MPEG-DASH 视频分析和监测方案 - TSM100

密视达TSM100 是一款领先的专业IP视频分析和监测软件。加上它对MPEG-DASH 的支持,使其成为一个专业的分析监测直播和点播DASH流的工具。

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MPEG-DASH 视频分析和监测系统

图1: MPEG-DASH 视频分析和监测

概况

由于网络视频流可以将视频内容在任何时候传送到任何设备,所以变得越来越流行。有许多可用于传送IP网络视频的流协议。近年来,在传统电视的基础上,越来越多其他种类的设备用于观看视频,通常选择自适应比特率流媒体技术使得客户端可以根据带宽和设备的分辨率情况在多条不同比特率的流中来选择一条特定比特率的流。

基于HTTP的动态自适应流(DASH)一种自适应流媒体技术,它使用HTTP网站服务器在因特网上提供流媒体内容。流媒体内容被分割成一个个片段文件,其中媒体呈现描述(MPD)文件描述了片段信息包括时间线、URL、媒体代码和特征比如视频分辨率和比特率。片段可能包含任何的媒体数据,并且MPEG规格给两种类型的容器提供了特定的指南:ISO基本媒体文件格式(如MP4文件格式)和MPEG-2传输流。

DASH将整个流分解成一个序列的小文件。 客户端应用程序通过HTTP协议下载这些小文件然后恢复成一个连续的流。由于下载使用的是标准的HTTP事务,所以DASH可以支持穿越任何防火墙或者支持让标准HTTP传输通过的代理服务。

然而,用IP网络来传输媒体数据会引入传输错误如延迟、抖动和包丢失。 通过因特网传输视频,由于视频提供商不能完全的控制可能问题更严重。另外视频源和视频处理过程存在的错误也会给视频客户不好的整体表现。

密视达TSM100支持DASH流的QoS 监测。该系统可以同时监测超过100路来自一个或多个服务器的DASH流,并且实行全面的分析,包括HTTP传输状态、MPD文件语法、下载延迟和音视频质量。

该系统被设计为24 x 7远程操作。系统监测到的所有错误都被保存在数据库并且可以生成报警。可以通过时间条件生成多种报告来总结流的状态和错误。

应用实例

利用TSM100分析和监测 MPEG-DASH 视频

图2: 利用TSM100分析和监测 MPEG-DASH 视频

DASH分析

该系统解析并分析MPD文件。根据标准来验证元素标签和属性。每个媒体流片段都会被下载,然后进行下载时间和媒体时间的比较以及比特率的计算。当平均下载时间超过媒体时间,就会报告延迟。许多的媒体文件和会话参数会被记录在数据库,包括片段URL、文件大小和文件下载时间。由于DASH媒体文件通常是非复合的并且生成独立的流,所以需要对各个独立流的同步进行分析。这些监测到的所有错误也会被保存在数据并且可以生成报告。

视频、音频和字幕分析

尽管DASH流片段可以包含任何媒体数据,但现如今大多数的应用都是使用MP4或者TS流。TSM100系统会连续不断的解码所有下载的视频、音频和字幕数据并且监测下列错误:

  • 监测各个可选择基本流的丢失。
  • 连续解码视频帧并且检查黑帧和静帧错误。
  • 连续解码音频,根据ITU BS.1770-3计算响度并且检查响度错误。
  • 在用户指定模板的基础上检查比特率并且报告音视频比特率超出范围的错误。

另外,该系统可以实时的展示视频缩略图、音量和字幕内容。

远程用户界面

有两个客户端应用可以远程查看测试结果和对监测系统进行控制。一个是易于使用的桌面窗口应用,它可以动态的展示所有的测试结果并且可以实时播放视频和音频来对服务质量(QoS)进行视觉上的验证。另一个是以web为基础的客户端应用,用来通过网络来访问测试数据。SNMP 可以用来支持错误陷阱和数据查询。

错误报警、记录和报告

所有检测到的错误都被记录在数据库。记录的特征允许操作者通过不同搜索条件来搜索特定的错误。被选中的错误可以被导出到文本文件。TSM100允许用户生成流模板,系统会根据用户设置的模板来测试实际的输入数据,报告和记录所有的偏差。还可以通过设置系统来发送报警信息,当这些错误发生的时候,如信号丢失、音频流丢失或视频流丢失、黑帧和静帧。另外还可以生成很多的报告,包括DASH错误总结、媒体文件和下载统计以及音视频错误总结。

界面示例

MPEG-DASH 分析器用户界面截图

图3: TSM100 用户界面截图

功能

  • 同时分析DASH MPD文件中包含的所有音视频流以及字幕。
  • 支持实时的直播服务以及以文件为基础的点播服务。
  • 分析MPD文件,根据标准检查MPD元素标签和属性。
  • 分析媒体流比特率,比较下载时间和媒体时并且测量流片段的下载延迟。
  • 对同一DASH流下包含的不同音视频以及字幕进行同步分析。
  • 支持H.264, HEVC 视频和多种音频编码格式,包括 MP3、AAC 、AAC+和AC3。
  • 支持TS和MP4的流。
  • 连续不断下载和解码所有视频流,实时显示视频缩略图。
  • 连续不断下载和解码所有音频流并显示音频PCM值,计算每条音频流的响度并且显示每条流的音频柱和响度。
  • 连续不断下载和解码所有字幕流,显示字幕内容。
  • 支持用户给流比特率定义模板。
  • 可以进行阈值和报警设置。
  • 检测音视频丢失,静帧黑帧和音量响度错误。
  • 自动报告错误并且可通过邮件、短信和声光进行报警。
  • 支持错误报警SNMP查询和traps 。
  • 友好的远程用户界面。
  • 数据库用来记录错误和报警,并且可作为事后的分析。
  • 可生成多种报告,如流的错误状态、DASH语法和媒体下载统计。

应用

  • 客户端的直播和点播DASH视频流服务监测。
  • 上游和CDN监测

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