AUTOR: ADRIANA GALÁN VILLAMARÍN
TÍTULO: «DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SUBJETIVA DE UN SISTEMA SUBJETIVA DE UN SISTEMA INMERSIVO BASADO EN VÍDEO BASADO EN VÍDEO DE PUNTO DE VISTA LIBRE SOBRE REDES 5G»
INTRODUCCIÓN
El Trabajo de Fin de Grado (TFG) titulado “Diseño y desarrollo de una metodología de evaluación subjetiva de un sistema inmersivo basado en vídeo de punto de vista libre sobre redes 5G” y becado por el programa está centrado en la calidad de experiencia (QoE, del inglés Quality of Experience) de un sistema de punto de vista libre (FVV del inglés Free Viewpoint Video) cuya transmisión es en tiempo real.
Para sistemas inmersivos, uno de los grandes retos del 5G y sus futuras generaciones, es crucial que el usuario no pierda la sensación de presencia siendo fundamental para ello una buena calidad de señal en todo momento.
Si bien es cierto que el 5G promete prestaciones espectaculares con grandes anchos de banda y altas tasas binarias, es imprescindible optimizar todo lo posible los sistemas de cara a su transmisión. La inmensa mayoría de la población cuando escucha hablar de sistemas inmersivos o realidad aumentada no contempla todas aquellas opciones que hay.
ESCENARIO
La que se ve en este TFG es la del sistema FVV, en concreto el del Grupo de Tratamiento de Imágenes de la Universidad Politécnica de Madrid, que son sistemas que trabajan con muchas cámaras a la vez y, además, cada una de ellas captura dos flujos de señal de manera simultánea. Con esto se consigue recrear toda la escena y simular una sensación de presencialidad gracias a que no se ve la escena solo desde el punto de vista de una de las cámaras, sino que también se puede escoger cualquier punto intermedio entre dos cámaras.
Uno de estos flujos es un vídeo de mapa de profundidad y el otro un vídeo convencional a color. Los mapas de profundidad son muy pesados, requieren fácilmente cifras cercanas a los cientos miles de kb/s, y lo peor es que su codificación y transmisión es muy delicada ya que a partir de ellos se genera toda la escena. Es por esto que donde se juega y hay margen para optimizar el sistema y la transmisión es con los vídeos de color, aunque sí que es posible reducir la tasa de cuadros en ambos flujos de señal.
OBJETIVOS
Esta sería la idea principal de lo que es el sistema FVV y cuáles son los grandes retos para que su transmisión sea óptima y aun así conseguir provocar en el usuario final una sensación de presencialidad, por ello los objetivos que este trabajo tiene marcados son los siguientes:
- El principal, conseguir desarrollar una metodología óptima para la QoE del sistema FVV
- Generar un banco de contenidos con los que poder hacer pruebas
- Estudiar las QoE en función de las trayectorias, ya sean predefinidas o navegación libre del usuario.
- Concluir si una disminución de tasa de cuadros (fps del inglés frames per second) y tasa binaria sigue dando como resultado una experiencia óptima
RESULTADOS Y GRÁFICAS
Tras conseguir generar un amplio banco de secuencias para las pruebas y llevar a cabo las mismas, se obtuvieron buenos resultados de cara a la transmisión. Independientemente de la trayectoria y secuencia, es decir, de la cantidad de gente, colores y cantidad de movimiento en la escena, la calificación que dieron los participantes de la prueba determinaron que no hay diferencias significativas entre utilizar 15fps o 30fps ni en utilizar una tasa binaria de 2500kb/s en vez de 5000kb/ para el flujo de color.
La implicación de reducir a la mitad los cuadros/s tanto en el flujo de profundidad como en el de color es que la tasa binaria del total de la transmisión se puede reducir, más o menos, a la mitad.
En esta gráfica se aprecia la poca diferencia en las votaciones entre los 30 y 15 fps para una de las secuencias. Para el resto de las secuencias los resultados son casi iguales.
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Las siguientes gráficas muestran los resultados de las votaciones para todas las secuencias y trayectorias, siendo la diferencia entre ellas la tasa binaria. En la primera es de 5000kb/s y en la segunda de 2500kb/s. Como se aprecia a simple vista, hay una gran la similitud entre ambas gráficas. Esto nos indica que, en el flujo de color, también se puede reducir la tasa binaria a la mitad en cada cuadro.
Estos resultados no fueron los únicos obtenidos en las pruebas, pero sí los más determinantes y trascendentes de cara a la transmisión. No solo indican una posible optimización en aquellos parámetros más sensibles a la conexión, sino que también muestran que hay margen para variar la calidad de la señal en el caso de que la red puede encontrarse con problemas.
En futuras investigaciones, se espera explorar aún más las consecuencias de posibles fallos en la red, errores de transmisión y hallar más puntos críticos tanto en la red como en el sistema. También se buscará formalizar más la metodología, realizar más pruebas con otras secuencias e indagar más en la navegación libre.
AUTOR
Adriana Galán Villamarín
Tutor: Jesús Gutiérrez
Diseño y desarrollo de una metodología de evaluación subjetiva de un sistema inmersivo basado en video de punto de vista libre sobre redes 5G
