童名文，劉清堂，鄧 鶴

華中師范大學(xué) 信息技術(shù)系，武漢 430079

內(nèi)容適配系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)研究

童名文，劉清堂，鄧 鶴

華中師范大學(xué) 信息技術(shù)系，武漢 430079

1 引言

隨著無線通信技術(shù)、微電子技術(shù)和多媒體編解碼技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶可以在多種服務(wù)環(huán)境中接受網(wǎng)絡(luò)多媒體內(nèi)容服務(wù)。然而，已有的網(wǎng)絡(luò)多媒體內(nèi)容大多數(shù)是為特定的服務(wù)環(huán)境而設(shè)計(jì)，如個(gè)人電腦和有線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)環(huán)境，它們不適合在其他服務(wù)環(huán)境中訪問。這給多媒體內(nèi)容服務(wù)帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。問題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：如果為每種服務(wù)環(huán)境定制多媒體內(nèi)容，將極大地增加多媒體內(nèi)容制作者的工作量；反之，如果為所有的服務(wù)環(huán)境提供統(tǒng)一的多媒體內(nèi)容，又可能產(chǎn)生多媒體內(nèi)容無法訪問或無法處理的問題。事實(shí)上在多媒體服務(wù)中，服務(wù)提供商不可能為同一內(nèi)容制作眾多不同的版本；另外，用戶也不可能為內(nèi)容版本選擇特定的服務(wù)環(huán)境。因此，服務(wù)提供商和用戶都希望以通用的方式發(fā)布或訪問多媒體內(nèi)容即：通用多媒體訪問（Universal Multimedia Access，UMA）。UMA是一種多媒體內(nèi)容服務(wù)的服務(wù)模式。它的目標(biāo)是在不同的服務(wù)環(huán)境中能無縫、平滑地訪問多媒體內(nèi)容[1]。UMA將成為未來多媒體內(nèi)容服務(wù)的主要服務(wù)模式。近年來，國(guó)際上一些標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)開始制定實(shí)現(xiàn)UMA的技術(shù)框架和標(biāo)準(zhǔn)。其中最具代表性的是ISO/IEC制定的MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-21 DIA規(guī)范中明確指出通過內(nèi)容適配技術(shù)實(shí)現(xiàn)UMA[2]。內(nèi)容適配技術(shù)通過內(nèi)容適應(yīng)服務(wù)環(huán)境的方式實(shí)現(xiàn)UMA。內(nèi)容適配系統(tǒng)是采用內(nèi)容適配技術(shù)實(shí)現(xiàn)UMA的多媒體內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)。

近十年來，國(guó)內(nèi)外關(guān)于內(nèi)容適配技術(shù)研究已經(jīng)成為多媒體內(nèi)容服務(wù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，并出現(xiàn)了一些內(nèi)容適配系統(tǒng)。研究?jī)?nèi)容適配技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配系統(tǒng)，能夠推動(dòng)多媒體服務(wù)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。此外，國(guó)內(nèi)外關(guān)于內(nèi)容適配系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究相對(duì)較少，而且評(píng)價(jià)指標(biāo)多以客觀指標(biāo)為主，如圖像的信噪比，音頻數(shù)據(jù)的采樣頻率等。然而，內(nèi)容適配系統(tǒng)本質(zhì)是一種內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)，用戶的服務(wù)體驗(yàn)是衡量服務(wù)質(zhì)量的重要指標(biāo)，而服務(wù)體驗(yàn)具有主觀性。因此，單純的采用客觀指標(biāo)不符合服務(wù)質(zhì)量的主觀性特征，內(nèi)容適配系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)問題需要重新考慮。

本文將在前期研究的基礎(chǔ)上[3-5]，基于SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配系統(tǒng)，并采用客觀和主觀指標(biāo)相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系，對(duì)內(nèi)容適配系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，為實(shí)現(xiàn)UMA打下技術(shù)基礎(chǔ)。

