5G Cloud VR业务体验标准白皮书.pdf
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1、 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 1 页,共 39 页 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 2 页,共 39 页 目目 录录 1 概要.5 2 Cloud VR业务体验指标体系.7 2.1 参考协议.7 2.1.1 ITU-T G.QOE-VR.7 2.1.2 3GPP TR 26.929.8 2.2 华为Cloud VR业务体验指标体系.10 2.2.1 媒体质量指数(MQI).11 2.2.2 交互质量指数(IQI).12 2.2.3 呈现质量指数(PQI).13 3 Cloud VR业务体验指标建模方法.15 3.1 模型选择.
2、15 3.1.1 主观评价标准.15 3.1.2 客观评价标准.16 3.1.3 华为模型选择.18 3.2 建模框架.20 3.2.1 总体框架.20 3.2.2 数据源和输入参数.21 3.2.2.1 数据源模式.21 3.2.2.2 输入参数.21 3.2.3 模型算法.23 3.2.3.1 通用测量机制.23 3.2.3.2 媒体质量指数(MQI)测量模块.25 3.2.3.3 交互质量指数(IQI)测量模块.27 3.2.3.4 呈现质量指数(PQI)测量模块.28 3.2.3.5 沉浸体验评分.29 4 模型验证.29 4.1 验证目的.29 4.2 模型准确性测试结果.29 5G
3、 Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 3 页,共 39 页 4.3 模型与关键因素测试结果.30 4.3.1 Cloud VR视频.31 4.3.1.1 媒体质量指数(MQI).31 4.3.1.2 呈现质量指数(PQI).32 4.3.2 Cloud VR游戏.33 4.3.2.1 媒体质量指数(MQI).33 4.3.2.2 交互质量指数(IQI).35 4.3.2.3 呈现质量指数(PQI).36 5 参考文献.38 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 4 页,共 39 页 缩略语 缩略语缩略语 英文全称英文全称 中文中文全称全称 MOS
4、 Mean Opinion Score 平均意见得分 MQI Media Quality Index 媒体质量指数 IQI Interaction Quality Index 交互质量指数 PQI Presentation Quality Index 呈现质量指数 MTP Motion-to-Photons Latency 运动到画面的时延 MTS Motion-to-Sound Latency 运动到声音的时延 FOV Field of View 可视角度 PPD Pixel Per Degree 每角度像素 ACR Absolute Category Rating 绝对类别评分 MPD M
5、edia Presentation Description 媒体描述文件 DOF Degrees Of Freedom 自由度 EWMA Exponential Moving Average 指数移动平均 MBS Max Burst Size 最大突发数据字节 BDR Burst Delay Rate 突发时延率 BPN Burst Pulse Number 突发脉冲数量 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 5 页,共 39 页 1 概要概要 5G凭借其更快的速度,更低的时延,及更多的连接数,将助力运营商发展丰富的业务,提供极致的网络及业务体验。5G的出现将改变运营
6、商的商业模式,以及向企业(B2B)和消费者(B2C)提供服务的方式。运营商的运营模式将从以连接为关键因素的流量运营转变为以内容为关键因素的业务运营。网络覆盖和流量将不再是差异化竞争的优势,5G服务的终极体验将成为客户选择运营商的重要标准。IHS最近的一项研究表明,从5G派生的一些关键业务价值(图1)将使运营商能够为客户提供随时随地的连接。图1-5G关键价值业务 虚拟现实的云化(Cloud Virtual Reality,以下简称Cloud VR)可能成为许多5G商用运营商首选的eMBB业务之一。它将云计算、云渲染的理念及技术引入到VR业务应用中,借助高速稳定的网络,将云端的显示输出和声音输出等
7、经过编码压缩后传输到用户的终端设备,实现VR业务内容上云、渲染上云。本文将重点介绍Cloud VR业务体验建模技术。首先,要满足用户的需求,运营商并非要对 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 6 页,共 39 页 所有的AR/VR业务都提供相同的服务质量。其次,Cloud VR的业务体验将受到各种因素的影响,如:媒体质量,网络质量和终端质量。因此,制定可衡量和管理的业务体验指标将是运营商确保消费者和企业客户满意度的关键基础。华为SmartCare CEM解决方案构建了一套完整的Cloud VR业务体验指标体系,通过以下三个指数对用户VR体验进行综合打分:媒体质量指数
8、(媒体质量指数(MQI)、交互质量指数()、交互质量指数(IQI)、呈)、呈现质量指数(现质量指数(PQI),以便可以对影响用户体验的关键因素进行针对性优化。该建模体系可适用于VR游戏、VR 360视频、VR直播、巨幕影院、VR教育等场景。5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 7 页,共 39 页 2 Cloud VR 业务体验指标体系业务体验指标体系 2.1 参考协议 华为5G Cloud VR业务体验建模在关键指标选择的过程中,参考了ITU-T G.QOE-VR和3GPP TR 26.929中对VR体验评价模型的建议。2.1.1 ITU-T G.QOE-VR 在G
9、.QOE-VR给出的评价模型中,对VR业务体验的评价维度及其主要影响因素定义如下:类别类别 影响因素影响因素 媒体沉浸度 自由度DOF 视频质量3D实现方式 视频FOV 视频PPD 视频帧率 视频压缩率 音频声道数 音频采样率 音频3D方式 音频压缩率 呈现质量 音视频流畅度 音视频卡顿率 音视频时间同步 音视频空间匹配度 交互度 与VR环境的可交互度 与VR交互响应时延 交互空间精度 【协议原文参考】Quality of Immersive media The following features of the immersive media considered in MPEG-I Par
10、t 1 have been identified as key factors to impact the level of immersion:Degrees of freedom(DoF):proposed formats include 3DoF,3DoF+,Windowed 6DoF,Omnidirectional 6DoF,or 6DoF Quality of video:5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 8 页,共 39 页 Three-dimensionality:proposed formats include monoscopic 360 vid
11、eo,stereoscopic 360 video,or full 3D 360 video Field of view(FOV):proposed range between 90 220 degrees Spatial resolution in pixels per degree(PPD):12 60 Frame-rate:proposed formats 60fps,90fps,or higher Compression:up to visually lossless Projection:Quality of audio:Three-dimensionality:proposed f
12、ormats include 3D,or stereoscopic,etc.Channels and sample rate Compression:high fidelity Presentation quality The following system performance measures have been identified as key indicators of the level of immersion provided by the immersive systems in MPEG-I Part 1:Playback quality:smoothness and
