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Recent leaps in eye tracking technology have made it possible to enable eye tracking as a cheap, reliable and efficient addition to the human computer interaction technologies. This thesis looks into the possibility of utilizing it for client aware video streaming. Increasingly people are consuming high quality video content on wireless network devices, thus there is need to optimize bandwidth consumption for efficient delivery of such high resolution content, both for 2D and 360°videos.This work proposes SEEN (Smart Eye-tracking Enabled Networking), a novel approach to streaming video content using real time eye tracking information. This uses HEVC video tiling techniques to display high and low qualities in the same video frame depending on where the user is looking. The viability of proposed approach is validated using extensive user testing conducted on a Quality of Experience (QoE) testbed which was also developed as part of this thesis. Test results show significant bandwidth savings of up to 71% for 2D videos on standard 4K screens, and up to 83% for 360°videos on Virtual Reality (VR) headsets for acceptable QoE ratings. A comparative study on viewport tracking and eye tracking for VR headsets is also included in the thesis in order to further advocate the necessity of eye tracking.This research was conducted in collaboration with Ericsson, Tobii and KTH under the umbrella project SEEN: Smart Eye-tracking Enabled Networking. / Nya framsteg inom ögonstyrningsteknologi har möjliggjort att betrakta ögonstyrning (o.k.s. eyetracking) som ett billigt, pålitligt och effektivt tillägg till teknologier för människa-dator interaktion. Det här examensarbetet utforskar möjligheten att använda ögonstyrning för klientmedveten videoströmning. Allt fler personer förbrukar videoinnehåll av hög kvalitet genom trådlösa nätverk, därmed finns det ett behov av att optimera bandbreddskonsumtionen för effektiv leverans av ett sådant högkvalitativt innehåll, både för 2Doch 360°-videor.Det här arbetet introducerar SEEN (Smart Eye-tracking Enabled Networking), en ny approach för att strömma videoinnehåll, som bygger på realtidsinformation från ögonstyrning. Den använder HEVC-metoder för rutindelning av video för att visa högkvalitativt och lågkvalitativt innehåll i samma videoram, beroende på vart användaren tittar. Lönsamheten av den föreslagna approachen validerades med hjälp av omfattande användartester utförda på en testbädd för upplevelsekvalité (Quality of Experience, QoE) som också utvecklades som en del av det här examensarbetet. Testresultaten visar betydande bandbreddsbesparingar på upp till 71% för 2D-videor på vanliga 4K-skärmar samt upp till 83% för 360°-videor på VR-headset för acceptabla QoE-betyg. En komparativ studie om viewport tracking och ögonstyrning i VR-headset är också inkluderad i det här examensarbetet för att ytterligare förespråka behovet av ögonstyrning.Denna forskning genomfördes i samarbete med Ericsson, Tobii och KTH under paraplyprojektet SEEN: Smart Eye-tracking Enabled Networking.

The ongoing and evolving usage of networks presents two critical challenges for current and future networks that require attention: (1) the task of effectively managing the vast and continually increasing data traffic and (2) the need to address the substantial number of end devices resulting from the rapid adoption of the Internet of Things. Besides these challenges, there is a mandatory need for energy consumption reduction, a more efficient resource usage, and streamlined processes without losing service quality. We comprehensively address these efforts, tackling the monitoring and quality assessment of streaming applications, a leading contributor to the total Internet traffic, as well as conducting an exhaustive analysis of the network performance within a Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), one of the rapidly emerging LPWAN solutions. / Die fortlaufende und sich weiterentwickelnde Nutzung von Netzwerken stellt zwei entscheidende Herausforderungen für aktuelle und zukünftige Netzwerke dar, die Aufmerksamkeit erfordern: (1) die Aufgabe, den enormen und kontinuierlich wachsenden Datenverkehr effektiv zu verwalten, und (2) die Notwendigkeit, die durch die Einführung des Internets der Dinge resultierende große Anzahl von Endgeräten zu bewältigen. Neben diesen Herausforderungen besteht ein zwingender Bedarf an einer Reduzierung des Energieverbrauchs, einer effizienteren Ressourcennutzung und von optimierten Prozessen ohne Einbußen bei der Servicequalität. Wir gehen diese Bemühungen umfassend an und befassen uns mit der Überwachung und Qualitätsbewertung von Streaming-Anwendungen, die einen wesentlichen Beitrag zum gesamten Internetverkehr leisten, sowie mit der Durchführung einer generellen Analyse der Netzwerkleistung innerhalb eines Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), einer der am schnellsten wachsenden LPWAN-Lösungen.

