در این مقاله به بررسی احساس کیفیت کاربران در هنگام تماشای ویدیو روی دستگاههای تبلت بررسی شده است و از معیاری به نام کیفیت تجربه (Quality of Experience) برای ارزیابی کیفیت ویدیو استفاده شده است.
نوع مطلب: مقاله ترجمه شده با بهترین کیفیت و کاملا تخصصی
عنوان مقاله: احساس کیفیت هنگام استریم ویدیو روی دستگاههای تبلت
سال انتشار: 2013 (در سال 2014 چاپ شده)
زبان مقاله: فارسی
قالب مقاله: ورد (Word)
تعداد صفحات: 25 صفحه
محل انتشار: ژورنال بسیار معتبر ارتباطات تصویری و نمایش تصاویر (Journal of Visual Communication and Image Representation)
اطلاعات مقاله انگلیسی:
عنوان مقاله: Quality Perception When Streaming Video on Tablet Devices
نوع مطلب: مقاله الزویر (Elsevier) و آی اس آی (ISI)
سال انتشار: 2013 (در سال 2014 چاپ شده)
زبان مقاله: انگلیسی
قالب مقاله: پی دی اف (PDF)
تعداد صفحات: 10 صفحه دوستونی
محل انتشار: ژورنال بسیار معتبر ارتباطات تصویری و نمایش تصاویر (Journal of Visual Communication and Image Representation)
ضریب تاثیر مربوط به سالهای 2014 و 2015 (Impact Factor): 1.218
تعداد ارجاع (Citation) تاکنون(بهمن 94): 5
دانلود مقاله انگلیسی به صورت رایگان از آدرس زیر:
چکیده فارسی:
هدف کار پیشنهادی تجزیه و تحلیل کیفیت احساس شده توسط کاربر در هنگام استریم ویدیو روی دستگاههای تبلت است. کارهای مهم این مقاله عبارتند از: (1) تجزیه و تحلیل نتایج ارزیابی ذهنی به منظور مشخص کردن این که کدام یک از پارامترهای کیفیت سرویس (QoS) بیشترین تاثیر را روی معیار کیفیت تجربه (QoE) در استریم ویدیو روی دستگاههای تبلت دارند؛ (2) تعریف یک مدل کیفی پارامتری که در کنترل سیستم و بهینه سازی سناریوهای موردنظر مفید است؛ (3) مقایسه کارایی مدل پیشنهادی با نتایج ذهنی به دست آمده از دیگر مطالعات موجود و بررسی اینکه آیا میتوان دیگر مدل ها را به مورد ما اعمال کرد و بالعکس.
کلمات کلیدی: کیفیت تجربه، استریم ویدیو، ارزیابی کیفیت ذهنی، ویدیو روی تبلت ها، سرویس های چندرسانه ای، مدل های کیفیت، معیارهای کیفیت عینی، میانگین امتیاز نظرات
Abstract:
The proposed work aims at analyzing the quality perceived by the user when streaming video on tablet devices. The contributions of this paper are: (i) to analyze the results of subjective quality assessments to determine which Quality of Service (QoS) parameters mainly affect the users’ Quality of Experience (QoE) in video streaming over tablet devices; (ii) to define a parametric quality model useful in system control and optimization for the considered scenarios; (iii) to compare the performance of the proposed model with subjective quality results obtained in alternative state-of-the-art studies and investigate whether other models could be applied to our case and vice versa.
Keywords: Quality of Experience, Video streaming, Subjective quality assessment, Video on tablet devices, Multimedia services, Quality models, Objective quality metrics, Mean opinion score
در سالهای گذشته، پژوهش های زیادی در زمینه نظارت بر ترافیک و اندازه گیری آن انجام گرفته است. به طور ویژه، یکی از موضوعات مهم، بررسی کارایی شبکه بوده است که برای ارزیابی مکانیزم های توسعه کیفیت خدمات (Quality of Service) و توافق سطح سرویس (SLA) اهمیت حیاتی دارد. ارزیابی کیفیت سرویس به حل چالش های مرتبط با محاسبه و یا تخمین دقیق معیارهای شبکه مانند تاخیر، جیتر و گم شدن پکت ها میپردازد. تاکنون بیشتر راهبردهای استفاده شده وابسته به شبکه بوده اند و تنها توافق سطح سرویس را میان اپراتورهای شبکه و تولیدکنندگان محتوا در نظر می گرفته اند.
