Atualmente existe uma grande variedade de serviços de telecomunicações focados na transmissão de voz, vídeo e dados através de redes complexas, embora, em muitos casos, o usuário final não seja atendido com um nível de qualidade aceitável. Neste trabalho, se avalia como o serviço de streaming de vídeo em uma rede com protocolo Internet (IP) pode ser afetado por uma condição adversa da rede, tal como a variação de atraso (jitter). São mostrados os resultados de avaliações objetivas e subjetivas de streaming de vídeo que indicam que a qualidade de vídeo é diretamente afetada por fatores de degradação da rede IP como a variação de atraso de pacotes. Além disso, se verifica que cenas de maior movimento também são mais afetadas pela variação de atraso. Para a realização dos testes, utiliza-se um cenário de emulação de rede isolado, no qual são parametrizadas diferentes condições de rede. Assim, no canal de transmissão são configurados diversos valores de variação de atraso, obtendo-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação de qualidade. Estes vídeos são avaliados utilizando métodos subjetivos: Índice por Categorias Absolutas (ACR - Absolute Category Rating) e Índice por Categorias de Degradação (DCR - Degradation Category Rating) e métricas objetivas: Relação Sinal-Ruído de Pico (PSNR - Peak Signal to Noise Ratio), Índice de Similaridade Estrutural (SSIM - Structural Similarity Index) e Medição de Qualidade de Vídeo (VQM - Video Quality Metric). Com a finalidade de mostrar o desempenho das métricas objetivas em relação às subjetivas são empregados os coeficientes de correlação, além do erro de predição e quadrático médio. Adicionalmente, é importante destacar que a partir dos resultados obtidos são estabelecidos intervalos de valores de variação de atraso para os quais a qualidade do vídeo é considerada aceitável ou não para o usuário final. Finalmente, obtém-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação da qualidade e que pode ser utilizada em futuras pesquisas. / Nowadays, there is a wide range of telecommunications services focused on the transmission of voice, video and data across complex networks, although, in many cases, the end user is not satisfied with an acceptable quality level. In this work it is assessed how the video streaming service over an IP network can be affected by adverse conditions on the network, such as packet delay variation (jitter). Results from objective and subjective video streaming assessments are shown and indicate that the video quality is directly affected by IP network degradation factors such as packet delay variation. Beyond that, it is also verified that scenes with great movement content are also more sensitive to packet delay variation. For experimental tests, a network emulation totally isolated is considered, for which different network conditions are parameterized. Then, to the transmission channel, different values of packet delay variation are configured and videos are assessed, using subjective metrics: Absolute Category Rating (ACR) and Degradation Category Rating (DCR), and objective metrics: Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Structural Similarity (SSIM) and Video Quality Metric (VQM). In order to show the performance of objective metrics in relation to subjective ones correlation coefficients are employed as well as the prediction error and the mean square error. Finally, it is important to note that, from the results obtained, it can be established a range of delay variation values in which the video quality is acceptable or not at the end user. Additionally, a Video Data Base is obtained with different degrees of quality degradation and which can be used for future researches.

Atualmente existem inúmeros serviços multimídia que são transportados através da rede IP, dos quais, o tráfego dos serviços de vídeo experimentou um maior crescimento nos últimos anos. O sucesso de aplicações de streaming de vídeo é um dos fatores pelo qual, este tráfego se incrementou. Alguns recentes estudos projetam que este tipo de serviços no ano 2016, alcançará aproximadamente o 55% do tráfego total da Internet. Considerando a importância que os serviços de vídeo alcançarão nos próximos anos, este trabalho foca-se na avaliação da qualidade de experiência (QoE) dos usuários ao utilizar estes serviços. Assim, nesta tese é proposta uma métrica de avaliação de vídeo denominada eVsQM, do inglês enhanced Video streaming Quality Metric, a qual é baseada principalmente no número, duração e localização temporal dos congelamentos de imagens (pausas) durante uma transmissão de vídeo, considerando também o tipo de conteúdo do vídeo transmitido. Esta métrica foi determinada a partir de um modelo matemático que utilizou os resultados de testes subjetivos de avaliação de vídeo, pois, este tipo de testes são os que melhor se aproximam da QoE real do usuário. Cabe destacar, que na realização dos testes subjetivos foi utilizada uma metodologia concordante com o tipo de degradação que o vídeo possui, ou seja, a pausa. No streaming de vídeo novas soluções são criadas com a finalidade de melhorar a QoE do usuário. O DASH, do inglês Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, muda a resolução do vídeo transmitido de acordo com as características da rede. Porém, se a rede é muito flutuante existirão muitas variações de resolução e a QoE do