданные. В мультимедийных телекоммуникационных сервисах эти пакеты передаются через IP сеть.

Фиг.1 представляет собой структурную схему, показывающую компоновку устройства оценки качества аудиосигнала, демонстрирующую принцип настоящего изобретения. Устройство оценки качества аудиосигнала на фиг.1 содержит блок 1 получения параметров, который вводит входные параметры, и блок 2 оценки качества, который вычисляет значение оценки субъективного качества аудиоданных на основе входных параметров.

Блок 1 получения параметров содержит блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных, блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов и блок 12 вычисления среднего времени воздействия. Блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных, вычисляет скорость передачи аудиоданных на основе информации IP пакетов, принятых из IP сети (не показано). Блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов вычисляет потери аудиопакетов на основе информации IP пакетов, принятых из IP сети. Блок 12 вычисления среднего времени воздействия, вычисляет среднее время воздействия на основе информации IP пакетов, принятых из IP сети (не показано).

Блок 2 оценки качества содержит базу 20 данных значений качества кодированного аудиосигнала, базу 21 данных коэффициентов и блок 22 оценки значения оценки субъективного качества. В базе 20 данных значений качества кодированного аудиосигнала предварительно накоплены значения качества кодированного аудиосигнала, каждое из которых представляет субъективное качество аудиоданных, чье качество деградировало с момента кодирования. В базе 21 данных коэффициентов предварительно накапливаются коэффициенты для вычисления значения оценки субъективного качества. Блок 22 оценки значения оценки субъективного качества вычисляет значение оценки субъективного качества на основе частоты потерь аудиопакетов и среднего времени воздействия.

Устройство оценки качества аудиосигнала учитывает искажения, вызванные кодированием, и деградацию, вызванную потерями пакетов. При измерении качества аудиоданных, качество которых деградировало из-за искажений при кодировании, значение оценки субъективного качества на каждой скорости передачи аудиоданных (кбит/с) и каждой частоте дискретизации (кГц) измеряют с помощью эксперимента по оценке субъективного качества, в котором в качестве базы данных значений субъективного качества создают базу 20 данных значений качества кодированного аудио. Затем используется база 20 данных значений качества кодированного аудиосигнала.

Выполняется, как изложено ниже, измерение качества аудиоданных, качество которых деградировало в результате потерь пакетов. Сначала, потери пакетов делятся на частоту потерь аудиопакетов L_a и среднее время воздействия t (мс) одной потери; фиг.2 представляет собой изображение для пояснения частоты потерь аудиопакетов L_a и среднего времени воздействия t. Фиг.2А представляет аудиоданные до их помещения в IP пакеты. Позиционные обозначения 200 отмечают каждый блок данных. В этом случае длительность одного блока данных составляет 100 мс.

Фиг.2B демонстрирует IP пакеты, содержащие аудиоданные и другие данные. Аудиопакеты 201 и 202 содержат аудиоданные, а IP пакет 203 содержит данные, отличные от аудиоданных. В примере на фиг.2B аудиоданные одного блока данных разделены на две части, которые содержатся в IP пакетах 201 и 202 соответственно. Предположим, что эти потери с 204 по 207 на фиг.2B сгенерированы в IP пакетах. Потеря 204 представляет случай, в котором потеряны подряд восемь IP пакетов. Потеря 205 представляет случай, в котором потеряны подряд два IP пакета. Потери 206 и 207 представляют случай, в котором потерян один IP пакет.

Когда потери принимаются за IP пакеты, частота потерь IP пакетов равна 4, а количество потерянных пакетов равно 12. Средняя длительность пакета получена делением количества потерянных пакетов на частоту потерь IP пакетов и равна 12/4 = 3.

Когда в однократно или непрерывно генерируемых потерях IP пакетов существует по меньшей мере один аудиопакет, подлежащий оценке, частоту потерь аудиопакетов L _a получают путем подсчета потерь пакетов в виде единовременной потери пакетов, независимо от непрерывной длительности. Так как потеря 207 является потерей IP пакета, содержащего данные, отличные от аудиоданных, потери с 204 по 206 подсчитывают для вычисления потерь аудиопакетов, как показано на фиг.2C. Таким образом, частота потерь аудиопакетов равна 3.

Когда частота потерь аудиопакетов равна 1, среднее время воздействия t представляет собой среднее время, в течение которого происходит воздействие на качество аудиосигнала. Аудиоданные из двух блоков данных потеряны в потере 204, при том, что в каждой потере 205 и 206 потеряно по одному блоку данных. Общее число блоков данных, подверженных воздействию этих потерь, равно 4, так что среднее число блоков данных, подверженных воздействию трех потерь, равно 4/3=1,333... Среднее время воздействия равно значению, полученному путем умножения среднего числа блоков данных, подверженных воздействию, на длительность блока данных, и составляет 1,333...×100 (мс)=133,333... (мс).

Далее, пользователь устройства оценки качества аудиосигнала получает модель (функция оценки качества) для оценки значения оценки субъективного качества исходя их частоты потерь аудиопакетов и среднего времени воздействия.

