Implementation and evaluation of an eye-tracking system for 360˚ videos. - Ilmenau. - 73 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
In den letzten Jahren ist das Interesse an der Virtuellen Realität gestiegen. Mit der simulierten Umgebung in VR-Systemen können Anwender ein nagezu perfektes Immersionserlebnis erleben. Eye-Tracking ist eine wichtige Komponente im Bereich der Untersuchung der menschlichen visuellen Aufmerksamkeit. Allerdings gibt es derzeit nur wenige integrierte HMD mit innen vormontiertem Eye-tracking-Systemen. Diese Arbeit zielt darauf ab, ein Eye-Tracking System mit dem Framework des Eye-Tracking Systems von Pupil Labs zu konstruieren, während man sich 360˚ Videos ansieht. Eye-Tracking-Daten werden aufgezeichnet, um festzustellen, ob ein Eye-Tracking-System in der 360˚ Videos benötigt wird. Eine Kombination aus gemessenen Kopfrotationsdaten und Eye-tracking-Daten zeigt dann die Gazepunkte der Nutzer im virtuellen 3D-Raum. Die Ergebnisse der Auswertung deuten darauf hin, dass die Kopf rotation Kombination mit Eye-Tracking-Daten einen genaueren Interessenbereich der Nutzer bietet als nur die beteiligten Kopfrotationsdaten. Auf dieser Grundlage deutet es darauf hin, dass das Eye-tracking System verwendet werden sollte, um die visuelle Aufmerksamkeit in der 360˚ Videos zu untersuchen.
Untersuchungen zur Transkodierung von Next Generation Audio Inhalten basierend auf dem EBU Audio Definition Model Renderer. - Ilmenau. - 63 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Um die Komplexität und Kanalzahl von Next Generation Audio Inhalten zu reduzieren und Inkompatibilitäten zu vermeiden, ist es möglich, einen Teil des objektbasierten Audios bereits bei der Produktion kanalbasiert zu rendern. Dieser Prozess wird als "Vorrendern" bezeichnet. Diese Masterarbeit untersucht Möglichkeiten und Probleme, die sich daraus ergeben. Damit wird die Kanalanzahl begrenzt, und man kann mögliche Inkompatibilitäten der Renderer vorbeugen. Es wird untersucht, welche Auswirkungen dieses Vorrendern auf die Wiedergabe hat und inwiefern das subjektive Empfinden davon beeinflusst wird. Dazu wurden diverse Tests und analytische Untersuchen durchgeführt, die mit einem Hörversuch überprüft werden sollten. Es wurden spezielle Testsequenzen erzeugt, welche für ein objektbasiertes System abgemischt und dann mit verschiedenen Variationen von Kanalbetten auf unterschiedliche Kanalkonfigurationen vorgerendert und wiedergegeben wurden. Auf Basis der erzielten Ergebnisse wurden mögliche Probleme identifiziert und Ansätze zu deren Lösung diskutiert.
Generierung geeigneter Inhalte für psychologische Behandlungen unter Verwendung von Virtual Reality Umgebungen. - Ilmenau. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Die Körperdysmorphobie ist eine psychologische Erkrankung, die das Leben der Betroffenen stark einschränkt. Klassische psychologische Behandlungsmethoden, wie das Expositionstraining, werden von den Patienten häufig abgebrochen. Die folgende Arbeit stellt eine erfolgversprechende alternative Behandlungsmethode vor. Es wird eine virtuelle Realität erzeugt, die es den Patienten angstfrei ermöglicht, ihre Symptomatik und die damit verbundenen Einschränkungen zu erkennen und zu beheben. Auf dem Bahnhofsvorplatz von Ilmenau wurden verschiedene, gezielt auf die Therapie ausgerichtete 360-Grad-Videos erstellt, die von Psychologen erstellte Szenarien und Parameter enthielten. Im Rahmen eines subjektiven Tests mit 11 Probanden wurden die drei erstellten Sequenzen bezüglich ihrer Qualität und weiterer Faktoren evaluiert. Daraus ergab sich, dass die erstellten virtuellen Umgebungen von den Probanden als durchaus real empfunden werden. Somit stehen als Ergebnis dieser Arbeit neue Werkzeuge zur Verfügung, die von entsprechend ausgebildeten Psychologen auf ihre Tauglichkeit im Therapieansatz getestet werden können.
