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.

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2018-04-24T12:29:01Z No. of bitstreams: 1 Mateus Macedo Pires.pdf: 1396139 bytes, checksum: b6790d2b9dd3ec545f2dabee084ce38d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T12:29:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mateus Macedo Pires.pdf: 1396139 bytes, checksum: b6790d2b9dd3ec545f2dabee084ce38d (MD5) Previous issue date: 2018-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The basic assumption of this research is that contemporary digital technologies provide differentiated ways of producing, distributing and consuming music today, leading to a reconfiguration of the processes involving productions in the music industry and changes in the ways of enjoying music. Therefore, the main objective of this research is to understand how the relationships of the autonomous artists with the Streaming platforms in the consumption and the distribution of musical productions are given. It seeks to understand how current platforms, particularly Spotify, Deezer and Apple Music (audio distribution), and SoundCloud (social audio network) have changed the monopoly of the music industry, forms of financial collection and relations with the public. It is assumed, to do so, that is necessary to deal with issues that involve the circulation of cultural productions in modernity, through the technologies, communication and social sciences. Walter Benjamin's concept of "loss of aura" and "technical reproducibility", the concept of "mass culture" by Theodor Adorno and Max Horkheimer, the notions involving the networked society of Manuel Castells and the Cyberculture, of Pierre Lévy are important ideas for understanding contemporaneity. Finally, through an analysis of the theoretical perspectives based on these authors of communication and cultural studies, we intend to identify and make explicit the relationship between the technological evolution of the media and the copyrights in music, in order to understand economic, social and cultural practices in contemporaneity regarding musical production / O pressuposto básico desta pesquisa é que as tecnologias digitais contemporâneas proporcionam modos diferenciados de produzir, distribuir e consumir música atualmente, acarretando em uma reconfiguração dos processos que envolvem as produções na indústria da música e as mudanças nos modos de apreciar a música hoje. O principal objetivo desta pesquisa é o de compreender como ocorrem as relações dos artistas autônomos com as plataformas de Streaming no consumo e na distribuição das produções musicais. Pretende-se entender como as atuais plataformas, particularmente Spotify, Deezer e Apple Music (de distribuição de áudio), e SoundCloud (rede social de áudio) mudaram o monopólio da indústria fonográfica, as formas de arrecadação financeira e as relações com o público. Para tanto, é necessário tratar de questões que envolvem a circulação das produções culturais na modernidade, pelo viés das tecnologias, comunicação e ciências sociais. O conceito de “perda da aura” e de “reprodutibilidade técnica”, de Walter Benjamin, o conceito de “cultura de massa”, de Theodor Adorno e Max Horkheimer, as noções que envolvem a sociedade em rede, de Manuel Castells e Cibercultura, de Pierre Lévy são aspectos importantes para compreensão da contemporaneidade. Por fim, pretende-se, através de análise das perspectivas teóricas baseadas nesses autores da comunicação e nos estudos culturais, identificar e explicitar a relação entre a evolução tecnológica dos suportes e dos direitos autorais na música para compreender como se dão as práticas culturais, sociais e econômicas da contemporaneidade em relação as produções musicais

O desenvolvimento da Internet motivou o surgimento de inúmeras aplicações que utilizam sua infra-estrutura. Dentre elas destacam-se as aplicações P2P para a transmissão de streamings de voz/vídeo. Essas aplicações exigem que determinados requisitos como largura de banda, latência, variação de atraso, escalabilidade, disponibilidade, entre outros, sejam satisfeitos para que possa haver qualidade no serviço provido (QoS Quality of Service). Satisfazer a todos esses requisitos torna-se um grande desafio quando é utilizada a infra-estrutura da Internet para transmissão. Deste modo, impulsionado pelo grande atrativo que existe no paradigma P2P, assim como todos os desafios por trás dessa abordagem, o objetivo principal deste trabalho é a proposta de um protocolo para a construção de overlays para a distribuição de streamings de vídeo em redes P2P. O protocolo proposto visa garantir que o overlay a ser empregado na distribuição de streamings seja construído, levando-se em consideração as características da rede física (nesse trabalho, a Internet) sob o mesmo. A idéia fundamental deste protocolo é organizar os pares de forma dinâmica, agrupando aqueles que estão mais próximos em termos de latência. O segundo objetivo a ser alcançado neste trabalho é a validação do protocolo por meio de experimentos (prova de conceito) realizados com o PlanetLab, de modo a validar os mecanismos propostos. / The Internet development has leveraged several kinds of application that depends on its infrastructure, such as P2P applications to voice/video streaming transmission. These applications have a plenty of requirements, such as bandwidth, latency, jitter, scalability, availability, and so on, that should be fulfilled in order to achieve the required level of Quality of Service (QoS). When it is used the Internet infrastructure to transmission, it is a great challenge fulfill all these requirements. In this manner, the main goal of this work is to propose a protocol to build an overlay to distribute video streaming in P2P networks, taking into account the network characteristics. The fundamental idea of this protocol is dynamically organize the peers, gathering these peers considering the latency between them. Another goal of this work is the protocol assessment by means of experiments (proof of concept) performed in PlanetLab, in order to verify the proposed mechanisms.