2 相關(guān)研究

國(guó)外已經(jīng)有一些內(nèi)容適配系統(tǒng)，以下對(duì)五個(gè)典型的系統(tǒng)做簡(jiǎn)要介紹。

（1）Mophis無線內(nèi)容轉(zhuǎn)碼器

Mophis[6]是一個(gè)基于java的web內(nèi)容轉(zhuǎn)碼、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)譯的開源框架。它采用XML技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文檔檢索和文檔或圖像轉(zhuǎn)譯功能，即能夠?qū)ML文檔轉(zhuǎn)換為HTML或WML，同時(shí)也可以在線伸縮、裁剪和轉(zhuǎn)換圖像。Mophis的特點(diǎn)是輕量、單一，適用于web頁面適配。本質(zhì)而言它是一個(gè)web頁面的轉(zhuǎn)碼工具，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)記語言之間的轉(zhuǎn)碼功能，并不是一個(gè)完整的內(nèi)容適配系統(tǒng)。

（2）Cocoon服務(wù)器

Cocoon[7]是一個(gè)基于java服務(wù)器框架的開源項(xiàng)目，它支持動(dòng)態(tài)多通道發(fā)布web服務(wù)。Cocoon的主要功能是實(shí)現(xiàn)包括圖像在內(nèi)的多種模態(tài)和格式轉(zhuǎn)換。例如：XML，XHTML，PNG，JPEG，SVG和PDF等。此外，Cocoon支持CC/PP和UAProf上下文模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)環(huán)境信息的獲取功能。Cocoon特點(diǎn)是能夠支持多媒體內(nèi)容模態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，并具有處理服務(wù)環(huán)境信息的能力。但是它只是獨(dú)立的內(nèi)容適配系統(tǒng)，不能調(diào)用其他的適配操作工具，這使得其內(nèi)容轉(zhuǎn)換的能力和性能受到限制。

（3）MobiXtar媒體服務(wù)中心

MobiXtar[8]是一個(gè)移動(dòng)多媒體傳輸和優(yōu)化中心。它具有轉(zhuǎn)碼、優(yōu)化和消息呈現(xiàn)與傳輸功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)圖像、動(dòng)畫、音頻和視頻的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是支持移動(dòng)終端的消息服務(wù)和多媒體內(nèi)容服務(wù)。MobiXtar系統(tǒng)本質(zhì)仍然是多媒體內(nèi)容的轉(zhuǎn)碼工具，并不能稱為內(nèi)容適配系統(tǒng)。此外，內(nèi)容轉(zhuǎn)碼過程中只考慮終端的能力，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)特征和用戶偏好未作考慮。

（4）WebSphere轉(zhuǎn)碼發(fā)布器

WebSphere轉(zhuǎn)碼發(fā)布器[9]是IBM開發(fā)的基于服務(wù)器端的軟件，它能夠根據(jù)用戶偏好和設(shè)備能力，動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)多種標(biāo)記語言文件之間的轉(zhuǎn)換，還支持不同格式靜態(tài)圖像轉(zhuǎn)碼和文本轉(zhuǎn)換為語音數(shù)據(jù)。WebSphere主要特點(diǎn)是將用戶偏好作為服務(wù)環(huán)境的一部分，以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化內(nèi)容服務(wù)。但是其中用戶偏好模型并未提及，仍需做深入研究。

（5）Oracle無線服務(wù)器（Server Wireless）

Oracle無線應(yīng)用服務(wù)器[10]是oracle應(yīng)用服務(wù)器組件，其特點(diǎn)是允許應(yīng)用通過多種傳輸方式和設(shè)備訪問多媒體內(nèi)容。服務(wù)器功能包括自動(dòng)描述終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)特征；為特定設(shè)備提供圖像適配和音頻視頻流適配服務(wù)。Oracle無線應(yīng)用服務(wù)器是專門為無線應(yīng)用設(shè)計(jì)的服務(wù)器，其中考慮了對(duì)不同的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行內(nèi)容轉(zhuǎn)換。但是也沒有考慮用戶偏好和不同轉(zhuǎn)碼工具的互操作問題。