usuário será degradada. Neste trabalho é proposto um parâmetro a ser utilizado no algoritmo DASH que funciona como um limiar para controlar a frequência destas comutações de resolução. Este parâmetro é denominado como SDF (do inglês Switching Degradation Factor) e permite que a QoE mantida em níveis aceitáveis, inclusive em situações onde a rede é muito flutuante. Adicionalmente, neste trabalho é proposto um novo modelo de faturamento nos serviços de telecomunicações, que inclua no processo de tarifação um parâmetro relacionado com a QoE, visando ter uma tarifação de serviços de comunicações mais justa do ponto de vista dos usuários. Desta forma, usuários que recebem uma menor qualidade no serviço devem pagar menos em relação aos usuários que recebem uma melhor qualidade do mesmo serviço. / Nowadays, there are several multimedia services, which are carried via IP networks. From these all services; the traffic regarding video applications had the greatest growth in the last years. The success of video streaming applications is one of the major contributors to video traffic growth. Some recent studies project that video services, will reach approximately 55% of the total Internet traffic in 2016. Considering the relevance that video services will achieve in the coming years, this work focuses on the users Quality of Experience (QoE) when using these services. Thus, this thesis proposes an evaluation metric named enhanced Video streaming Quality Metric (eVsQM), which is based primarily on the number, duration and temporal location of the image freezes (pauses) during a video transmission. Also, this metric considers the video content type and was determined from a mathematical model that used as inputs, the video quality assessment results from subjective tests due, these types of test are the most correlated with real users QoE. It is worth noting that to perform these subjective tests was used a methodology consistent with the kind of video degradation (pause). For another hand, new video streaming solutions are created for the purpose of improving the users QoE of the user. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) changes the video resolution according to the network characteristics. However, if the network is very fluctuant, many video resolution switching events will be performed and users QoE will be degraded. This thesis proposes a parameter to be used in DASH algorithms that works as a threshold to control the resolution switching frequency. This parameter is named Switching Degradation Factor (SDF) and is responsible to maintain the QoE in acceptable levels, inclusive in scenarios in which the network capacity is very fluctuating.

Atualmente existem inúmeros serviços multimídia que são transportados através da rede IP, dos quais, o tráfego dos serviços de vídeo experimentou um maior crescimento nos últimos anos. O sucesso de aplicações de streaming de vídeo é um dos fatores pelo qual, este tráfego se incrementou. Alguns recentes estudos projetam que este tipo de serviços no ano 2016, alcançará aproximadamente o 55% do tráfego total da Internet. Considerando a importância que os serviços de vídeo alcançarão nos próximos anos, este trabalho foca-se na avaliação da qualidade de experiência (QoE) dos usuários ao utilizar estes serviços. Assim, nesta tese é proposta uma métrica de avaliação de vídeo denominada eVsQM, do inglês enhanced Video streaming Quality Metric, a qual é baseada principalmente no número, duração e localização temporal dos congelamentos de imagens (pausas) durante uma transmissão de vídeo, considerando também o tipo de conteúdo do vídeo transmitido. Esta métrica foi determinada a partir de um modelo matemático que utilizou os resultados de testes subjetivos de avaliação de vídeo, pois, este tipo de testes são os que melhor se aproximam da QoE real do usuário. Cabe destacar, que na realização dos testes subjetivos foi utilizada uma metodologia concordante com o tipo de degradação que o vídeo possui, ou seja, a pausa. No streaming de vídeo novas soluções são criadas com a finalidade de melhorar a QoE do usuário. O DASH, do inglês Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, muda a resolução do vídeo transmitido de acordo com as características da rede. Porém, se a rede é muito flutuante existirão muitas variações de resolução e a QoE do usuário será degradada. Neste trabalho é proposto um parâmetro a ser utilizado no algoritmo DASH que funciona como um limiar para controlar a frequência destas comutações de resolução. Este parâmetro é denominado como SDF (do inglês Switching Degradation Factor) e permite que a QoE mantida em níveis aceitáveis, inclusive em situações onde a rede é muito flutuante. Adicionalmente, neste trabalho é proposto um novo modelo de faturamento nos serviços de telecomunicações, que inclua no processo de tarifação um parâmetro relacionado com a QoE, visando ter uma tarifação de serviços de comunicações mais justa do ponto de vista dos usuários. Desta forma, usuários que recebem uma menor qualidade no serviço devem pagar menos em relação aos usuários que recebem uma melhor qualidade do mesmo serviço. / Nowadays, there are several multimedia services, which are carried via IP networks. From these all services; the traffic regarding video applications had the greatest growth in the last years. The success of video streaming applications