Эталонное значение t' (мс) задано для среднего времени воздействия и среднее время воздействия привязано к эталонному времени воздействия t' (мс). Более конкретно, подготовлен поток IP пакетов, в котором длительность одного блока данных задана равной t' (мс), потери пакетов 300 сгенерированы для потери аудиоданных одного блока данных, как показано на фиг.3, и задано, что потеря 300 пакетов не превышает одного блока данных. В этом случае среднее число блоков данных, подверженных воздействию, равно 1, так что среднее время воздействия равно t' (мс). Далее, эксперимент по оценке субъективного качества проводится для воспроизведения аудиоданных, переданных этим потоком IP пакетов, оценки субъектом воспроизведенной речи и определения QoE.

Этот эксперимент по оценке субъективного качества проводится для IP пакетов с различными частотами потерь аудиопакетов, для получения взаимосвязи между частотой потерь аудиопакетов и QoE, как показано на фиг.4. Пользователь получает зависимость fa между частотой потерь аудиопакетов и QoE из взаимосвязи, показанной на фиг.4.

После этого эксперимент по оценке субъективного качества проводится для потока IP пакетов, имеющих среднее время воздействия, отличное от эталонного времени воздействия t'. На этот раз эксперимент по оценке субъективного качества проводили упомянутым выше способом для потока IP пакетов, в которых среднее время воздействия устанавливали равным t'' (мс), которое отличается от эталонного значения t' (мс), и частоту потерь аудиопакетов задавали равной 1. QoE, полученное на этот момент, определяли как Q. Когда среднее время воздействия установлено равным эталонному значению t' (мс), пользователь на основе зависимости fa вычисляет частоту потерь аудиопакетов, при которой получено QoE Q'' (фиг.5). Вычисленная частота потерь аудиопакетов определена как виртуальная частота потерь аудиопакетов V''.

Эксперимент по оценке субъективного качества и вычисление виртуальной частоты потерь аудиопакетов V'' выполнили для потоков IP пакетов, имеющих различное среднее время воздействия t'' (мс), получая взаимосвязи между средним временем воздействия и виртуальной частотой потерь аудиопакетов, как показано на фиг.6. Пользователь получает зависимость fb между средним временем воздействия и виртуальной частотой потерь аудиопакетов из взаимосвязи, показанной на фиг.6. Таким образом, полученные зависимости fa и fb предварительно заданы в блоке 22 оценки значения оценки субъективного качества.

Оценивая качество аудиоданных, блок 22 оценки значения оценки субъективного качества вычисляет виртуальную частоту потерь аудиопакетов V, используя зависимость fb от средней длительности воздействия t, вычисленной блоком 12 вычисления среднего времени воздействия. Блок 22 оценки значения оценки субъективного качества вычисляет значение (V×L_a) путем умножения виртуальной частоты потерь аудиопакетов V на частоту потерь аудиопакетов L_a, вычисленную блоком 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов. Блок 22 оценки значения оценки субъективного качества расценивает требуемое для получения качество такое же, как качество, полученное при эталонном времени воздействии, равного t' и возникновении потерь (V×L_a) раз. Далее, блок 22 оценки значения оценки субъективного качества вычисляет значение оценки субъективного качества Q аудио из частоты потерь аудиопакетов (V×L_a), используя зависимость fa.

Устройство оценки качества аудиосигнала по настоящему изобретению позволяет оценивать качество в реальном времени путем вычисления нескольких входных параметров из информации в заголовках IP пакетов, принятых из IP сети.

Блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных измеряет данные аудиоинформации из информации в заголовках IP пакетов, принятых из IP сети, и вычисляет количество данных в секунду, тем самым вычисляя скорость передачи аудиоданных.

Блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов обнаруживает потерянные IP пакеты из информации в заголовках IP пакетов, принятых из IP сети, и оценивает число IP пакетов, содержащих аудиоданные, среди общего числа потерянных IP пакетов, основываясь на отношении количества аудиоданных к общему объему данных. Далее блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов, задает частоту потерь IP пакетов, содержащих аудиоданные, которую оценили в предварительно заданный момент времени, в качестве частоты потерь аудиопакетов.

Подобным образом, блок 12 вычисления среднего времени воздействия обнаруживает потерянные IP пакеты, исходя из информации в заголовках IP пакетов, принятых из IP сети, и оценивает число IP пакетов, содержащих аудиоданные, не входящих в потери IP пакетов, основываясь на отношении количества аудиоданных к общему объему данных. Далее блок 12 вычисления среднего времени воздействия задает среднюю длительность IP пакетов, содержащих аудиоданные, оцененных в предварительно заданный период времени, в качестве средней длительности аудиопакета.

Первый вариант осуществления изобретения

Первый вариант осуществления настоящего изобретения описан со ссылкой на сопутствующие фигуры. Фиг.7 представляет собой структурную схему, показывающую компоновку устройства оценки качества аудиосигнала по первому варианту осуществления настоящего изобретения. Те же позиционные обозначения, что и на фиг.1, обозначают те же части.

Устройство оценки качества аудиосигнала содержит блок 1 получения параметров, блок 2 оценки качества и промежуточный блок 3 получения параметров. Промежуточный блок 3 получения параметров получает промежуточные параметры для получения частоты потерь аудиопакетов и среднего времени воздействия, которые получены блоком 1 получения параметров.

