Ende-zu-Ende Optimierung der User Experience für OTT Videodienste (VidUX)

Im Projekt VidUX (Ende-zu-Ende Optimierung der User Experience für OTT Videodienste) befassen sich die Hochschule RheinMain und ihr Industriepartner Joyn GmbH mit der Übertragung von Videosignalen über das Internet mittels des Over-the-top-Ansatzes (OTT). Der erwartete Nutzen des Projekts liegt in einer signifikanten Verbesserung des Nutzererlebnisses beim Streaming-Abruf und der Optimierung der Bandbreitennutzung. Projektleiter ist Prof. Dr.-Ing. Matthias Narroschke. 

Herausforderung

Für Over-the-top-Dienste (OTT) werden Videosignale in verschiedenen Datenraten codiert auf Servern abgelegt. Wenn Nutzer diese Inhalte anfragen, werden sie vom jeweiligen Server zum Nutzer ausgeliefert. Eine Steuerung in den Endgeräten der Nutzer wertet dabei kontinuierlich die Qualität der Netzanbindung aus und fordert das Video in der jeweils passenden Datenrate an. Die User Experience (UX, Benutzererfahrung) hängt dabei wesentlich von drei Faktoren ab: von der resultierenden Videoqualität, der Zeitspanne zwischen Anforderung und Abspielbeginn und gegebenenfalls von Situationen, in denen das Video sogar stoppt, da es nicht rechtzeitig vom Server geladen werden konnte. Da das Internet selbst über Breitbandverbindungen keine Datenratengarantie gewährleistet, ist die Kontrolle der UX eine Kernherausforderung jedes Providers von OTT-Services. Wesentliche ungelöste Probleme dabei sind zum einen die Modellierung der subjektiven UX auf Basis technisch objektiver Messwerte und zum anderen die Optimierung der technischen Komponenten hinsichtlich der UX.

Ziele und Vorgehen 

Im Projekt VidUX wollen Prof. Dr.-Ing. Matthias Narroschke und Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Ruppel von der Hochschule RheinMain zusammen mit Dr. Thomas Rusert von der Joyn GmbH und ihren jeweiligen Videoteams einen effizienten Algorithmus zur Modellierung der subjektiven UX entwickeln, mit dessen Hilfe sämtliche beeinflussbaren technischen Komponenten des OTT-Systems optimiert werden können – sowohl in Hinsicht auf UX als auch auf die Datenrate. Nach der Aufnahme der Nutzeranforderungen wird auf dieser Basis ein Gesamtkonzept erstellt. Dazu werden die Algorithmen dem Konzept entsprechend implementiert und die Systemkomponenten der Systemarchitektur entsprechend integriert. In einer Testumgebung sollen danach die grundlegenden Funktionalitäten nachgewiesen und das Zusammenspiel der implementierten Algorithmen erprobt werden. Anschließend erfolgen Feldtests beim Projektpartner Joyn GmbH, zunächst auf einem Testsystem und mit internen Testern als Nutzer, danach auf dem Produktivsystem und mit realen Kunden.

Innovationen und Perspektiven 

Die technische Infrastruktur des Industriepartners Joyn GmbH soll von den VidUX-Ergebnissen direkt profitieren – eine erweiterte Steuerung des OTT-Videoübertragungssystems soll erstmals nicht nur die Datenrate, sondern auch das Nutzererlebnis als Kriterium berücksichtigen. Technische Aspekte, die eine Standardisierung erfordern, sollen patentiert und in die Standardisierung eingebracht werden. Technische Fortschritte bezüglich einzelner Komponenten sollen in die internationale Standardisierung eingebracht werden.

Zukünftig könnten die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt auch im Automobilbereich Anwendung finden. Für autonome Fahrfunktionen müssen Videosignale in Fahrzeugen aufgenommen und zu anderen Fahrzeugen oder Servern übertragen werden, das Übertragungssystem ist dabei dem für Videostreaming genutzten System sehr ähnlich. Es könnte daher durch Übertragung der VidUX-Ergebnisse voraussichtlich ebenfalls optimiert werden, auch wenn es hier nicht um menschliche Nutzererfahrungen geht.