Implementierung und Auswertung einer bildbasierten Produktsuche im Shopsystem SAP Hybris Commerce. - Ilmenau. - 60 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Implementierung und Auswertung einer bildbasierten Produktsuche im Shopsystem SAP Hybris Commerce. Die Verwendung der bildbasierten Suche im Bereich des E-Commerce ist einer der am häufigsten erwähnten Anwendungsfälle für diese Suchtechnologie. Dabei existieren bereits verschiedene Einbindungen dieser Art der Suche in Onlineshops, deren Einsatz allerdings noch sehr schwach verbreitet ist. Auf welchen Grundlagen Systeme dieser Art aufbauen, was für Probleme sie in sich bergen, die einer verbreiteten Verwendung eventuell im Weg stehen, und wie diese gelöst werden können, sollte in dieser Arbeit sowohl praktisch als auch theoretisch erläutert werden. Die Umsetzung dieses prototypischen Content-based Visual Information Retrieval Systems (CBVIR) wurde in Zusammenarbeit mit der Jenaer Digitalagentur dotSource GmbH durchgeführt. Dabei sollten sowohl die Chancen, Möglichkeiten und Probleme dieser Art der Suche, als auch die Grundlagen eines solchen Systems und dessen Erstellung erforscht und ausgewertet werden. Mit Hilfe des Shopsystems SAP Hybris Commerce, der integrierten Suchmaschine Apache Solr und dem zugehörigen Plugin lire-solr wurde eine funktionale Implementierung verwirklicht. Die Auswertung erfolgte in einer quantitativen Art mit der Hilfe etablierter Auswertungsmetriken und dem DeepFashion Bilddatensatz für Kleidungsstücke. Als Resultat steht eine funktionstüchtige Umsetzung einer bildbasierten Produktsuche zur Verfügung, welche auf Grundlage der Auswertung und der flexiblen Struktur weiter verbessert werden kann. Der schriftliche Teil dieser Ausarbeitung bietet einen Überblick über die wichtigsten Grundlagen von Systemen dieser Art, dokumentiert und erklärt alle Entscheidungen und Vorgänge zu deren Erstellung und Auswertung und führt in verschiedene Problemstellungen, Lösungen und zukünftige Aspekte ein. Das Ergebnis dieser Arbeit ist in diesem Sinne die sowohl praktische als auch theoretische Beantwortung der Frage, wie ein System für eine bildbasierte Suche in einem Onlineshop implementiert, getestet und verbessert werden kann, wodurch sowohl eine Wissensgrundlage für künftige Projekte dieser Art als auch eine technologische Grundlage für eine einfache Einbindung dieser Suche in SAP Hybris Commerce geschaffen wurde.
Per frame based approximation of video quality metrics in the pixel domain. - Ilmenau. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Videoqualitätsmetriken bewerten und quantifizieren die wahrgenommene Qualität eines Videos, z.B. durch den Vergleich eines verlustbehaftet encodierten Videos mit einem verlustfreien Referenzvideo. Ein gängiges Anwendungsgebiet ist die Optimierung von Parametern während der Encodierung, mit dem Ziel eine hohe Videoqualität bei niedriger Bitrate zu erreichen. Jedoch steigt der Rechenaufwand der Metriken mit der Wiedergabezeit, Auflösung und Bildfrequenz des zu bewertenden Videos. Des Weiteren betrachten geläufige Analysemethoden bei der Evaluation die Videobilder in ihrer Gesamtheit. Eine Möglichkeit, Prozesszeiten bei der Videoqualitätsevaluation zu reduzieren, ist durch die Bewertung von Teilbereichen pro Frame gegeben. Dieser Ansatz wird in dieser Arbeit anhand von statischen, variablen und saliency-basierten Pattern verfolgt. Dafür wird ein neuartiges Verfahren entwickelt, welches anhand von Pattern Bildbereiche pro Frame ausschneidet, diese zu einem kompakten Video zusammenfügt und anschließend mit den Videoqualitätsmetriken BRINO, MSSIM, VIFP und VMAF evaluiert. Die dabei entstehenden Bewertungsungenauigkeiten in Relation zur Zeitersparnis werden pro Pattern und Metrik untersucht. Des Weiteren erfolgt eine Abbildung der Metrikergebnisse der herkömmlichen pattern-freien sowie der innovativen saliency pattern-basierten Evaluationsansätze auf MOS-Werte mit anschließender Korrelationsanalyse. Für die Untersuchungen werden zwei Datensets verwendet, eines mit 20 verschiedenen hochauflösenden Videos von 4k bis 8k und ein weiteres bestehend aus 150 mit MOS-Werten gelabelten Videos von 360p bis 4k. Für die betrachteten Datensätze kann die Auswirkung der verschiedenen Patternansätze auf die Genauigkeiten und Zeitersparnisse einzelner Metriken gezeigt werden, einschließlich der Effekte von Patternparameter wie Blocknummer, Größe und Abdeckung. Ferner werden für die Metrikergebnisse des saliency-basierten Patternansatzes in dieser Arbeit eine höhere Korrelation zu den MOS-Werten nachgewiesen als für die herkömmlichen pattern-freien. Somit wird trotz Zeiteinsparung eine Verbesserung der Genauigkeiten der Metrikergebnisse erreicht.