با ظهور انواع جدیدی از محتوا روی اینترنت، ضعف های این روش نظارت و اندازه گیری مشخص شده است. در سالهای اخیر، میزان محتوای مولتی مدیایی که توسط کاربران استفاده میشود به طور گسترده ای افزایش یافته است و کاربران به شکل پیوسته استریم های ویدیویی را دانلود میکنند، از برنامه های ویدیوکنفرانس استفاده میکنند و حتی استریم های ویدیویی خود را روی اینترنت پخش میکنند. ترافیک های برشمرده شده از نظر میزان تاخیر و گم شدن پکت ها بسیار حساس هستند و در نتیجه نسبت به SLA سنتی، برای تحویل محتوای قابل اعتماد محدودیت های بیشتری روی کاربر نهایی و برنامه های کابردی قرار میدهند. از همین رو، برای اپراتورها و فراهم کنندگان محتوا، ارائه یک تجربه مولتی مدیای موفق به کاربران اهمیت بیشتری نسبت به تنظیم یک پارامتر خاص از شبکه پیدا کرده است. این دگرگونی، مدلهای تجاری جدیدی را پیشنهاد میدهد که در آن فاکتور مرتبط و منبع آن، شبکه و یا حتی محتوا نیست؛ بلکه درجه رضایتی است که کاربر مصرف کننده از سرویس دارد. بنابراین، اپراتورها و فراهم کنندگان محتوا به دنبال مکانیزم هایی برای پاسخ دهی به رضایت کاربر از طریق تکنیک های کیفیت تجربه (Quality of Experience) هستند. میتوان از این تکنیک ها به منظور خودکارسازی مدیریت شبکه استفاده کرد، مثلا اتوماتیک کردن رزرو منابع و یا مهندسی ترافیک به کمک معیارهای آگاه از میزان رضایت کاربر.
کیفیت تجربه
کیفیت تجربه معیاری است از تجربه کار کاربر با یک سرویس خاص مانند وبگردی، تماس تلفنی، تماشای تلویزیون، چت تصویری و یا هر ارتباط دوطرفه دیگر. این معیار به بررسی کل کیفیت سرویس میپردازد و آنرا به صورت کلی نگاه میکند. QoE از دیدگاه کاربر آنچه را توسط فروشنده یا فراهم کننده خدمات ارائه شده بررسی میکند و می پرسد: "برای رسیدن به کیفیت درخواستی یا مورد انتظار من چه کالاها، خدمات و پشتیبانی مورد نیاز است؟" و سپس می پرسد "آیا سرویس دهنده واقعا این امکانات را فراهم کرده است؟". اگر این طور نیست "برای بهبود کیفیت تجربه بایستی چه تغییراتی داده شود؟". به طور خلاصه، کیفیت تجربه برآوردی است از انتظارات، احساسات، درک، شناخت و رضایت کاربر در زمینه یک محصول، خدمت و یا برنامه کاربردی خاص.
کیفیت تجربه یک فیلد بین رشته ای به سرعت در حال رشد است که بنیان آن بر علومی مانند روان شناسی، دانش شناختی، اقتصاد و مهندسی استوار است که تمرکز آن بر روی نیازمندیهای کیفی انسان معطوف شده است. در واقع QoE طرحی است از انتظارات و نیازمندیهای کیفی بشر. پیشتر از روشهای مبتنی بر تکنولوژی که پایه و اساس آنها پارامترهای کیفیت سرویس (Qos ) بود به منظور تضمین کیفیت برای کاربران استفاده میشد. ولی کیفیت تجربه کرانه های این افق را به نیازمندیهای کاربر واقعی نیز مرتبط میکند.
