MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA MEDIR LA CALIDAD DE SERVICIOS DE TRANSMISIÓN EN FLUJO DE MEDIOS EN TIEMPO REAL.

Método y dispositivo para medir la calidad de servicios de transmisión en flujo de medios en tiempo real.

Método y dispositivo de sonda para medir la calidad en transmisión en flujo en tiempo real de audio, vídeo, o una mezcla sincronizada de ambos, a través de IP, que realiza:

- recibir un flujo de transmisión en flujo de medios en tiempo real en un extremo de usuario,

- medir al menos un parámetro de red que indica QoS y/o QoE,

- extraer tramas de la transmisión en flujo en tiempo real en el extremo de usuario,

- analizar las tramas en el extremo de usuario buscando determinados errores y entregando al menos un parámetro de calidad definido por determinados resultados de dicha búsqueda;

- correlacionar cada parámetro de red medido y cada parámetro de calidad entregado en el extremo de usuario y devolver los resultados al operador de la red IP a través de una interfaz de control y configuración.

El operador usa la interfaz de control y configuración para configurar en el extremo de usuario cómo realizar la correlación entre los parámetros, teniendo en cuenta en dicha correlación las preferencias del usuario descritas por una ontología.

E TRANSMISIÓN EN FLUJO DE MEDIOS EN L

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención trata de un método y un dispositivo de sonda para medir parámetros de calidad, relacionados con parámetros de calidad de servicio (QoS) y de calidad de experiencia de usuario (QoE) , de servicios que incluyen transmisión en flujo ("streaming", en inglés) en tiempo real de vídeo, de audio y de medios en general ("media streaming") .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La transmisión en flujo (streaming) de medios en tiempo real es una tecnología de transmisión que permite a los usuarios ver o escuchar archivos a medida que se transfieren por redes de telecomunicación. El streaming de medios se diferencia de la descarga de archivos al equipo de usuario (ordenador, teléfono inteligente, ... ) , en primer lugar, en que la descarga normal requiere que los usuarios esperen hasta que termine de estar todo el archivo descargado para reproducirlo. La capacidad de transmitir/reproducir archivos en tiempo real se encuentra habitualmente en sitios web, lo que permite a los espectadores experimentar los archivos en tiempo real. Los tipos más habituales de transmisión en flujo de medios en tiempo real normalmente incluyen audio, vídeo, o una mezcla sincronizada de ambos.

La transmisión en flujo en tiempo real de audio (audio streaming) se crea ejecutando un archivo de sonido digital a través de un codificador, y a continuación habitualmente colocándolo en un sitio web para que los usuarios lo escuchen. La transmisión en flujo en tiempo real de vídeo a menudo se encuentra en Internet (la mayoría de reproducciones de vídeo en tiempo real de calidad se hacen específicamente para este medio) , pero no siempre incluye sonido (un ejemplo de un archivo de vídeo básico que no necesita audio es una transmisión en flujo en tiempo real de fotografías) . Uno de los tipos más útiles y favoritos de transmisión en flujo de medios en tiempo real incluye audio y vídeo sincronizados entre sí, lo que garantiza que la imagen en la pantalla y el audio de los oradores coincidan, haciendo que la experiencia de visionado parezca de alta calidad.

La calidad de los archivos normalmente depende de la velocidad de la conexión a Internet del usuario. La mayoría de los ordenadores pueden reproducir archivos de audio bastante fácilmente, pero las reproducciones en tiempo real de vídeo normalmente ocupan más ancho de banda. Esto significa que puedan tardar más en reproducir en tiempo real de manera continua, lo que da como resultado varias pausas a medida que la tasa de transferencia trata de recuperarse. Incluso en conexiones más lentas, el streaming habitualmente todavía es una alternativa más rápida a la descarga.

Un proveedor de alojamiento de medios puede ofrecer streaming de audio y vídeo a través de difusión web en directo o bajo petición, incluso gratis (por ejemplo, YouTube, Vimeo, y sitios similares que son principalmente sitios de compartición de vídeo internacionales, que alojan medios generados por usuarios y los reproducen en tiempo real) .

Así pues, la transmisión en flujo en tiempo real de vídeo (video streaming) es una pieza clave para un número siempre creciente de servicios de telecomunicaciones tales como videoconferencia, vídeo bajo petición, videoblogs, TV en directo a través de Internet, etc. Aunque algunos de estos servicios se entregan usando el esquema de "mejor calidad posible" (best effort) , poder medir la calidad de los flujos de vídeo es una cuestión importante para las empresas que proporcionan servicios gestionados de telecomunicaciones.

