2019 Fiscal Year Annual Research Report
ユーザコンテクスト適応型ネットワーク設計・制御手法の確立
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18H03236
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
林 孝典 広島工業大学, 情報学部, 教授 (60539641)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 亮吾 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00582199)
松田 崇弘 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50314381)
大田 健紘 日本工業大学, 基幹工学部, 助教 (50511911)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ＱｏＥ / 主観評価 / 生体反応 / ネットワーク設計 / ネットワーク制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ユーザのサービス利用目的・環境や，嗜好・心理状態等のユーザコンテクストに適応する新たなネットワーク設計・制御手法の提案を目指し，(1)ユーザ個々のQoEの定量化手法の確立と，(2)QoE指標に基づいたネットワーク設計・制御手法の構築の2つの研究テーマを進めている．
研究テーマ(1)について2019年度は，ユーザ属性を反映可能なQoE推定モデルの検討を進める計画に対して，インターネットを用いたクラウドソーシングにより符号化映像に対する主観品質評価を実施し，ユーザ属性として，観視デバイス，性別，年齢層，品質感度の違いが品質要求条件に与える影響を解明した．また，心拍や脳波等の生体信号を活用してサービスに対する満足度/集中度/興味度を推定する手法について検討を進める計画では，心拍を対象とし，配信映像視聴時の満足度を機械学習により推定する手法について引き続き検討した．さらに，脳波及び視線情報をもとにした集中度や興味度の推定を行うための検討を開始した．
研究テーマ(2)について2019年度は，IEEE 802.11e無線LANプロトコルのネットワーク制御手法を拡張してQoEに基づくネットワーク制御手法を検討する計画に対して，当該プロトコルを用いたQoE制御手法を提案し，本手法により無線LANにアクセスするWebユーザ間のQoE公平性を改善可能であることを明らかにした．また，QoE情報のリアルタイムフィードバックを実現可能なシステム構成や制御方式を検討する計画に対して，MPEG-DASHによる映像ストリーミングを対象として，前年度に提案したビットレート変動抑制によるQoE向上手法のネットワークシミュレーション及び複数ユーザの影響評価を実施し，提案手法の有効性を確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究テーマ(1)では，ユーザ属性を反映可能なQoE推定モデルの検討に関し，当初計画通り，映像配信サービスを利用するユーザの属性の違いが品質要求条件に与える影響を解明し，次年度のネットワーク設計・制御への適用検討の準備を終えた．ユーザの生理的・心理的反応を考慮した新たなQoE評価指標の検討では，当初計画通り，ユーザの心拍情報から利用中のサービスの満足度を推定可能であることを明らかにし，さらに，次年度に向けて脳波及び視線情報による評価指標の検討にも着手した．
研究テーマ(2)では，無線LANシステムにおいて，WebトラヒックのQoE客観品質モデルに基づきWeb待ち時間を制御した結果，当初計画通り，QoE公平性の改善効果を得ることができた．また，フィードバック制御理論を用いたMPEG-DASHシステムのQoE制御についても，当初計画通り，提案手法のネットワークシミュレータへの実装を行うとともに，ビットレート変動抑制の有効性を検証することができた．さらに，フィードバック制御理論をWebブラウジングシステムのQoE制御に適用するためのモデル化にも着手した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，2つの研究テーマを融合した検討としてまとめ上げることを意識して進めていく．
具体的には，研究テーマ(1)では，前年度に導出したユーザ属性毎のQoE評価特性をモデル化し，ユーザ属性を考慮した場合のネットワーク設計・制御指針の導出とその有効性を検証する．また，心拍と脳波・視線情報を組み合わせたサービスに対する満足度/集中度/興味度を推定する手法について検討し，ネットワーク制御手法への反映方法を検討していく．
また，研究テーマ(2)では，前年度に提案したIEEE802.11e無線LANに基づくQoE制御手法のパラメータ最適化を検討するとともに，Webトラヒック以外に研究テーマ(1)で取り扱う映像トラヒックへの適用可能性およびQoE公平性の改善効果と無線LAN伝送容量との関係についても検討する．さらに，研究テーマ(1)の成果より，ユーザ個々のQoE特性を反映した客観品質モデルに基づく制御手法についても検討する．また，MPEG-DASHシステムに内在するネットワーク遅延の補償方法を確立するとともに，WebブラウジングのQoE向上を目指したWeb待ち時間制御におけるフィードバック制御手法の導入についても検討していく．QoE推定およびQoE計測により得られるQoE情報をフィードバック制御に活用し，ユーザ個々の特性に適応したQoE制御方式の確立を目指す．
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