Промежуточный блок 3 получения параметров содержит блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов, блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных, блок 32 вычисления средней длительности аудиопакета и блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов. Блок 30 вычисления отношения количества пакетов вычисляет отношение количества аудиопакетов к общему количеству IP пакетов, основываясь на информации из IP пакетов, принятых из IP сети (не показано). Основываясь на информации из принятых IP пакетов, блок вычисления частоты потерь аудиопакетов и средней длительности пакета данных вычисляет частоту потерь IP пакетов путем подсчета однократно или непрерывно генерируемых потерь IP пакетов в виде единовременной потери IP пакетов, независимо от непрерывной длительности. Блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных дополнительно вычисляет среднюю длительность пакета данных как среднее число IP пакетов, содержащихся в единовременной потере IP пакетов. Основываясь на средней длительности пакета данных и отношении количества аудиопакетов к общему количеству IP пакетов, блок 32 вычисления средней длительности аудиопакета вычисляет среднюю длительность аудиопакета как среднее число аудиопакетов, содержащихся в единовременной потере IP пакетов. Основываясь на информации из IP пакетов, блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов вычисляет среднее число аудиопакетов, которые содержат аудиоданные одного блока данных.

Первый вариант осуществления изобретения нацелен на передачу данных используя пакетную структуру IP/UDP (User Datagram Protocol)/RTP (Real-time Transport Protocol). Фиг.8 представляет собой блок-схему, показывающую действие устройства оценки качества аудиосигнала по первому варианту осуществления изобретения. Сначала устройство оценки качества аудиосигнала получает параметры.

Блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных, вычисляет скорость передачи аудиоданных A (этап S1). Фиг.9 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления скорости передачи аудиосигнала A с помощью блока 10 вычисления скорости передачи аудиосигнала. Сначала блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных захватывает поток IP пакетов за T' секунд (этап S100) и сортирует IP пакеты на основе порядковых номеров, содержащихся в RTP заголовках IP пакетов потока IP пакетов (этап S101).

Затем блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных извлекает один из непроверенных IP пакетов из потока IP пакетов. Кроме того, блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных извлекает IP адрес источника и IP адрес назначения из IP заголовка IP пакета, извлекает номер начального порта и номер порта назначения из UDP заголовка IP пакета и извлекает номер типа полезной нагрузки пакета в 7-битном формате из RTP заголовка IP пакета (этап S102).

Блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных определяет, совпадают ли извлеченные IP адрес источника и IP адрес назначения с IP адресом источника и IP адресом назначения оцениваемой цели, совпадают ли извлеченные номер начального порта и номер порта назначения с номером начального порта и номером порта назначения оцениваемой цели и совпадает ли извлеченный номер типа полезной нагрузки пакета с номером типа полезной нагрузки пакета оцениваемой цели (этап S103).

Если все значения, такие как IP адрес источника, IP адрес назначения, номер начального порта, номер порта назначения и номер типа полезной нагрузки пакета, извлеченные из IP пакета, совпадают со значениями оцениваемой цели, то блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных определяет, что извлеченный IP пакет является аудиопакетом, подлежащим оценке, и переходит к этапу S104. Если по меньшей мере одно значение из IP адреса источника, IP адреса назначения, номера начального порта, номера порта назначения и номера типа полезной нагрузки пакета не совпадают со значениями оцениваемой цели, блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных переходит к этапу S105.

На этапе S104 блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных измеряет количество данных D (кб), которое представляет собой накопительное значение.

После окончания этапа S104 или в случае исхода «НЕТ» на этапе S103 блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных определяет, существует ли непроверенный IP пакет в потоке IP пакетов (этап S105). Если непроверенный IP пакет существует, блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных возвращается к этапу S102; если не существует непроверенных пакетов, переходит к этапу S106. Процессы на этапе с S102 по S105 повторяются, пока не будут проверены все IP пакеты потока IP пакетов.

После завершения проверки блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных вычисляет скорость передачи аудиоданных A путем деления количества аудиоданных D _a (кбайт) на время T' (этап S106):

A=D_a/T' (1)

Затем обработка данных блоком 10 вычисления скорости передачи аудиоданных завершается.

При выводе частоты потерь аудиопакетов L_a частота потерь IP пакетов L, средняя длительность пакета данных B и отношение P_a количества аудиопакетов к общему количеству IP пакетов вычисляются как три промежуточных параметра.

Блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных вычисляет частоту потерь IP пакетов L и среднюю длительность пакета данных B (этап S2 на фиг.8). Фиг.10 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления частоты потерь IP пакетов L и средней длительности пакета данных B с помощью блока 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных.

Блок вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных 31 захватывает IP поток за T секунд (этап S200) и сортирует IP пакеты на основе порядковых номеров, содержащихся в RTP заголовках IP пакетов потока IP пакетов (этап S201). Затем блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных собирает порядковые номера содержащихся в RTP заголовках соответствующих IP пакетов (этап S202).

Блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных сравнивает порядковый номерS_S первого RTP пакета и порядковый номер S₁ последнего RTP пакета, который был получен на этапе S202, и определяет, является ли первый порядковый номер больше последнего порядкового номера S₁ (этап S203).