The ongoing and evolving usage of networks presents two critical challenges for current and future networks that require attention: (1) the task of effectively managing the vast and continually increasing data traffic and (2) the need to address the substantial number of end devices resulting from the rapid adoption of the Internet of Things. Besides these challenges, there is a mandatory need for energy consumption reduction, a more efficient resource usage, and streamlined processes without losing service quality. We comprehensively address these efforts, tackling the monitoring and quality assessment of streaming applications, a leading contributor to the total Internet traffic, as well as conducting an exhaustive analysis of the network performance within a Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), one of the rapidly emerging LPWAN solutions. / Die fortlaufende und sich weiterentwickelnde Nutzung von Netzwerken stellt zwei entscheidende Herausforderungen für aktuelle und zukünftige Netzwerke dar, die Aufmerksamkeit erfordern: (1) die Aufgabe, den enormen und kontinuierlich wachsenden Datenverkehr effektiv zu verwalten, und (2) die Notwendigkeit, die durch die Einführung des Internets der Dinge resultierende große Anzahl von Endgeräten zu bewältigen. Neben diesen Herausforderungen besteht ein zwingender Bedarf an einer Reduzierung des Energieverbrauchs, einer effizienteren Ressourcennutzung und von optimierten Prozessen ohne Einbußen bei der Servicequalität. Wir gehen diese Bemühungen umfassend an und befassen uns mit der Überwachung und Qualitätsbewertung von Streaming-Anwendungen, die einen wesentlichen Beitrag zum gesamten Internetverkehr leisten, sowie mit der Durchführung einer generellen Analyse der Netzwerkleistung innerhalb eines Long Range Wide Area Network (LoRaWAN), einer der am schnellsten wachsenden LPWAN-Lösungen.

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Depth-Image-Based Rendering (DIBR) est une technologie fondamentale dans plusieurs applications liées à la 3D, telles que la vidéo en mode point de vue libre (FVV), la réalité virtuelle (VR) et la réalité augmentée (AR). Cependant, l'évaluation de la qualité des vues synthétisées par DIBR a également posé de nouveaux problèmes, car ce processus induit de nouveaux types de distorsions, qui sont intrinsèquement différentes des distorsions provoquées par le codage vidéo. Ce travail est destiné à mieux évaluer la qualité des vues synthétisées par DIBR en multimédia immersif. Au chapitre 2, nous proposons deux métriques complètements sans référence (NR). Le principe de la première métrique NR NIQSV consiste à utiliser plusieurs opérations morphologiques d’ouverture et de fermeture pour détecter et mesurer les distorsions, telles que les régions floues et l’effritement. Dans la deuxième métrique NR NIQSV+, nous améliorons NIQSV en ajoutant un détecteur de “black hole” et une détection “stretching”.Au chapitre 3, nous proposons deux métriques de référence complète pour traiter les distorsions géométriques à l'aide d'un masque de désocclusion et d'une méthode de correspondance de blocs multi-résolution. Au chapitre 4, nous présentons une nouvelle base de données d'images synthétisée par DIBR avec ses scores subjectifs associés. Ce travail se concentre sur les distorsions uniquement induites par différentes méthodes de synthèse de DIBR qui déterminent la qualité d’expérience (QoE) de ces applications liées à DIBR. En outre, nous effectuons également une analyse de référence des mesures d'évaluation de la qualité objective de pointe pour les vues synthétisées par DIBR sur cette base de données. Le chapitre 5 conclut les contributions de cette thèse et donne quelques orientations pour les travaux futurs. / Depth-Image-Based Rendering (DIBR) is a fundamental technology in several 3D-related applications, such as Free viewpoint video (FVV), Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR). However, new challenges have also been brought in assessing the quality of DIBR-synthesized views since this process induces some new types of distortions, which are inherently different from the distortions caused by video coding. This work is dedicated to better evaluate the quality of DIBRsynthesized views in immersive multimedia. In chapter 2, we propose a completely No-reference (NR) metric. The principle of the first NR metrics NIQSV is to use a couple of opening and closing morphological operations to detect and measure the distortions, such as “blurry regions” and “crumbling”. In the second NR metric NIQSV+, we improve NIQSV by adding a “black hole” and a “stretching” detection. In chapter 3, we propose two Fullreference metrics to handle the geometric distortions by using a dis-occlusion mask and a multi-resolution block matching methods.In chapter 4, we present a new DIBR-synthesized image database with its associated subjective scores. This work focuses on the distortions only induced by different DIBR synthesis methods which determine the quality of experience (QoE) of these DIBR related applications. In addition, we also conduct a benchmark of the state-of-the-art objective quality assessment metrics for DIBR-synthesized views on this database. The chapter 5 concludes the contributions of this thesis and gives some directions of future work.