تفاوت کیفیت سرویس با کیفیت تجربه
کیفیت سرویس به معنای نظارت بر مولفه های مجزای زیرساخت است؛ مانند سرورها، روترها و ترافیک شبکه (پکت های IP، استریم های منتقل شده و غیره). معیارهای کیفیت سرویس عمدتا به انتقال یا ابزارهای انتقال وابسته اند از جمله CPU، میزان استفاده از حافظه، میزان گم شدن پکت ها، تاخیر یا جیتر. نظارت کیفیت خدمات برای اشکال یابی ها و تحلیل علت رخ دادن خطا مناسب است.
با این وجود، روشهای مبتنی بر شبکه محدودیت هایی نیز دارند. این روشها نمیتوانند کیفیت مشاهده شده توسط کاربر را ارزیابی کنند. چرا که ساختار کنونی شبکه به گونه ای طراحی شده است که بتواند مقاوم و دارای افزونگی باشد، به کمک مکانیزم هایی مانند سرویس های پشتیبان، مسیرهای جایگزین برای فرستادن اطلاعات و کشف خطا. خطاهایی که در شبکه و یا دستگاهها رخ میدهد الزاما به اطلاع کاربر رسانده نمیشود. اگر روتری بین راه خراب شده باشد این رویداد باعث اعلام خرابی سرویس به کاربر نمیشود، مخصوصا اگر ترافیک به طور مناسبی دوباره از روتر دیگری مسیریابی شود. پس ممکن است سرویس دریافتی توسط کاربر متفاوت از آن چیزی باشد که شبکه در پی آن است. پس تنها راه بررسی کیفیت، پرسیدن از کاربر است.
از همین رو، معیارهای کیفیت تجربه بر اساس تجربه های کاربر استوار هستند: زماند دانلود یک صفحه وب و یا دسترسی به یک برنامه خاص، برقراری یک تماس تلفنی، تغییر کانال تلویزیون، لاگین کردن به یک سرویس تعاملی و اندازه گیری کیفیت صوت و ویدیو.
با این حال، معیارهای کیفیت سرویس و کیفیت تجربه متناقض و متمایز نیستند؛ از معیارهای کیفیت تجربه به منظور نظارت بر سطح خدمات کاربر استفاده میشود و از معیارهای کیفیت سرویس به منظور اشکال زدایی تجهیزات شبکه. با استفاده همزمان از هر دو راهکار میتوان یک سیستم نظارت جامع به دست آورد.
شرح مسئله
در این مقاله، ما به بررسی کیفیت حس شده در یک سناریوی کاربردی علاقه مندیم، به طور خاص زمانی که دنباله های ویدیویی روی کانال های بیسیم با اتلاف(lossy) منتقل میشوند و ویدیوها روی تبلت ها پخش میشوند. در یک فرآیند انتقال واقعی ویدیو روی کانال بیسیم با اتلاف، دنباله های ویدیوی دریافت شده به خاطر کدگذاری با اتلاف و خطاهای انتقال کانال، نسخه های کوچک شده ای از دنباله های اصلی هستند. در این هنگام، میزان نارضایتی به وجود آمده توسط اعوجاج های گوناگون، روی دنباله های ویدیویی دریافت شده میتواند بسته به نوع اعوجاج متغیر باشد. برای نمونه، ممکن است وقفه های هنگام پخش، نارضایتی بیشتری نسبت به کاهش کیفیت به خاطر فشرده سازی ویدیو با نرخ پایین داشته باشد؛ در حالیکه نمایش ویدیو با کیفیت HD به بهای فریز شدن چند فریم عموما از جنبه کیفیت تجربه مطلوب تر است.