綜合上述內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，已有的內(nèi)容適配系統(tǒng)本質(zhì)而言是一類轉(zhuǎn)碼工具，或具有轉(zhuǎn)碼功能的服務(wù)器軟件。它們并沒有考慮內(nèi)容適配系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，以及系統(tǒng)中組件的邏輯關(guān)系。此外，適配操作算法（如：轉(zhuǎn)碼）通常復(fù)雜度很高，依靠物理上單一的服務(wù)器很難承擔(dān)計(jì)算負(fù)荷，需要多臺(tái)服務(wù)器（如：云平臺(tái)）共同完成。但已有的系統(tǒng)并沒有考慮物理上分離的適配操作組件的互操作機(jī)制。最后，已有系統(tǒng)在內(nèi)容轉(zhuǎn)碼過程中較少考慮用戶偏好，然而用戶偏好是決定內(nèi)容服務(wù)質(zhì)量的重要因素，因此內(nèi)容適配系統(tǒng)中需要考慮用戶偏好。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容適配系統(tǒng)是采用內(nèi)容適配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)UMA的多媒體內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)。它能夠在異構(gòu)的服務(wù)環(huán)境中為用戶提供保證質(zhì)量的內(nèi)容服務(wù)。

3.1 系統(tǒng)功能

本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容適配系統(tǒng)具有四個(gè)主要功能，即：服務(wù)管理，適配服務(wù)，數(shù)據(jù)管理和內(nèi)容服務(wù)接口，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊

服務(wù)管理模塊實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)容適配相關(guān)服務(wù)之間的協(xié)調(diào)工作。其中主要包含服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)調(diào)用和服務(wù)注冊(cè)三個(gè)子功能模塊。服務(wù)注冊(cè)模塊用于在注冊(cè)中心存儲(chǔ)服務(wù)接口相關(guān)信息，以向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)。服務(wù)發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)在服務(wù)注冊(cè)中心查找所需的服務(wù)，例如：適配決策服務(wù)和適配操作服務(wù)。服務(wù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)服務(wù)請(qǐng)求者與服務(wù)提供者之間的綁定。通過注冊(cè)中心存儲(chǔ)的服務(wù)描述，服務(wù)請(qǐng)求者在代理端可以自動(dòng)生成調(diào)用程序，并通過綁定地址實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用。適配服務(wù)模塊用于以服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配技術(shù)。主要包括適配決策服務(wù)和適配操作服務(wù)。適配決策服務(wù)決定不同服務(wù)環(huán)境中最優(yōu)內(nèi)容版本的屬性，為適配操作服務(wù)提供操作目標(biāo)。適配操作服務(wù)實(shí)現(xiàn)原始內(nèi)容向目標(biāo)內(nèi)容的變換（包括模態(tài)轉(zhuǎn)換和格式轉(zhuǎn)碼）。數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)管理服務(wù)環(huán)境數(shù)據(jù)，如：服務(wù)環(huán)境數(shù)據(jù)的組織、更新和檢索等。服務(wù)環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括：用戶偏好、設(shè)備能力、網(wǎng)絡(luò)特征和自然環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)。內(nèi)容服務(wù)接口是用戶訪問內(nèi)容的入口，負(fù)責(zé)監(jiān)聽用戶的內(nèi)容服務(wù)請(qǐng)求，并將適配后的內(nèi)容推送給用戶。

3.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)內(nèi)容適配系統(tǒng)功能基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)內(nèi)容適配服務(wù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2。內(nèi)容適配服務(wù)系統(tǒng)從上到下分為四層：內(nèi)容服務(wù)代理層、服務(wù)管理層、適配服務(wù)層和數(shù)據(jù)管理層，與功能模塊中的四大功能相對(duì)應(yīng)，層與層之間有控制信息和數(shù)據(jù)的交換。系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制如下：數(shù)據(jù)管理層為適配服務(wù)層提供服務(wù)環(huán)境信息。適配服務(wù)層將調(diào)用數(shù)據(jù)管理層的服務(wù)環(huán)境數(shù)據(jù)，完成內(nèi)容適配過程。服務(wù)管理層采用面向服務(wù)體系架構(gòu)的運(yùn)行機(jī)制，通過服務(wù)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)和綁定，將不同的適配服務(wù)有機(jī)地結(jié)合，協(xié)同工作共同實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配技術(shù)。內(nèi)容服務(wù)代理層將用戶和適配服務(wù)分離，一方面為用戶提供內(nèi)容服務(wù)的入口，另一方面通過服務(wù)管理層調(diào)用適配服務(wù)，為用戶提供滿足服務(wù)環(huán)境約束的最優(yōu)內(nèi)容。而整個(gè)內(nèi)容適配過程對(duì)于用戶是透明的。

