Các tiêu chuẩn quốc tế đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình trên mạng Internet

Hiện nay, có 3 tổ chức là Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU), Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế/Ủy ban Kỹ thuật điện quốc tế ISO/IEC và Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) nghiên cứu chính  việc đánh giá đo lường tín hiệu truyền hình trên mạng Internet theo hai phương pháp đánh giá chủ quan và khách quan. Phương pháp chủ quan sẽ sử dụng thực nghiệm quan sát và những người tham gia để đánh giá chất lượng theo thang điểm lựa chọn trung bình (MOS). Phương pháp đánh giá khách quan sẽ sử dụng thiết bị đo các tham số khác nhau để đánh giá chất lượng tổng thể của tín hiệu hình ảnh.

Các phương pháp đánh giá chủ quan

Liên quan đến việc đánh giá chủ quan chất lượng tín hiệu truyền hình Internet và các phương thức xác định, đo lường đánh giá, tổ chức ITU đã ban hành 3 khuyến nghị chính như sau:

ITU-R BT.500-13 “Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures” - Phương pháp đánh giá chủ quan tín hiệu hình ảnh truyền hình. Khuyến nghị này có kế thừa và sửa đổi bổ sung đến phiên bản mới nhất được ban hành vào năm 2012 và đang có hiệu lực thi hành. Khuyến nghị ITU-R BT.500-13 đã giới thiệu các điều kiện để đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh, âm thanh cho các nội dung TV, và giới thiệu thang điểm MOS.

ITU-T P.910 “Subjective video quality assessment methods for multimedia applications” – Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh cho các ứng dụng đa phương tiện. Khuyến nghị này về cơ bản được xây dựng và bổ sung từ khuyến nghị ITU-R BT.500-13 trong đó có nêu 4 phương pháp mới bên cạnh 3 phương pháp đã được giới thiệu tại khuyến nghị ITU-R BT.500-13 sử dụng để đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh số gồm các phương pháp:đánh giá phân loại tuyệt đối (ACR), phân loại tuyệt đối với tham chiếu ẩn (ACR-HR), đánh giá phân loại suy giảm (DCR), so sánh theo cặp (PC), thang đo chất lượng liên tục bằng tác nhân kích thích đôi (DSCQS), đánh giá chất lượng liên tục bằng tác nhân kích thích đơn (SSCQE), đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh (SAMVIQ).

Ngoài ra, ETSI thành lập nhóm TISPAN (Telecom & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks) để phát triển các chỉ tiêu kỹ thuật cho các hạ tầng mạng cố định và di động thế hệ sau. ETSI cũng đã có một bản báo cáo kỹ thuật cụ thể tại bản báo cáo số TR 102 714 V1.1.1 (2011-08). Bản báo cáo này đã khái quát tóm lược cơ bản các phương pháp đánh giá tín hiệu hình ảnh và âm thanh đối với các loại hình dịch vụ đa phương tiện (bao gồm dịch vụ truyền hình Internet) bao gồm cả phương pháp đánh giá chủ quan và khách quan. Trong đó trình bày phương pháp đánh giá chủ quan sử dụng thang điểm MOS (Mean Opinion Score) để đánh giá chất lượng tín hiệu Video và Audio.

Các phương pháp đánh giá khách quan

Các tiêu chuẩn, khuyến nghị của các tổ chức lớn trên thế giới đã đề cập đến phương pháp đánh giá khách quan bên cạnh các phương pháp chủ quan. Do đặc thù của việc đánh giá chủ quan đòi hỏi nỗ lực và tốn nhiều thời gian, việc nâng cao hiệu quả đánh giá chất lượng của dịch vụ trở nên khá khó khăn. Các phương pháp đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh dựa trên các tính năng vật lý của tín hiệu phương tiện truyền thông, dịch vụ, mã hóa và truyền tải tốc độ… giúp đánh giá chất lượng một cách khách quan. Các kỹ thuật đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh thường cố gắng mô phỏng các đặc trưng của hệ thống thị giác con người để đạt được các thang điểm chất lượng hình ảnh có tương quan tốt với những mức đánh giá mà người xem thực tế sẽ đưa ra.

Liên quan đến các khuyến nghị cho phương pháp đánh giá này, ITU đã ban hành khuyến nghị:

ITU-T J247 “Cable networks and transmission of television, sound programme and other multimedia signals - Objective perceptual multimedia video quality measurement in the presence of a full reference” - Khuyến nghị quy định các phương thức đo tín hiệu hình ảnh khách quan theo mô hình tham chiếu đầy đủ. Theo đó, khuyến nghị đã giới thiệu các chỉ tiêu liên quan đến tín hiệu hình ảnh truyền hình trên mạng Internet phục vụ cho công tác đánh giá khách quan tín hiệu hình ảnh truyền hình.

ITU-T J.143: “User requirements for objective perceptual video quality measurements in digital cable television” - định nghĩa các mô hình tham chiếu được sử dụng trong các thuật toán đánh giá chất lượng tín hiệu truyền hình Internet:

Mô hình tham chiếu đầy đủ (Full Reference): Mô hình cung cấp giải thuật cho phép so sánh trực tiếp hình ảnh nguồn và hình ảnh thu được tại đích

Mô hình không tham chiếu (No Reference): Giải thuật mô hình chỉ phân tích chất lượng hình ảnh thu được tại đích

Mô hình tham chiếu không đầy đủ (Reduced-Reference): Mô hình cung cấp giải thuật cho phép trích xuất một vài tham số từ đầu vào đem so sánh với các tham số tương đương tại đầu ra.