برای انجام این کار بایستی از روشهای اندازه گیری کیفیت ذهنی استفاده شود تا دنباله های ویدیویی دچار اعوجاج شده را بررسی کنند. هدف این تحقیق این است که ببینید کدام یک از پارامترهای کیفیت سرویس به میزان بیشتری روی کیفیت تجربه کاربران در برنامه های مولتی مدیا در ابزارهای تبلت تاثیر بیشتری دارد. البته این نتیجه گیری باید به کمک محاسبه میزان همبستگی این ضرایب عینی با ضرایب کیفی انجام گیرد.
معیارهای اندازه گیری کیفیت تجربه
با توجه به مسائل مطرح شده، به منظور اندازه گیری میزان کیفیت تجربه ما به پارامترهای جدیدی نیاز داریم که باید بتوانند به شکل عینی (objective) میزان رضایت کاربر را اندازه بگیرند. با این وجود، این کار دشوار است چرا که این ارزیابی شامل تعدادی فاکتور ذهنی (Subjective) است که چندان به کارایی شبکه مربوط نیستند؛ مثلا میزان حوصله کاربر و یا میزان پاسخگویی سیستم، که در مقابله با معیارهای ارزیابی سنتی کیفیت سرویس قرار میگیرند.
بیشتر روشهای اندازه گیری کیفیت سرویس برای کنترل میزان کیفیت برنامه ها در شبکه، از معیارهای وابسته به شبکه استفاده میکنند. معیارهای کنونی مانند نرخ تاخیر پکت، نرخ گم شدن پکت ها و نرخ جیتر در شبکه برای بررسی کیفیت ویدیو از دیدگاه شبکه کاربرد دارند و ادراک کاربر از سیستم را منعکس نمیکنند. پس ما به معیارهای اندازه گیری دیگری نیاز داریم که تجربه انسان را نیز در نظر بگیرند. هر دو معیار را مورد بحث قرار میدهیم.
معیارهای عینی (Objective)
برخی از پارامترهای شبکه را عینی مینامیم که قابل اندازه گیری هستند مانند موارد زیر:
تاخیر یک طرفه: میزان زمان سپری شده از زمان تولید تا زمان تحویل پکت به گیرنده.
گم شدن پکت: پکتی که در یک گره تولید شده ولی به خاطر مشکلات شبکه به گیرنده نرسیده است. گم شدن پکت نخستین علت رخ دادن مشکل در کیفیت سرویس و کیفیت تجربه است، چرا که اگر پکتی گم شود و به موقع ارسال مجدد نشود حذف خواهد شد و در صوت یا تصویر ارسالی وقفه رخ خواهد داد.
جیتر: جیتر نیز یکی از علت های وقفه در سرویس است و به صورت واریانس تاخیر پکت های متوالی در یک استریم تعریف میشود.
معیارهای ذهنی (Subjective)
به منظور برطرف کردن محدویت های روشهای اندازه گیری مبتنی بر کیفیت سرویس در زمینه پارامترهای ذهنی که به کاربر بستگی دارند، روشهای مبتنی بر کیفیت تجربه ارائه شده اند. معیارهای اندازه گیری کیفیت تجربه، ذهنی هستند و نشان میدهند صوت و ویدیو با چه کیفیتی به دست کاربر میرسند، یعنی نظر آنها در زمینه یک دنباله خاص از صوت یا تصویر چیست. برای اندازه گیری کیفیت تجربه عبارتند از بازرسی محتوا (Content inspection) و اندازه گیری مبتنی بر شبکه (Network based measurement). روش اول روی محتوای دیکود شده کار میکند و با استفاده از معیارهای کیفیت تجربه میتواند سطح کیفیت برنامه را محاسبه کند. روش دوم، سعی میکند به کمک اطلاعات به دست آمده از شرایط پکت و شبکه بدون دسترسی به ویدیوی دیکود شده کیفیت ویدیوی دریافتی را پیش بینی کند.
روشهای بازرسی محتوا را میتوان به کمک راهبردهای بدون مرجع (NR)، مرجع کاهش یافته (RR) و مرجع کامل (FR) ارزیابی کرد. روش FR به هر دو محتوای اصلی و دریافتی نیاز دارد، روش RR از یک کانال جداگانه به منظور انتقال پارامترهای محتوای تحویل شده بین فرستنده و گیرنده استفاده میکند و روش NR بدون داشتن هیچگونه اطلاعاتی از محتوای اصلی، به ارزیابی کیفیت تنها بر اساس محتوای دریافت شده می پردازد.
