Mipro2012 Proceedings

Iskustvena kvaliteta video sadržaja za usluge u
pokretnoj mreži treće generacije
Dunja Vučić*, Iva Medvid **
*
Belmet97, Zagreb, Hrvatska
Ericsson Nikola Tesla/Networks, Zagreb, Hrvatska
[email protected], [email protected]
**
Sažetak - Iskustvena kvaliteta (Quality of Experience)
korisnika video usluge je višedimenzionalni problem kome
se pristupa i subjektivno i objektivno. Subjektivni pristup
analizira ocjenjivanje gledatelja, a objektivni istražuje
rezultate mjerenja, koja se mogu podijeliti u dvije glavne
grupe parametara koji najviše utječu na percepciju
korisnika. Jedni opisuju kvalitetu usluge, a drugi opisuju
kvalitetu video zapisa. U radu će biti promatrana ovisnost
subjektivne ocjene o metričkim parametrima, tražit će se
relacija između kodiranih - ulaznih i transmisijom oštećenih
- izlaznih sekvenci. U tu svrhu mjereni su QoS parametri
(gubitak paketa, kašnjenje) i parametri objektivne metrike
kvalitete video sadržaja (zrnatost, zamućenje). Usporedbom
izmjerenih rezultata ulaznih i izlaznih video sekvenci
pokazane su mogućnosti i ograničenja glede predviđanja
subjektivne ocjene video kvalitete u stvarnoj komercijalnoj
mreži uz stvarne uvjete.
I.
UVOD
Pojam iskustvene kvalitete podrazumijeva potpun
dizajnerski koncept koji uključuje razne aspekte
korisničkog iskustva s proizvodom, a prema tradicionalnoj
spoznaji, dijelom je orijentiran na korisnost, estetiku,
zabavnost i zadovoljstvo [1]. Puno je istraživanja
dizajnerski orijentirano, brojni modeli nastoje opisati
iskustvenu kvalitetu dovoljno jednostavno, radi olakšanja
razvoja proizvoda.
U današnjim multimedijskim proizvodima kao i u
budućim, zbog tehničkih ograničenja (od kapaciteta i
brzina procesora do prijenosa podataka) nužno je
optimiranje multimedijskih podataka. Zato su potrebni
kompromisi u tehničkim parametrima sustava, a koji su
temeljeni na kvantifikaciji subjektivnih eksperimenta s
doživljajem multimedijske kvalitete.
Metode za mjerenje multimedijske subjektivne
kvalitete su različite, ali sve koriste kvantitativni pristup.
U kvantitativnom pristupu od ispitanika se traži da
pridruži neku oznaku rangiranja za određenu osobinu
predmeta vrednovanja. Često se koristi veći broj predmeta
vrednovanja uz postupno mijenjanje kvalitete, a od
ispitanika se traži subjektivno vrednovanje razlike u
kvaliteti između pojedinih predmeta [2].
Primjenjuju se ITU (International Telecommunication
Union) preporuke u pojedinim vrstama mjerenja kvalitete,
kako od malih uređaja tako do aplikacija za virtualnu
stvarnost [3][4]. Kao dodatak ITU metodama, postoje i
korisnički orijentirane metode, koje su više usredotočene
na ovisnost kvalitete o korisničkim grupama, sadržaju i
770
kontekstu. Sve te metode povlače slične probleme kritične
kvalitete (faktori oštećenja) spram poželjne i prihvatljive
kvalitete. Stoga, proučavanje multimedijske kvalitete treba
pojasniti dinamičke procese audiovizualne percepcije,
gdje relativna važnost jednog modaliteta spram drugog
može varirati s različitim sadržajem, kontekstom ili
zadaćama [5].
II.
ISPITNA OKOLINA I POSTUPAK MJERENJA
Pristup iskustvenoj kvaliteti može biti subjektivni ili
objektivni. Subjektivni pristup sadrži parametre
ocjenjivanja gledatelja, a objektivni, parametre određene
mjernim postupcima. Parametre objektivnog pristupa
moguće je podijeliti na dvije glavne, spram utjecaja na
percepciju korisnika. Jedni opisuju kvalitetu usluge, a
drugi opisuju kvalitetu video zapisa [6][7].