Если первый порядковый номер S_S меньше чем последний порядковый номер S₁ (исход «НЕТ» на этапе S203), то блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных извлекает номера X₁, X₂,..., X_k, которые не существуют как порядковые номера, полученные на этапе S202, из всех X, которые удовлетворяют условию S _S < X < S_i (этап S204).

Блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных получает количество потерянных IP пакетов k, служащих в качестве накопленного номера отсутствующих порядковых номеров X₁, X₂,..., X_k. Дополнительно, блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных вычисляет частоту потерь IP пакетов, основываясь на последовательности порядковых номеров X₁, X ₂,..., X_k, и задает вычисленную частоту как частоту потерь IP пакетов L за T секунд (этап S205). Если при вычислении частоты потерь IP пакетов L порядковые номера потеряны непрерывно, потери IP пакетов, имеющих непрерывные порядковые номера, считаются единовременной потерей.

Если первый порядковый номер S_S больше чем последний порядковый номер S₁ (исход «ДА» на этапе S203), то блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных извлекает номера X₁, X₂,..., X_k, которые не существуют как порядковые номера, полученные на этапе S202, из всех X, которые удовлетворяют условиям 0 < X < S₁ или S_S < X < 65535 (этап S206).

Блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных получает количество потерянных IP пакетов k, служащих в качестве накопленного номера отсутствующих порядковых номеров X₁, X₂,..., X_k . Дополнительно, блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных вычисляет частоту потерь IP пакетов, основываясь на последовательности порядковых номеров X₁, X₂,..., X_k, и задает вычисленную частоту как частоту потерь IP пакетов L за T секунд (этап S207).

После окончания обработки на этапе S207 блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных определяет, существуют ли оба номера 0 и 65535 в последовательности номеров X₁, X₂,..., X_k, извлеченных на этапе S206 (этап S208). Если оба номера 0 и 65535 существуют в последовательности номеров X₁, X₂,..., X_k, то блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных переходит к этапу S209; если по меньшей мере один из 0 и 65535 не существует, то к этапу S210.

Если оба номера 0 и 65535 существуют в последовательности номеров X₁, X₂,..., X_k, то потеря, содержащая порядковый номер 0, и потеря, содержащая порядковый номер 65535, считаются единовременной потерей. Блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных задает, в качестве последней частоты потерь IP пакетов L, значение, полученное путем уменьшения частоты потерь IP пакетов L, вычисленной на этапе S209 (этап S209). Если по меньшей мере один из 0 и 65535 не существует в последовательности номеров X₁, X ₂,..., X_k, то блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных непосредственно задает значение, вычисленное на этапе S207, в качестве частоты потерь IP пакетов L.

Наконец, блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных вычисляет среднюю длительность пакета данных B путем деления количества потерь IP пакетов k на частоту потерь IP пакетов L (этап S210):

В = k/L (2)

Затем завершается обработка данных блоком 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных.

Блок вычисления отношения количества аудиопакетов 30 вычисляет отношение P_a количества аудиопакетов к общему количеству IP пакетов (этап S3 на фиг.8). Фиг.11 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления отношения P_a количества аудиопакетов с помощью блока 30 вычисления отношения количества аудиопакетов.

Блок вычисления отношения количества аудиопакетов 30 захватывает поток IP пакетов за T' секунд (этап S300) и сортирует IP пакеты на основе порядковых номеров, содержащихся в RTP заголовках IP пакетов потока IP пакетов (этап S301).

Процессы на этапе S302 и S303 аналогичны процессам на этапе S102 и S103 на фиг.9. Если все значения, такие как IP адрес источника, IP адрес назначения, номер начального порта, номер порта назначения и номер типа полезной нагрузки пакета, извлеченные из IP пакета, совпадают со значениями оцениваемой цели на этапе S303, то блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов определяет, что извлеченный IP пакет является аудиопакетом, подлежащим оценке, и переходит к этапу S304. Если по меньшей мере одно значение из IP адреса источника, IP адреса назначения, номера начального порта, номера порта назначения и номера типа полезной нагрузки пакета не совпадают со значениями оцениваемой цели, то блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов продвигается к этапу S305.

На этапе S304 блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов увеличивает количество аудиопакетов N_a на единицу. После окончания обработки на этапе S304 или в случае исхода «НЕТ» на этапе S303 блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов увеличивает общее количество IP пакетов N потока IP пакетов на единицу (этап S305).

Затем блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов определяет, существует ли непроверенный IP пакет в потоке IP пакетов (этап S306). Если непроверенный IP пакет существует, блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов возвращается к этапу S302; если не существует непроверенных пакетов, переходит к этапу S307. Процессы на этапе с S302 по S306 повторяются, пока не будут проверены все IP пакеты потока IP пакетов.

После окончания проверки, блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов вычисляет отношение P_a количества аудиопакетов N_a к общему количеству IP пакетов N путем деления количества аудиопакетов N_a на общее количество IP пакетов N (этап S307):

P_a = N_a/N (3)

Затем, обработка данных блоком 30 вычисления отношения количества аудиопакетов завершается.