Las señales de transmisión en flujo en tiempo real de vídeo transportadas a través de redes de protocolo de Internet (IP) se ven afectadas por varios factores de degradación posibles como retardo de paquetes, jitter (fluctuación) , pérdida de paquetes, etc. Estos factores se manifiestan en la imagen como artefactos que distorsionan la imagen que aparece en el dispositivo de transmisión en flujo. A medida que los artefactos superan un umbral, se vuelven visibles para el ojo humano afectando a la calidad de servicio que perciben los usuarios finales. Un flujo de vídeo puede mostrar los siguientes artefactos que afectan a la calidad percibida por el usuario: congelado (un flujo de vídeo está congelado cuando no hay cambio entre tramas durante un periodo de tiempo específico) y pixelación (un flujo de vídeo muestra este problema cuando los usuarios perciben artefactos de píxel hasta un grado inadmisible) .

Las redes IP se caracterizan por estar muy distribuidas y así lo está la medición en ellas. Los algoritmos de medición de vídeo están distribuidos por toda la red con el fin de conseguir el visionado de extremo a extremo de servicios de vídeo. Pero otro problema que debe considerarse se refiere a cómo controlar las sondas puesto que son infraestructura muy distribuida. El trabajo de referencia lo presentó el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (Internet Engineering Task Force (IETF) ) en 2000 y se conoce como gestión basada en política. El grupo de trabajo de política de IETF continúa empleándose por la industria y otros organismos de estandarización tales como el Third Generation Partnership Project (3GPP) , que ha decidido usar COPS como protocolo de política para la interfaz entre el punto de cumplimiento de política ubicado en el encaminador de borde (por ejemplo, nodo de soporte de pasarela GPRS) de la red y el punto de decisión de política que se comunica con la interfaz de usuario a través de un protocolo de repositorio de política. No obstante, los protocolos (COPS, SNMP, etc.) diseñados para estos problemas de control y gobierno están orientados a red. Por tanto, es importante proporcionar a los operadores medios para controlar las infraestructuras desde la capa de negocio y servicio.

Por otro lado, actualmente existe la necesidad de que los operadores garanticen servicios de televisión sobre protocolo de Internet (IPTV) a través de los cuales se entregan señales de televisión por Internet usando los métodos de arquitectura y conexión de red de la suite de protocolos de Internet a través de una infraestructura de red conmutada por paquetes (por ejemplo, Internet y redes de acceso Internet de banda ancha) , en lugar de entregarse a través de formatos de difusión por radiofrecuencia tradicional, señal de satélite, y televisión por cable (CATV) .

La calidad percibida por los usuarios de servicios de 1PTV depende de la calidad de la imagen que están recibiendo. Los métodos de QoS/QoE actuales miden los parámetros de red directamente de bases de información de gestión (MIB) de los elementos de red (NE) o usando algunas sondas ubicadas en diferentes puntos en la red. Estas sondas pueden recopilar parámetros de trabajo de la pila de protocolos de servicio (IP, TCP, UDP, HTTP, etc.) como retardo de paquetes, pérdida de paquetes, jitter de paquetes, etc., que pueden recopilarse usando protocolo simple de gestión de red (SNMP) , por ejemplo.

La principal desventaja de analizar parámetros de red donde la sonda está instalada es que sólo puede proporcionarse una estimación de la percepción de los usuarios finales. Las mediciones de parámetros de red sólo pueden proporcionar una estimación más o menos precisa; a partir de estos datos se estima (se calcula) la calidad percibida, pero se trata de una medición indirecta porque, por ejemplo, el efecto de pérdidas de paquetes depende del tipo de trama en la que se produzca, lo que significa que el mismo valor puede producir diferente efecto sobre la imagen. Además, los métodos para estimar la calidad de las señales de vídeo basándose en mediciones de parámetros de red requieren recursos fuera de línea costosos con altas capacidades de procesamiento. Por tanto, faltan herramientas para conocer de manera eficaz la calidad de la imagen que están recibiendo realmente los usuarios finales de servicios de IPTV.

Otras soluciones actuales se basan en una calidad de vídeo percibida que se mide siempre que esté disponible señal de vídeo de referencia completa. Estos enfoques dependen de la existencia del vídeo de referencia completa en el punto de medición, lo que no es realista para el ámbito de los proveedores de servicios, en el que las señales tienen que distribuirse a través de redes de comunicación en las que experimentarán pérdidas, retardos, etc. En el punto de extremo no es posible tener tal referencia completa. En una utilización comercial de una red para proporcionar flujos de vídeo a clientes, no es posible tener la señal de vídeo original en el punto de extremo puesto que se transporta mediante una red en la que la señal puede experimentar jitter, retardo, pérdida de...

