En vedette - La vidéo en lecture continue 2.0: une approche innovante
En grande partie grâce aux sites de partage de vidéos et aux applications d'appels vidéo, le streaming a connu une croissance fulgurante ces dernières années. Elle représente près de la moitié du trafic en ligne mais ce chiffre devrait dépasser les 80% dans les prochaines années. Et alors que la majorité des utilisateurs visualisent leurs vidéos sur leurs ordinateurs ou télévisions au travail ou à la maison, une bonne partie se fera sur une variété d'appareils mobiles; sur l'écran du plus petit téléphone intelligent à l'écran de neuf pouces d'un ordinateur-tablette ou aux 21 pouces d'un ordinateur portable. La majorité de ces vidéos seront vues selon la technologie sans fil, sur des réseaux wifi, sur WiMax, ou via le 3G ou 4G, et elles seront disponibles en plusieurs tailles et formes, selon différents formats, codecs, fréquences d'images, qualités, etc. Ce mélange d'appareils hétérogènes, de méthodes et formats d'approvisionnement pour différents contenus multimédias est le plus grand défi pour les ingénieurs alors qu'ils essayent de renforcer la demande d'applications audio-visuelles et de services des utilisateurs mobiles. Il s'agit d'une œuvre de taille, mais les chercheurs du projet Optimix («Optimisation of Multimedia over wireless IP links via X-layer design») ont montré que cela peut être réalisable grâce à une reconception fondamentale du codage et de l'apport des vidéos en streaming. Les chercheurs d'Optimix ont développé des solutions innovantes pour renforcer le streaming dans un contexte de liaison de point à multipoint pour les systèmes hétérogènes sans fil fonctionnant sous IP. Les tests ont montré que les améliorations résultantes en terme de qualité de vidéos sont considérables, au point où, dans de nombreux cas, les utilisateurs n'ont pas pu différencier les vidéos en streaming et les sources originales de vidéos. «Chaque utilisateur bénéficiera d'une expérience sans problème d'applications et de services multimédias. L'intégrité des médias transmis devrait être maintenue n'importe où et n'importe quand», explique Roberta Fracchia du projet Optimix, une responsable de programme chez Thales Communications and Security en France. «Les consommateurs connectés pourront également déplacer librement et aisément le contenu entre leurs appareils et partager le contenu avec leurs amis. Ils pourront contrôler et rejouer le contenu dans des supports à l'abri du vieillissement sur n'importe quel appareil, quel que soit l'appareil utilisé pour capturer, stocker ou modifier le contenu.» «L'approche actuelle s'appuie sur les techniques de séparation traditionnelles, mais se concentrer sur les services offerts sur des réseaux homogènes n'aiderait pas à satisfaire les demandes actuelles pour maintenir la qualité de service nécessaire aux utilisateurs en fonction de leurs besoins et de leurs exigences», commente le Dr. Fracchia. Profiter au maximum du réseau et des ressources d'appareils Depuis que la première vidéo en streaming a été lancée, la séparation entre le codage, le moyen de transmission et l'appareil de destination sur lequel la vidéo est visualisée représente une pratique standard. L'approche fonctionne bien sur des réseaux homogènes point à point (d'un serveur à un ordinateur de particulier), mais elle ne permet pas de satisfaire les exigences d'un environnement point à multipoint dans lequel les réseaux, appareils et contenus sont considérablement plus hétérogènes. En termes plus simples, la vidéo en lecture continue utilise l'approche de séparation, qui consiste à l'encodage du contenu à la source en un format tels que le MPEG pour la transmission, et un code de canal qui s'appuie sur un appareil physique et corrige les erreurs, comme celles causées par le bruit ou des fluctuations dans la bande passante. De plus, l'encodage en source et le codage de canal sont réalisés séparément: en gros, la main gauche ne sait pas ce que la main droite fait. Le résultat est que la qualité de la vidéo en lecture continue n'est pas toujours optimale pour l'appareil que vous utilisez car la source ne sait pas quelles sont les capacités du réseau ou de l'appareil, et il n'est pas non plus possible de passer la lecture continue d'un appareil à l'autre, comme de votre ordinateur à