Cilj mjerenja je pokazati zavisnost subjektivne ocjene
o metričkim parametrima, između kodiranih-ulaznih i
transmisijom oštećenih-izlaznih sekvenci. Ispitivanja su
provedena u komercijalnoj mreži sa stvarnim pokretnim
uređajem. S računalnim alatima izmjerene su vrijednosti
subjektivne i objektivne ocjene. Izmjerene su dvije grupe
parametara objektivne metrike: parametri mrežne metrike
kao što su gubitak paketa, kašnjenje i kolebanje kašnjenja,
te parametri kvalitete videa, zrnatost i zamućenje.
Odabrane su četiri standardne video sekvence,
Foreman, News, Hall i Mobile, s različitim stupnjem
prostorne i vremenske složenosti. Sekvence pokrivaju
širok raspon tipičnih karakteristika sadržaja aplikacija za
pokretne uređaje, kao što su: ravne plohe, složene
teksture, krupni planovi, pokretna kamera i/ili objekti.
Izvorne sekvence traju 10 sekundi, prostorne su rezolucije
320x240 piksela, formata YUV 4:2:0, bez zvuka, brzine
prijenosa 9000 kbps, brzine okvira 10 i 15 fps. Izvorne
sekvence se kodiraju MPEG-4 standardom u ulazne
sekvence, pogodne za strujanje uz tipične brzine prijenosa,
64 i 96 kbps, u pokretnoj mreži.
Za mjerenje kvalitete postavljena je ispitna okolina:
video poslužitelj – Internet – pokretna mreža – pokretni
uređaj (sl. 1). Za strujanje podataka koristi se video
poslužitelj Darwin Streaming Server (DSS), tehnologija
koja omogućava strujanje podataka korisnicima putem
Interneta, korištenjem protokola RTP (Real-time
Transport Protocol) i RTSP (Real Time Streaming
Protocol). Za prijenos podataka do pokretnog uređaja
koristi se bežični WCDMA kanal pokretne mreže.
MIPRO 2012/CTI
TABLICA I.
STATISTIČKE VRIJEDNOSTI MREŽNIH
PARAMETARA
Brzina okvira
10 fps
15 fps
Brzina prijenosa
64kbps
96kbps
64kbps
96kbps
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
0
0
0
0
77.47
3.41
73.83
82.89
0.37
0.56
0
1.11
56.96
1.72
54.69
58.66
1.52
0.24
1.16
1.74
74.46
1.59
72.12
75.93
3.27
0.28
2.95
3.62
42.28
1.52
40.69
44.96
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
0
0
0
0
72.84
2.15
70.55
75.55
0
0
0
0
42.65
0.63
41.56
43.09
0
0
0
0
58.93
1.18
57.61
60.76
0.58
0.71
0
1.58
42.04
0.88
40.98
43.18
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
18.48
0.95
17.06
19.43
76.35
4.42
72.93
83.84
15.83
0.6
14.95
16.51
53.32
2.15
50.12
55.59
21.15
0.57
20.43
21.86
58.17
1.60
56.16
59.48
21.05
1.25
19.58
22.38
56.65
0.86
55.63
58.03
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
Sred. vrijed.
Stand. odstup.
Min. vrijed.
Maks. vrijed.
0
0
0
0
75.05
1.38
73.66
77.20
0
0
0
0
54.16
1.04
53.08
55.56
0.45
0.78
0
1.8
58.93
1.18
57.61
60.76
2.176
0.74
1.06
2.92
41.29
1.07
40.25
42.94
Foreman
Gubitak
paketa
[%]
Kašnjenje
[ms]
Hall
Gubitak
paketa
[%]
Slika 1.
