La principal finalidad del filtro implementado consiste en corroborar
Una arquitectura donde se priorizan los paquetes RTP en función del
tipo de contenido que transporten. Para poder obtener parámetros
de calidad de vídeo se ha utilizado software que implementa las
diferentes recomendaciones realizadas por la ITU. En el estudio
realizado únicamente se ha considerado la calidad observada por la
componente visual, no teniendo en cuenta otros aspectos
relacionados con la componente auditiva.
A continuación presentamos el escenario general de pruebas.
Fig. 4.12 Escenario de pruebas.
El contenido del vídeo es servido mediante streaming, atendiendo a
Una petición realizada por el cliente con el protocolo RTSP. Los
diferentes flujos del streaming son tratados de forma diferente por el
filtro, el cual esta configurado para mostrar unas características de
canal en función del tipo de contenido que transporta el paquete,
basándose en el principio anteriormente explicado.
En el otro extremo se encuentra un reproductor de vídeo que actúa
Como cliente de streaming el cual muestra el vídeo solicitado. En la
pantalla donde se reproduce el vídeo se observan los diversos
efectos producidos por los errores en los diferentes paquetes, factor
por el cual se aprecia una diferencia de calidad en función de la
distribución de los errores.
Para cuantificar de forma objetiva estos parámetros se ha
almacenado el contenido del vídeo mostrado por la pantalla. Para
realizar este proceso se dispone de un software capturador de
pantalla el cual genera un vídeo sin comprimir en formato YUV
que posteriormente es comparado utilizando el software VQM (Vídeo
Quality Metrics) [7],
El anterior software es el encargado de la valoración de la calidad
del vídeo recibido respecto al original. La implementación se basa
en los modelos de percepción de la calidad definidos por las
recomendaciones de la ITU-T [5][6].
VQM implementa diferentes algoritmos que estiman la calidad en
comparar dos vídeos obteniendo diferentes parámetros como PSNR
o valor de MOS (Mean Opinion Store) de dicha comparación. Una
vez descritos el escenario y el procedimiento a seguir se realiza la
validación de la teoría propuesta anteriormente, donde de forma
resumida se predecía una mejora de la calidad del vídeo si los
fotogramas tipo intra sufren un tasa de error menor que la otra
información que viaja por el canal.
Los experimentos realizados son los siguientes:
1. Estimación de la calidad objetiva percibida por el usuario con un
canal con perdidas constantes en todas las colas. Se han realizado
las pruebas con valores de 0, 1, 5, 10,15 y 20 % de pérdidas.
2. Medida de la calidad objetiva percibida en un escenario donde
los frames I sufren un 0% de pérdidas y las otras colas
experimentaban valores de perdidas constantes de 1,5,10,15 y
20 %
3. Escenario igual al propuesto en el punto 2º pero con un valor de
5% en la cola de paquetes del tipo I.
4. Ídem con un 10% de pérdidas en la cola I.
Una vez realizadas las pruebas se obtiene el valor de PSNR
mediante VQM. Dicho valor se traduce a MOS (“Mean Opinión
Store") como estimación de la calidad del vídeo, obteniendo la
siguiente gráfica. Un MOS de 5 es el valor más alto indicando que
no hay diferencias entre el vídeo. Por el contrario un valor de 1
viene a reflejar un vídeo el cual es muy difícil apreciar el contenido.
En el eje horizontal de la gráfica tenemos situada la variable de
perdidas en formato porcentual exceptuando el canal por el que
se transmiten los frames del tipo I. Con todo ello encontramos una
disminución de la calidad observada a medida que aumentan las
pérdidas en el canal, comportamiento esperado que se verifica en
entornos reales. En el caso que se protejan las imágenes tipo I,
transmitiéndolas por un canal mejor, encontramos que la calidad
MOS aumenta considerablemente para valores de pérdidas de
paquetes altos (15-20%), con una mejora considerable en la QoS
del servicio de vídeo streaming.
Destacar que la información transmitida por el canal de frames tipo I
Representa porcentajes bajos respecto a la información transmitida
por canales destinados a la transmisión de frames tipo P u otras
topologías. Si se aplican porcentajes de perdidas con valores
aproximados de un 5% se observa una disminución de la calidad
respecto a canales con 0% de perdidas para frames tipo I, pero a su
vez una mejora respecto canales donde no se hace ningún tipo de
distinción.
Finalmente y para terminar de verificar la teoría propuesta se puede
observar la simulación donde se ha aplicado perdidas diferenciales
de un 10% en el canal que transporta los frames I. La tendencia
presenta una muy pequeña mejoría respecto a canales no
diferenciados, debido a la fuerte degradación sufrida por
componentes importantes en el flujo de vídeo.
Fig. 4.13 Calidad MOS observada para diferentes canales evaluados.
Concluyendo el apartado y después de las experiencias realizadas
se pasa a trasladar estos resultados para entornos UMTS. En UMTS
la implementación de los diferentes canales puede tener diferentes
consecuencias a nivel de sistema, analizadas en los siguientes
capítulos.
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