Блок вычисления частоты потерь аудиопакетов 11 вычисляет частоту потерь аудиопакетов L_a, основываясь на частоте потерь IP пакетов L, средней длительности пакета данных B и отношении P_a количества аудиопакетов N_a к общему количеству IP пакетов N, которые были вычислены изложенным выше путем (этап S4 на Фиг.8). Фиг.12 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов. Фиг.13 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления частоты потерь аудиопакетов L_a с помощью блока 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов.

Блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов содержит блок 110 вычисления значения ожидаемого количества потерь аудиопакетов и блок 111 определения частоты потерь аудиопакетов. Блок 110 вычисления значения ожидаемого количества потерь аудиопакетов умножает среднюю длительность пакета данных B и отношение P _a количества аудиопакетов N_a к общему количеству IP пакетов N, тем самым вычисляя ожидаемое значение числа потерь аудиопакетов при единовременной потере IP пакета. Блок 111 определения частоты потерь аудиопакетов определяет частоту потерь аудиопакетов L_a из ожидаемого значения числа аудиопакетов и частоты потерь IP пакетов L.

Блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов не может определять тип данных, находящихся в полезной нагрузке потерянного IP пакета. Таким образом, блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов вычисляет ожидаемое значение Y числа потерь аудиопакетов при единовременной потере IP пакета, основываясь на средней длительности пакета данных B и отношении P_a количества аудиопакетов N_a к общему количеству IP пакетов N (этап S400):

Y = В × P_a (4)

Далее блок вычисления частоты потерь аудиопакетов 11 сравнивает ожидаемое значение Y с 1 (этап S401). Если Y>=1, то блок вычисления частоты потерь аудиопакетов 11 определяет, что единовременная потеря IP пакета всегда содержит Y аудиопакетов (этап S402), и задает частоту потерь аудиопакетов L_a=L (этап S403).

Если Y<1 на этапе S401, то блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов определяет, что единовременная потеря IP пакета содержит один аудиопакет с вероятностью Y=(В×P _a) (этап S404). В этом случае, один аудиопакет потерян за L×Y потерь пакетов при частоте потерь IP пакетов L. Блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов вследствие этого задает частоту потерь аудиопакетов L_a=L×Y (этап S405). Соответственно, обработка данных блоком 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов завершается.

При вычислении среднего времени воздействия t средняя длительность аудиопакета B_a и среднее количество аудиопакетов P_n аудиопакетов, которые содержат аудиоданные одного блока данных, вычисляются как два промежуточных параметра.

Блок 32 вычисления средней длительности аудиопакета вычисляет среднюю длительность аудиопакета B_a (этап S5 на фиг.8). Фиг.14 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления средней длительности аудиопакета B_a с помощью блока 32 вычисления средней длительности аудиопакета.

Процессы на этапе S500, S501, S502 и S504 аналогичны процессам на этапе S400, S401, S402 и S404 на фиг.13. Если Y>=1, то блок 32 вычисления средней длительности аудиопакета задает среднюю длительность аудиопакета B_a=Y (этап S503); если Y<1, то задает среднюю длительность аудиопакета B_a=1 (этап S505). Затем завершается обработка данных блоком 32 вычисления средней длительности аудиопакета.

Блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов вычисляет среднее количество аудиопакетов P_n среди аудиопакетов, которые содержат аудиоданные одного блока данных (этап S6 на фиг.8). Фиг.15 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления среднего количества аудиопакетов P_n с помощью блока 33 вычисления среднего количества аудиопакетов.

Блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов захватывает поток IP пакетов за T' секунд (этап S600) и сортирует IP пакеты, основываясь на порядковых номерах, содержащихся в RTP заголовках IP пакетов потока IP пакетов (этап S601).

Процессы на этапе S602, S603 и S604 аналогичны процессам на этапе S302, S303 и S304 на фиг.11. Блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов увеличивает количество IP пакетов N_a на единицу на этапе S604 и определяет, имеет ли маркерный бит в RTP заголовке аудиопакета, извлеченного на этапе S603, значение, равное 1 (этап S605). Значение маркерного бита «1» говорит о том, что пакет является аудиопакетом, содержащим последние данные блока данных, содержащего аудиоданные. Следовательно, если значение маркерного бита равно «1», то блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов увеличивает количество блоков данных Nm на единицу (этап S606).

После окончания обработки на этапе S606 или в случае исхода «НЕТ» на этапе S603 или S605 блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов увеличивает общее число IP пакетов N потока IP пакетов на единицу (этап S607).

После этого блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов определяет, существует ли непроверенный IP пакет в потоке IP пакетов (этап S608). Если непроверенный IP пакет существует, блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов возвращается к этапу S602; если не существует непроверенных пакетов, переходит к этапу S609. Процессы на этапе с S602 по S608 повторяются до тех пор, пока не будут проверены все IP пакеты потока IP пакетов.

После окончания проверки блок 33 вычисления среднего количества аудиопакетов вычисляет среднее количество аудиопакетов P_n, которые содержат аудиоданные одного блока данных, путем деления количества IP пакетов N_a на количество блоков данных N_m (этап S609):

P _n = N_a/N_m (5)

Соответственно, обработка данных блоком 33 вычисления среднего количества аудиопакетов завершается.