Ispitna okolina
Mjerenja su izvedena na Symbian operacijskom
sustavu pametnog telefona Nokia E-72 s RealPlayer
klijentom strujanja. Mjerenje svakog ispitnog slučaja
ponavlja se pet puta. Mjerenje započinje pokretanjem
SymPA aplikacije na pokretnom uređaju, kojom se otvara
konekcija prema poslužitelju za video strujanje, putem IP
adrese DSSa i porta 554 [8]. Nakon SymPA-e pokreće se
RTP klijent na pokretnom uređaju, kroz izbornik
aplikacije RealMedia player, također putem IP adrese i
554 porta, ostvaruje konekciju i započinje video strujanje,
odnosno prikaz video materijala na zaslonu pokretnog
uređaja. Nakon završetka strujanja, u SymPA aplikaciji se
vrši pohrana snimljenog prometa u sirovom formatu, koji
se konvertira u format softvera Wireshark pogodnog za
analizu RTP toka podataka i E2E parametara
karakterističnih za kvalitetu video usluge: gubitak paketa,
kašnjenje i kolebanje kašnjenja. Za određivanje objektivne
video kvalitete potrebno je snimiti izlazne, strujane
sekvence. Stoga u isto vrijeme, na računalu radi VLC
player aplikacija, koja izvodi strujanje i simultano
snimanje izlaznih video sekvenci. Izlazne video sekvence,
s oštećenjem zbog prolaska kroz pokretnu mrežu,
snimljene su u AVI formatu koji nema gubitaka. Parametri
objektivne video kvalitete, zrnatost i zamućenje, mjere se
alatom MSU (Video Quality Measurement Tool).
Opsežna testiranja subjektivne video kvalitete često su
skupa i dugotrajna, stoga su razvijeni alati koji u
zadovoljavajućoj mjeri mogu ponuditi rezultate vrlo
bliske ocjeni gledatelja. U tu svrhu, u radu se koristi alat
VQA (Video Quality Analyzer v 1.0.). Prema autorima
VQA alata, ugrađena tehnologija mjerenja video kvalitete
pokazuje veliku točnost u predviđanju DMOS-a
(Difference Mean Opinion Score) spram rezultata
polučenih tijekom subjektivne procjene kvalitete
gledatelja uz uvjete prema preporuci ITU.T BT.500-12.
DMOS ukazuje na razinu doživljenog gubitka vizualne
kvalitete mjerenog videa spram njegovog izvornog videa
i poprima vrijednosti od 0 (odlično) do 100 (loše).
III.
SUBJEKTIVNA OCJENA I OBJEKTIVNA VIDEO
METRIKA
Iako video strujanje pripada kategoriji jednosmjerne
usluge, usluga je osjetljiva na kašnjenje i kolebanje
kašnjenja. Velike varijacije kašnjenja treba kontrolirati,
radi konstantnosti toka podataka i izbjegavanje prekida
MIPRO 2012/CTI
Kašnjenje
[ms]
Mobile
Gubitak
paketa
[%]
Kašnjenje
[ms]
News
Gubitak
paketa
[%]
Kašnjenje
[ms]
zbog praznog međuspremnika. Inače se kod gledatelja
značajno može pogoršati percepcija kvalitete. Gubitak
paketa je parametar koji bitno može utjecati na kvalitetu
usluge. U pokretnim mrežama do gubitka paketa dolazi
zbog popunjenosti međuspremnika ili pogrešaka na
kanalu. U svim provedenim mjerenjima su mala kolebanja
vrijednosti, unutar ispitne skupine od pet mjerenja.
Vrijednosti kašnjenja svih ispitnih slučajeva su se kretale
između 39 i 78 ms, što su za video uslugu prihvatljive
vrijednosti.
Tijekom mjerenja, sve sekvence, osim Mobile,
kodirane brzinom okvira 10 fps, imale su gubitak između
0% i 1.11%, dok su 15fps sekvence imale gubitak od 0%
do 3.43%. Sekvence Mobile su imale prosječni gubitak od
19.12%, a broj izgubljenih RTP paketa kretao se od 36 do
64. Uočljiv je rast gubitka paketa s povećanjem brzine
kodiranja. U tablici I. prikazane su statističke vrijednosti
parametara mrežne metrike za pet mjerenja svih ispitnih
skupina.
A. Sekvence Foreman
Ocjena subjektivne kvalitete za sve ispitne sekvence bila
je vrlo dobra, osim u slučaju 15fps i 96k kada je DMOS
dostigao vrijednost 100, što je loša ocjena, tablica II.
Prosječni gubitak od 3.27% imao je vrlo veliki utjecaj na
percipiranu kvalitetu. Nakon početnog kratkotrajnog
oštećenja video materijala, poslije nije bilo vidljive
771
TABLICA II.
