Data Analysis in Multimedia Quality Assessment: Revisiting the Statistical Tests

Assessment of multimedia quality relies heavily on subjective assessment, and is typically done by human subjects in the form of preferences or continuous ratings. Such data is crucial for analysis of different multimedia processing algorithms as well as validation of objective (computational) methods for the said purpose. To that end, statistical testing provides a theoretical framework towards drawing meaningful inferences, and making well grounded conclusions and recommendations. While parametric tests (such as t test, ANOVA, and error estimates like confidence intervals) are popular and widely used in the community, there appears to be a certain degree of confusion in the application of such tests. Specifically, the assumption of normality and homogeneity of variance is often not well understood. Therefore, the main goal of this paper is to revisit them from a theoretical perspective and in the process provide useful insights into their practical implications. Experimental results on both simulated and real data are presented to support the arguments made. A software implementing the said recommendations is also made publicly available, in order to achieve the goal of reproducible research

Video Quality Assessment in Underwater Acoustic Networks

Fecha de Lectura de Tesis Doctoral: 23 de mayo de 2018.Las imágenes subacuáticas reciben una atención cada vez mayor por parte de la comunidad científica dado que las fotografías y los vídeos son herramientas de gran valor en el estudio del entorno oceánico que cubre el 90% de la biosfera de nuestro planeta. Sin embargo, las Redes de Sensores Submarinas deben enfrentarse al canal hostil que el agua de mar constituye. Las comunicaciones de medio rango son sólo posibles con modems acústicos de capacidades muy limitadas con tasas binarias de pico de unas decenas de kbps. En transmisión de vídeo, estas reducidas tasas binarias fuerzan una compresión elevada que produce niveles de distorsión mucho mayores que en otros entornos. Además, los usuarios de vídeo submarino son oceanógrafos u otros especialistas con una percepción de la calidad diferente a la de un grupo genérico de usuarios. Las peculiaridades descritas exigen un estudio dedicado de la evaluación de calidad de vídeo para redes submarinas. Esta tesis doctoral aborda el problema de la evaluación de calidad de vídeo y presenta contribuciones en las dos áreas principales de esta disciplina: evaluación subjetiva y evaluación objetiva. La referencia para la percepción de calidad en cualquier servicio es la opinión de los usuarios y, por tanto, un análisis de la calidad subjetiva es el primer paso en este trabajo. Se presentan el diseño experimental y los resultados de un test de acuerdo a métodos psicométricos estándares. Los participantes del test fueron científicos del océano y las secuencias de vídeo utilizadas fueron grabadas en campañas de exploración y procesadas para simular las condiciones de las comunicaciones submarinas. Los resultados experimentales muestran como los vídeos son útiles para tareas científicas incluso en condiciones de muy baja tasa binaria. Los métodos de evaluación de la calidad objetiva son algoritmos diseñados para calcular puntuaciones de calidad

Planificaciones TDMA óptimas en redes submarinas de comunicación

Fecha de Lectura de Tesis: 27 de junio de 2018.La necesidad de monitorización de parámetros medioambientales como el nivel de ozono en la atmósfera o la polución en las grandes ciudades entre otros casos, es un hecho probado. La pronta disponibilidad de tales medidas permite poner en marcha acciones correctivas que eviten de otro modo consecuencias irreversibles. La vía principal de obtención de estas mediciones, reside en la aplicación de la tecnología (mediciones in situ, globos sonda, imágenes satélite, etc). Esta situación es trasladable al medio marino, donde hay un interés creciente en estudiar cuál es el efecto global de alteraciones en su estado. Un caso conocido es la variación de las corrientes oceánicas, que tiene un gran impacto en el clima (inundaciones, sequías, etc). En otros casos, esta medición permite responder a emergencias ante desastres naturales, como la detección de tsunamis en un maremoto mediante una red de boyas de flotación. En aguas costeras, también son muchas las aplicaciones que pueden beneficiarse de una medición automatizada de parámetros del agua, entre otros el control de vertidos contaminantes o la monitorización de sedimentos aportados en los estuarios de los ríos, en ambos casos con efectos sobre el equilibrio del ecosistema marino. Una solución cada vez más extendida para obtener medidas continuas en el medio marino, es establecer una red de nodos submarina, donde cada nodo contiene diferentes sensores además de un módem para transmitir y recibir datos. Para recoger los datos medidos, se establece un patrón de comunicaciones entre nodos que haga llegar la información de todos ellos a un nodo especial recolector, para su posterior recogida y procesamiento. La principal dificultad radica en la comunicación inalámbrica entre los nodos, pues el medio marino es muy agresivo e impone serias limitaciones a la propagación de las señales no guiadas, atenuando la onda (más cuanto mayor sea la frecuencia) e imponiendo una baja velocidad de propagación

Subjective Quality Assessment of Underwater Video for Scientific Applications

Underwater video services could be a key application in the better scientific knowledge of the vast oceanic resources in our planet. However, limitations in the capacity of current available technology for underwater networks (UWSNs) raise the question of the feasibility of these services. When transmitting video, the main constraints are the limited bandwidth and the high propagation delays. At the same time the service performance depends on the needs of the target group. This paper considers the problems of estimations for the Mean Opinion Score (a standard quality measure) in UWSNs based on objective methods and addresses the topic of quality assessment in potential underwater video services from a subjective point of view. The experimental design and the results of a test planned according standardized psychometric methods are presented. The subjects used in the quality assessment test were ocean scientists. Video sequences were recorded in actual exploration expeditions and were processed to simulate conditions similar to those that might be found in UWSNs. Our experimental results show how videos are considered to be useful for scientific purposes even in very low bitrate conditions