圖2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的主要特色是：（1）耦合松散但邏輯上彼此關(guān)聯(lián)。基于面向服務(wù)體系架構(gòu)，將適配決策和適配操作包裝成服務(wù)，并公開發(fā)布。所有服務(wù)之間通過服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)綁定實(shí)現(xiàn)彼此關(guān)聯(lián)和互操作。（2）能夠承擔(dān)計(jì)算復(fù)雜度高的適配任務(wù)。通過將復(fù)雜的適配操作任務(wù)分解為相對(duì)簡(jiǎn)單的子任務(wù)，在不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成，解決適配操作復(fù)雜度高的問題。（3）因?yàn)閮?nèi)容適配技術(shù)的服務(wù)組件可以方便地加入體系結(jié)構(gòu)，也可以從體系中分離，所以該體系結(jié)構(gòu)具有良好的擴(kuò)展性和伸縮性。

3.3 系統(tǒng)主方法流程

采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)實(shí)現(xiàn)該內(nèi)容適配系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的核心類是“網(wǎng)關(guān)”類（Gateway），它用于封裝內(nèi)容服務(wù)接口行為和屬性。圖3為“網(wǎng)關(guān)”類的主方法的流程圖。其中獲取服務(wù)環(huán)境信息主要有兩個(gè)來源，其一是服務(wù)上下文知識(shí)庫(kù)，這可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)訪問類（DatabaseAcc）提供的接口實(shí)現(xiàn)；其二是超文本傳輸協(xié)議（HTTP）請(qǐng)求的首部，通過HTTP請(qǐng)求的首部可以知道瀏覽器和操作系統(tǒng)的相關(guān)信息。適配決策負(fù)責(zé)判斷適合當(dāng)前的服務(wù)環(huán)境的最優(yōu)內(nèi)容的屬性。決策過程封裝在決策類（MyDecision）中。獲取內(nèi)容是根據(jù)用戶的請(qǐng)求和適配決策的結(jié)果，查找相關(guān)的內(nèi)容服務(wù)，并綁定服務(wù)獲取與決策內(nèi)容最相似的內(nèi)容。決策值匹配判斷用于決定是否需要進(jìn)行適配操作，如果匹配就直接向用戶推送獲取的內(nèi)容，反之將內(nèi)容進(jìn)行適配操作。這一步驟通過決策類中的“匹配”方法（match）實(shí)現(xiàn)。最后，適配操作將內(nèi)容進(jìn)行變換，以滿足服務(wù)環(huán)境約束條件。其中包括適配服務(wù)發(fā)現(xiàn)和綁定，它通過適配服務(wù)類（AdapService）實(shí)現(xiàn)。所有上述過程都是通過調(diào)用已經(jīng)注冊(cè)的相關(guān)服務(wù)實(shí)現(xiàn)。如適配決策通過調(diào)用決策服務(wù)實(shí)現(xiàn)，無需在決策類中實(shí)現(xiàn)適配決策算法。因此，系統(tǒng)中的主方法本質(zhì)是將相關(guān)服務(wù)進(jìn)行組合，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配過程。

圖3 主方法流程圖

3.4 服務(wù)環(huán)境知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)