SREDNJE VRIJEDNOSTI SUBJEKTIVNE OCJENE I
Okvir ulazne sekvence
Najlošiji okvir mjerene sekvence
OBJEKTIVNIH PARAMETARA VIDEO KVALITETE
Foreman 320x240
64
Kbps
10
fps
96
Kbps
15
fps
64
Kbps
96
Kbps
Zrnatost
35.02
32.38
23.03
23.91
41.72
40.92
27.71
28.56
Zamućenje
16.24
15.82
16.97
16.53
15.79
15.55
16.51
16.51
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
DMOS
26.45
28.65
19.09
26.91
29.77
30.15
22.93
100
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
11.95
24.64
9.56
25.79
13.85
24.35
11.41
28.13
22.64
21.61
19
.82
19.36
26.61
25.39
22.42
21.37
18.45
17.95
18.43
18.01
18.29
17.83
18.38
17.89
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
59.34
100
58.48
100
59.77
100
59.82
100
24.98
24.35
24.34
23.10
25.70
23.67
25.68
25.00
41.15
37.21
41.33
37.42
40.24
35.07
40.27
34.85
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
Ulaz
Izlaz
13.31
20.35
8.53
18.36
14.40
21.39
12.28
32.89
24.76
23.12
20.86
19.87
30.76
28.09
23.91
23.12
19.71
19.04
19.85
19.23
19.56
18.88
19.74
19.12
Hall 320x240
10
fps
64
Kbps
96
Kbps
15
fps
64
Kbps
96
Kbps
Mobile 320x240
10
fps
64
Kbps
96
Kbps
15
fps
64
Kbps
96
Kbps
News 320x240
10
fps
64
Kbps
96
Kbps
15
fps
64
Kbps
96
Kbps
degradacije. Gubitak paketa na početku transmisije i
kratak vremenski period trajanja sekvenci od 10 sekundi
nisu ostavili mogućnost poboljšanja ukupnog DMOS-a.
Ovaj primjer potvrđuje da gledatelji brzo primjećuju i
sporo zaboravljaju. Objektivna kvaliteta je ostala slična
kao kod ulaznih sekvenci. Najlošija varijanta 15fps i 64k
ima prosječnu vrijednost zrnatosti 40.92, dok zamućenje
iznosi 15.55. Najbolja varijanta 10fps 96k ima zrnatost
23.91, a zamućenje 16.53. Međutim, prosječne vrijednosti
parametara zrnatosti i zamućenja zapravo su vrlo bliske
ulaznim vrijednostima, time su oštećenja prouzročena
transmisijom u ovom slučaju zanemariva. Od svih
ispitnih sekvenci, Foreman postiže najviše vrijednosti
zrnatosti, što rezultira i velikom zrnatošću u prikazu slike.
B. Sekvence Hall
U slučaju Hall najveći gubitak paketa je doživjela
sekvenca s 15fps i 96K, iznos od 0.58% ne utječe bitno
na subjektivnu procjenu, jer srednja vrijednost DMOS-a
iznosi 28.13, što predstavlja ocjenu vrlo dobro. Za sve
ostale kombinacije sekvenci, subjektivna ocjena je
također bila vrlo dobra. Vrijednosti objektivnih
parametara svih Hall varijanti postigle su najbolje
rezultate za zrnatost. Vrijednosti su se kretale između
19.36 i 26.61. Obzirom da su Hall sekvence relativno
statične, bez puno detalja, to je bilo i za očekivati. Iako su
vrijednosti zamućenja slike relativno niske 17.92,
772
Slika 2.
Najlošiji okvir sekvence Foreman, Hall, News, Mobile,
varijante 15fps 96kbps parametra zrnatost
obzirom na sadržaj materijala, zamućenje nije toliko
došlo do izražaja.
C. Sekvence Mobile
Mobile je za sve varijacije kodiranja postigao DMOS
100, odnosno ocjenu loše. Tijekom strujanja neugodna
oštećenja su bila prisutna većinu vremena. Gubitak od
15.83% do 21.15% u ovom slučaju je imao vrlo veliki
utjecaj na subjektivnu ocjenu.