votre portable par exemple. Pour cela, les deux mains ont besoin de savoir ce que l'autre fait. Un premier pas dans cette direction a été fait par le perfectionnement d'une technique appelée le décodage/codage conjoint source-canal (D/CCSC) par le projet Phoenix , un prédécesseur d'Optimix. Les chercheurs de Phoenix ont développé un système d'encodage/décodage conjoint source-canal capable d'ajuster le codage sur le tas afin d'offrir une meilleure qualité pour la même bande passante ou la même qualité sur une bande passante moindre. Les chercheurs Optimix ont amené l'approche conjointe plus loin en faisant en sorte que tous les éléments dans la chaîne de transmission, de l'encodage vidéo et les modules de réseau à la couche MAC et la couche physique, communiquent ensemble par l'utilisation de régulateurs conjoints côté serveur et d'observateurs d'unité mobiles côté client. Côté serveur, la lecture en continu est contrôlée par un régulateur MAC (Master Application Controller), tandis que du côté client, les données sont gérées par un régulateur de station de base. Elles sont associées à un moteur de déclenchement qui communique entre le serveur, les stations de base et les clients. En optimisant toutes les différentes couches de transmission, les régulateurs s'accordent aux paramètres de flux multimédias et offrent la meilleure performance possible pour les différents récepteurs en utilisant de manière efficace le réseau disponible et les ressources d'appareils. «Les capacités de communications accrues des futures appareils mobiles sont associées à celles possédant des spécifications et paramètres différents relatifs à leurs capacités de présentation multimédias (à savoir la puissance de traitement multimédia, la taille de l'écran ou les capacités audio). De tels paramètres détermineront la qualité multimédia que le dispositif mobile est capable de réaliser», explique le Dr Fracchia. Les essais utilisant l'encodage de contenu avec la norme MPEG-4 ont démontré d'incroyable amélioration suite à la mise en œuvre du système Optimix. Les chercheurs ont particulièrement examiné le PSNR (peak signal-to-noise ratio), le rapport entre la puissance maximale possible d'un signal et la puissance de bruit de corruption qui affecte la fidélité de sa représentation, mesurée en décibels (dB). En utilisant le régulateur MAC tout seul, 90 pourcent des cadres possèdent un PSNR supérieur à 25dB, alors qu'un système totalement optimisé garantit que 90 pourcent des cadres aient une puissance supérieure à 30dB, beaucoup plus que toutes les techniques de lecture en continue traditionnelles. Les téléspectateurs test de l'université de Kingston à Londres et de l'université de Budapest devant regarder les vidéos en source originale et la version en lecture continue n'ont pas pu faire la différence entre les deux. «Les résultats ont montré qu'avec toutes les séquences vidéos considérées, les avantages que les solutions Optimix sont évidents», poursuit le Dr. Fracchia. Sur la base de leurs travaux, les chercheurs d'Optimix ont contribué à plusieurs entités de normalisation audiovisuelle, dont l'équipe Joint Collaborative Team sur le codage vidéo (JCT-VC) des formats ISO/IEC MPEG et ITU-T VCEG, ainsi que le groupe de travail Internet Engineering (IETF). Ils ont lancé un projet de suivi, le projet Concerto , qui se concentre sur l'optimisation de la vidéo sans fil en lecture continue pour les applications de soins de santé pour lesquelles la fiabilité, la qualité et le chronométrage sont des questions essentielles pour assurer un diagnostic médical impeccable. Optimix a reçu un financement de la recherche de 3,71 millions d'euros au titre du volet Networked Media du septième programme-cadre (7e PC) de la Commission européenne. Liens utiles: - Site web du projet Optimix - «Optimisation of Multimedia over wireless IP links via X-layer design» - Fiche du projet Optimix sur CORDIS - Site web du projet Phoenix - «Jointly optimising multimedia transmission in IP based wireless networks» - Fiche du projet Phoenix sur CORDIS - Fiche du projet Concerto sur CORDIS Articles connexes: - Bandwidth gets 50% boost, projet Phoenix sur ICT Results - OMEGA en première position dans le transfert de données - Communications sur le projet Rocket - MUSE fait avancer la technologie du haut débit en Europe