Блок 12 вычисления среднего времени воздействия вычисляет среднее время воздействия t, основываясь на средней длительности аудиопакета B_a и среднем количестве аудиопакетов P_n среди аудиопакетов, которые содержат аудиоданные одного блока данных, которые были вычислены вышеизложенным путем (этап S7 на фиг.8). Фиг.16 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока 12 вычисления среднего времени воздействия. Фиг.17 представляет собой блок-схему, показывающую способ вычисления среднего времени воздействия t с помощью блока 12 вычисления среднего времени воздействия.

Блок 12 вычисления среднего времени воздействия содержит блок 120 вычисления значения ожидаемого количества потерь блоков данных и блок 121 определения среднего времени воздействия. Основываясь на средней длительности аудиопакета B_a и среднем количестве аудиопакетов P_n среди аудиопакетов, которые содержат аудиоданные одного блока данных, блок 120 вычисления значения ожидаемого количества потерь блоков данных вычисляет количество блоков данных, в которых единовременная потеря аудиопакетов воздействует на качество. Блок 121 определения среднего времени воздействия определяет среднее время воздействия путем умножения количества блоков данных на длительность блока данных.

Сначала блок 12 вычисления среднего времени воздействия делит среднюю длительность аудиопакета B_a на среднее количество аудиопакетов P_n, вычисляя ожидаемое значение N _f количества блоков данных, на которые воздействует единовременная потеря аудиопакетов (этап S700). Далее, блок 12 вычисления среднего времени воздействия определяет меньше ли количество блоков данных N_f, чем 1 (этап S701).

Если N _f>1, то блок 12 вычисления среднего времени воздействия определяет, что единовременная потеря аудиопакетов воздействует на N_f из блоков данных (этап S702). Блок 12 определения среднего времени воздействия задает среднее время воздействия t единовременной потери, значение, полученное путем умножения количества блоков данных N_f на известную длительность блока данных F (этап S703).

Если N_f <1 на этапе S701, то блок 12 вычисления среднего времени воздействия определяет, что единовременная потеря аудиопакетов воздействует на один блоков данных, и задает среднее время воздействия t=F (этап S705). Так как единовременная потеря аудиопакетов всегда воздействует на один и более блоков данных, количество блоков данных N_f всегда задано равным 1 или больше, при обработке на этапе S704 и 705:

N_f = max (B_a/P_n, 1) (6)

Затем обработка данных блоком 12 вычисления среднего времени воздействия завершается.

Значение качества кодированного аудио Ie, представляющее субъективное качество аудиоданных, соответствующее скорости передачи аудиоданных и частоте дискретизации, предварительно накоплено в базе 20 данных значений качества кодированного аудио в блоке оценки качества 2. Значение качества кодированного аудио Ie получено заранее из эксперимента по оценке субъективного качества и задано в базе 20 данных значений качества кодированного аудио.

Более конкретно, аудиоданные кодированы с помощью кодека, использованного в потоковом мультимедийном телекоммуникационном сервисе, который подлежит оценке. Аудиоданные декодированы и воспроизведены. Субъект оценивает воспроизведенную речь и определяет значение качества кодированного аудио Ie. Этот эксперимент по оценке субъективного качества проводили для аудиоданных с различными скоростями передачи аудиоданных и частотами дискретизации. В этом примере, DMOS (средняя экспертная оценка качества речи) используется как значение качества кодированного аудио Ie, но значение качества кодированного аудио Ie не ограничено этим. Длительность аудиоданных, используемых в этом эксперименте по оценке субъективного качества, задана равной T. Предпочтительно, количество субъектов и данных велико.

База 20 данных значений качества кодированного аудио выводит на блок 22 оценки значения оценки субъективного качества значение качества кодированного аудио Ie, соответствующее значению скорости передачи аудиоданных A введенного из блока 10 вычисления скорости передачи аудиоданных, и известной частоте дискретизации аудиоданных, подлежащих оценке (этап S8 на фиг.8). Если значение входной скорости передачи аудиоданных A отсутствует в базе данных, то база 20 данных значений качества кодированного аудио выводит на блок 22 оценки значения оценки субъективного качества значение качества кодированного аудио Ie, соответствующее скорости передачи аудиоданных, наиболее близкой к значению A, из скоростей передачи аудиоданных, накопленных в базе данных.

Фиг.18 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока 22 оценки значения оценки субъективного качества. Фиг.19 представляет собой блок-схему, показывающую способ оценки значения оценки субъективного качества блоком 22 оценки значения оценки субъективного качества.

Блок 22 оценки значения оценки субъективного качества содержит блок 220 преобразования и блок 221 вычисления значения оценки субъективного качества. Блок 220 преобразования преобразовывает среднее время воздействия t, вычисленное блоком 12 определения среднего времени воздействия, в виртуальную частоту потерь аудиопакетов, в котором единовременная потеря аудиопакетов за среднее время воздействия t имеет подобное виртуальной частоте потерь аудиопакетов воздействие на качество при эталонном времени воздействия, заданном заранее. Блок 221 вычисления значения оценки субъективного качества вычисляет значение оценки субъективного качества основываясь на значении качества кодированного аудио Ie, частоте потерь аудиопакетов L_a и виртуальной частоте потерь аудиопакетов.