Za razliku od loše DMOS ocjene, zrnatost i zamućenje
imaju vrlo dobre vrijednosti. Srednja vrijednost parametra
zrnatost ne odskače puno od ostalih ispitnih sekvenci,
međutim vrijednosti zamućenja postižu najbolje rezultate
od svih slučajeva.
D. Sekvence News
Prosječni gubitak od 2.17% nije ostavio značajniji trag na
doživljenu iskustvenu kvalitetu, obzirom da prosječna
vrijednost DMOS-a iznosi 32.89, što predstavlja vrlo
dobru subjektivnu ocjenu. Treba primijeti, Foreman
sekvenca od 15fps i 96K, s bliskim prosječnim gubitkom
paketa od 3,27%, ima 100 za DMOS vrijednost. Dakle,
malo odstupanje postotka gubitka paketa rezultiralo je s
kardinalno različitom ocjenom kvalitete.
MIPRO 2012/CTI
News materijal ima najmanje zamućenje u svim
varijantama u usporedbi s ostalim ispitnim sekvencama,
izuzevši Mobile, prosječne vrijednosti su 19.06.
Vrijednosti indeksa zrnatosti kretale su se od 19.87 za
slučaj 10fps 96k do 28.09 za slučaj 15fps 64k.
IV.
POVEZIVANJE REZULTATA
Uz pomoć QoS podataka može se procjenjivati
iskustvena kvaliteta. Izmjereni QoS parametri nisu uvijek
dovoljni za subjektivnu procjenu, što se vidjelo u slučaju
Foreman i Mobile za DMOS vrijednosti 100, odnosno
najlošiju ocjenu. Naime, video je osjetljiviji, od drugih
multimedijskih usluga, na učinke manjih ali strateški
postavljenih mrežnih oštećenja. U stvaranju prikaza jasne
i glatke slike, zbog načina kodiranja, neki su okviri važniji
od drugih. Stoga gubitak paketa, koji ne sadrži ključni
okvir, neće utjecati na subjektivnu ocjenu gledatelja, jer
gledatelj neće niti primijetiti efekt kojeg je izazvao taj
gubitak. S druge strane, ako gubitak paketa utječe na jedan
od I-okvira, učinak je vidljiv. Obzirom da u video svijetu
svi paketi nemaju jednaku relativnu važnost, broj ili omjer
izgubljenih paketa ne daje dovoljnu informaciju za
procjenu gubitka percipirane kvalitete. Stoga je nužno
uključiti i ostala objektivna mjerenja u proces ocjenjivanja
iskustvene kvalitete.
Objektivna metrika kvalitete slike koristi matematičke
modele u izračunu razlika između izvornog i obrađenog
videa. Pri tome su zrnatost, zamućenje te omjer signala i
šuma najčešći široko korišteni parametri u objektivnim
metrikama [9]. Zrnatost se javlja pri pogreškama u
kodiranju prostornih komponenti i pri gubitku informacija
u stvarnom vremenu preuzimanja i prikaza video
materijala [10]. Pozicija i broj oštećenih blokova određuju
percepciju i razinu degradacije kvalitete. U ispitnim
slučajevima najizraženija zrnatost i zamućenje su kod
sekvence Foreman. Zrnatost je vidljivija u glatkim
dijelovima slike u područjima koja se brzo kreću.
Vrijednosti zrnatosti provedenih mjerenja su relativno
bliske, efekt zrnatosti lakše je zamijetiti kod sekvenci s
puno gibanja, kao kod sekvenci Hall i News. Sekvenca
Hall ima manju zrnatost od sekvence News, zbog kretnji u
pozadini koje nisu prisutne i u slučaju Hall.