In der theoretischen Auseinandersetzung mit mobilen Internet-Diensten sind Quality of Service (QoS) und Quality of Experience (QoE) als hochkomplexe und verbundene Konzepte zu erkennen. QoS umfasst dabei die technische Sicht auf das Telekommunikationsnetz, charakterisiert durch leistungsrelevante Parameterwerte (z. B. Durchsatz und Latenz). QoE hingegen bezieht sich auf die Bewertung des Nutzererlebnisses (z. B. Zufriedenheit und Akzeptanz). Zur gemeinsamen Erklärung bedarf es einer multi- bzw. interdisziplinären Betrachtung zwischen Ingenieurs- und Humanwissenschaften, da neben der Technik auch der Mensch als Nutzer in den QoS-QoE-Zusammenhang involviert ist. Ein mehrschichtiges Modell erfasst die relevanten Einflussfaktoren und internen Zusammenhänge zwischen QoS und QoE sowohl aus Netz- als auch Nutzersicht. Zur Quantifizierung des Zusammenhangs konkreter Werte in einer empirischen QoE-Evaluation wurde ein umfangreiches psychophysikalisches Laborexperiment konzipiert. Das dafür entwickelte Netzemulations-Testbed erlaubt mobiltypische Netz- und Nutzungssituationen gezielt in einem Testparcours zusammenzubringen. Die formulierten Prinzipien zur Testrelevanz, -eignung und -effizienz berücksichtigen hierbei die Besonderheiten des Testaufbaus und -designs mit echten Endgeräten und Diensten. Die Ergebnisse von über 200 Probanden bestätigen die vorhergesagten QoS-QoE-Charakteristiken der sechs untersuchten Dienste als kontinuierlich-elastisch bzw. sprunghaft-fest. Dienstspezifisch lässt sich jeweils von einem angestrebten Grad der Nutzerzufriedenheit auf die notwendigen Werte der QoS-Netzparameter schließen, woraus sich ein QoS-QoE-Zufriedenheitskorridor zwischen einem unteren und oberen Schwellwert ergibt. Teilweise sind dabei QoS-unabhängige Faktoren, z. B. die Art der Präsentation der Stimuli in der App auf dem Endgerät, als ebenso relevant zu erkennen wie die QoS-Netzparameter selbst. / The thesis is centered on the relationship of Quality of Service (QoS) and Quality of Experience (QoE) for mobile Internet services. While QoS covers the technical view on the telecommunications network characterized by performance-related parameter values (e.g. throughput and latency), QoE refers to the assessment of the user experience (e.g. satisfaction and acceptability) in the use of the services. In the thesis QoS and QoE are revealed as highly complex and related concepts in theoretical contemplation. Integrating both concepts requires a multidisciplinary or interdisciplinary approach between engineering and human sciences to consider both - technological aspects of the network as well the human user. The designed multilayered model appropriately integrates the technical network view as well as the user's perspective by considering all relevant factors of influence and all internal relationships between QoS and QoE. The conducted extensive psychophysical laboratory experiment with real users, devices and services quantifies the relationship between specific QoS values and specific QoE values. A testbed developed for network emulation allows combining typical mobile network situations with typical usage situations in a controlled and focused manner. The three elaborated principles to test for relevance, suitability and efficiency take into account the special features of the test setup and test design. Test results gained from more than 200 volunteers confirm the predicted QoS-QoE-characteristics of the six tested mobile services to be either elastic or non-elastic. It is possible to conclude from the desired degree of user satisfaction on the necessary values of the QoS network parameters, which results in a QoS-QoE-corridor between lower and upper threshold values. Findings prove that QoS-independent factors, e.g. the type of presentation of the stimuli in the app on the user’s device, can be as relevant for QoE as the evaluated QoS network parameters themselves.