服務(wù)環(huán)境是開展多媒體內(nèi)容服務(wù)的軟硬件條件，它主要包括用戶偏好、設(shè)備能力、網(wǎng)絡(luò)特征和自然環(huán)境等條件。隨著技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)環(huán)境正在由單一化變?yōu)槎鄻踊?。正是因?yàn)榉?wù)環(huán)境的多樣性才產(chǎn)生了通用多媒體訪問的需求。因此，服務(wù)環(huán)境的信息模型是內(nèi)容適配系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中服務(wù)環(huán)境數(shù)據(jù)位于最下層，為適配決策服務(wù)提供約束條件。本文采用本體對(duì)服務(wù)環(huán)境進(jìn)行信息建模。本體的理論基礎(chǔ)是描述邏輯（describe logic）?；诿枋鲞壿嫷闹R(shí)庫(kù)主要包括兩部分：Abox和Tbox。其中Abox代表數(shù)據(jù)，Tbox代表模式。文獻(xiàn)[5]詳細(xì)陳述了服務(wù)環(huán)境的本體模型，并構(gòu)建了適合內(nèi)容適配服務(wù)應(yīng)用的本體知識(shí)庫(kù)。該模型的特點(diǎn)是除了能夠顯示地表達(dá)服務(wù)環(huán)境信息外，還可以通過推理引擎發(fā)現(xiàn)隱式的服務(wù)環(huán)境信息，有利于適配決策服務(wù)做出更準(zhǔn)確的判斷，最終提高服務(wù)質(zhì)量。

3.5 適配決策與適配操作

在本系統(tǒng)中，采用了文獻(xiàn)[4]的決策算法，并將其封裝為服務(wù)公開發(fā)布，系統(tǒng)主方法通過調(diào)用該服務(wù)完成適配決策。另外，實(shí)現(xiàn)了兩種適配操作：字號(hào)縮放和圖像伸縮，也將它們以服務(wù)的形式發(fā)布。主方法通過調(diào)用服務(wù)完成內(nèi)容變換。因?yàn)?，系統(tǒng)基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，適配決策和適配操作還可以由第三方提供，通過服務(wù)發(fā)布和服務(wù)綁定技術(shù)，它們可以直接加入內(nèi)容適配系統(tǒng)，并為主方法調(diào)用實(shí)現(xiàn)不同的決策過程和適配操作。

4 系統(tǒng)評(píng)測(cè)

為了檢驗(yàn)內(nèi)容適配系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)UMA，以及評(píng)價(jià)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果如下。

4.1 功能驗(yàn)證

第一組實(shí)驗(yàn)用于檢驗(yàn)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)UMA。以用戶偏好和服務(wù)訪問方式為自變量，訪問內(nèi)容為因變量，通過實(shí)驗(yàn)觀察自變量變化能否引起因變量的相應(yīng)變化，驗(yàn)證系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)UMA。其中用戶偏好有12個(gè)不同的值，對(duì)應(yīng)12個(gè)不具備多媒體專業(yè)知識(shí)的用戶被試，他們的用戶偏好保存在服務(wù)環(huán)境知識(shí)庫(kù)中。服務(wù)訪問方式有2個(gè)不同的值，對(duì)應(yīng)2種典型的訪問方式。第一種訪問方式是固定方式，采用個(gè)人腦和有線10 Mb/s局域網(wǎng)；第二種訪問方式是移動(dòng)方式，采用手機(jī)和無線GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)驗(yàn)組1中共設(shè)計(jì)3個(gè)實(shí)驗(yàn)。（1）不同用戶不同訪問方式登錄系統(tǒng)；（2）相同用戶不同訪問方式訪問內(nèi)容；（3）不同用戶相同訪問方式訪問內(nèi)容。由于文章篇幅限制原因，本文只給出實(shí)驗(yàn)1和2的結(jié)果。

圖4為不同用戶不同訪問方式登陸系統(tǒng)的結(jié)果。在登錄操作中，無論用戶采用怎樣的計(jì)算環(huán)境訪問多媒體內(nèi)容，用戶輸入的web頁面地址都是相同的，系統(tǒng)能夠根據(jù)客戶端程序自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)牡卿涰撁?。如果系統(tǒng)檢測(cè)到客戶端程序是Internet Explorer，系統(tǒng)將提供HTML登錄界面；如果系統(tǒng)檢測(cè)到客戶端程序是M3GATE等WAP瀏覽器，系統(tǒng)將提供WML登錄界面。這一選擇過程對(duì)于用戶是透明的。

