中国移动-面向云边协同的视频质量评估场景及方案白皮书-2021.5-32页_1mb

面向云边协同的视频质量评估场景及方案白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由中国移动研究院联合浙江移动和江苏移动共同编写，旨在探讨云边协同背景下视频质量评估的场景及技术方案。随着视频业务的快速增长和边缘计算技术的成熟，视频质量评估从传统的中心化或端侧评估，向云边协同模式演进，以提升视频体验质量（QoE）和系统运维效率。

主要观点

1. 视频业务发展需求

   • 视频业务呈现爆炸式增长，视频质量评估成为保障用户体验的关键。
   • 传统视频评估方法无法满足高精度、低延迟、大数据处理等新需求。

2. 云边协同的定义与价值

   • 云边协同是边缘计算与云计算的结合，既保留边缘侧的实时性、低延迟优势，又具备云端的大数据分析能力。
   • 云边协同能够提升视频评估的效率和精度，同时保障数据隐私和系统安全。

3. 视频质量评估技术分类

   • 全参考评估：如PSNR、SSIM、VMAF、PEVQ等，依赖参考图像。
   • 无参考评估：如基于深度学习的DVQA、基于融合的BVQA等，无需参考图像。

4. 云边协同下的视频质量评估框架

   • 包含基础服务层、质量评估算法层、云边协同管理层和应用层。
   • 边缘侧负责实时评估和初步处理，云端负责全局分析和模型优化。

关键信息

视频质量评估场景及方案

4.1 视频监控场景质量评估

• 应用场景：智慧家庭、智慧园区、智慧城市等。
• 影响因素：摄像头配置、网络传输质量（丢包、抖动、带宽等）。
• 评估方案：边缘侧进行实时质量评估，云端进行整体分析，提升运维效率和数据安全性。

4.2 视频制作内容场景质量评估

• 应用场景：UGC审核、智能推荐、内容生成等。
• 影响因素：视频封面质量、内容清晰度、版权合规性等。
• 评估方案：采用深度学习模型，边缘侧进行初步评估，云端进行高精度分析，实现内容质量保障。

4.3 实时视频通信场景质量评估

• 应用场景：在线教育、远程协作、远程医疗等。
• 影响因素：音视频流参数、网络传输质量、播放终端性能等。
• 评估方案：边缘侧进行单用户质量评估，云端进行多用户整体评估，提升系统稳定性与用户体验。

4.4 超高清视频场景质量评估

• 应用场景：广播电视、文教娱乐、医疗健康等。
• 影响因素：音视频源质量、传输稳定性、交互体验（如延迟、卡顿）等。
• 评估方案：边缘侧进行实时质量评估，云端进行大数据分析，支持高精度、高并发的视频质量监控。

4.5 XR视频场景质量评估

• 应用场景：娱乐、教育、军事、科普等。
• 影响因素：音视频质量、沉浸感、眩晕体验、交互延迟等。
• 评估方案：结合边缘与云端，实现低延迟、高精度的XR视频质量评估，保障沉浸式体验。

4.6 云游戏场景质量评估

• 应用场景：云体验、云助战、云对战等。
• 影响因素：网络延迟、操作响应、画面卡顿、黑边拖影等。
• 评估方案：边缘侧进行流化与传输优化，云端进行渲染与交互控制，提升游戏体验质量。

云边协同评估框架设计原则

1. 数据隐私与模型优化结合：引入增量学习与联邦学习，实现数据本地处理与云端聚合。
2. 评估方式多样化：支持全参考、无参考等多种评估方式。
3. 模块独立化：便于系统集成与扩展，支持灵活部署。
4. 性能无关性：不影响现有视频系统性能，用户无感知。
5. 结果可视化：提供评估结果的展示与分析，便于运维决策。

展望

• 随着视频业务的多样化、网络带宽的提升以及边缘计算技术的发展，云边协同视频质量评估将更加复杂和场景化。
• 中国移动致力于打造云边协同的视频评估示范应用，推动视频质量评估技术、产品和解决方案的优化，提升用户体验和业务运维效率。

缩略语列表

参考文献

1. 边缘计算与云计算协同白皮书，边缘计算产业联盟(ECC)与工业互联网产业联盟(AII)，2018
2. 边缘计算与云计算协同白皮书 2.0，边缘计算产业联盟(ECC)与工业互联网产业联盟(AII)，2020
3. 中国移动边缘计算技术体系白皮书，中国移动，2019
4. 视频边缘计算白皮书，中国移动研究院，2020
5. 边缘计算产业联盟，http://www.ecconsortium.org/，2020
6. Cisco Annual Internet Report(2018 - 2023), Cisco, 2018
7. 云游戏白皮书，华为技术有限公司与杭州顺网科技股份有限公司，2019

联合编写单位及作者

• 中国移动通信集团公司研究院：喻炜、杨蕾、张世俊、王春梅、李萌、刘梦莹、胡添杰
• 中国移动浙江公司：金振、牛坡
• 中国移动江苏公司：孙迎春、唐志鸿