Network QoS and Quality Perception of Compressed and Uncompressed High-Resolution Video Transmissions

Netzwerk Dienstqualität (QoS) und Qualitätswahrnehmung bei komprimierten und unkomprimierten hochauflösenden Videoübertragungen

  • This study focuses on extremely high-bandwidth transmissions of MPEG-2 compressed video and uncompressed SDI video sequences over IP and ATM networks. For this investigation, video clips are produced with four different types of hardware codecs and with varying encoding algorithms as well as mechanisms of Forward Error Correction (FEC). The video sequences are subjected to loss ratios and jitter impairments and the resulting video quality is subjectively evaluated. Objective measurements are also conducted to analyze possible error tolerance behaviors or user preferences. Based on the objective measurements a method valid for both MPEG-2 and SDI sequences is established that allows the prediThis study focuses on extremely high-bandwidth transmissions of MPEG-2 compressed video and uncompressed SDI video sequences over IP and ATM networks. For this investigation, video clips are produced with four different types of hardware codecs and with varying encoding algorithms as well as mechanisms of Forward Error Correction (FEC). The video sequences are subjected to loss ratios and jitter impairments and the resulting video quality is subjectively evaluated. Objective measurements are also conducted to analyze possible error tolerance behaviors or user preferences. Based on the objective measurements a method valid for both MPEG-2 and SDI sequences is established that allows the prediction of user quality perceptions based on the mean number of frames between errors. The subjective evaluations of the network impaired video sequences are based on Mean Opinion Scores (MOS); the results of the subjective evaluations are summarized in a Quality of Service (QoS) classification model with three dimensions to represent the network QoS parameters delay, jitter and loss. In the model each parameter is described in terms of compression factors and transmission costs; the model also provides translation tables that map network QoS parameters to ranges of user Quality of Presentation (QoP) categories.show moreshow less
  • Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit MPEG-2 komprimierten und unkomprimierten SDI Video Übertragungen über IP und ATM Netzwerke mit extrem hohen Bandbreitenanforderungen. Für diese Untersuchung werden Videosequenzen mit verschiedenen Hardware Codecs produziert; dabei werden unterschiedliche Kodierungsalgorithmen und Mechanismen zur Fehlerkorrektur verwendet. Die Videosequenzen werden Verlustraten und Jitterstörungen ausgesetzt und die resultierende Videoqualität wird anschliessend subjektiv beurteilt. Zusätzlich werden objektive Untersuchungen durchgeführt um ein mögliches Fehlertoleranzverhalten oder Fehlerpräferenzen auf Seiten der Nutzer zu analysieren. Die objektiven BewertuDie vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit MPEG-2 komprimierten und unkomprimierten SDI Video Übertragungen über IP und ATM Netzwerke mit extrem hohen Bandbreitenanforderungen. Für diese Untersuchung werden Videosequenzen mit verschiedenen Hardware Codecs produziert; dabei werden unterschiedliche Kodierungsalgorithmen und Mechanismen zur Fehlerkorrektur verwendet. Die Videosequenzen werden Verlustraten und Jitterstörungen ausgesetzt und die resultierende Videoqualität wird anschliessend subjektiv beurteilt. Zusätzlich werden objektive Untersuchungen durchgeführt um ein mögliches Fehlertoleranzverhalten oder Fehlerpräferenzen auf Seiten der Nutzer zu analysieren. Die objektiven Bewertungen werden auch dazu verwendet eine objektive Methode darzustellen, die es ermöglicht, sowohl für MPEG-2 komprimierte als auch für unkomprimierte SDI Sequenzen aufgrund der mittleren Anzahl von Frames zwischen Fehlern die Qualitätswahrnehmung des Endnutzers vorherzusagen. Die subjektiven Bewertungen der netzgestörten Videosequenzen basieren auf Mean Opinion Scores (MOS); die Resultate der subjektiven Bewertungen führen zu einem Quality of Service (QoS) Klassifikationsmodel mit drei Dimensionen, die die Netzwerk QoS Parameter Latenz, Variation der Latenz und Verlustraten repräsentieren. Jeder dieser Parameter ist im Model hinsichtlich Komprimierungsfaktoren und Übertragungskosten dargestellt; das Model bietet auch Übersetzungstabellen, die die Netzwerk QoS Parameter in Bereiche von Benutzer Quality of Presentation (QoP) Kategorien abbilden.show moreshow less

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Metadaten
Author:Susanne Naegele-Jackson
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus-4834
Advisor:Reinhard German
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2006
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2006/11/14
Release Date:2006/12/12
Tag:Datenverlust; Komprimierung; SDI; objektiv; subjektiv
QoP; QoS; Quality of Service; uncompressed; video perception
SWD-Keyword:ATM; Dienstgüte; IP; Jitter-Effekt; Latenz; MPEG 2; Videoübertragung
Institutes:Technische Fakultät / Technische Fakultät -ohne weitere Spezifikation-
Dewey Decimal Classification:Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / Informatik, Wissen, Systeme / Datenverarbeitung; Informatik
open_access (DINI-Set):open_access

$Rev: 13581 $