É possível propor um esquema adaptativo baseado no preditor mostrado na equação 5.4. A equação 5.4 pode ser reescrita, para encontrar o valor do parâmetro SBR, como:
𝑆𝐵𝑅 = 𝑒
𝑀𝑂𝑆𝑒−𝑑𝑃𝐸𝑅−𝑎−𝑏𝐹𝑅𝑐 (5.5)Assim, com o valor do SBR é possível selecionar uma camada de vídeo específica usando o arquivo de bitrate gerado pelo codificador de vídeo escalável (H.264/SVC) JSVM, pelo fato de que cada uma das camadas tem um valor de bitrate associado. Isto pode ser visto no exemplo de arquivo de bitrate apresentado na Figura 5.16.
0 SBR FR PER SBR FR PER SBR FR PER
3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 M O S SM GW RM
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Figura 5.16: Arquivo de bitrate de um vídeo escalável.
A coluna bitrate representa o bitrate que uma camada com um FR, uma resolução e uma qualidade determinada precisa para ser transmitida. Portanto, é possível determinar qual camada transmitir (junto com as camadas subjacentes à dita camada) usando um valor de bitrate específico.
Neste artigo, o valor do SBR depende também do tipo do vídeo (SM, GW, RM), pois, para cada tipo de vídeo os valores dos coeficientes usados para calcular o SBR variam.
O algoritmo usado para este propósito é descrito a seguir.
O usuário começa o processo solicitando o vídeo e enviando um valor de MOS requerido (é recomendado um valor de MOS maior do que 3 para uma QoE, no mínimo, aceitável). Neste ponto, como mostraram os experimentos, valores de MOS maiores ou iguais a 3 precisam, aproximadamente, de um FR maior ou igual 15. Portanto, um valor de MOS tem um valor de FR associado, e, pelas configurações do codificador, os únicos valores de FR maiores ou iguais a 15 são 15 e 30.
As perdas inicialmente tem um valor de 0% e, à medida que a transmissão esteja sendo realizada, podem ser obtidas estatísticas da rede para mudar o valor das perdas (PER) e atualizar o valor do SBR. Este valor de perdas também pode ser obtido por medio de um feedback do par que esteja recebendo o vídeo.
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O valor do SBR define o FR também, pois se houver poucas perdas na rede, podem ser obtidos valores maiores de SBR, valores estes que definem as camadas a serem transmitidas, ou seja, camadas que têm associados valores específicos de FR para melhorar a qualidade percebida, ou valores maiores de resolução, embora o FR sempre terá prioridade.
Assim, com um MOS desejado pelo usuário e definindo perdas de 0%, é possível calcular um valor de SBR inicial, digamos SBR0, para decidir qual camada do vídeo vai ser enviada para o par que esteja recebendo o vídeo.
O esboço do algoritmo para o esquema adaptativo é apresentado a seguir:
Como uma observação, fica o fato de que o SBR também depende do tipo de vídeo a ser transmitido (SM, GW ou RM). Assim, para cada tipo de vídeo existem valores diferentes de SBR e valores limites, mostrados na Tabela 5.2.
A Figura 5.17 mostra o diagrama conceitual do funcionamento do esquema adaptativo proposto. A figura mostra uma parte da rede em malha, onde vários pares Algoritmo 1 Esquema Adaptativo
Obter: 0≥ MOS ≥ 5 //Recomendado MOS ≥ 3, valor dado pelo usuário. Definir: PER0=0
FR0=15 N=10
Calcular
𝑆𝐵𝑅
0= 𝑒
𝑀𝑂𝑆𝑒−𝑑𝑃𝐸𝑅−𝑎−𝑏𝐹𝑅𝑐Selecionar: Camada[0] com bitrate ≤ SBR0
Enviar: Camada[0]
t = duração do vídeo/N // define cada quanto é feita a atualização do valor de SBR e do MOS
Enquanto: reprodução do vídeo esteja sendo feita
Cada t Fazer
Obter PERi // PER do par i que está recebendo o vídeo
Obter MOSi // Atualizar o valor de MOS, se o usuário deseja aumentar o diminuir. Calcular SBRi
Se SBRi ≤ bitrate[camada base] Enviar: Camada[base]
Senão Se SBRi ≥ bitrate[maior camada]
Enviar: Camada[maior]
Senão
Selecionar: Camada[i] com bitrate ≤ SBRi
Enviar: Camada[i] Fim Se
Fim Enquanto
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estão enviando um vídeo para outro par. O esquema é de baixa complexidade, pois o preditor precisa processar poucos dados (calcular o SBR baseado no PER e no MOS desejado pelo par que está recebendo o vídeo) para tomar decisões sobre quais camadas do vídeo enviar. Diferentemente dos casos de esquemas adaptativos mostrados no Capítulo 4, o esquema não está centrado no receptor, pois este só envia informações aos pares que enviam o vídeo, e são os remetentes quem decidem qual camada vão enviar. Outra diferença é o uso do simulador P2PTVsim anteriormente mencionado, pois aquele usado na maioria dos casos anteriormente expostos é o NS-2.
Figura 5.17: Diagrama conceitual do esquema adaptativo.
A Figura 5.18 mostra a adaptação do SBR sendo feita, onde se mostra que o SBR varia de acordo com os parâmetros que o algoritmo usa para calcular este valor e, de acordo com este, selecionar o valor adequado no arquivo de bitrate do vídeo codificado. Cabe resaltar que os valores do SBR estão limitados pelos valores contidos no arquivo de bitrate e, quando o SBR tem um valor maior ou menor do que o limite estabelecido no arquivo de bitrate, o algoritmo trunca esse valor ao máximo ou ao mínimo valor possível.
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Figura 5.18: Adaptação do bitrate.
A Figura 5.19 mostra o valor do MOS com o esquema e sem o esquema adaptativo proposto nesta dissertação. Pode ser vista a maior variação da avaliação do MOS obtido sem o esquema em relação ao MOS com o esquema. Como o MOS é definido pelo usuário, e no caso o valor do MOS foi predefinido para ser 3.5, a adaptação tenta fazer com que o valor do MOS seja sempre 3.5 (ou esteja o mais perto possível) e adapta o streaming para tentar obter sempre este valor.
Figura 5.19: Adaptação do MOS. 5.4 - CONCLUSÃO
O presente capítulo tratou os aspectos referentes à descrição dos experimentos e à proposta de mapeamento QoS-QoE. Dentro da descrição dos experimentos foi necessário falar sobre as simulações e sobre a arquitetura proposta, além da metodologia adotada para a avaliação do MOS. Outro assunto importante tratado neste capítulo é o mapeamento de QoS em QoE, como é feita a predição do MOS e a avaliação do
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 200 400 600 800 1000 1200 Tempo [s] SBR 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Tempo [s] M O S
MOS sem o esquema de adaptacão MOS com o esquema de adaptacão
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impacto dos parâmetros de rede selecionados (SBR, PER e FR) sobre o MOS. Finalmente foi proposto um esboço para um esquema adaptativo baseado nos resultados obtidos.
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