TITRE Adaptive Packet Video Streaming Over IP Networks - LaBRI

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d’accès. Les interactions de QoS entre le serveur vidéo et le réseau de transport se traduisent par l’association d’un flux élémentaire MPEG-4 (vidéo, audio, descripteurs d’objets, descripteur de scène) et d’un PHB (Per Hop Behavior) de DiffServ tel que AF/EF. Nous montrons aussi par une plateforme, comment configurer, administrer et déployer les politiques de marquage des flux vidéo. L’algorithme proposé peut être aussi asservi aux variations de la bande passante et aux caractéristiques des flux multimédia. Ce qui permet d’assurer un marquage dynamique en fonction de l’état du réseau. Finalement, pour favoriser une plus grande interopérabilité des services multimédia MPEG-4 avec les terminaux IP fixes et mobiles, nous avons également proposé, conçu et implémenté une architecture de passerelle de signalisation supportant les protocoles de contrôle de sessions IETF SIP (Session Initiation Protocol) et ISO MPEG-4 DMIF (Delivery Multimedia Integrated Framework). Cette passerelle multimédia de signalisation permet d’assurer la continuité du service, la résolution d’adresse et la négociation des capacités des terminaux. 1.1 Transport Adaptatif Des Flux Vidéo 1.1.1 Système de Classification des Flux MPEG-4 MPEG-4 est un standard ISO/IEC qui fournit une spécification des outils d’encodage naturels et synthétiques des flux audio et vidéo. MPEG-4 cible un large rayon d’applications multimédia telles que la vidéoconférence classique et la télédiffusion. L’intérêt principal de ce standard est de fournir un langage commun de description pour l’encodage 2D et 3D des objets audiovisuels (ISO/IEC 14496-1/14496-2/14496-3, 1998). Cette section présente les caractéristiques des flux MPEG-4 et définit un système de classification qui sera utilisé dans notre proposition. 1.1.1.1 Notion d’Objets Audiovisuels Une approche orientée objet est adoptée dans MPEG-4 en vue de représenter des scènes complexes. Ce modèle respecte le système audiovisuel humain, qui perçoit un ensemble d’objets plutôt qu’une matrice de pixels. Une scène est décrite comme une composition d’objets audiovisuels élémentaires, les AVO (Audio-Visual Objects), qui sont combinés selon une structure particulière. La Figure 1-1 montre un exemple d’une scène MPEG-4 composée de plusieurs AVO. MPEG-4 Scene MPEG-4 Structure Figure 1-1: Structure d'une scène MPEG-4 2
1.1.1.2 Architecture MPEG-4 Un terminal MPEG-4 est composé de trois couches, comme cela est présenté dans l’appendix A : Compression, Synchronisation et Livraison (ISO/IEC 14496-1, 1998). La couche Compression génère la représentation des données audiovisuelles dans des flux élémentaires, les ES (Elementary Streams). Les relations hiérarchiques, l’emplacement et les propriétés des ES sont décrits par un ensemble de descripteurs d’objets, les OD (Object Descriptors). Les OD sont eux-mêmes transportés dans un ou plusieurs flux élémentaires. Une scène MPEG-4 est décrite par un descripteur de scène, le SD (Scene Description), qui contient les informations sur l’adresse et l’organisation des objets audiovisuels de la scène, en terme d’emplacement spatial et temporel. Le descripteur de scène utilise un langage basé sur VRML (Virtual Reality Modeling Language) appelé BIFS (Binary Format for Scene). Les ES sont fractionnés en une ou plusieurs unités d’accès, les AU (Access Units). Une AU est la plus petite entité de données à laquelle on peut assigner une information de temps. Un flux élémentaire MPEG-4 peut être une vidéo MPEG-1 par exemple, et dans ce cas chaque AU va correspondre à une image compressée de type I, B ou P. Sur la couche Synchronisation, les AU sont transportées en une séquence de paquets appelés SL-PDU. Un SL-PDU est constitué d’un entête de paquet SL et de données dans le paquet SL. L’entête contient des informations telles qu’un numéro de séquence et une estampille temporelle pour les besoins liés au contrôle des pertes de paquets, ainsi qu’à l’ordre et à l’échéance de leur livraison. Enfin, l’interface entre la couche Synchronisation et la couche Livraison offre des procédures indépendantes qui permettent d’établir des sessions MPEG-4 et d’accéder à des canaux de transport comme RTP/UDP/IP. 1.1.1.3 Classification des AVOs La classification des AVOs est assurée par un modèle à deux niveaux. Le premier niveau correspond à une classification des AVOs selon leur importance dans la scène, et le deuxième correspond à une classification inter-AVO, c'est-à-dire entre les unités qui composent le flux d’un même AVO. Dans l’architecture MPEG-4, un AVO est décrit par un descripteur d’objet (OD) qui spécifie la configuration du flux de données. Dans un OD, plusieurs descripteurs coexistent : on y trouve par exemple DecoderConfigDescriptor qui décrit le type du décodeur utilisé ainsi que les ressources nécessaires pour bien interpréter le flux de données du coté du client. Le descripteur qui nous intéresse pour les besoins de la classification des flux est celui qui décrit les paramètres de QoS demandés par chaque objet MPEG-4. Ce descripteur est appelé QoSDescriptor (voir annexe). QoSDescriptor encapsule des paramètres de qualité de service sur le canal de transport demandé par un objet. La Table 1-1 illustre la structure du descripteur de QoS. 3
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In RBF, 2 D = X − is the distance
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When G is used as generator matrix,
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