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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2012.tde-16072013-122005
Document
Author
Full name
Dante Coaquira Begazo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2012
Supervisor
Committee
Arjona Ramírez, Miguel (President)
Minami, Mário
Zucchi, Wagner Luiz
Title in Portuguese
Avaliação objetiva e subjetiva de qualidade de vídeo via rede IP com variação de atraso.
Keywords in Portuguese
Métricas objetivas
Métricas subjetivas
Qualidade de vídeo
Streaming de vídeo
Variação de atraso
Abstract in Portuguese
Atualmente existe uma grande variedade de serviços de telecomunicações focados na transmissão de voz, vídeo e dados através de redes complexas, embora, em muitos casos, o usuário final não seja atendido com um nível de qualidade aceitável. Neste trabalho, se avalia como o serviço de streaming de vídeo em uma rede com protocolo Internet (IP) pode ser afetado por uma condição adversa da rede, tal como a variação de atraso (jitter). São mostrados os resultados de avaliações objetivas e subjetivas de streaming de vídeo que indicam que a qualidade de vídeo é diretamente afetada por fatores de degradação da rede IP como a variação de atraso de pacotes. Além disso, se verifica que cenas de maior movimento também são mais afetadas pela variação de atraso. Para a realização dos testes, utiliza-se um cenário de emulação de rede isolado, no qual são parametrizadas diferentes condições de rede. Assim, no canal de transmissão são configurados diversos valores de variação de atraso, obtendo-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação de qualidade. Estes vídeos são avaliados utilizando métodos subjetivos: Índice por Categorias Absolutas (ACR - Absolute Category Rating) e Índice por Categorias de Degradação (DCR - Degradation Category Rating) e métricas objetivas: Relação Sinal-Ruído de Pico (PSNR - Peak Signal to Noise Ratio), Índice de Similaridade Estrutural (SSIM - Structural Similarity Index) e Medição de Qualidade de Vídeo (VQM - Video Quality Metric). Com a finalidade de mostrar o desempenho das métricas objetivas em relação às subjetivas são empregados os coeficientes de correlação, além do erro de predição e quadrático médio. Adicionalmente, é importante destacar que a partir dos resultados obtidos são estabelecidos intervalos de valores de variação de atraso para os quais a qualidade do vídeo é considerada aceitável ou não para o usuário final. Finalmente, obtém-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação da qualidade e que pode ser utilizada em futuras pesquisas.
Title in English
Objective and subjective assessment of video quality over IP network with packet delay variation.
Keywords in English
Delay variation
Objective metrics
Subjective metrics
Video quality
Video streaming
Abstract in English
Nowadays, there is a wide range of telecommunications services focused on the transmission of voice, video and data across complex networks, although, in many cases, the end user is not satisfied with an acceptable quality level. In this work it is assessed how the video streaming service over an IP network can be affected by adverse conditions on the network, such as packet delay variation (jitter). Results from objective and subjective video streaming assessments are shown and indicate that the video quality is directly affected by IP network degradation factors such as packet delay variation. Beyond that, it is also verified that scenes with great movement content are also more sensitive to packet delay variation. For experimental tests, a network emulation totally isolated is considered, for which different network conditions are parameterized. Then, to the transmission channel, different values of packet delay variation are configured and videos are assessed, using subjective metrics: Absolute Category Rating (ACR) and Degradation Category Rating (DCR), and objective metrics: Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Structural Similarity (SSIM) and Video Quality Metric (VQM). In order to show the performance of objective metrics in relation to subjective ones correlation coefficients are employed as well as the prediction error and the mean square error. Finally, it is important to note that, from the results obtained, it can be established a range of delay variation values in which the video quality is acceptable or not at the end user. Additionally, a Video Data Base is obtained with different degrees of quality degradation and which can be used for future researches.
 
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This document is only for private use for research and teaching activities. Reproduction for commercial use is forbidden. This rights cover the whole data about this document as well as its contents. Any uses or copies of this document in whole or in part must include the author's name.
Publishing Date
2013-07-17
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • COAQUIRA BEGAZO, D, Zegarra Rodríguez, D., e ARJONA RAMÍREZ, M. Avaliação de qualidade de vídeo sobre uma rede IP usando métricas objetivas. Revista Iberoamericana de Sistemas, Cibernética e Informática [online], 2011, vol. 8, p. 25-29. Dispon?vel em: http://www.iiisci.org/journal/risci/Abstract.asp?var=&id=HCA940MZ.
  • COAQUIRA BEGAZO, D, Zegarra Rodríguez, D., e ARJONA RAMÍREZ, M. Avaliação de qualidade de vídeo sobre uma rede IP usando métricas objetivas. In Confererencia Iberoamericana en Sistema, Cibernética e Informática CISCI 2011, Orlando, USA, 2011. Memorias CISCI 2011 Décima Conferencia Iberoamericana en Sistemas, Cibernética e Informática.Winter Garden : International Institute of Informatics and Systemics, 2011. Dispon?vel em: http://www.lps.usp.br/~miguel/publica/cisci2011dante.pdf.
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