13、number of freezes,video/audio quality change,etc.Audio and video synchronization.Audio and video spatial alignment Interaction quality The following interactive features have been identified as key influence factors to the users overall experience quality with the immersive systems described in MPEG
14、-I Part 1:Intractability with objects in the VR environment Response time between human action and adaptation in sound and display:less than 20ms Spatial precision between human action and adaptation in sound(3D audio)and visual information 2.1.2 3GPP TR 26.929 3GPP 26.929标准中对VR业务QOE体验指标的建议:类别类别 影响因
15、素影响因素 描述描述 传输影响 平均下载速率 平均下载速率在测量周期内影响缓冲等级,缓冲池状态 缓冲等级 缓冲池标记,包含初始缓冲时长,卡顿,卡顿后重新缓冲时长,包含缓冲区模型 播放动作 播放,拖拽,暂停等用户动作 图像时延 用户想看到图像的时间,到用户看到图像的时间 MTP 运动请求到视频显示的时延 MTS 运动请求到音频播放的时延 设备影响 视野水平角度 设备支持的水平视野角度 视野垂直角度 设备支持的垂直视野角度 分辨率 设备支持的单眼分辨率 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 9 页,共 39 页 刷新率 硬件支持的每秒钟屏幕图像更新的次数 解码能力 支持的
16、视频编码的等级,格式 【协议原文参考】VR content impact on QoE 8.1 Introduction 8.2 Impact of Content Complexity on QoE 8.2.1 Introduction QoE provided by the immersive technologies such 360-degree videos play an important role how much users are going to interact with the technology.Therefore,there is a need to asses
17、s the QoE of the new emerging technology,as QoE is one of the contributing factors in making the technology successful.In this work,the influence of resolutions,camera motion,motion in the content,and simulator sickness on QoE is investigated.Some of the users are prone to simulator sickness,therefo
18、re,it is of interest to investigate how the simulator sickness interacts with the QoE and vice-versa.8.2.2 Preparation of datasets Six contents were chosen showing significant differences with respect to motion in the scene.Two resolutions,4K and FHD were chosen which was motivated by the resolution
19、 limitation of the HMDs.The resolution of both devices is 21601200.The dataset was downloaded from the Internet,because the duration of these video sequences could be chosen much longer compared to the standard dataset 1113.We also wanted to use off-the-shelf contents as provided by the services wit
20、hout re-encoding.Table 8.2-1 provides an overview of the content.We downloaded the H.264/AVC encoded video sequences with highest provided bitrates.We proved by visible inspection by experts that the encoding quality for all contents was high.Then the duration was cut to a length of 60-65 seconds 6,
21、7.8.2.3 Technical setup and equipment Two HMDs were used from two different companies named HMD1and HMD2 here.The resolution and field of view(FOV)for both devices are 21601200 and 110 respectively.Whirligig player(version 3.89)was used in order to display the 360 videos in both HMDs.The HMDs were c
22、onnected to a desktop PC equipped with an NVIDIA GTX980 graphics card and an Intel Core i7 processor.The names of the HMDs were hidden to the subjects to decrease contextual effects 6,7.9.2 QoE metrics relevant with network transmission 9.2.1 Average Throughput Section 10.2.4 in 3 defines the metric
23、 for average throughput information.This information could be observed by OP1 of the reference model.9.2.2 Buffer Level Annex D.4.5 in ISO/IEC 23009-1 4 defines the metrics for buffer level status events.This information could be observed by OP1 of the reference model.9.2.3 Play List Section 10.2.7
24、in 3 defines the metrics for event that may happen due to user action,the end of the content or a permanent failure.This information could be observed by OP1,OP2,OP3 and OP4 of the reference model.9.2.4 Presentation Delay VR device impact on QoE 10.1 Introduction 5G Cloud VR 业务体验标准白皮书 2019-06 第 10 页
25、,共 39 页 Compared with traditional streaming video,the key feature of VR service is to create immersive experience and enable smooth interactivity between user and the environment,in which VR device would play an important role.This contribution proposes device information relevant to user experience
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