1. Un método para medir parámetros de calidad de servicios de transmisión en flujo de medios en tiempo real proporcionados por una red IP, que comprende:

recibir a través de una interfaz de vídeo de entrada (21) un flujo de transmisión en flujo de medios en tiempo real en un extremo de usuario, medir mediante un componente de mediciones de red (26) al menos un parámetro de red que indica calidad de servicio o calidad de experiencia de usuario de transmisión de paquetes a través de la red IP,

la caracterizado porque comprende además: extraer mediante un dispositivo de sonda (20) en el extremo de usuario una pluralidad de tramas del flujo de transmisión en flujo de medios en tiempo real que van a analizarse, analizar mediante un componente de procesamiento de vídeo (24) la pluralidad de tramas en el extremo de usuario buscando determinados errores en las tramas y entregando al menos un parámetro de calidad de las tramas, estando definido el parámetro de calidad de las tramas por ciertos resultados de dicha búsqueda; realizar correlación mediante un componente de procesamiento adaptativo (27) en el extremo de usuario entre cada parámetro de red medido por el componente de mediciones de red (26) y cada parámetro de calidad de las tramas entregado por el componente de procesamiento de vídeo (24) , entregar resultados de la correlación mediante medios de entrega de resultados (34) conectados al componente de procesamiento adaptativo (27)

del extremo de usuario a un operador (10) de la red IP a través de una interfaz de control y configuración (23) .

2. El método según la reivindicación 1, en el que la correlación en el extremo de usuario la configura el operador (10) a través de la interfaz de control y configuración (23) teniendo en cuenta las preferencias del usuario que se describen mediante una ontología.

3. El método según la reivindicación 2, en el que los errores que hay que buscar en las tramas y los resultados que van a entregarse se describen mediante la ontología y los configura el operador (10) a través de la interfaz de control y configuración (23) , teniendo en cuenta si los medios transmitidos en tiempo real se seleccionan de audio, vídeo y una sincronización de ambos, y las preferencias del usuario descritas.

4. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que los medios transmitidos en tiempo real comprenden vídeo y los errores que hay que buscar en las tramas se seleccionan de imagen congelada y pixelación.

5. El método según la reivindicación 4, en el que analizar la pluralidad de tramas en el extremo de usuario comprende comparar cada trama con al menos una previa y los resultados que van a entregarse comprenden una indicación de diferencia de movimiento entre las tramas comparadas.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, en el que analizar la pluralidad de tramas en el extremo de usuario comprende filtrar bordes y calcular valores Delta de Dirac de una determinada zona de las tramas y los resultados que van a entregarse comprenden una indicación de las tramas que presentan pixelación.

7. El método según cualquier reivindicación 4 a 6, en el que las tramas extraídas que van a analizarse en el extremo de usuario están en un formato de vídeo que usa tramas en blanco y negro.

8. El método según cualquier reivindicación anterior, en el que el, al menos un, parámetro de red medido se selecciona de retardo de paquetes, pérdida de paquetes y jitter de paquetes.

9. Un dispositivo de sonda (1) para medir parámetros de calidad de transmisión en flujo de medios en tiempo real que recibe un flujo de transmisión en flujo de medios en tiempo real en un extremo de usuario, pudiendo conectarse el dispositivo de sonda en un extremo de usuario para recibir un flujo de transmisión en flujo de medios en tiempo real y que comprende recibir medios de parámetros de red medidos que indican calidad de servicio o calidad de experiencia de usuario de transmisión de paquetes a través de los servicios de red IP proporcionados por una red IP, y estando caracterizado el dispositivo de sonda porque comprende medios de procesamiento configurados para implementar el método expuesto en cualquier reivindicación anterior.

10. El dispositivo de sonda según la reivindicación 9, en el que el dispositivo de sonda (1) puede conectarse entre un módulo descodificador (5) y un encaminador IP (6) en el extremo de usuario.

11. El dispositivo de sonda según la reivindicación 9, en el que el dispositivo de sonda está integrado en un módulo descodificador (5) y puede conectarse a un encaminador IP (6) en el extremo de usuario.

12. Un programa informático que comprende medios de código de programa adaptados

para realizar las etapas del método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador, un procesador de señal digital, una FPGA, un ASIC, un microprocesador, un microcontrolador, o cualquier otra forma de hardware programable.