Provision of live streaming of video from fisheye camera is a popular business in the IT sector. Video dewarping is one of its special fields that expands rapidly. As the requirement of video quality becomes higher and higher, there is an increasing need for efficient solutions that can be utilized to process videos in attempts to gain desirable results. The problem is to determine the right combination of transmission bitrate and resolution for live streaming of the dewarped videos. The purpose of this thesis is to develop a prototype solution for dewarping video from fisheye camera and re-stream it to a client. This prototype is used for testing combinations of bitrate and resolution of the video in different scenarios. A system is devised to live stream a video from a fisheye camera, dewarp the video in a server and display the video in media players. The results reveal that the combination of bitrate 3.5 - 4.5 Mbps and resolution 720p is best suited for transmission to avoid noticeable lagging in playback. Comments of observers prove the promising use of the dewarped videos as Virtual Reality(VR) technology. / Direktsänd videoströmning från en kamera med fiskögaobjektiv är ett populärt och snabbväxande, speciellt inom vissa områden som videoförvrängning korrigering. Eftersom kravet på hög högkvalitativ video blir högre och högre, ökas också behovet av en effektiv videobearbetnings lösning för att få önskvärda resultat. Problemet är att bestämma rätt kombination av överföringsbithastighet och upplösning för direktströmning av bearbetade videon. Syftet med detta examensarbete är att utveckla en prototyplösning som korrigerar videoförvrängning från en kamera med fisköga-objektiv samt vidaresända den korrigerade videon till en klient. Denna prototyp används för att testa olika kombinationer av bithastighet och upplösning i olika scenarier. Ett prototypsystem utvecklades för att direktsända video från en kamera med fisköga-objektiv, korrigera videoförvrängningen i en server och spela upp de korrigerade video i en mediaspelare. Resultatet visar att kombinationen av bithastigheten mellan 3.5 - 4.5 Mbps och upplösningen 720p är den mest lämpliga för att undvika märkbara fördröjningar hos klienten. Den potentiella framtida användningen av den bearbetade videon inom Virtuell verklighet (VV) är lovande baserat på observatörernas kommentarer.

Artificial Intelligence och robotar tar en allt större plats i samhället och viktiga arbeten automatiseras för att effektivisera processer. Digitala assistenter som är en AI-teknik tillämpas inom många verksamheter och underlättar många uppgifter. Digitala assistenter har en positiv påverkan på företag då en verksamhet kan få högre kundnöjdhet eftersom att digitala assistenter är tillgängligt jämt och på så sätt får kunden hjälp snabbt och smidigt. Det sänker även kostnaderna i ett företag. Detta minskar ärenden till kundservice och själva bemanningen kan optimeras hos kundservice. Digitala assistenter har en stor påverkan på samhället eftersom det är en av vår tids teknologier. I nuläget anser man att digitala assistenter agerar som stöd och förstärker människan inom dess roller genom att hjälpa till med enklare uppgifter som t.ex. mottagning av personuppgifter innan vidarekoppling för telefonsamtal med en människa. Syftet med denna studie är att analysera fördelarna och nackdelarna med användandet av digitala assistenter. Det genomfördes en kvalitativ studie med djupgående intervjuer men även en litteraturstudie av forskningsartiklar. De gjordes fyra intervjuer med verksamheten, Talking to me, och en intervju med deras kund, Telia ACE. Det genomfördes sedan en jämförelse mellan praktiken och litteraturen för att se ifall det fanns några samband mellan dem samt för att kunna dra en slutsats kring hur det ligger till. Studien resulterade i att man fann fler fördelar än nackdelar med användningen av digitala assistenter inom t.ex. verksamheter. Bland annat såg man att arbetsbelastningen minskade samt att en effektivare resursfördelning ägde rum. De inom verksamheten och även deras kunder såg digitala assistenter som en positiv teknik som underlättar många processer. De var måna om att det fanns brister med digitala assistenter också men det var inte något som påverkade dem negativt, utan det kunde skapa bland annat irritation. Men trots detta blev kunderna nöjda och återkom för fler projekt. / Artificial Intelligence and robots are taking an increasing place in society and important jobs are being automated to make processes more efficient. Digital assistants, an AI technology, is applied in many businesses and facilitates many tasks. Digital assistants have a positive impact on businesses and can help increase customer satisfaction due to many reasons. It also minimizes costs in a company as it reduces customer service calls and the staffing itself can be optimized in customer service. Digital assistants have a great impact on society as it is one of the technologies of our time. At present, digital assistants are considered to act as support and reinforce humans within their roles by helping with simple tasks such as receiving personal data before forwarding for phone calls with a human. The purpose of this study is to analyze the advantages and disadvantages of using digital assistants. A qualitative study was carried out with in-depth interviews but also a literature study of research articles. They were given four interviews with the business, Talking to me, and one interview with their customer, Telia ACE. A comparison was then carried out between the practice and the literature to see if there were any connections between them and to be able to draw a conclusion about how it is. The study resulted in finding more advantages than disadvantages with the use of digital assistants in e.g. companies. Among other things, it was seen that the workload was reduced and that a more efficient distribution of resources took place. Those within the business and also their customers saw digital assistants as a positive technology that facilitates many processes. They were concerned that there were shortcomings with digital assistants as well, but it was not something that affected them negatively, but it could create, among other things, irritation. But despite this, the customers were satisfied and returned for more projects.