圖4 用戶登錄界面

圖5是相同用戶以不同訪問方式訪問系統(tǒng)中內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。據(jù)圖5可知用戶9在不同的服務(wù)環(huán)境下訪問到不同模態(tài)的內(nèi)容。當(dāng)用戶9采用個(gè)人第一種訪問方式時(shí)，內(nèi)容模態(tài)為靜態(tài)圖像，圖像屬性為：jpg圖像，顏色深度8位，分辨率300像素×300像素；當(dāng)采用第二種訪問方式，內(nèi)容模態(tài)為文本，文字屬性為：color=黑色size=small。這說明多媒體內(nèi)容模態(tài)和格式能夠跟隨計(jì)算環(huán)境的實(shí)時(shí)特征而適配，以適應(yīng)當(dāng)前的服務(wù)環(huán)境。另外，這一內(nèi)容變換過程對(duì)于用戶也是完全透明的。

圖5 客戶端呈現(xiàn)內(nèi)容

通過實(shí)驗(yàn)證明，在內(nèi)容適配系統(tǒng)中訪問內(nèi)容能夠隨著用戶偏好和訪問方式的變化而相應(yīng)變化，而這些變化對(duì)于用戶完全透明，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)UMA。

4.2 服務(wù)質(zhì)量評(píng)估

第二組實(shí)驗(yàn)用于評(píng)價(jià)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。因?yàn)榉?wù)質(zhì)量具有主觀特征，所以設(shè)計(jì)主觀和客觀指標(biāo)結(jié)合的評(píng)價(jià)體系。其中，主觀指標(biāo)選取用戶滿意度（Satisfied Degree，SD）為代表，客觀指標(biāo)選取服務(wù)響應(yīng)時(shí)間（Service Response Time，SRT）為代表。

定義1用戶滿意度（SD）是用戶對(duì)服務(wù)的滿意程度。

為將SD進(jìn)行量化，以便于實(shí)驗(yàn)測(cè)量和比較。借鑒圖像主觀評(píng)價(jià)（MOS）的思想，將SD分為五級(jí)，分別對(duì)應(yīng)數(shù)字1至5。每一級(jí)的含義解釋見表1。實(shí)驗(yàn)中SD值由用戶填寫滿意度量表的方式獲得。

表1 服務(wù)質(zhì)量量化表

定義2服務(wù)響應(yīng)時(shí)間（SRT）是用戶接受服務(wù)的等待時(shí)間。其度量單位為秒。

實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)SRT＜10 s時(shí)，用戶能夠有耐心等待服務(wù)。當(dāng)SRT＞10 s用戶將對(duì)當(dāng)前任務(wù)失去興趣[11]。因此，本文以10 s為閾值區(qū)分服務(wù)質(zhì)量的好壞。實(shí)驗(yàn)中SRT值通過在程序中加入定時(shí)器自動(dòng)獲得。

實(shí)驗(yàn)中，通過測(cè)量?jī)?nèi)容適配系統(tǒng)（Content Adaptation System，CAS）在上述兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)上的表現(xiàn)，檢驗(yàn)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量好壞。此外，基于比較實(shí)驗(yàn)法的思想，還用另一個(gè)系統(tǒng)——普通內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)（Content Service System，CSS）作為參照，比較兩個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)值，證明內(nèi)容適配系統(tǒng)比普通內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)有更高的服務(wù)質(zhì)量。選取用戶偏好和服務(wù)訪問方式為自變量，分別記為 p和c。其中 p有12個(gè)不同的值，對(duì)應(yīng)12種不同的用戶偏好。c 有8個(gè)不同的值，對(duì)應(yīng)8種不同服務(wù)訪問方式。選取SD和SRT為因變量。通過改變 p，c值，觀察兩個(gè)系統(tǒng)中SD和SRT的變化。具體包含2個(gè)實(shí)驗(yàn)：（1）p變化，c不變情況下，觀察兩個(gè)系統(tǒng)的SD和SRT值的變化；（2）p固定不變，c變化情況下，觀察兩個(gè)系統(tǒng)的SD和SRT值的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