Zamućenje je gubitak oštrine rubova i prostornih
detalja. Kompresija je čest uzrok zamućenja, jer se nastoji
smanjiti broj bitova pri kodiranju kretanja u slici. Za
očekivati je da sekvenca s najviše detalja i kretanja,
Mobile, bude najzamućenija, a ne najbistrija. Međutim,
na prosječno visok indeks zamućenja utjecale su vrlo
visoke vrijednosti pojedinih okvira. Ipak, visoka ukupna
jasnoća slike nije bitno utjecala na subjektivnu ocjenu, jer
sve su varijante ulazne sekvence Mobile na granici
DMOS skale dobro-slabo, dok je za sve izlazne sekvence
ocjena glasila loše. Prema rezultatima mjerenja, sekvenca
Foreman postigla je najlošije prosječne rezultate, odnosno
najveću zamućenost. Iz bliskih izmjerenih vrijednosti
ulaznih i izlaznih sekvenci, tablica II, proizlazi da
kompresija ima glavnu ulogu u stvaranju efekta
zamućenja, a ne oštećenja prouzročena transmisijom.
Koristeći rezultate izlaznih mjerenja provedeno je
povezivanje izmjerene izlazne DMOS vrijednosti i
vrijednosti izmjerenih izlaznih metričkih parametara (sl.
3,4,5,6). Grafički prikazi rezultata pokazuju kako niti
MIPRO 2012/CTI
jedan parametar ne može biti direktna mjera DMOS
ocjene. Za većinu vrijednosti parametra zamućenja
vidljiva je bliskost s opisom kvalitete koju percipiraju
korisnici. Međutim, rezultati sekvence Mobile imaju
najmanju zamućenost, a najlošiju subjektivnu ocjenu, što
potvrđuje kako pojedinačni parametar ne može biti izravni
odraz iskustvene kvalitete. Iz rasipanja izmjerenih
vrijednosti proizlazi da je ljudski vizualni sustav
osjetljiviji na gubitke kvalitete zbog povećane zrnatosti
nego na učinke zamućenja.
Isto tako nije moguće uspostaviti direktnu povezanost
DMOS vrijednosti i izmjerenih vrijednosti mrežnih
parametara. Prosječni gubitak paketa u slučaju Foreman,
varijante 15 fps i 96 kbps, od 3.27% postigao je najlošiju
DMOS ocjenu, dok je DMOS sekvenca News, u istoj
varijanti, s prosječnim gubitkom od 2.18% postigla vrlo
dobru DMOS ocjenu.
Slika 3.
Slika 4.
Slika 5.
Odnos između DMOS ocjene i parametra zamućenje
Odnos između DMOS ocjene i parametra zrnatost
Odnos između DMOS ocjene i parametra gubitak paketa
773
V.
Slika 6.
Odnos između DMOS ocjene i parametra kašnjenje
Slika 7. pokazuje da vrijednosti subjektivne ocjene za
sekvence Mobile uopće ne variraju. Za sve kombinacije
brzine prijenosa i okvira postignuta je najlošija ocjena.
Obzirom da su DMOS vrijednosti ulazne sekvence
Mobile, prije prolaska kroz pokretnu mrežu, bile slabe, za
očekivati je da će nakon prolaska kroz pokretnu mrežu
vrijednosti biti slične. U ovom slučaju prosječni gubitak
paketa od 19.13% uzrok je dodjeljivanja najlošije DMOS
ocjene. Vrijednosti ispitne sekvence Hall ne variraju puno
i sličnih su vrijednosti kao i sekvence News. Sekvenca
News je malo dinamičnijeg sadržaja od sadržaja sekvence
Hall, što je rezultiralo većom varijacijom subjektivne
ocjene i malo većim prosječnim gubitkom paketa. DMOS
vrijednosti za sve kombinacije sekvence Foreman su
također bile stabilne i vrlo dobre, osim za slučaj
96kbps/15fps, gdje je postignuta vrijednost 100.
Interesantno je da je u ovom ispitnom postupku VQA alat
pri donošenju subjektivne ocjene preferirao niže brzine
okvira i više brzine prijenosa, odnosno da je kombinacija
10 fps i 96 kbps svih ispitnih sekvenci postigla najbolje
rezultate.
Ukupno gledano, mjerenje objektivne kvalitete svih
ulaznih i izlaznih varijanti jedne sekvence, iste ispitne
skupine, daje slične mjerne rezultate. U ovom
eksperimentu kompresija je glavni uzrok u stvaranju
nepoželjnih efekata koji degradiraju video kvalitetu, a ne
pokretna mreža kako to često doživljava korisnik.