Streaming multimedia quality is impacted by two main factors: capacity constraint and packet loss. To match the capacity constraint while preserving real-time playout, media scaling can be used to discard the encoded multimedia content that has the least impact on perceived video quality. To limit the impact of lost packets, repair techniques, e.g. forward error correction (FEC), can be used to repair frames damaged by packet loss. However, adding data to facilitate repair requires further reduction of the original multimedia data, making the decision of how much repair data to use of critical importance. Assuming a limited network capacity and the availability of an estimate of the current packet loss rate along a flow path, selecting the best distribution of FEC packets for video frames with inherent interframe encoding dependencies can be cast as a constraint optimization problem that attempts to optimize the quality of the video stream. This thesis presents an Adjusting Repair and Media scaling with Operations Research (ARMOR) system. An analytical model is derived for streaming video with FEC and media scaling. Given parameters to represent network loss as well as video frame types and sizes, if the number of FEC packets per video frame type and media scaling pattern is specified, the model can estimate the video quality at the receiver side. The model is then used in an operations research algorithm to adjust the FEC strength and media scaling level to yield the best quality under the capacity constraint. Four different combinations of FEC type and media scaling method are studied: Media Independent FEC with Temporal Scaling (MITS), Media Independent FEC with Quality Scaling (MIQS), Media Independent FEC with Temporal and Quality Scaling (MITQS), and Media Dependent FEC with Quality Scaling (MDQS). The analytical experiments show: 1) adjusting FEC always achieves a higher video quality than streaming video without FEC or with a fixed amount of FEC; 2) Quality Scaling usually works better than Temporal Scaling; and 3) Media Dependent FEC (MDFEC) is typically less effective than Media Independent FEC (MIFEC). A user study is presented with results from 74 participants analysis shows that the ARMOR model can accurately estimate users¡¯perceptual quality. Well-designed simulations and a realistic system implementation suggests the ARMOR system can practically improve the quality of streaming video.

Recent technological advances in sensor networks and mobile devices give rise to new challenges in processing of live streams. In particular, time-series sequence matching, namely, the similarity matching of live streams against a set of predefined pattern sequence queries, is an important technology for a broad range of domains that include monitoring the spread of hazardous waste and administering network traffic. In this thesis, I use the time critical application of monitoring of fire growth in an intelligent building as my motivating example. Various measures and algorithms have been established in the current literature for similarity of static time-series data. Matching continuous data poses the following new challenges: 1) fluctuations in stream characteristics, 2) real-time requirements of the application, 3) limited system resources, and, 4) noisy data. Thus the matching techniques proposed for static time-series are mostly not applicable for live stream matching. In this thesis, I propose a new generic framework, henceforth referred to as the n-Snippet Indices Framework (in short, SNIF), for discovering the similarity between a live stream and pattern sequences. The framework is composed of two key phases: (1.) Off-line preprocessing phase: where the pattern sequences are processed offline and stored into an approximate 2-level index structure; and (2.) On-line live stream matching phase: streaming time-series (or the live stream) is on-the-fly matched against the indexed pattern sequences. I introduce the concept of n-Snippets for numeric data as the unit for matching. The insight is to match small snippets of the live stream against prefixes of the patterns and maintain them in succession. Longer the pattern prefixes identified to be similar to the live stream, better the confirmation of the match. Thus, the live stream matching is performed in two levels of matching: bag matching for matching snippets and order checking for maintaining the lengths of the match. I propose four variations of matching algorithms that allow the user the capability to choose between the two conflicting characteristics of result accuracy versus response time. The effectiveness of SNIF to detect patterns has been thoroughly tested through extensive experimental evaluations using the continuous query engine CAPE as platform. The evaluations made use of real datasets from multiple domains, including fire monitoring, chlorine monitoring and sensor networks. Moreover, SNIF is demonstrated to be tolerant to noisy datasets.

The growth of high speed Internet connections has fueled an increase in the demand for high quality streaming video. In order to satisfy timing constraints, streaming video typically uses UDP as the default network transport protocol. Unfortunately, UDP does not have any end-to-end congestion control mechanisms, and so in the absence of higher layer congestion control can lead to unfairness and possibly congestion collapse. While there has been research done in video measurement and characterization using custom tools, to the best of our knowledge, there have been no measurement studies where the researchers had control over a commercial streaming media server and client, and control of the network conditions and content. A goal of this research is to characterize the bitrate response of Windows Streaming Media in response to network-level metrics such as capacity, loss rate, and round-trip time. We build a streaming media test bed that allows us to systematically vary network and content encoding characteristics. We analyze responsiveness by comparing streaming media flows to TCP-friendly flows under various streaming configurations and network conditions. We find Windows Streaming Media has a prominent buffering phase in which it sends data at a bitrate significantly higher than the steady-state rate. Overall, Windows Streaming Media is responsive to available capacity, but is often unfair to TCP. Knowledge of streaming media's response to congestion encountered in the network is important in building networks that better accommodate their turbulence. The additional characteristics we measure can be combined to guide emulation or simulation configurations and network traffic generators for use in further research.

