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Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Márcio Gonçalves METI Orientador: Prof.

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1 Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Márcio Gonçalves METI Orientador: Prof. Tomás Brandão, ISCTE-IUL Co-Orientadora: Prof.ª Maria Paula Queluz, IST Apresentação da Dissertação de Mestrado

2 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Outline Motivação e Objetivos Implementação da Ferramenta Tecnologia Interface gráfica Características Contribuições adicionais Demonstração Testes de Avaliação Subjetiva Síntese e Trabalho Futuro 2 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

3 1. Motivação e Objetivos

4 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Qualidade de vídeo 4 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Definida como uma medida da degradação visual, percepcionada pelos utilizadores, depois do vídeo ser sujeito a perdas devido a codificação e/ou transmissão Perdas de transmissãoEfeito de bloco

5 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Avaliação da qualidade de vídeo Avaliação Subjetiva Realização de testes em que os observadores humanos avaliam por si a qualidade de sequências de vídeo Avaliação Objetiva Avaliação automática de uma sequência de vídeo sem a intervenção direta de humanos (através de algoritmos) 5 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

6 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Testes de avaliação subjetiva Software Configuração de testes subjetivos Efetuar testes de avaliação subjetiva Tratamento de resultados Bases de Dados Armazenamento de sequências de vídeo Disponibilização dos resultados (MOS, DMOS) 6 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

7 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Limitações de ferramentas existentes Variedade de métodos normalizados para avaliação subjetiva de vídeo Falta de suporte para auxílio à preparação dos testes processamento estatístico dos resultados 7 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Existe um número reduzido de ferramentas disponíveis para realização de testes de avaliação subjetiva

8 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Objetivos Construção de uma ferramenta capaz de efetuar avaliações subjetivas da qualidade de vídeo Visualização de vídeos com resoluções HD (1920x1080) Tratamento estatístico de dados e extração de valores de MOS (Mean Opinion Scores) Inclua novas metodologias, não normalizadas, de avaliação subjetiva e deteção de outliers Realização de testes de avaliação subjectiva usando a ferramenta desenvolvida Disponibilização dos resultados obtidos à comunidade científica 8 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

9 2. Implementação da Ferramenta

10 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Tecnologia de implementação Desenvolvidos 3 protótipos C++ OpenCV – Open Source Computer Vision Java JMF – Java Media Framework VLCJ – VideoLan Client Java Razões para a escolha: Java – o facto de ser portável JMF – a biblioteca VLCJ não permitia a implementação de algumas funcionalidades necessárias JAVA com JMF 10 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

11 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Interface gráfica JAVA com JMF 11 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo GUI Ficheiros de texto Sequências de Vídeo

12 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Características (1) Métodos Single Stimulus (SS) Absolute Category Rating with Hidden Reference (ACR-HR) Artifact Visibility Continuous Assessment (AVCA) Métodos Double Stimulus (DS) Double Stimulus Impairment Scale (DSIS) Stimulus Comparison Adjectival Categorical Judgement (SCACJ) 5Excelente 4Boa 3Razoável 2Pobre 1Má 5Imperceptível 4Perceptível 3Ligeiramente Incómodo 2Incómodo 1Muito Incómodo -3Muito Pior -2Pior Ligeiramente Pior 0Igual 1Ligeiramente Melhor 2Melhor 3Muito Melhor 12 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

13 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Características (2) Configuração de testes subjetivos Famílias de vídeos Ordem de visualização pseudo-aleatória Drag and drop Métodos de deteção de outliers ITU Method Correlation Analysis Apresentação de resultados Tabelas, gráficos, ficheiros CSV Pontuação atribuída pelo participante j à condição de teste i 13 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

14 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Contribuições adicionais (1) Artifact Visibility Continuous Assessment (AVCA) Sequência de vídeo longa, contendo artefactos isolados introduzidos artificialmente Pretende-se avaliar a perceção (ou não) desses artefactos por parte de um observador O observador assinala os instantes em que perceciona um artefacto Inexistência de escalas de avaliação 14 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

15 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Contribuições adicionais (1) Artifact Visibility Continuous Assessment (AVCA) 15 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo Cálculo de percentagens: Verdadeiros positivos Falsos positivos Falsos negativos Tempo de resposta do utilizador (1,5 seg)

16 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Contribuições adicionais (2) Correlation Analysis Video Sequencev01v02v03v04v05(…)RawMOSMOSVideo RefDMOS big_ships_480p30_2mbs NO3.23 old_town_480p25_2mbs NO3.3 soccer_480p30_3mbs NO3.16 station_480p25_2mbs NO3.07 park_joy_480p25_5mbs NO2.61 snow_mnt_480p30_3mbs NO2.08 sunflower_480p25_1mbs YES0.0 raven_480p30_2mbs NO0.15 old_town_480p25_2mbs NO1.15 station_480p25_2mbs NO3.0 soccer_480p30_3mbs NO2.77 big_ships_480p30_2mbs NO2.46 park_joy_480p25_5mbs NO3.54 sunflower_480p25_1mbs NO2.77 old_town_480p25_2mbs YES0.0 snow_mnt_480p30_3mbs NO3.31 raven_480p30_2mbs NO1.08 big_ships_480p30_2mbs NO2.31 Correlation coefficient: Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

17 3. Demonstração

18 4. Testes de Avaliação Subjetiva

19 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Condições dos testes Metodologia ACR-HR 15 observadores Testes de acuidade visual e despiste de daltonismo Procedimento de calibração dos observadores Sessão de 15min Sequências de vídeo: Resolução SDTV (720x480) 10 segundos de duração Codificadas em H.264 PLR entre 0.1% e 8% -> 56 vídeos Raw (YUV) / AVI. 19 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

20 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Resultados Método de avaliação subjetiva ACR-HR, com deteção de outliers utilizando ITU Method 20 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

21 5. Síntese e Trabalho Futuro

22 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Síntese Desenvolvida uma ferramenta para realizar avaliação subjetiva da qualidade de vídeo GUI intuitiva e fácil de utilizar 4 métodos de avaliação subjetiva ACR-HR; DSIS; SCACJ; AVCA; 2 métodos de deteção automática de outliers Método ITU; Método da correlação 3 modos de apresentação de resultados Tabelas; Gráficos; Ficheiros CSV Utilização experimental da ferramenta 22 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

23 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Trabalho futuro Disponibilizar os resultados obtidos à comunidade científica Implementação de métodos para avaliação subjetiva de imagens fixas Implementação de mais métodos de avaliação subjetiva de vídeo Fazer os testes de acuidade visual e despiste de daltonismo a partir da própria ferramenta 23 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

24 Orientador: Prof. Tomás Brandão, ISCTE-IUL Co-Orientadora: Prof.ª Maria Paula Queluz, IST Mestrado em Engenharia de Telecomunicações e Informática Obrigado! Ferramenta para Avaliação Subjectiva da Qualidade de Vídeo

25 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Anexos 25 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo

26 Academia ISCTE – Arquitectura de Computadores Testes de avaliação subjetiva Exemplo da estrutura de uma sessão de teste 26 Márcio Gonçalves – Ferramenta para Avaliação Subjetiva da Qualidade de Vídeo


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