TITRE Adaptive Packet Video Streaming Over IP Networks - LaBRI

Résumé
Nous constatons aujourd’hui une forte demande de services vidéo sur les réseaux IP. Cependant,
plusieurs caractéristiques de ces réseaux font que le déploiement à grande échelle de tels services
présente un réel challenge par rapport à des applications telles que l’émail et le Web. Ces applications
audiovisuelles doivent faire face aux différentes variations de la bande passante et du délai de transfert,
tout en restant robuste aux pertes de paquets et aux erreurs de transmission. Cette thèse examine donc
ces différents problèmes et présente un système de diffusion vidéo adaptatif et intégré (« cross-layer »),
qui résout certains problèmes induits par le transport de la vidéo en mode paquet sur les réseaux IP avec
garantie statistique de la qualité de service (i.e. IP Diffserv).
Les flux vidéo sont généralement compressés selon la norme MPEG-4 qui permet d’assurer une
utilisation optimale de la bande passante ainsi qu’un meilleur degré d’interactivité basé sur la description
structurelle et sémantique des flux. L’originalité de MPEG-4 est de fournir une représentation objet du
contenu multimédia qui peut être naturel ou de synthèse afin de le transporter sur une large variété
d’infrastructures de communication.
L’originalité de notre contribution est de proposer un système adaptatif de diffusion vidéo
respectant l’approche intégrée ou également appelée « cross-layer ». En effet, tandis que la plupart des
travaux de recherche dans ce domaine respectent le paradigme d’isolation et d’indépendance des
couches protocolaires hérité du modèle de référence ISO, notre approche conceptuelle supprime cette
limite en autorisant une meilleure prise en charge de la sémantique et des contraintes applicatives au
niveau des couches et des mécanismes dédiés au transport.
Conformément aux modèles architecturaux MPEG-4 et IP Diffserv, nos contributions s’articulent
autour (1) d’un modèle de classification automatique d’objets audiovisuels intégré à la couche système
MPEG-4; (2) d’un protocole robuste de fragmentation et d’encapsulation de flux vidéo avec contrôle
d’erreurs et de débits ; et (3) d’un algorithme de marquage dynamique de paquets vidéo IP pour routeurs
d’accès asservi aux variations de bande passante et aux caractéristiques des flux multimédia.
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.
Mot clés: IP, MPEG-4, Qualité de Service Adaptative, Classification d’Objets Vidéo, Transport
Temps Réel, Contrôle de Flux, Codes Correcteurs d’Erreurs, Signalisation.
iv