Aufbau und Evaluierung einer IP-Übertragungsstrecke für die professionelle Videostudiotechnik. - Ilmenau. - 60 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Bereits seit einiger Zeit gibt es die Bestrebung Videosignale mit Hilfe von Netzwerktechnik zu übertragen. Lange Zeit stellte die für eine solche Übertragung, insbesondere in einer Produktionsumgebung, benötigte Bandbreite ein unüberwindbares Hindernis dar, aber seit Switches und Router in der Lage sind Bandbreiten von 40 Gbit/s oder sogar 100 Gbit/s zu gewährleisten, ist das Konzept einer netzwerkbasierten Produktionsumgebung durchaus realistisch. Zwei Ansätze für die Realisierung eines solchen System stellen die Standardfamilien SMPTE 2022 und SMPTE 2110 dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine einfache Übertragungsstrecke aufgebaut und getestet. Desweiteren wurden Technologien betrachtet mit denen ein solches Netzwerk organisert werden kann, um den Anforderungen, die eine Produktionsumgebung stellt, gerecht zu werden. Der Fokus lag hierbei auf verschiedenen Routingmechanismen sowie dem Einsatz von softwaredefinierten Netzen.
Untersuchung der perzeptiven Audioqualität von lizenzfreien AAC-Encodern für den Bereich der Online-Distribution. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Obwohl es viele Untersuchungen zur Qualität von professionellen Encodern gibt, fehlen solche Untersuchungen fast völlig für Open-Source-Encoder. Vor allem wenn es um die qualitativen Unterschieden zwischen beiden Varianten geht, können keine stichhaltigen Aussagen getroffen werden. Diese Arbeit präsentiert einen Vergleich vom Audiocodec AAC-LC aus dem Open-Source-Encoder FFmpeg und dem kommerziellen Encoder des Fraunhofer-Instituts. FFmpeg enthält eine Eigenimplementierung vom AAC und den FDK-AAC, der ebenfalls vom Fraunhofer-Institut entwickelt, aber mit Quellcode veröffentlicht wurde. Bei dem kommerzielle Encoder handelt es sich um den High-end Encoder FhG-AAC. Zur Evaluierung der perzeptiven Audioqualität wurden Hörversuche nach ITU-R BS.1534 zu Bitraten von 64 kBit/s bis 192 kBit/s durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der FhG-AAC die besten Ergebnisse erzielt, dicht gefolgt vom FDK-AAC. Im Gegensatz dazu wies die Eigenentwicklung von FFmpeg die vergleichsweise schlechteste Ergebnisse auf. Jedoch werden bei FhG-AAC viele Einstellungen nicht unterstützt was in einigen Fällen die Verwendbarkeit einschränken kann.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Die vorliegende Arbeit hat das Ziel der Definition eines Vokabulars für die multidimensionale Bewertung von codiertem UHD Videomaterial. Dieses Ziel wurde durch einen subjektiven Qualitätstest erreicht, bei dem den 25 Probanden sieben unterschiedliche Videoinhalte in drei unterschiedlichen Konditionen gezeigt wurden. Die Videos waren alle mit dem HEVC Codec codiert und unterschieden sich in den Parametern Auflösung, Bitrate du Framerate. Die Testteilnehmer wurden zu diesen Videos interviewt und deren Aussagen mit Hilfe der Grounded Theory ausgewertet. Dabei kristallisierten sich neun unterschiedliche Kategorien heraus in die die Aussagen eingeordnet wurden. Im Anschluss wurde eine Häufigkeitsanalyse durchgeführt, die dazu diente Kandidaten für das Vokabular ausfindig zu machen. Zusätzlich wurden Aussagen aus den Interviews herausgezogen, die interessanten Ansatzpunkte oder Effekte beschreiben. Auf Basis dieser Daten werden im Ausblick zukünftige Forschungsarbeiten und Analysemethoden für eine weitere Evaluation des Vokabulars und der Untersuchung der beobachteten Effekte erläutert
