WebRTC音视频实时互动技术:原理、实战与源码分析
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

3.1.2 音视频服务质量指标

除了实时通信延迟指标外,音视频通信中还有业务服务质量指标,包括音频服务质量和视频服务质量。由于音频数据量比较小,对网络的影响不大,并且3A问题非常复杂,需要专门的一本书来讲解,所以这里就不介绍了。接下来重点介绍一下视频服务质量指标。

在讲解视频服务质量指标之前,我们先来了解几个视频的基本概念,即分辨率、帧率以及码率。这几个概念看似简单,但对于理解视频服务质量有着非常关键的作用。

·分辨率,指图像占用屏幕上像素的多少。图像中的像素密度越高,图像的分辨率越高。对于实时通信而言,图像默认分辨率一般设置为640×480或640×360,如果分辨率低于该值,则图像中包含的信息太少,基本只能看到一个头像,效果就会很差。另外,分辨率还指明了图像清晰度的最大上限。

·帧率,指视频每秒播放帧(图像)的数量。播放的帧数越多,视频越流畅。一般动画片/电影的帧率在24帧/秒以上,高清视频的帧率在60帧/秒以上。对于实时通信的视频来说,15帧/秒是一个分水岭,当帧率小于15帧/秒时,大部分人会觉得视频质量不佳,卡顿严重。

·码率,指视频压缩后,每秒数据流的大小。原则上,分辨率越大,码率也越大。如果出现分辨率大而码率小的情况,说明在视频编码时丢弃了大量的图像信息,这将导致解码时无法将图像完整复原,从而造成失真。因此我们可以得到结论:在相同分辨率的情况下,码率越大还原度越好,图像越清晰。当然,这里的码率大小是有限制的,超过一定阈值(MOS=5)后,再大的码率也没有意义了。

除了上面这几个基本概念之外,还需要了解一下MOS MOS(Mean Option Score),平均意见值。值。MOS值是用来评估业务服务质量好坏的,MOS值越高,业务质量越好。它共分为5级,由高到低分别为:5——优秀;4——较好;3——还可以;2——差;1——很坏。

下面以H264编码为例,看看在不同MOS值下,码率与分辨率之间存在何种关系,如图3.1所示。从图中可以看到,如果视频的MOS值为4,分辨率为640×480时,需要1900kbps的码率,分辨率为1920×1080时,需要7Mbps的码率;当MOS为3时,分辨率为640×480时,需要500kbps的码率,分辨率为1920×1080时,需要2.5Mbps的码率……由此可知,MOS值越高,视频的质量越好,码率也就越大,需要的带宽也就越多。

了解了上述指标后,我们现在应该清楚,要想使在线实时通信可以逼近或达到面对面交流的效果,就必须尽可能地降低传输的延迟,同时增大音视频传输的码率。然而,降低延迟与增大码率是矛盾的,除非所有用户都有足够的带宽和足够好的网络质量,但这显然是不现实的。

图3.1 H264分辨率与码率的关系图(来源:http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=5729848&queryText%3DThe+Relationship+Among+Video+Quality%2C+Screen+Resolution%2C+and+Bit+Rate

[1] MOS(Mean Option Score),平均意见值。