Cô gái “thực tế ảo” Bách khoa đam mê công nghệ

Xuất phát từ niềm đam mê công nghệ thực tế ảo cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy cô Viện Điện tử Viễn thông, sinh viên Hoàng Huyền Trang – Lớp Điện tử 1, K59 đã nghiên cứu và thuyết trình thành công đề tài “Xây dựng phép đo đánh giá chất lượng cho nội dung thực tế ảo” tại Hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học Trường ĐHBK Hà Nội lần thứ 36. Đây cũng là phương pháp tính toán về thực tế ảo đầu tiên ở Việt Nam được sinh viên Bách khoa tiến hành nghiên cứu.

Công nghệ thực tế ảo (Vitual Reality – VR) đã trở một xu hướng bùng nổ mạnh mẽ trong thời gian gần đây và được coi là tương lai của công nghệ hiện đại. Thông qua công nghệ này, con người có thể tương tác với thế giới ảo một cách chân thực nhất và xu hướng này hiện đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Chính vì thế, thực tế ảo đang được nghiên cứu và phát triển nhằm phục vụ nhiều mục đích cho con người, không chỉ là giải trí, du lịch mà còn trong giáo dục, quân sự, y tế… Cùng với các công nghệ máy tính khác như thực tế tăng cường (Augmented Reality – AR), thực tế hỗn hợp (Mixed Reality – MR), thực tế ảo cũng là một phần của cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư. Không như các nội dung thông thường, các nội dung trên nền thực tế ảo yêu cầu về tài nguyên sử dụng về cả phần cứng (CPU, GPU) và băng thông mạng để truyền tải là rất lớn. Trong khi đó, rất nhiều ứng dụng đòi hỏi tính chính xác, tương tác tức thời, tính thời gian thực, không cho phép trễ như quân sự, y tế…

Cụ thể, những video của thực tế ảo là video 360 độ, ảnh cong, dung lượng rất nặng so với video thường. Vì vậy, để giảm dung lượng, các nhà nghiên cứu sẽ tập trung chất lượng vào vùng viewport (vùng mà người dùng nhìn thấy trong toàn bộ ảnh 360 độ). Tuy nhiên, tại chính vùng viewport, vẫn có khả năng giảm dung lượng tiếp mà không ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Do đó, các nhà nghiên cứu trên thế giới đã đưa nhiều phương pháp hiệu chỉnh video/ảnh đó. Tuy nhiên, khi họ đưa ra một cách thức nào, thì cần có cách kiểm chứng lại là người dùng sẽ thực sự cảm nhận trực tiếp về chất lượng của thực tế ảo ra sao (Quality of Experience – QoE). Mô hình QoE là mô hình nghiên cứu mới khác với mô hình kiểm tra chất lượng dịch vụ truyền thống (Quality of Service – QoS) mà các nhà mạng và nhà cung cấp dịch vụ vẫn quan tâm trước nay. QoE đánh giá chất lượng trải nghiệm trực tiếp của khách hàng, vì thế việc đánh giá này phụ thuộc vào lứa tuổi, văn hoá, giới tính và vùng miền.

Tuy nhiên, mô hình đánh giá chủ quan này rất tốn kém cho các nhà cung cấp dịch vụ cả về thời gian và chi phí khi phải khảo sát trên diện rộng và với một tập khách hàng lớn. Do đó, các mô hình đánh giá chất lượng trải nghiệm QoE theo phương thức khách quan đã được nghiên cứu. Mô hình này đưa ra phép ánh xạ từ các điều kiện đang có của hệ thống thực tế sang đánh giá cảm nhận của người dùng, phép tính này được thực hiện trên máy tính mà không cần người dùng trải nghiệm trực tiếp, giúp hỗ trợ các phương pháp tối ưu tài nguyên một cách nhanh chóng, tiết kiệm và hiệu quả nhất.

Chia sẻ về cách làm này, Huyền Trang cho biết: “Trong nghiên cứu này, em đề xuất một phép đo khách quan đánh giá chất lượng trải nghiệm của người dùng đối với các nội dung thực tế ảo. Với mục đích đó, một thí nghiệm đánh giá chất lượng cảm nhận thực tế của người dùng được thực hiện theo phương pháp đánh giá phân loại tuyệt đối (Absolute Category Rating) để đưa ra cảm nhận của hình ảnh đa hướng. Các thông số của thí nghiệm chỉ ra rằng, tác động của các vị trí khác nhau trong nội dung ảnh thực tế ảo đến mắt người là không giống nhau. Dựa trên ý tưởng này, em đã phân tích các đặc điểm của hệ thống thực tế ảo và hệ thống thị giác của con người để đưa ra trọng số từng vùng của ảnh thực tế ảo, là cốt lõi để xây dựng nên phép đo đề xuất”.

Với nghiên cứu này, Trang đã xây dựng được phép đo chất lượng cho ảnh 360 độ dựa trên các đặc điểm của hệ thống thực tế ảo và hệ thống thị giác con người, đảm bảo độ chính xác hơn 90% với trải nghiệm người dùng. Bên cạnh đó, phép đo cho hiệu suất vượt trội so với 7 phép đo tiên tiến khác.

Trang nhấn mạnh: “Để xác thực tính đúng đắn của phép đo, em tiến hành so sánh phép đo đề xuất với các phép đo chất lượng khác. Kết quả chỉ ra rằng, phép đo được đưa ra tương quan vượt trội với cảm nhận thực của người dùng so với những phép đo chất lượng trước đây, chứng tỏ phép đo đề xuất đánh giá tốt cảm nhận người dùng. Việc sử dụng một phép đo chính xác sẽ có thể tạo nên những bước thay đổi lớn trong việc phân tích cảm nhận người dùng và là tiền đề trong việc xây dựng những phương pháp thích ứng (adaption) trong tương lai”.

Trong quá trình nghiên cứu, Trang cũng nhận được sự hỗ trợ rất tích cực từ thầy giáo và nhóm nghiên cứu bên Nhật. “Trang là người chăm chỉ, thường xuyên kết nối với nhóm nghiên cứu bên Nhật và luôn chủ động làm việc cũng như đề xuất ý tưởng. Đây là đề tài rất mới và cũng là phương pháp tính toán, đánh giá chất lượng nội dung thực tế ảo đầu tiên tại Việt Nam. Nếu như các đề tài khác có nhiều bạn cùng tham gia nghiên cứu và làm việc thì đề tài của Trang chỉ một mình em ấy làm. Vì vậy, toàn bộ công việc thử nghiệm, tính toán và đưa ra kết quả cuối cùng đều là mình em ấy. Tôi đánh giá cao thái độ làm việc và ghi nhận những gì Trang nghiên cứu”, PGS Trương Thu Hương – Giảng viên Viện Điện tử Viễn thông đồng thời hướng dẫn trực tiếp Trang trong quá trình nghiên cứu cho biết.

Với đề tài này, Huyền Trang còn nhận được nhận xét và đánh giá cao của doanh nghiệp. Ông Nguyễn Việt Tiến – Phó Giám đốc VNPT Hà Nội cho biết: “Về tính khoa học, tác giả đã xây dựng và đưa ra được công thức đánh giá, hiệu chỉnh và trên cơ sở thu thập, phân tích đánh giá, mô phỏng để thực hiện. Bên cạnh đó, đề tài mang tính ứng dụng thực tiễn cao, đặc biệt trong việc benchmark/so sánh các sản phẩm, dịch vụ cùng ứng dụng. Ngoài ra, đề tài này có tiềm năng phát triển trong tương lai nếu được tiếp tục đầu tư nghiên cứu, phát triển”.