Systèmes multimédia et qualité d'expérience (2004)

Au cours des dernières années, des efforts de recherche considérables ont été effectués dans le domaine de l'adaptation de diverses entités dans la chaîne de distribution des informations numérique, depuis la génération du contenu jusqu'au terminaux des utilisateurs finaux. Dans ce contexte, ce travail prend en considération les adaptations effectuées au niveau des terminaux. La contribution principale en est l'établissement d'un cadre multimédia pour la gestion de la qualité des présentations qui fonctionnent sur les systèmes d'exploitation d'usage universel. Le fait d'accorder les ressources disponibles, très variables, avec le volume des calculs des systèmes de multimédia, dont la dynamique est aléatoire, pose un problème stimulant. En modelant un terminal comme un système centré sur l'utilisateur, nous postulons que l'utilisateur apporte sa notion de valeur en spécifiant la qualité de service pour tous les médias. La spécification identifie une série d'options qualitatives pour chaque dimension de la qualité d'expérience de médias et établit une hiérarchie entre elles. L'adaptation est par conséquent réalisée en sélectionnant une combinaison d'options qualitatives pour chaque dimension de la qualité d'expérience d'un flux multimédia, afin de maximiser l'utilité du système et la satisfaction de l'utilisateur. En empruntant des principes empruntés à la théorie du contrôle pour des systèmes à évènements discrets, nous abordons les questions ayant trait à la contrôlabilité, à la résistance et à la configuration réactive. D'abord, nous définissons le processus de contrôle qui assure que tous les components du système atteignent de manière cohérente le paramètre QoS demandé. Ensuite, nous établissons un schéma de gestion de qualité. Les résultats montrent comment le cadre proposé satisfait les besoins typiques des applications fonctionnant sur les logiciels d'exploitation d'usage universel: contrôle d'admission, compétition entre les applications et gestion de puissance. La deuxième contribution est l'intégration des graphiques synthétiques 2D dans le cadre de gestion de qualité. Afin de choisir des options de qualité selon les ressources informatiques disponibles, une évaluation de la tâche de rendu est essentielle. Nous avons subdivisé le processus de rendu en un certain nombre de tâches conceptuellement indépendantes et nous avons identifié les paramètres qui affectent leur exécution. Le modèle peut être employé dans une approche réactive pour fournir des chiffres de complexité au cadre de gestion de qualité, afin d'allouer les ressources informatiques à la mise en train ou quand des violations de QoS sont détectées. Nous prouvons que le modèle peut également être employé dans une approche prédictive, pour programmer correctement les taches de rendu de la vidéo et le graphique 2D. Pour finir, nous montrons comment la gestion de qualité peut être effectuée le long de la dimension de la qualité visuelle perceptuelle quand la bibliothèque de rendu est capable de fournir différents niveaux de qualité. La troisième contribution est l'étude sur la façon de réaliser la commande de charge sur une classe des applications, les flux à forte contrainte temporelle qui exigent le décodage continu des mises à jour successives de description de scène. Un modèle du temps de décodage est donné, ainsi que des prédicteurs pour estimer le décodage. Nous prouvons qu'il est possible de mettre en application des prédicteurs bon marché et efficaces qui peuvent prévoir des temps de décodage à moins de 3% et moins de 5%, avec un taux de succès allant de 90 à 100 % des échantillons. En conclusion, nous fournissons des exemples de l'utilisation de ce modèle d'amélioration du playback des dessins animés 2D. Nous avons basé ce travail sur le standard MPEG-4 Systems et sa plateforme de logiciel de référence. MPEG-4 Systems fournit un cadre intégré et normalisé pour présenter les médias principaux considérés dans ce travail, les graphiques 2D et la vidéo. Nous avons contribué au développement de la norme, et nous avons conçu notre cadre comme une extension conforme de l'architecture de MPEG-4 Systems. Nous sommes persuadés que ce choix a renforcé l'homogénéité de ce travail, et a augmenté l'intérêt et la réutilisation des résultats.