Video tester

Abstract

Ante el crecimiento incesante durante los últimos años del tráfico de vídeo en Internet, se hace patente la necesidad de herramientas que automaticen la tarea de la evaluación de la calidad de vídeo en entornos de transmisión IP, tanto para el ámbito de la investigación como para la puesta en marcha y monitorización de servicios finales. Desafortunadamente, en la actualidad no existen apenas aplicaciones de este tipo. De entre las disponibles, destaca EvalVid por su versatilidad. Este proyecto está dedicado al diseño e implementación de una aplicación extensible y reutilizable que suponga una solución completa al problema de la evaluación de la calidad de vídeo sobre redes IP: envío, recepción, codificación, descodificación, extracción de parámetros y características, y cálculo de medidas de calidad. Dicha extracción de parámetros se realiza en los tres niveles implicados en el procesado y transmisión de vídeo —nivel de paquete, nivel de flujo codificado y nivel de imagen— con el objetivo de reunir la mayor cantidad de información posible y, por tanto, ofrecer la posibilidad de implementar cualquier tipo de medida de calidad. Algunos de los parámetros y métricas implementados son los siguientes: ancho de banda, latencia, jitter, tasa de pérdidas, tamaño del GOP, PSNR, SSIM, MOS, etc. Se ha escogido el lenguaje Python para su programación con el objetivo de favorecer la extensibilidad, y la asistencia del marco de trabajo GStreamer para el procesamiento de vídeo por su amplio soporte en este ámbito. La aplicación resultante cubre las funcionalidades presentes en EvalVid y añade mejoras en términos de usabilidad, extensibilidad, soporte para codificadores, soporte para métodos de transmisión y fiabilidad en condiciones de pérdidas.

The continual growth of Internet video traffic during the last years has made evident the need for tools that automate the task of video quality assessment in IP environments for both research and implementation and monitoring of end services. Unfortunately, there are yet hardly any applications of this type. Among those available, Evalvid stands out because of its versatility. This M.Sc. Thesis is devoted to the design and implementation of an extensible and reusable application which provides a complete solution to the problem of video quality assessment over IP networks: sending, receiving, encoding, decoding, extracting parameters and characteristics, and calculating quality metrics. Parameter extraction is performed on the three levels involved in the video processing and transmission — packet level, bitstream level and picture level— in order to gather as much information as possible and, therefore, offer the possibility to implement any quality metric. Some of the implemented parameters and metrics are as follows: bandwidth, latency, jitter, packet loss rate, GOP size, PSNR, SSIM, MOS, etc. Python has been chosen for programming with the aim of promoting extensibility, and the election of the GStreamer framework for video processing is due to its broad support in this area. The resulting application covers EvalVid features and adds further improvements in terms of usability, extensibility, codec support, support of transmission methods and reliability in case of losses.