Блок 22 оценки значения оценки субъективного качества вычисляет значение оценки субъективного качества Q основываясь на значении качества кодированного аудио Ie, введенного из базы 20 данных значений качества кодированного аудио, частоте потерь аудиопакетов L _a, введенной из блока 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов, и среднем времени воздействия t, введенном из блока 12 вычисления среднего времени воздействия (этап S10 на фиг.8):

Q=(Ie-1)((1-n₁)e^(-LaV/n ₂ ⁾+n₁e^(-LaV/n ₃ ⁾) (7)

V=(t/n ₄)ⁿ ₅ (8)

где V представляет собой виртуальную частоту потерь аудиопакетов за среднее время воздействияt. Блок 220 преобразования вычисляет виртуальную частоту потерь аудиопакетов V в соответствии с равенством (8) (этап S800). Блок вычисления значения оценки субъективного качества 221 вычисляет значение оценки субъективного качества Q в соответствии с равенством (7) (этап S801). Равенство (7) соответствует зависимости fa, а равенство (8) соответствует зависимости fb. Однако равенства (7) и (8) всего лишь примеры и настоящее изобретение ими не ограничивается. Для вычисления значения оценки субъективного качества Q, используя равенства (7) и (8), коэффициенты n₁, n₂ и n₃ из равенстве (7) и коэффициенты n₄ и n₅ из равенстве (8) необходимо заранее получить из базы 21 данных коэффициентов.

Коэффициенты n₁, n₂, n ₃, n₄ и n₅ накапливаются в базе 21 данных коэффициентов заранее для каждого кодека. База 21 данных коэффициентов выводит на блок 22 оценки значения оценки субъективного качества коэффициенты n₁, n₂, n₃ , n₄ и n₅, соответствующие известным кодекам, использованным в мультимедийном телекоммуникационном сервисе, который подлежит оценке (этап S9 на фиг.8). Каждый коэффициент получен как следует ниже.

Сначала пользователь устройства оценки качества аудиосигнала задает эталонное значение t' среднего времени воздействия и создает аудиоданные, содержащие эталонное время воздействия t'. Аудиоданные воспроизведены и субъект оценивает воспроизведенную речь и определяет значение оценки субъективного качества Q. Эксперимент по оценке субъективного качества проводили для аудиоданных с различными частотами потерь аудиоданных, получая значение оценки субъективного качества Q для каждой частоты потерь аудиопакетов. Кроме того, проводили подобный эксперимент по оценке субъективного качества аудиоданных без потерь, которые имеют эталонное время воздействия t' для определения значения качества кодированного аудио Ie. Пользователь задает виртуальную частоту потерь аудиопакетов, равную 1 (V=1), и получает, нелинейным подбором методом наименьших квадратов, коэффициенты n₁, n₂, и n₃ в равенстве (7), которые минимизируют ошибку между значением оценки субъективного качества Q и значением качества кодированного аудио Ie для каждой частоты потерь аудиопакетов.

Затем пользователь создает аудиоданные, содержащие среднее время воздействия t'', отличное от эталонного времени воздействия t', и частоту потерь аудиопакетов, равную 1. Эти аудиоданные воспроизведены и субъект оценивает воспроизведенную речь и определяет значение оценки субъективного качества Q. Используя равенство (7), когда получено значение оценки субъективного качества Q, пользователь вычисляет частоту потерь пакетов V и задает вычисленное значение в качестве виртуальной частоты потерь аудиопакетов V'' за среднее время воздействия t''. Этот эксперимент по оценке субъективного качества проводили для аудиоданных с различным среднем временем воздействия t''. Пользователь получает, нелинейным подбором методом наименьших квадратов, коэффициенты n₄ и n₅, которые минимизируют ошибку между виртуальной частотой потерь аудиопакетов V'', для каждого времени воздействия t'', и виртуальной частотой потерь аудиопакетов V, полученной при подстановке среднего времени воздействия t'' в равенство (8).

Коэффициенты n ₁, n₂, n₃, n₄ и n ₅ могут быть получены таким образом.

В эксперименте по оценке субъективного качества для получения коэффициентов n₁, n₂, n₃, n₄ и n₅ аудиоданные, значение качества кодированного аудио Ie, Q и использованный субъект, предпочтительно такие же, как и те, которые использовались при создании базы 20 данных значений качества кодированного аудио.

По вышеописанному первому варианту осуществления изобретения субъективное качество может быть оценено во время эксплуатации, используя только информацию на приемной стороне. В первом варианте осуществления изобретения потери пакетов делятся по частоте и величине единовременного воздействия. Кроме того, единовременное воздействие оценивается исходя из длительности. Как результат, может быть обеспечена оценка субъективного качества, соответствующая любому образцу потерь пакетов.

Второй вариант осуществления изобретения

Будет описан второй вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг.20 представляет собой структурную схему, показывающую компоновку устройства оценки качества аудиосигнала по второму варианту осуществления настоящего изобретения. Те же самые позиционные обозначения, что и на предыдущих фиг.1 и 7, отмечают те же самые части.

