[发明专利]一种IP视频净切换系统的测量方法

摘要

一种IP视频净切换系统的测量方法涉及媒体视频制作IP化过程中的精准视频实时切换(净切换)和调度系统，我们发明一种可以通过IP信号来检测IP视频净切换系统评价指标的方法。IP视频净切换系统评价指标具体包括单次切换是否达到视频净切换：切换丢包数；净切换交换机交换时延和净切换成功率；IP视频净切换系统的整体性评价指标：端到端时延。该方法适用于使用SMPTE ST 2022‑6或SMPTE ST 2110‑20的以上三种IP视频净切换系统。

主权项

1.一种IP视频净切换系统的测量方法，其特征在于：测试中两路SDI视频源A、B需要经过网关转换成IP化的视频流传输；两路IP视频流经净切换交换机或源端切换或目的端切换输出一路IP视频流，再经过网关将IP视频流还原成原始SDI信号经过测试，当IP视频净切换系统执行切换时，会一直有IP数据包捕获工具捕获IP视频净切换系统链路中IP数据包；IP数据包捕获工具使用Wireshark软件和针对视频流开发的插件，软件安装在高性能计算机上以保证实时抓包性能，并且高性能计算机包含如下功能：万兆网卡支持PTP和硬件时间戳，抓包的时间戳精确到纳秒级，实时抓包链路流量达到6Gbps时也不会出现丢包现象；(1).找到Wireshark软件中记录视频切换点切换点就是Wireshark软件记录中连续规律出现的IP层的数据包源地址和目的地址突然发生变化的地方；这样连续规律出现的IP层的数据包源地址和目的地址的次数不少于当前记录的一个视频帧应该包含的IP视频数据包数，当找到Wireshark软件中记录视频切换点的位置后，接下来要检验发生在这次切换点位置的切换是否是净切换；(2).检验发生在这次切换点位置的切换是否为净切换发生净切换，应满足切换丢包数为0的限制；不满足的话，则本次切换不是净切换；(3).测量发生在切换点的切换丢包数的方法测量中有从信号源A切换到信号源B和从信号源B切换到信号源A的数据，两者切换次数一样；现在假设从信号源A切换到信号源B，测量方法如下；1)检验紧邻切换点处信号源A的IP视频帧数据包是否为帧尾；如果是帧尾，则信号源A在切换点没有丢包，并且信号源A在切换点丢包数记为NA＝0；如果不是帧尾，计算出还差多少个数据包到达此帧帧尾，记为N1，则信号源A在切换点丢包数记为NA＝N1；2)检验紧邻切换点处信号源B的IP视频帧数据包是否为帧首；如果是帧首，则信号源B在切换点没有丢包；并且信号源B在切换点丢包数记为NB＝0；如果不是帧首，计算出此帧帧首处还差多少个数据包到达紧邻切换点处信号源B的IP视频帧数据包，记为N2，则信号源B在切换点丢包数为NB＝N2；3)本次切换总的丢包数NPacketloss＝NA+NB；当能检验出发生在切换点位置的切换是否为净切换时，就可以测量出IP视频净切换系统的净切换成功率：视频切换成功的样本数占视频切换总样本数的比例；(4)测量IP视频净切换系统的切换成功率的方法如果在m个样本中有a个样本发生错误，则错误率E＝a/m；相应的，(1‑a/m)×100％称为“精度”，这里的精度也就是所说的净切换成功率；采用的切换速度范围为4到10次每秒；当要测量净切换交换机交换时延，IP视频净切换系统不执行切换，并且一直有IP数据包捕获工具捕获IP视频净切换系统链路中IP数据包；(5).测量净切换交换机交换时延的方法1)网关不断发送视频流IP数据包，其中某个数据包A经过交换机泛洪给Wireshark高性能计算机和净切换交换机；2)净切换交换机让泛洪来的数据包A再按原路转发出去变成数据包A'，数据包A'再次经过交换机泛洪给Wireshark高性能计算机，从而记录了tA和tA'；其中交换机交换时延TSF可测得，线路传输时延TWL＝线路长度÷线路传输速度；3)净切换交换机交换时延表示为TSF净＝tA'‑tA‑TSF‑TWL4)同样条件实验多次，然后取记录时间的平均值为净切换交换机交换时延；(6).测量IP视频净切换系统的端到端时延的方法当要测量IP视频净切换系统的端到端时延，IP视频净切换系统不执行切换，视频源端播放带时间码的视频源，显示终端呈现视频源；取一台摄像机，每秒拍摄x帧，x大于视频源的帧频，记录视频源端和显示终端对应同一个时间码的视频帧所差的时间为端到端时延。