Web Performance : Vergleich unterschiedlicher Single-Page-Application Frameworks. - Ilmenau. - 107 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Web-2.0-Applikationen wirken heutzutage auf zahlreiche Bereiche ein und dienen als Kanal für den Informationsaustausch, für den Handel und für Sozial- und Bildungsaktivitäten. Die Effizienz der Entwicklung von Web-2.0-Applikationen kann mit der Nutzung von Single-Page-Application Frameworks (SPA-Frameworks) verbessert werden. Entscheidend ist hierbei die Auswahl eines für das Projektziel geeigneten Frameworks. Diese Auswahl wird durch die Fülle von SPA-Frameworks am Markt und durch den Mangel an unterstützenden Auswahlmethoden erschwert. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, die Performance von SPA-Frameworks zu vergleichen. Dazu wurden verschiedene aktuelle Methoden aus den Bereichen Softwarearchitekturen und Web-Performance kombiniert, um ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Performance von SPA-Frameworks gemessen und anschließend verglichen werden kann. Für den Vergleich selbst wurde eine geeignete Beispielapplikation entworfen und mit drei SPA-Frameworks (React, Vue und Angular) umgesetzt. Das Verfahren erwies sich als empfehlenswert, da verschiedene Bewertungskriterien, Metriken und Nutzungskontexte zur Evaluation der Performance berücksichtigt werden konnten. Im Vergleich der SPA-Frameworks React, Vue und Angular erwiesen sich alle drei als gleichermaßen performant, aber mit unterschiedlichen Stärken: React zeigte eine bessere Reaktionszeit auf Benutzereingaben und Vue hatte kürzere Ladezeiten. Angular stach zwar mit keinem Ergebnis hervor, zeigte aber eine konstant gute Performance. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem Verfahren eine gute Basis für zukünftige Vergleiche von SPA-Frameworks gestellt wurde. Für zukünftige Untersuchungen könnte die Betrachtung der Performance auf der Server-Seite ebenfalls von Interesse sein, um den Grad der Interaktionen der Client-Seite der Web-Applikation mit der Server-Seite zu messen. Da SPA-Frameworks nur Aufgaben auf der Client-Seite durchführen, wurde in dieser Arbeit nur die Performance auf der Client-Seite betrachtet.
Identifying and analysing texture dimensions in motion pictures using sensory evaluation techniques. - Ilmenau. - 124 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Die vorliegende Thesis hat das Ziel, die Anwendbarkeit von Methoden der sensorischen Evaluation im Bereich von hochqualitativen Filmaufnahmen zu überprüfen. Dazu werden die Methoden Degree of Difference Test, Free Choice Profiling und Acceptance Test verwendet um mit Hilfe von Bildqualitätsexperten Wahrnehmungsdimensionen für Textur im Kinofilm zu ermitteln. Textur bezieht sich in diesem Fall auf unterschiedliche Parameter, die die Wirkung von einer Landschafts- und einer Portraitszene in Hinblick auf Schärfe und Rauschen verändern. Bei der Auswertung, für die Multidimensionale Skalierung, Generalized Procrustes Analysis, sowie Internal und External Preference Mapping verwendet werden, werden zwei separierte Wahrnehmungsdimensionen erkannt, die mit Korrelationen auf die wahrgenommene Schärfe und Rauschmenge zurückgeführt werden können. Außerdem wird gezeigt, dass die Bildqualitätsexperten Stimuli mit keinem oder wenig Rauschen bei gleichzeitiger moderater Schärfe bevorzugen. Obwohl alle Methoden generell adaptiert werden können, offeriert das Free Choice Profiling den höchsten Grad an Erkenntnissen und kann durch Kombination mit einem hedonischen Test umfassende Einsichten in die objektiven und subjektiven Wahrnehmungsprozesse von Menschen zur Textur von Kinofilmen ermöglichen.