在第1個(gè)實(shí)驗(yàn)中將c設(shè)定為手機(jī)和GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的訪問方式，p在用戶偏好1至偏好12之間變化。為排除實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的隨機(jī)因素的干擾，p取每個(gè)值時(shí)，實(shí)驗(yàn)都重復(fù)50次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖6和7。

圖6 實(shí)驗(yàn)1服務(wù)響應(yīng)時(shí)間比較

圖7 實(shí)驗(yàn)1服務(wù)滿意度比較

據(jù)圖6可知，兩個(gè)系統(tǒng)的SRT都小于3 s，內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)SRT平均值略小于內(nèi)容適配服務(wù)，這是由于內(nèi)容適配系統(tǒng)可能需要做內(nèi)容變換所致。盡管如此內(nèi)容適配服務(wù)SRT較內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)沒有明顯增加，并且其值小于10 s。因此，兩種系統(tǒng)在SRT指標(biāo)上都能為用戶所接受。由圖7可知，在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下，內(nèi)容適配服務(wù)的服務(wù)滿意度值明顯高于內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)，大于1/2的被試對(duì)服務(wù)非常滿意，而內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)沒有用戶認(rèn)為服務(wù)非常滿意。其原因是內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)沒有考慮用戶的個(gè)人喜好，也沒有考慮用戶的不同計(jì)算環(huán)境和計(jì)算環(huán)境特征的實(shí)時(shí)變化，尤其對(duì)于移動(dòng)計(jì)算環(huán)境，經(jīng)?？赡艹霈F(xiàn)內(nèi)容無法訪問的情況，而用戶對(duì)于內(nèi)容無法訪問的情況主觀體驗(yàn)最差。與此不同，內(nèi)容適配服務(wù)在提供內(nèi)容之前，將充分考慮用戶喜好和計(jì)算環(huán)境的特征，為用戶提供與個(gè)人喜好和計(jì)算環(huán)境特征最匹配的內(nèi)容。盡管每次服務(wù)提供的內(nèi)容不是總與用戶喜好完全一致，但可以最大程度地滿足用戶需求。即使在最極端的條件下，內(nèi)容適配系統(tǒng)仍將為用戶提供最底限的內(nèi)容，而不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容無法訪問的情況。因此可以保證服務(wù)滿意度維持較高值。

在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)中選取4種固定訪問方式和4種移動(dòng)訪問方式，c值在8種訪問方式中依次取值。P值保持為用戶9。與實(shí)驗(yàn)1相同，為排除隨機(jī)因素可能的干擾，每種計(jì)算環(huán)境下重復(fù)50次服務(wù)，評(píng)價(jià)指標(biāo)值取所有數(shù)據(jù)的平均值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖8和9。

圖8 實(shí)驗(yàn)2服務(wù)響應(yīng)時(shí)間比較

圖9 實(shí)驗(yàn)2服務(wù)滿意度比較

由圖8可知，在不同的計(jì)算環(huán)境下，同一用戶訪問內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)的SRT與內(nèi)容適配服務(wù)的SRT非常接近，而內(nèi)容適配服務(wù)的SRT平均值略大于內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)的SRT。其原因是內(nèi)容適配服務(wù)可能需要執(zhí)行內(nèi)容轉(zhuǎn)換而多消耗了一定的時(shí)間。盡管如此，兩個(gè)服務(wù)的SRT均小于3 s，都在用戶能夠承受的等待時(shí)間范圍內(nèi)。因此，內(nèi)容轉(zhuǎn)換不會(huì)對(duì)服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間產(chǎn)生較大影響。