Устройство оценки качества аудиосигнала содержит блок 1а получения параметров, блок 2а оценки качества и промежуточный блок 3а получения параметров.

Блок 1а получения параметров содержит блок 10 вычисления скорости передачи аудиоданных, блок 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов и блок 32 вычисления средней длительности аудиопакета.

Промежуточный блок 3а получения параметров содержит блок 30 вычисления отношения количества аудиопакетов и блок 31 вычисления частоты потерь IP пакетов и средней длительности пакета данных.

Блок 2а оценки качества содержит базу 20 данных значений качества кодированого аудиосигнала, базы 21 данных коэффициентов, блок 22а оценки значения оценки субъективного качества.

Во втором варианте осуществления изобретения блок 32 вычисления средней длительности аудиопакета заменяет блок 12 вычисления среднего времени воздействия из первого варианта осуществления изобретения и вычисляет значение оценки субъективного качества основываясь на частоте потерь аудиопакетов L_a и средней длительности аудиопакета B_a.

Действие устройства оценки качества аудиосигнала по второму варианту осуществления изобретения будет объяснено ссылкой на фиг.21. Процессы на этапе с S1 по S5, S8 и S9 такие же, как и в первом варианте осуществления изобретения, и их описание не будет повторяться.

Фиг.22 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую компоновку блока 22а оценки значения оценки субъективного качества. Фиг.23 представляет собой блок-схему, показывающую способ оценки значения оценки субъективного качества блоком 22а оценки значения оценки субъективного качества.

Блок 22а оценки значения оценки субъективного качества содержит блок 220а преобразования и блок 221а вычисления значения оценки субъективного качества. Блок 220а преобразования преобразовывает среднюю длительность аудиопакета B_a, вычисленную блоком 32 вычисления средней длительности аудиопакета, в виртуальную частоту потерь аудиопакетов V, где единовременная потеря аудиопакетов при средней длительности аудиопакета B_a имеет подобное виртуальной частоте потерь аудиопакетов V воздействие на качество при эталонной длительности аудиопакета, заданной заранее. Блок 221а вычисления значения оценки субъективного качества вычисляет значение оценки субъективного качества Q основываясь на значении качества кодированного аудио Ie, частоте потерь аудиопакетов L_a и виртуальной частоте потерь аудиопакетов V.

Блок 22а оценки значения оценки субъективного качества вычисляет значение оценки субъективного качества Q основываясь на значении качества кодированного аудио Ie, введенного из базы 20 данных значений качества кодированного аудиосигнала, коэффициентах n₁, n₂, n ₃, n₄ и n₅, введенных из базы 21 данных коэффициентов, частоте потерь аудиопакетов L_a , введенной из блока 11 вычисления частоты потерь аудиопакетов, и средней длительности аудиопакета B_a, введенной из блока 32 вычисления средней длительности аудиопакета (этап Sl0a на фиг.21):

Q=(Ie-1)((1-n₁ )e^(-LaV/n ₂ ⁾+n₁e^(-LaV/n ₃ ⁾) (9)

V=(B _a/n₄)n₅ (10)

Блок 220а преобразования вычисляет частоту потерь аудиопакетов V в соответствии с равенством (10) (S900). Блок вычисления значения оценки субъективного качества 221а вычисляет значение оценки субъективного качества Q в соответствии с равенством (9) (этап S901). Учтите, что все объяснения среднего времени воздействия в принципах и первом варианте осуществления изобретения применимы ко второму варианту осуществления изобретения. То есть, этого достаточно, чтобы заменить описанное в принципе и первом варианте осуществления изобретения, среднее время воздействия на среднюю длительность аудиопакета и эталонное время воздействия на эталонную длительность аудиопакета.

Даже во втором варианте осуществления изобретения можно получить те же эффекты, что и в первом варианте осуществления изобретения.

Учтите, что устройство оценки качества аудиосигнала в каждом из первого и второго варианта осуществления изобретения может быть выполнено компьютером, имеющим CPU, устройство хранения данных и внешний интерфейс, и программу, контролирующую эти аппаратные ресурсы. Программа оценки качества аудиосигнала, заставляющая компьютер осуществлять предоставленный настоящим изобретением способ оценки качества аудиосигнала в состоянии, в котором он записан на записываемый носитель информации, такой как гибкий магнитный диск, CD-ROM, DVD-ROM или карта памяти. CPU записывает загруженную с записываемого носителя программу на устройство хранения данных и выполняет описанную в первом или втором варианте осуществления изобретения обработку в соответствии с программой.

Первый и второй вариант осуществления изобретения описывает устройство оценки качества аудиосигнала как один аппарат, но настоящее изобретение не ограничено этим. Например, блоки 1 и 1а получения параметров и промежуточные блоки 3 и 3а получения параметров могут быть расположены в приемном терминале, а блоки 2 и 2a оценки качества могут быть расположены в центре управления мультимедийными телекоммуникационными сервисами. В этом случае, параметры, вычисленные в приемном терминале, отправлены блокам 2 и 2а оценки качества в центр управления.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение применимо к способу оценки субъективного качества аудиоданных, которое испытывает пользователь мультимедийных телекоммуникационных сервисов.