Ngoài ra, khuyến nghị ITU-T J.144: “Objective perceptual video quality measurement techniques for digital cable television in the presence of a full reference” giới thiệu phương pháp đánh giá khách quan sử dụng mô hình thuật toán tính tỷ lệ tín hiệu trên tạp nhiễu đỉnh (PSNR). Bên cạnh giải thuật PSNR hiện tại có khá nhiều các giải thuật cho mô thình tham chiếu đầy đủ (Full Reference) bao gồm: Đo chất lượng hình ảnh động (MPQM), đo chất lượng hình ảnh (VQM) và đánh giá chất lượng hình ảnh liên tục (CVQE). Trong các thuật toán nêu trên, chỉ có thuật VQM được tiêu chuẩn hóa và tích hợp tại tiêu chuẩn ITU-T J.144.

Các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh, âm thanh của dịch vụ truyền hình trên mạng Internet

Các tổ chức lớn trên thế giới đã ban hành các khuyến nghị và tiêu chuẩn liên quan đến tín hiệu hình ảnh âm thanh. Tổ chức ISO/IEC chịu trách nhiệm xây dựng các tiêu chuẩn ISO đã đưa ra các tiêu chuẩn liên quan đến quá trình nén, giải nén, xử lý và hiển thị các tín hiệu hình ảnh động, âm thanh mã hóa và tổ hợp của chúng. Theo đó, các doanh nghiệp khi cung cấp tín hiệu nội dung chương trình phát thanh, truyền hình trên mạng Internet khi sử dụng công nghệ mã hoá để truyền tải nội dung đều phải tuân thủ những chuẩn ISO liên quan đến định dạng hình ảnh và âm thanh cho dịch vụ truyền hình trên Internet gồm có:

ISO/IEC 14496-3:2005 “Information technology - coding of audio-visual object - Part 3: Audio” Tiêu chuẩn định dạng mã hóa âm thanh ACC và ACC cho truyền tải hình ảnh và âm thanh trong định dạng file MPEG-4

ISO/IEC 14496-10: 2009 “Information technology – coding of audio-visual object - Part 10: Advanced Video Coding” dạng mã hóa và giải mã hình ảnh H.264, còn được gọi là tiêu chuẩn MPEG-4 phần 10;

ITU nghiên cứu và đề xuất các tiêu chuẩn quốc tế cho quá trình mã hóa, giải mã, xử lý và hiển thị hình ảnh, âm thanh cho ứng dụng trên môi trường mạng Internet. Các tiêu chuẩn, khuyến nghị về đánh giá chất lượng hình ảnh, âm thanh, liên quan đến công nghệ mã hoá tín hiệu truyền hình Internet bao gồm có các khuyến nghị như sau:

ITU-T Recommendation H.264: “Advanced video coding for generic audiovidual services” - Khuyến nghị sử dụng công nghệ mã hoá H.264, công nghệ mã hoá tín hiệu hình ảnh âm thanh nâng cao, công nghệ mã hoá được khuyến nghị trong tài liệu này tương thích hoàn toàn tiêu chuẩn ISO/IEC 14496-10:2009.

ITU G.1010 “End-user multimedia QoS categories” - Khuyến nghị phân loại các chỉ tiêu QoS đối với từng loại hình dịch vụ đa phương tiện tại thuê bao người sử dụng. Cuối cùng đối với tiêu chuẩn này đã quy định rõ các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ của các loại hình dịch vụ đa phương tiện bao gồm cả dịch vụ truyền tín hiệu trên mạng Internet. Các thông số chỉ tiêu tại khuyến nghị này có thể áp dụng để đánh giá chất lượng dịch vụ.

Ngoài ra, liên quan đến tiêu chuẩn đánh giá sự đồng bộ của hình ảnh, âm thanh thì hiện nay, đã có khuyến nghị ITU-R BT.1359-1 và ITU-T G.1080 có nêu mức đồng bộ tín hiệu âm thanh và hình ảnh dao động trong khoảng 45 ms đén -125 ms. Theo đó tín hiệu nằm trong khoảng này sẽ đảm bảo hình ảnh và âm thanh khớp nhau, không xảy ra hiện tượng hình ảnh đến trước âm thanh và ngược lại.

Lời kết

Các chỉ tiêu liên quan đến việc đánh giá đo lường tín hiệu truyền hình Internet là vấn đề được các tổ chức, hiệp hội quốc tế, các doanh nghiệp nghiên cứu thảo luận trong những năm vừa qua. Tuy nhiên, hiện nay các tổ chức viễn thông lớn vẫn chưa ban hành 1 bộ quy chuẩn chung quy định chất lượng cho dịch vụ này. Các bộ quy chuẩn hay khuyến nghị của các tổ chức vẫn chỉ dừng ở mức đánh giá các phương thức đo lường chung cho nhiều loại hình dịch vụ truyền hình khác nhau mà không định nghĩa hay quy định cụ thể cho dịch vụ truyền hình trên mạng Internet.

Tài liệu tham khảo

[1]. Nghiên cứu, rà soát xây dựng quy chuẩn kỹ thuật về tín hiệu truyền hình trên mạng internet, Đề tài cấp Bộ Thông tin và Truyền thông, mã số: 24-16-KHKT-TC

[2]. Các trang web của các tổ chức ITU, ETSI, ISO www.itu.int, www.etsi.org, www.iso.org