به خاطر نیازهای زمانی و پردازشی روشهای بالا، میتوان از روشهای پیش بینی کیفیت استفاده کرد. این روشها پیش بینی میکنند که یک محتوای خاص پس از فرآیند کدگذاری بسته به پارامترهای کدگذاری، شرایط شبکه و بازرسی های پکت چه کیفیتی خواهد داشت. پس دیگر نیازی به پردازش پکت اصلی نیست و میزان پیچیدگی و مصرف منابع کاهش می یابد.
در هنگام تعریف معیارهای ذهنی برای اندازه گیری کیفیت تجربه، فاکتورهای متعددی را میتوان در نظر گرفت که ممکن است هر کدام بر اساس یک سوگیری نسبت به یک سرویس خاص انتخاب شود. یکی از معیارهایی که به میزان زیادی در این سناریوها استفاده میشود معیار میانگین امتیاز نظرات (MOS) است. ولی استفاده از این معیار مشکلاتی دارد؛ مثلا تنها مخصوص کیفیت صوت و ویدیو است و معیارهای مهم دیگری مانند میزان پاسخگویی برنامه های کاربردی و میزان تعامل آنها را در نظر نمیگیرد. در مجموع، میتوان معیارهای معرفی شده را به دو گروه مستقیم (direct) و غیر مستقیم (indirect) دسته بندی کرد. روشهای مستقیم آنهایی هستند که به صورت مستقیم روی کیفیت محتوای حس شده تاثیر دارند ولی روشهای غیرمستقیم به فاکتورهای دیگری مانند زمان پاسخ، درجه تعامل اشاره میکنند که روی کارایی سرویس تاثیر دارند ولی مستقیما روی ترافیک مولتی مدیا اثر نمیگذارند.
معیارهای ذهنی مستقیم
معیارهای مستقیم به صورت مستقیم روی کیفیت محتوای مولتی مدیای احساس شده توسط کاربر تاثیر دارند مانند کیفیت صوت یا ویدیوی دریافت شده. معیارهای مستقیم از داده های گوناگونی بدست می آیند؛ مانند واریانس تاخیر، گم شدن پکت های مرتبط با کارایی شبکه و اطلاعات کدک های برنامه. برخی از معیارهای مستقیم از قرار زیر هستند:
میزان حداکثر نرخ سیگنال به نویز (PSNR): یک معیار پایه ای ولی مهم برای اندازه گیری میزان شباهت دو تصویر. از روش اندازه گیری با مرجع کامل (FR) که در بالا شرح داده شد استفاده میکند. میزان میانگین مربع خطا (MSE) میان هر پیکسل اصلی و دریافت شده را محاسبه میکند.
شباهت ساختاری (SSIM): این معیار میزان روشنایی، کنتراست و شباهت ساختاری تصاویر را ترکیب میکند و میزان همبستگی میزان تصویر اصلی و تصویر دریافت شده را به دست می آورد. در این معیار نیز از روش اندازه گیری با مرجع کامل (FR) استفاده میشود.
معیار کیفیت ویدیو (VQM): این روش ابزارهای قابل تشخیص توسط انسان را در تصویر به کمک تیرگی، نویز، و اعوجاج های سیاه و سفید شناسایی میکند. در این معیار نیز از روش اندازه گیری با مرجع کامل (FR) استفاده میشود.
میانگین امتیاز نظرات (MOS): این معیار میزان تاخیر، جیتر لایه کاربرد، نوع کدک و میزان گم شدن پکت ها را ترکیب میکند.
