Quality taxonomy for scalable algorithms of free viewpoint video objects

Kepplinger, Sara GND

Diese Dissertation beabsichtigt einen Beitrag zur Qualitätsbeurteilung von Algorithmen für Bildanalyse und Bildsynthese im Anwendungskontext Videokommunikationssysteme zu leisten. In der vorliegenden Arbeit werden Möglichkeiten und Hindernisse der nutzerzentrierten Definition von subjektiver Qualitätswahrnehmung in diesem speziellen Anwendungsfall untersucht. Qualitätsbeurteilung von aufkommender Visualisierungs-Technologie und neuen Verfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Repräsentation unter der Nutzung von Bildinformation zweier Kameras für Videokommunikationssysteme wurde bisher noch nicht umfangreich behandelt und passende Ansätze dazu fehlen. Die Herausforderungen sind es qualitätsbeeinflussende Faktoren zu definieren, passende Maße zu formulieren, sowie die Qualitätsevaluierung mit den Erstellungsalgorithmen, welche noch in Entwicklung sind, zu verbinden. Der Vorteil der Verlinkung von Qualitätswahrnehmung und Servicequalität ist die Unterstützung der technischen Realisierungsprozesse hinsichtlich ihrer Anpassungsfähigkeit (z.B. an das vom Nutzer verwendete System) und Skalierbarkeit (z.B. Beachtung eines Aufwands- oder Ressourcenlimits) unter Berücksichtigung des Endnutzers und dessen Qualitätsanforderungen. Die vorliegende Arbeit beschreibt den theoretischen Hintergrund und einen Vorschlag für eine Qualitätstaxonomie als verlinkendes Modell. Diese Arbeit beinhaltet eine Beschreibung des Projektes Skalalgo3d, welches den Rahmen der Anwendung darstellt. Präsentierte Ergebnisse bestehen aus einer systematischen Definition von qualitätsbeeinflussenden Faktoren inklusive eines Forschungsrahmens und Evaluierungsaktivitäten die mehr als 350 Testteilnehmer inkludieren, sowie daraus heraus definierte Qualitätsmerkmale der evaluierten Qualität der visuellen Repräsentation für Videokommunikationsanwendungen. Ein darauf basierendes Modell um diese Ergebnisse mit den technischen Erstellungsschritten zu verlinken wird zum Schluss anhand eines formalisierten Qualitätsmaßes präsentiert. Ein Flussdiagramm und ein Richtungsfeld zur grafischen Annäherung an eine differenzierbare Funktion möglicher Zusammenhänge werden daraufhin für weitere Untersuchungen vorgeschlagen.

The thesis intends to make a contribution to the quality assessment of free viewpoint video objects within the context of video communication systems. The current work analyzes opportunities and obstacles, focusing on users' subjective quality of experience in this special case. Quality estimation of emerging free viewpoint video object technology in video communication has not yet been assessed and adequate approaches are missing. The challenges are to define factors that influence quality, to formulate an adequate measure of quality, and to link the quality of experience to the technical realization within an undefined and ever-changing technical realization process. There are two advantages of interlinking the quality of experience with the quality of service: First, it can benefit the technical realization process, in order to allow adaptability (e.g., based on systems used by the end users). Second, it provides an opportunity to support scalability in a user-centered way, e.g., based on a cost or resources limitation. The thesis outlines the theoretical background and introduces a user-centered quality taxonomy in the form of an interlinking model. A description of the related project Skalalgo3d is included, which offered a framework for application. The outlined results consist of a systematic definition of factors that influence quality, including a research framework, and evaluation activities involving more than 350 participants. The thesis includes the presentation of quality features, defined by evaluations of free viewpoint video object quality, for video communication application. Based on these quality features, a model that links these results with the technical creation process, including a formalized quality measure, is presented. Based on this, a flow chart and slope field are proposed. These intend the visualization of these potential relationships and may work as a starting point for further investigations thereon and to differentiate relations in form of functions.

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Kepplinger, Sara: Quality taxonomy for scalable algorithms of free viewpoint video objects. Ilmenau 2017.

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