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Untersuchung der Akzeptanz verschiedener Anpassungsmethoden für Videoströme

Untersuchung der Akzeptanz verschiedener Anpassungsmethoden für Videoströme. Gliederung. Anpassungsmöglichkeiten Durchgeführte Tests Wahl der Parameter Test zur Framerate / Quantisierung Test zur optimalen Qualität subjektive Verfahren objektive Verfahren Ergebnisse der Tests

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Untersuchung der Akzeptanz verschiedener Anpassungsmethoden für Videoströme

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Presentation Transcript

  1. Untersuchung der Akzeptanz verschiedener Anpassungsmethoden für Videoströme

  2. Gliederung • Anpassungsmöglichkeiten • Durchgeführte Tests • Wahl der Parameter • Test zur Framerate / Quantisierung • Test zur optimalen Qualität • subjektive Verfahren • objektive Verfahren • Ergebnisse der Tests • Tests zur Framerate / Quantisierung bei 180 kbit/s • Test zur Framerate / Quantisierung bei 90 kbit/s • Tests zur optimalen Qualität • Fazit

  3. Anpassungsmöglichkeiten • Beeinflussung der Datenrate durch: • Quantisierung • Framerate • Auflösung • Farbtiefe • Inhalt

  4. Wahl der Parameter • Videocodec • XVID (Mpeg-4 ASP) • Datenrate (180 kbit/s und 90 kbit/s) • z.B. über DVB-H, UMTS, WLAN, DMB • Inhalte • Fernsehaufnahmen DVB-S, Kinotrailer aus dem Internet • Länge des Ausschnitts (je 75-90 Sekunden) • Auflösung • 320*240 (=Auflösung des PDA)

  5. Test zur Framerate / Quantisierung Datenrate bleibt konstant • Framerate wird variiert • 25 fps (originale Framerate) • 12 fps • 5 fps • dadurch: Videos unterscheiden sich voneinander in Framerate und Quantisierung • Verschiedene Inhalte (zwei im Vortrag vorgestellt) • Fußballspiel • Nachrichtensendung • Trickfilm • Kinotrailer

  6. Test zur optimalen Qualität • Transparente Codierung • Framerate konstant auf Maximum (25 fps) • Datenrate wird variiert • 300 kbit/s • 500 kbit/s • 700 kbit/s • 1500 kbit/s

  7. Subjektive Verfahren • Nutzerbefragung • Stichprobe: mindestens 30 Befragte • Signifikanztests • Demographische Daten • Test zur Framerate / Quantisierung • Bestes der drei Videos auswählen • Schulnote • Gründe • Test zur optimalen Qualität • Paarvergleich • Gründe

  8. Objektive Verfahren (PSNR) • Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) • einfaches Verfahren • Differenz der Luminanzwerte für jeden Bildpunkt • Auflösung, Framerate und Farben nicht berücksichtigt • Berechnung für jeden Frame

  9. Objektive Verfahren (SSIM) • SSIM (structural similarity index) • Weiterentwicklung von PSNR • Wahrnehmungscharakteristik des Auges (z.B. Webersches Gesetz) • Strukturelle Ähnlichkeit • Analyse von Bildbereichen • Verfahren auf Einzelbildebene

  10. Tests zur Framerate / Quantisierung Bevorzugtes Video Schulnote Fußball 180 kbit/s: 50 Befragte im Alter von 21 bis 59 Jahren, Durchschnittsnote: 2,4

  11. Tests zur Framerate / Quantisierung Fußball (180 kbit/s) Y-PSNR Durchschnittswerte 25 fps: 32,91 dB 12 fps: 34,64 dB 5 fps: 40,75 dB

  12. Tests zur Framerate / Quantisierung Fußball (180 kbit/s) SSIM Durchschnittswerte 25 fps: 0,902 12 fps: 0,927 5 fps: 0,956 Korrelationskoeffizienten: um ca. 0,7 für gleiche Videos

  13. Tests zur Framerate / Quantisierung Bevorzugtes Video Schulnote Nachrichtensendung 180 kbit/s: 36 Befragte im Alter von 17 bis 39 Jahren, Durchschnittsnote: 2,03

  14. Tests zur Framerate / Quantisierung Tagesschau (180 kbit/s) 3 Abschnitte erkennbar Y-PSNR Durchschnittswerte 25 fps: 31,26 dB 12 fps: 32,94 dB 5 fps: 36,38 dB 1,65-4,37 dB schlechter als im Fußballvideo

  15. Tests zur Framerate / Quantisierung Tagesschau (180 kbit/s) 3 Abschnitte erkennbar SSIM Durchschnittswerte 25 fps: 0,929 12 fps: 0,944 5 fps: 0,967 Werte um 0,011-0,027 besser als im Fußballvideo

  16. Tests zur Framerate / Quantisierung • Ergebnisse • Innerhalb des Videos korrelieren PSNR und SSIM • Beim Vergleich unterschiedlicher Inhalte sind Ergebnisse z.T. gegensätzlich • Große Schwankungen innerhalb der Videos • 12 fps wird am häufigsten bevorzugt

  17. Tests zur Framerate / Quantisierung Bevorzugtes Video Schulnote Fußball 90 kbit/s: 34 Befragte im Alter von 16 bis 58 Jahren, Durchschnittsnote: 3,2

  18. Tests zur Framerate / Quantisierung • Fußball (90 kbit/s) • SSIM Durchschnittswerte • 180 kbit/s 25 fps: 0,902 • 180 kbit/s 12 fps: 0,927 • 90 kbit/s 5 fps: 0,916 • Verdoppeln der Datenrate • ca. 3,5 fache Framerate • ca. 0,8 Schulnoten besser

  19. Test zur optimalen Qualität Optimale Qualität: 41 Befragte im Alter von 21 bis 58 Jahren

  20. Test zur optimalen Qualität • Verteilungen unterscheiden • sich stark • Die meisten Leute sehen den Unterschied bei allen Videos

  21. Test zur optimalen Qualität Vorgehensweise nach Bortz Rangfolge der Videos richtig erkannt 300 kbit/s weißt größten Abstand auf Für die meisten Nutzer: optimale Qualität erst jenseits von 700 kbit/s

  22. Fazit • 12 fps: für viele Nutzer ausreichend • Bevorzugte Framerate: meist unabhängig vom Inhalt • 180 kbit/s: mindestens befriedigende Ergebnisse • 90 kbit/s: 0,8 Schulnoten schlechteren Bewertung • Auflösung nicht weiter reduzieren als für das Display nötig • PSNR und SSIM: ähnliche Ergebnisse innerhalb eines Videos • SSIM besser beim Vergleich verschiedener Videos • Optimale Qualität wird erst mit über 700 kbit/s erreicht • subjektive Tests nach wie vor nötig • objektive Tests erfassen nicht alles

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