АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ Докладчик: Андрей Сухов, ООО НПЦ «Интернет ТВ», СамГАПС, Соавторы: Prasad Calyam OARnet, Ohio State University, Ohio, USA Алексей Платонов Александр Ильин РосНИИРОС, Москва

Примеры Voice and Video over IP (VVoIP) технолигий: Видеоконференции Видео по требованию Интернет телевещание КачествоТехнология сжатия Скорость потока (Mbps) SQCIF – HDTV, F r =60, R=1980*1080, q=32 MPEG SQCIF – HDTV, F r =60, R=1980*1080, q=32 MPEG-25 to 34 VCR quality TV, R=400*300, F r =30 MPEG-11.2 Videoconferencing, R=CIF(4CIF), F r =15- 30, q=16 H.263, H to 2.048

дискретные изображения F r, R, q непрерывный видеоряд Кодировка Передающая точка Ce n Прием сигнала Сеть D n – задержка j n - джиттер Буферизациядекодирование YnYn Cd n Марковский процесс, I n – межпакетный интервал, W n – размер пакета, E(I n ), E(W n ) – конечные величины, (I n ), (W n ) – межквартильная широта Марковский процесс Q MOS Дискретный видеоряд

Объект наших исследований – видео потоки 384 – 2048 Kbps Фактор оборудования Искажения, вносимые сетью Фактор человеческого восприятия Переменные, описывающие фактор оборудования: Частота кадров, F r Разрешение, R Цветовая гамма, q Скорость видеопотока, B s B s = (K) A l (F r, R, q) - коэффициент сжатия K – скорость доступа в Интернет A l – величина, характеризующая видео контент

Типы распределений, описывающие исходный сигнал межпакетный интервал {I n }, {W n } – размер пакетов

Параметры, описывающие сетевое соединение: Задержка пакета, D n Вариация задержки (джиттер), j Потери пакетов, p Перестановки пакетов Человеческий фактор: Тип аудиовизуального ряда Качество связи по шкале MOS, Q MOS

Схема тестирования в локальной сети

Схема тестирования в глобальной сети:

Утилиты: H.323 Beacon RIPE test box Iperf Pathping Ethereal traces (RTP module) Скорость связи: 128, 384, 512, 768, 1024, 1472, 1920 Kbps Качество связи: OARnet – HeaNet MOS – 4.33, j < 4 ms, p < 0.12% Russia – OARnet, HeaNet MOS 40 ms

Ethereal RTP Analysis Module (2) General UDP Stream decoded as an H.263 payload stream

Ethereal RTP Analysis Module (3) Audio Stream Video Stream

Ethereal RTP Analysis Module (4) Pink-marked packets relate to either lost or re-ordered packets! Re-ordering; (Observe Sequence #s; could also be 2 consecutive packet losses) Loss

Ethereal RTP Analysis Module (6) An Imported CSV File!

RTP packet arrivals during 60 sec interval: a) 384 Kbpsb) 768 Kbps c) 1920 Kbps

Typical distribution F and distribution density p of inter packet interval at sender side (512 Kbps):

Typical distribution F and distribution density p of inter packet interval at sender side (768 Kbps):

Typical distribution F and distribution density p of packet size (1920 Kbps):

Параметры распределений{I n } и {W n } (ex., ITU-T H.261) Resolution B s, Kbps [W n ], bytes [I n ], ms [I n ] QCIF, CIF CIF, 4CIF CIF, 4CIF CIF, 4CIF CIF ITU-T G.722: I n =40 ms; W n = 374 bytes

Оценка по шкале MOS для голоса: - среднее квадратичное (IPDV) - процент потери пакетов ping sequence: ping –s [value > 100] [IP address of another end point] Iperf -u

Оценка по шкале MOS для видео: - средне квадратичное (IPDV) - процент потери пакетов ping sequence: ping –s [value > 100] [IP address of another end point] Iperf -u

Практическое применение результатов исследований: Инсталляция системы Интернет-телевещания в Самаре с использованием Самарской региональной сети науки и образования (оператор ООО НПЦ «Интернет ТВ») Создание телевизионного научно-образовательного канала Техническая база: Система потокового видео (видеоконференцсвязи) VIDICOR ( созданная в ИММ УрО РАН видеокодек MPEG-4 Настройка мультикастинговой рассылки и определение наилучших параметров вещания осуществлено при помощи представленной модели. В процессе исследований был выдан ряд советов для улучшения сетевых параметров VIDICOR.