Najbolje rezultate ostvarile su sekvence Hall i News, koje
su relativno statičnog scenarija, a najlošiji rezultat postigla
je jedna varijanta sekvence Foreman (15fps 96K) i sve
varijante dinamične sekvence Mobile. Ova varijanta
sekvence Foreman postigla je loše DMOS rezultate uz
relativno malen gubitak paketa, ali očito je taj gubitak bio
na ključnim mjestima, što je značajno utjecalo na loš
ukupni dojam proživljenog iskustva.
U eksperimentu su korištene četiri standardne video
sekvence: Foreman, Hall, Mobile, News u četiri varijante,
putem dvije brzine prijenosa (64 i 96 kbps) i dvije brzine
okvira (10 i 15 fps). Izabrane sekvence pokrivaju različita
obilježja video materijala (različite teksture, količina
detalja, kretanja u slici). Tijekom mjerenja pokretna mreža
je bila stabilna. Naime, izmjerene su male vrijednosti za
gubitak paketa, kašnjenje i kolebanje kašnjenja, osim za
sekvencu Mobile. Izmjerene male razlike DMOS
vrijednosti ulaznih i izlaznih sekvenci, pokazuju da mreža
praktički nije imala utjecaja na izmjerene subjektivne
vrijednosti. Sve varijante sekvence Mobile ocijenjene su
najlošijom DMOS ocjenom. Iako je izgubljeno dosta
paketa prolaskom kroz pokretnu mrežu, u prosjeku
19.12%, mreža nije jedina utjecala na lošu subjektivnu
ocjenu sekvence Mobile. Naime DMOS ocjena ovih
ulaznih sekvenci već je bila na granici slabog. Ako je
kvaliteta sadržaja na ulazu slaba nije za očekivati da će se
prolaskom kroz mrežu poboljšati. Stoga je za uspješni
prikaz i transmisiju s malo gubitaka potrebno razvrstati
video prema sadržaju. Rezultati također pokazuju kako
objektivne parametre kvalitete videa (zrnatost i
zamućenje) kao i mrežne parametre (gubitak paketa i
kašnjenje) nije moguće izravno povezati sa subjektivnim
ocjenama, čak i kad se uzmu u obzir dinamička obilježja
video sadržaja (brzina prijenosa i brzina okvira). Pojedini
parametri, kao i pozicioniranje njihovih vrijednosti, imaju
različite učinke na subjektivnu ocjenu kvalitete videa.
Njihov zajednički utjecaj je složen i nelinearan te
zahtijeva daljnja istraživanja.
LITERATURA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
Slika 7.
774
ZAKLJUČAK
J. McCARTHY, P. WRIGHT: “Technology as experience”,
MIT PRESS, 2004.
D. SOLDANI, M. LI, R. CUNY: “QoS and QoE management in
UMTS cellular systems”, John Wiley and Sons, 2006.
ITU-T SG 12 (2007) „Definition of quality of experience“,
COM12-LS 62-E, TD 109rev2 (PLEN/12), Switzerland, 2007.
ITU-R BT-500-12 “Methodology for the subjective assessment
of the quality of television picture”, 2009.
M. RIES, C. CRESPI, O. NEMETHOVA, M. RUPP: “Content
Based Video Quality Estimation for H.264/AVC Video
Streaming”, Proc. of the IEEE Wireless Communication &
Networking Conference, China, 2007.
ITU-T J.341 „Objective perceptual multimedia video quality
measurement of HDTV for digital cable television in the
presence of a full reference“, 2011.
3GPP TR 26.944 „End-to-end multimedia services performance
metrics“,V9.0.0 (2009-12)
A. DÍAZ, P. MERINO, L. PANIZO “Experimental analysis of
peer-to-peer streaming in cellular networks”, 21st International
Conference on Advanced Networking and applications, 2007
W. LIN, C.C. JAY KUO: “Perceptual visual quality metrics: A
survey”, J. Vis. Commun. 2011, s Interneta, , J.W. JEON: “NoReference Image Quality Assessment using Blur and Noise”,
World Academy of Science, Engineering and Technology 50,
2009, s Interneta,
www.waset.org/journals/waset/v50/v5027.pdf
DMOS vrijednosti različitih brzina prijenosa i okvira
izlaznih sekvenci
MIPRO 2012/CTI

Download Report