據(jù)圖9可知，在不同的計(jì)算環(huán)境中，相同用戶訪問內(nèi)容系統(tǒng)系統(tǒng)的服務(wù)滿意度高于普通內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)，而且服務(wù)滿意度的提高在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境中尤為顯著。在固定計(jì)算環(huán)境下，普通內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)SD≥4的頻度為3/4。內(nèi)容適配服務(wù)SD=5的頻度是3/4。這是由于固定計(jì)算環(huán)境的計(jì)算、存儲(chǔ)和通信資源相對(duì)充裕且比較穩(wěn)定，服務(wù)環(huán)境對(duì)于內(nèi)容的約束較弱，因此大部分情況下內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)可以提供與用戶喜好相符的內(nèi)容版本。對(duì)于內(nèi)容適配系統(tǒng)，在固定計(jì)算環(huán)境下同樣因?yàn)樗杉s束的原因，所以可以為用戶提供完全符合其個(gè)人喜好的內(nèi)容，使服務(wù)滿意度維持最高值。當(dāng)在移動(dòng)服務(wù)環(huán)境下，普通內(nèi)容服務(wù)SD≥4的頻度僅為1/4，而內(nèi)容適配服務(wù)SD≥5的頻度為1/2。原因是移動(dòng)服務(wù)環(huán)境對(duì)內(nèi)容產(chǎn)生緊約束，而普通內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)沒有考慮這些約束，所以大部分情況下內(nèi)容版本與用戶需求偏差較大，服務(wù)質(zhì)量較低。然而，內(nèi)容適配服務(wù)充分考慮了服務(wù)環(huán)境約束，并將內(nèi)容在約束條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保證提供的內(nèi)容版本與用戶偏好偏差較小，使服務(wù)滿意度仍然維持較高的水平值。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，當(dāng)服務(wù)環(huán)境變化時(shí)，內(nèi)容適配系統(tǒng)具有較高的服務(wù)質(zhì)量。此外，總體而言內(nèi)容適配系統(tǒng)比普通內(nèi)容服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量更高。尤其在移動(dòng)訪問方式時(shí)，服務(wù)質(zhì)量的差異更加明顯。

5 結(jié)束語

通用多媒體訪問將是未來多媒體內(nèi)容服務(wù)的主要服務(wù)模式。目前為止，內(nèi)容適配技術(shù)是實(shí)現(xiàn)通用多媒體訪問的常用技術(shù)。基于面向服務(wù)體系架構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了內(nèi)容適配系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容適配系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)UMA，并且具有較高的服務(wù)質(zhì)量。

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TONG Mingwen,LIU Qingtang,DENG He

Department of Information Technology,Central China Normal University,Wuhan 430079,China

The content adaptation technology is used to realize universal multimedia access,in which the model of content system is one of the key problems.Based on the SOA,the content adaptation system is designed and complemented,which includes the functions of data management,service management,content adaptation and content service.The combined metrics of subjectivity and objectivity are accepted to evaluate the quality of service of the content adaptation system.

universal multimedia access;content adaptation;satisfied degree;service response time

內(nèi)容適配技術(shù)是實(shí)現(xiàn)通用多媒體訪問的主流技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配系統(tǒng)是內(nèi)容適配技術(shù)研究中的重要問題。基于SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)內(nèi)容適配系統(tǒng)。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)管理、服務(wù)管理、內(nèi)容適配和內(nèi)容服務(wù)功能。采用客觀和主觀指標(biāo)結(jié)合的評(píng)價(jià)體系，對(duì)內(nèi)容適配系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通用多媒體訪問；內(nèi)容適配；滿意度；服務(wù)響應(yīng)時(shí)間

A

TP391

10.3778/j.issn.1002-8331.1205-0253

TONG Mingwen,LIU Qingtang,DENG He.Research on content adaptation system design and QoS evaluation.Computer Engineering and Applications,2013,49（5）：27-31.

教育部人文社科基金項(xiàng)目（No.10YJC880113）；湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No.2011CDB163）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（No.CCNU120002040471，No.CCNU10b01003，No.CCNU10C01003）。

童名文（1975—），男，博士，副教授，研究領(lǐng)域?yàn)槎嗝襟w內(nèi)容適配、教育資源管理與服務(wù)；劉清堂（1969—），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閿?shù)字版權(quán)管理、知識(shí)服務(wù)；鄧鶴（1977—），男，博士，講師，研究方向?yàn)樾∧繕?biāo)識(shí)別。E-mail：tongliuwen@163.com

2012-05-24

2012-10-16

1002-8331（2013）05-0027-05

CNKI出版日期：2012-11-09 http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2127.TP.20121109.1422.002.html