Avaliação objetiva e subjetiva de qualidade de vídeo via rede IP com variação de...
10.11606/D.3.2012.tde-16072013-122005
Coaquira Begazo, Dante (Catálogo USP)
Avaliação objetiva e subjetiva de qualidade de vídeo via rede IP com variação de atraso.
Métricas subjetivas
Variação de atraso
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.
Objective and subjective assessment of video quality over IP network with packet delay variation.
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.