معیارهای ذهنی غیرمستقیم
معیارهای غیر مستقیم ویژگیهایی را در نظر میگیرند که روی کیفیت مولتی مدیا تاثیر دارند ولی مستقیما به کیفیت محتوای مولتی مدیای دریافت شده مربوط نیستند. با این شرایط، این معیارها به نوع سرویس دریافت شده بستگی زیادی دارند و باید به اطلاعات برنامه های کاربردی یا زمان اجرا دسترسی داشته باشند چرا که آنها به فعالیت های کاربر مانند زمان فشردن دکمه Play وابسته هستند. برخی از این معیارها از قرار زیر هستند:
زمان شروع (Start-up time): بازه زمانی از لحظه ای که کاربر درخواستی را برای یک محتوای خاص صادر میکند تا لحظه ای که آنرا دریافت میکند.
زمان پاسخ (Response time): بازه زمانی از لحظه ای که کاربر درخواستی را صادر میکند تا زمانی که سیستم آنرا تایید میکند و یک پاسخ را به کاربر میدهد. مثلا در برنامه های ویدیو کنفرانس این معیار را به عنوان درجه تعامل در نظر میگیرند.
هماهنگی تحویل (Delivery synchronization): هنگامی که چندین کاربر یک سرویس خاص را دریافت میکنند محتوا باید همزمان به دست همه برسد.
تازگی (Freshness): بازه زمانی گذرانده شده از لحظه تولید تا لحظه دریافت آن توسط گیرنده.
مسدود سازی (Blocking): این معیار میزان تناوب ویدیو را مشخص میکند که توسط بافرهای خالی در گیرنده ایجاد میشود.
کلمات کلیدی:
مقاله شبکه چند رسانه ای، مقاله مولتی مدیا، مقاله جدید شبکه مولتی مدیا، کیفیت سرویس، کیفیت تجربه، مقاله اشپرینگر شبکه، مقاله الزویر شبکه، مقاله سیستم عامل پیشرفته، مقاله سیستم های توزیع شده، مقاله IEEE شبکه ، دانلود مقاله شبکه، مقاله با ترجمه، دانلود مقاله با ترجمه، مقاله 2015 با ترجمه، مقاله 2014 با ترجمه، مقاله 2013 با ترجمه، چالش های شبکه، چالش های امنیتی شبکه ، مقاله 2015 امنیت شبکه، مقاله جدید شبکه، دانلود پایان نامه شبکه ، دانلود پایان نامه کامپیوتر، دانلود پایان نامه انگلیسی کامپیوتر، دانلود پایان نامه رشته کامپیوتر، دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد کامپیوتر، استریم ویدیو، جریان سازی ویدیو،مقاله آی اس آی، مقاله ای اس ای، مقاله آی اس آی 2015، مقاله isi 2015، مقاله رشته کامپیوتر، مقاله 2015 اینترنت اشیاء، مقاله انگلیسی ترجمه شده، مقاله کامپیوتر ترجمه شده، مقاله شبکه ترجمه شده، مقاله ترجمه شده جدید شبکه، خرید مقاله ترجمه شده شبکه، فروش مقاله ترجمه شده شبکه، مقاله ترجمه شده جدید، مقاله با ترجمه، مقاله ISI با ترجمه، 2015 Article, ISI Article, Quality of Service, Quality of Experience, QoS, QoE, MOS, Mean Opinion Square
پس از خرید از درگاه امن بانکی لینک دانلود در اختیار شما قرار میگیرد و همچنین به آدرس ایمیل شما فرستاده میشود.
تماس با ما برای راهنمایی، درخواست مقالات و پایان نامه ها و یا ترجمه با آدرس ایمیل:
IRTopArticle@gmail.com
شماره تماس ما در نرم افزار واتس آپ:
+98 921 764 6825
شماره تماس ما در نرم افزار تلگرام:
+98 921 764 6825
توجه: اگر کارت بانکی شما رمز دوم ندارد، در خرید الکترونیکی به مشکل برخورد کردید و یا به هر دلیلی تمایل به پرداخت الکترونیکی ندارید با ما تماس بگیرید تا راههای دیگری برای پرداخت به شما پیشنهاد کنیم.