is one of the major contributors to video traffic growth. Some recent studies project that video services, will reach approximately 55% of the total Internet traffic in 2016. Considering the relevance that video services will achieve in the coming years, this work focuses on the users Quality of Experience (QoE) when using these services. Thus, this thesis proposes an evaluation metric named enhanced Video streaming Quality Metric (eVsQM), which is based primarily on the number, duration and temporal location of the image freezes (pauses) during a video transmission. Also, this metric considers the video content type and was determined from a mathematical model that used as inputs, the video quality assessment results from subjective tests due, these types of test are the most correlated with real users QoE. It is worth noting that to perform these subjective tests was used a methodology consistent with the kind of video degradation (pause). For another hand, new video streaming solutions are created for the purpose of improving the users QoE of the user. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) changes the video resolution according to the network characteristics. However, if the network is very fluctuant, many video resolution switching events will be performed and users QoE will be degraded. This thesis proposes a parameter to be used in DASH algorithms that works as a threshold to control the resolution switching frequency. This parameter is named Switching Degradation Factor (SDF) and is responsible to maintain the QoE in acceptable levels, inclusive in scenarios in which the network capacity is very fluctuating.

Atualmente existe uma grande variedade de serviços de telecomunicações focados na transmissão de voz, vídeo e dados através de redes complexas, embora, em muitos casos, o usuário final não seja atendido com um nível de qualidade aceitável. Neste trabalho, se avalia como o serviço de streaming de vídeo em uma rede com protocolo Internet (IP) pode ser afetado por uma condição adversa da rede, tal como a variação de atraso (jitter). São mostrados os resultados de avaliações objetivas e subjetivas de streaming de vídeo que indicam que a qualidade de vídeo é diretamente afetada por fatores de degradação da rede IP como a variação de atraso de pacotes. Além disso, se verifica que cenas de maior movimento também são mais afetadas pela variação de atraso. Para a realização dos testes, utiliza-se um cenário de emulação de rede isolado, no qual são parametrizadas diferentes condições de rede. Assim, no canal de transmissão são configurados diversos valores de variação de atraso, obtendo-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação de qualidade. Estes vídeos são avaliados utilizando métodos subjetivos: Índice por Categorias Absolutas (ACR - Absolute Category Rating) e Índice por Categorias de Degradação (DCR - Degradation Category Rating) e métricas objetivas: Relação Sinal-Ruído de Pico (PSNR - Peak Signal to Noise Ratio), Índice de Similaridade Estrutural (SSIM - Structural Similarity Index) e Medição de Qualidade de Vídeo (VQM - Video Quality Metric). Com a finalidade de mostrar o desempenho das métricas objetivas em relação às subjetivas são empregados os coeficientes de correlação, além do erro de predição e quadrático médio. Adicionalmente, é importante destacar que a partir dos resultados obtidos são estabelecidos intervalos de valores de variação de atraso para os quais a qualidade do vídeo é considerada aceitável ou não para o usuário final. Finalmente, obtém-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação da qualidade e que pode ser utilizada em futuras pesquisas. / Nowadays, there is a wide range of telecommunications services focused on the transmission of voice, video and data across complex networks, although, in many cases, the end user is not satisfied with an acceptable quality level. In this work it is assessed how the video streaming service over an IP network can be affected by adverse conditions on the network, such as packet delay variation (jitter). Results from objective and subjective video streaming assessments are shown and indicate that the video quality is directly affected by IP network degradation factors such as packet delay variation. Beyond that, it is also verified that scenes with great movement content are also more sensitive to packet delay variation. For experimental tests, a network emulation totally isolated is considered, for which different network conditions are parameterized. Then, to the transmission channel, different values of packet delay variation are configured and videos are assessed, using subjective metrics: Absolute Category Rating (ACR) and Degradation Category Rating (DCR), and objective metrics: Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Structural Similarity (SSIM) and Video Quality Metric (VQM). In order to show the performance of objective metrics in relation to subjective ones correlation coefficients are employed as well as the prediction error and the mean square error. Finally, it is important to note that, from the results obtained, it can be established a range of delay variation values in which the video quality is acceptable or not at the end user. Additionally, a Video Data Base is obtained with different degrees of quality degradation and which can be used for future researches.