Depuis l'avènement des technologies portables et du réseau Internet, de nombreux artistes conçoivent leurs œuvres au delà d'un espace et d'un temps donnés et inventent des formes permanentes et immatérielles disséminées sur les réseaux. Dans le cadre de cette recherche, il s'agit de produire à la fois une série de travaux sonores utilisant le réseau, des modes de participation collaboratifs et également de proposer une pensée sur les concepts révélés par ces nouvelles pratiques et ces formes d'écritures artistiques comme celle du noise, de la poésie sonore et des musiques expérimentales. La recherche est concentrée sur les éléments nécessaires pour constituer un laboratoire connecté de production sonore partagée, dans lequel toutes les questions (et d'autres à venir et à définir ensemble) sont posées à travers notre pratique artistique, des formes d'installations “dé-géolocalisées” ou “non géolocalisées” et enfin des performances musicales en simultané sur Internet. Il est intéressant de pouvoir à la fois envisager une production avec une communauté d'artistes et de penseurs ayant une pratique et des connaissances dans le domaine mais aussi de savoir comment ces artistes, théoriciens formulent leurs pensées et créent de nouveaux concepts. Ainsi, le travail de recherche peut croiser un projet de création, une pratique, un savoir- faire et en dégager une méthodologie théorique qui donne accès à des clefs, à la compréhension de ces nouvelles formes d'écritures / Since the advent of portable technologies and the Internet, many artists conceive their works beyond a given space and time and invent permanent and immaterial forms scattered over the networks. Within the framework of this research, the aim is to produce a series of sound works using the network and collaborative modes of participation, as well as to stimulate discussion of the concepts revealed by these new practices and forms of artistic language: noise, sound poetry and experimental music. This research will focus on the key elements of a connected laboratory of shared sound production: questions will be raised through the lens of the author’s own artistic practice using geodelocalised forms of installation and simultaneous musical performances on the Internet. I will also consider the work and thinking of a community of artists within this field and seek to understand how these artists and theorists formulate their thoughts and create new concepts. Finally, this thesis addresses these creative projects, practices and expertise and articulates a theoretical methodology which draws together current forms of artistic language relating to cutting edge music and poetry and networked practices

O desenvolvimento da Internet motivou o surgimento de inúmeras aplicações que utilizam sua infra-estrutura. Dentre elas destacam-se as aplicações P2P para a transmissão de streamings de voz/vídeo. Essas aplicações exigem que determinados requisitos como largura de banda, latência, variação de atraso, escalabilidade, disponibilidade, entre outros, sejam satisfeitos para que possa haver qualidade no serviço provido (QoS Quality of Service). Satisfazer a todos esses requisitos torna-se um grande desafio quando é utilizada a infra-estrutura da Internet para transmissão. Deste modo, impulsionado pelo grande atrativo que existe no paradigma P2P, assim como todos os desafios por trás dessa abordagem, o objetivo principal deste trabalho é a proposta de um protocolo para a construção de overlays para a distribuição de streamings de vídeo em redes P2P. O protocolo proposto visa garantir que o overlay a ser empregado na distribuição de streamings seja construído, levando-se em consideração as características da rede física (nesse trabalho, a Internet) sob o mesmo. A idéia fundamental deste protocolo é organizar os pares de forma dinâmica, agrupando aqueles que estão mais próximos em termos de latência. O segundo objetivo a ser alcançado neste trabalho é a validação do protocolo por meio de experimentos (prova de conceito) realizados com o PlanetLab, de modo a validar os mecanismos propostos. / The Internet development has leveraged several kinds of application that depends on its infrastructure, such as P2P applications to voice/video streaming transmission. These applications have a plenty of requirements, such as bandwidth, latency, jitter, scalability, availability, and so on, that should be fulfilled in order to achieve the required level of Quality of Service (QoS). When it is used the Internet infrastructure to transmission, it is a great challenge fulfill all these requirements. In this manner, the main goal of this work is to propose a protocol to build an overlay to distribute video streaming in P2P networks, taking into account the network characteristics. The fundamental idea of this protocol is dynamically organize the peers, gathering these peers considering the latency between them. Another goal of this work is the protocol assessment by means of experiments (proof of concept) performed in PlanetLab, in order to verify the proposed mechanisms.

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.