Neuer Standard ermöglicht Qualitätsbewertung von Streaming-Diensten

22.05.2017 - Neuer Standard ermöglicht Qualitätsbewertung von Streaming-Diensten

Videostreaming 

Beim adaptiven Streaming wird die Qualität eines übertragenen Videos an die sich ändernden Netzwerkbedingungen angepasst, um die bestmögliche Wiedergabequalität für Endnutzer zu gewährleisten. Vor Kurzem veröffentlichte die ITU-T (International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization Sector) die Empfehlung „P.1203“. Es ist der weltweit erste Standard, mit dem es möglich ist, die Qualität von Streaming-Diensten wie YouTube, Amazon Prime Video oder Netflix zu analysieren.

Das Videostreaming gehört mittlerweile zu den meistgenutzten Internet-Services. Zum Ausgleich der bei der Bereitstellung von Medien auftretenden Schwankungen in der verfügbaren Bandbreite werden häufig adaptive Bitrate-Streaming-Mechanismen eingesetzt. Dies spielt auch bei mobilen Anwendungen eine wichtige Rolle, weil die Bandbreite dort aufgrund von Interferenzen und des Standorts des Nutzers variieren kann. Die Adaption verbessert zwar die Chance auf eine unterbrechungsfreie Bereitstellung, verursacht aber andererseits Qualitätsschwankungen bei den audiovisuellen Medien, die für den Endnutzer störend wirken können.

Mit dem international anerkannten Standard P.1203 werden nun Algorithmen („Modelle") spezifiziert, die auf Basis von im Netzwerk übertragenen Datenströmen die Qualität des Audio- und Videosignals berechnen können. Unterschiedliche Modellvarianten kommen bei den verschiedenen Stufen der Inhaltsverschlüsselung und rechentechnischen Komplexität zum Einsatz. Darüber hinaus erlaubt ein "Integrations-Algorithmus", die Gesamtqualität einer Videosession zu analysieren; hierbei werden auch Qualitätsschwankungen und das „Rebuffering“, das sich beim Kunden durch animierte Ladebalken bemerkbar macht, berücksichtigt. Insbesondere für die beiden letztgenannten Punkte ist der Standard weltweit einzigartig, da bisherige Modelle diese Aspekte nicht vollständig berücksichtigten.

 

Mit verbesserter Audio-Video-Qualität die Customer Experience steigern

An der Entwicklung von P.1203 waren neben der Deutschen Telekom – in Zusammenarbeit mit der TU Berlin und der TU Ilmenau – sechs weitere Unternehmen beteiligt: Ericsson AB, Huawei, NETSCOUT SYSTEMS, NTT Network Technology Laboratories, OPTICOM sowie SwissQual / Rohde&Schwarz.

Diese sieben Unternehmen unterbreiteten der ITU-T ihre ersten Modellvorschläge zur Beurteilung in Form von Videoqualitäts-Algorithmen. Diese Vorschläge wurden auf der Grundlage umfangreicher subjektiver Daten in einem Wettbewerb in mehreren Kategorien miteinander verglichen. Die leistungsstärksten Algorithmen – die Gewinner in jeder Kategorie – wurden schließlich zu einem Standard zusammengefasst. Die Algorithmen der T-Labs konnten auf Grund ihrer hohen Qualität in allen Kategorien überzeugen. In einer Kategorie wurde der Algorithmus sogar ausschließlich von den T-Labs entwickelt. So konnten sie einen signifikanten Beitrag zum finalen Standard leisten.

Bereits seit ihrer Gründung in 2004 forschen und entwickeln die T-Labs gemeinsam mit der TU Berlin im Bereich Videoqualitätsanalyse, u. a. von 2013-15 mit ihrem Stiftungslehrstuhl „Assessment of IP-based Applications“, geleitet von Prof. Dr. Alexander Raake, der nun im Rahmen seiner Lehrtätigkeit an der TU Ilmenau auch hier wieder eng mit den T-Labs zusammenarbeitet.

Bei den T-Labs werden verschiedene Programme zur Messung von Netzwerk- und Videoströmen entwickelt und getestet. Viele wissenschaftliche Publikationen und Beiträge zu Standards sowie Innovationen für die Telekom sind bereits in diesem Rahmen entstanden. So wurde beispielsweise zusammen mit dem Service & Demand Management und Fixed Mobile Engineering Deutschland ein Monitoring-Tool implementiert, mit dem kontinuierlich kundennahe Messungen von Videoqualität mithilfe von deutschlandweit verteilten Messinstrumenten durchgeführt werden.

„Die Telekom benötigt moderne und akkurate Modelle wie P.1203, um eine repräsentative Messung der Qualität von Videodiensten, die Telekom-Kunden nutzen, durchführen zu können. Solche Messungen gehen weit über reine Bandbreitenanalysen hinaus und berücksichtigen, wie ein echter Kunde ein Video wahrnehmen würde. Auf Basis solcher Messungen kann die Telekom die Qualität der Videodienste für alle Kunden verbessern und somit die Customer Experience nachhaltig steigern“, so Werner Robitza, Experte für Quality of Experience und Doktorand bei den T-Labs.

 

Next Steps

Gegenwärtig unterstützt die Empfehlung P.1203 adaptive Bitrate-Videostreaming-Services für H.264/MPEG-4 AVC-kodierte Videos bis zum HD-Format. Als nächster Schritt ist bei der ITU-T vorgesehen, gemeinsam mit Teilnehmern der Video Quality Experts Group (VQEG), den Standard auf Video im 4K/UHD-Format und dann auf drei Video-Codecs auszudehnen, nämlich H.264/MPEG-4 AVC, H.265/HEVC und VP9.

 

Weiterführende Informationen:

 
Social Bookmarks („Soziale Lesezeichen“) sind Internet-Lesezeichen, die in einem Netz (Internet oder Intranet) mit Hilfe einer Browser-Oberfläche von verschiedenen Benutzern durch Gemeinschaftliches Indexieren erschlossen werden. Sogenannte Social-Bookmark-Netzwerke können neben dem Sammeln von Links und Nachrichtenmeldungen auch zum Sammeln von Podcasts oder Videos konzipiert sein.
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