Improving user comprehension and entertainment in wireless streaming media: introducing cognitive quality of service

In future mobile networks service quality might be poor. A new measure is needed to be able to assess services in terms of their effectiveness and usefulness despite their lacking visual appeal. Cognitive Quality of Service is a way to measure the effectiveness in use of a networked service.This thesis introduces Cognitive Quality of Service and puts it in relation to other ways to measure quality in streaming media. Through four studies the concept is used to improve multicast performance in a WLAN, to assess the effectiveness of simple animations compared to video, to build an application that fuses video and animations and to assess the differences between various levels of streaming video quality.Guidelines on how to measure Cognitive Quality of Service are introduced based on a review of available literature and later analyzed in light of the studies presented in the thesis. It turns out that the guidelines are sound and should be used as a basis for assessing Cognitive Quality of Service.Finally, the usefullness of Cognitive Quality of Service is analyzed. It turns out that it is especially useful when comparing different media, e.g. animations and video. In the video only case even bit-rate might be a useful predictor of subjective quality.

I framtiden kommer användare att titta på videosekvenser i trådlösa apparater, exempelvis mobiltelefoner. På grund av tekniska faktorer som störningar och på grund av kostnaden för det kommer den kvalitet som de erhåller inte att vara jämförbar med till exempel den kvalitet som kan erhållas när man tittar på tv. Trots det kan man anta att sådan video kan vara intressant och upplysande.I avhandlingen introduceras och används begreppet Cognitive Quality of Service (CQoS) - kognitiv servicekvalitet. Begreppet definieras av att den överföring som ger den bästa förståelsen och känslomässiga reaktionen också har bäst CQoS. För att mäta CQoS bör man följa vissa riktlinjer, särskilt som det är svårt att mäta förståelse i samband med att man tittar på video.Författaren har tillsammans med medarbetare tittat på hur man kan förbättra förhållandena för själva radioöverföringen (studie I). Genom en algoritm som ger multicast-paket bättre skydd mot kollisioner visas att man kan erhålla förbättrad överföringskapacitet för strömmande video i ett trådlöst nätverk.Animeringar är ett alternativ till video som kräver låg bandbredd. I ett experiment har man undersökt hur väl animeringar står sig mot video av olika kvalitet när det gäller att upplysa användaren och ge en bra upplevelse (studie II). Det visade sig att animeringar var bättre för förståelsen medan video gav en bättre känslomässig upplevelse. Vanare åskådare föredrog videon medan ovanare åskådare föredrog animeringarna.Frågan som ställdes var då hur man kunde kombinera respektive mediums fördelar för att få en så bra blandning som möjligt. Å ena sidan var animeringarna billiga och lätta att förstå medan videon var dyrare och mer intressant. Ett prototypgränssnitt skapades. Där kunde användaren själv välja vilken mix mellan de två alternativen som skulle visas (studie III). Det visade sig att försökspanelen föredrog video och dessutom ville ha mer information om spelare och match.Trots animationernas förträfflighet kan man anta att det ändå är video som kommer att dominera i framtiden. En sista studie genomfördes för att se om man kunde finna liknande resultat vid olika kvalitetsgrader i video som man tidigare hade funnit mellan video och animeringar (studie IV). Det visade sig att så länge man höll sig till ett format var sambanden enklare. Mer var helt enkelt bättre upp till en viss gräns där det inte tillförde mer att öka överföringsresurserna för videon.Sammanfattningsvis visar studierna att CQoS kan ge värdefull designkunskap. I synnerhet när man jämför olika presentationsformer som i det här fallet animeringar och video. Nästa steg blir att gå vidare med att applicera CQoS i tvåvägskommunikation, särskilt i Conversational Multimedia (CMM)– ungefär bildtelefoni – där det är särskilt goda möjligheter att sammanställa en för omständigheterna anpassad mediamix.