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Avaliação de Desempenho e Consumo Energético de Streaming de Vídeo Auto
Adaptativo em Dispositivos Móveis
Charles Bezerra [email protected]
Orientador: Eduardo [email protected]
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Agenda
• Introdução
• Dash
• Problemas
• Objetivos
• Próximos passos
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Introdução
O vídeo já é o maior consumidor de tráfego de redes móveis e deverá crescer 60% ao ano até 2019.
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+ 1 Bilhão de acessos por mês + 45 Milhões de assinaturas nomundo
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Introdução
Inicialmente, o streaming sobre HTTP ocorria como downloads
progressivos, mas devido às variações de banda disponível, esse modelo
se mostrou ineficiente porque resultam em interrupções da reprodução e no
desperdício de banda quando a reprodução é interrompida.
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Introdução
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Introdução
Em 2009, o Moving Picture Expert Group (MPEG) junto com outras empresaselaborou a especificação chamada Dynamic Adaptive Streaming over HTTP –DASH.
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DASH – Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
DASH é um modelo de streaming de mídia para provimento de conteúdomultimídia no qual o controle reside exclusivamente no cliente;
Foi normatizado com a ISO/IEC 23009-1:2012;
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Infraestrutura
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Figura: Infraestrutura DASH básica
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Infraestrutura
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Figura: Infraestrutura DASH
SERVIDOR HTTP
Qualidade
Tempo
Alta
Média
Baixa
Diferentes representações
de qualidade
Qualidade
Tempo
REDE COM LARGURA DE BANDA
DISPONÍVEL (INTERNET)
Variação da qualidade
do sinal da redeQualidade
Tempo
Alta
Média
Baixa
USUÁRIO COM
DISPOSITIVO MÓVEL
Representação de qualidade
no dispositivo móvel
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Infraestrutura
MoDCS - www.modcs.org 1001/04/2015
Figura: Infraestrutura DASH
Alta
Média
Baixa
QUALIDADEIMAGEM/REDE
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Infraestrutura
MoDCS - www.modcs.org 1101/04/2015
Figura: Infraestrutura DASH
Alta
Média
Baixa
QUALIDADEIMAGEM/REDE
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DASH – Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
MoDCS - www.modcs.org 1201/04/2015
Figura: Estrutura de conteúdo e funcionamento
Segmentos
Segmentos
Segmentos
Segmentos
Segmentos
Segmentos
Segmentos
Segmentos
MPD MPD
SERVIDOR HTTP
Controle
Cliente HTTP
CLIENTE DASH
Media
Player
Analisador
Segmento
Analisador
MPD
HTTP 1.1
ENTREGA MPD
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DASH – Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
MoDCS - www.modcs.org 1301/04/2015
Figura: Hierarquia da MPD pela ISO/IEC 23009-1:2012
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DASH – Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
MoDCS - www.modcs.org 1401/04/2015
Figura: Diagrama de blocos DASH
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DASH – Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
MoDCS - www.modcs.org 1501/04/2015
Tabela: Resolução e bitrate do vídeo
Arq. Vídeo codec Vídeo BITRATE(bps)
Resolução FRAME RATE Audiocodec
AudioBITRATE (bps)
1 H264 4500 1920x1080p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
2 H264 4000 1920x1080p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
3 H264 3500 1920x1080p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
4 H264 2500 1280x720p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
5 H264 2000 1280x720p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
6 H264 1500 1280x720p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
~16 100 360x240p 24, 25~30 AAC-LC 128~320
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QoE – Qualidade de Experiência
Está relacionado com avaliação de qualidade de uma aplicação multimídia com a percepção do usuário.
• Métricas• objetivas;
• subjetivas.
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QoE – Qualidade de Experiência
Métricas Subjetivas
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Pontuação Qualidade Prejuízo de imagem
1 Excelente Imperceptível
2 Ótimo Perceptível, com pouca distorção
3 Bom Ligeira distorção
4 Regular Distorção irritante
5 Ruim Grave Distorção
Tabela: Pontuação MOS (Mean Opinion Score)
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QoE – Qualidade de Experiência
Métricas Objetivas
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Equação 1: Mean Square Erros
M x N = É quantidade de pixels do quadroYs (i,j) = Posição do pixel no quadro original Yd (i,j) = Posição do pixel no quadro recebido
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Problemas
• Conectividade de redes móveis e largura de banda;
• Baixa autonomia energética;
• Alto consumo energético durante a transmissão e exibição do vídeo;
• Diferentes bitrates exigem diferentes cargas de processamento e consumo energético.
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Objetivos
• Avaliar o consumo energético do dispositivo durante o processo de transmissão e exibição do vídeo;
• Avaliar os impactos causados no dispositivo (CPU, Memória, GPU, etc) durante a mudança automática da resolução do vídeo;
• Investigar a relação QoE e consumo energético.
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Próximos Passos
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• Montar uma infraestrutura de um servidor de streaming de vídeo DASH;
• Procurar ou desenvolver um player que utilize a especificação DASH;
• Procurar meios de monitorar o consumo energético do dispositivo móvel
durante a execução do streaming de vídeo;
• Investigas a relação do QoE com o consumo energético;
• Criação de modelos
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Dúvidas
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Dúvidas
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Obrigado!
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Referências
MoDCS - www.modcs.org 2401/04/2015
MPEG-DASH Industry Forum. Overview of MPEG-DASH Standard. Disponível em:<http://dashpg.com/mpeg-dash>.
ISO; IEC. ISO/IEC 23009-1:2012: Information technology – Dynamic adaptive streaming overHTTP (DASH) – Part 1: Media presentation description and segment formats. ISO StandardsCatalogue. 3 de abr. 2012.
SODAGAR, Iraj. MPEG-DASH: The Standard for Multimedia Streaming Over Internet. IEEEMultimedia, vol. 18, 4., p. 62-67, Universität Trier, Alemanha.
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Referências
MoDCS - www.modcs.org 2501/04/2015
MARQUES, André; BETTENCOURT, Raquel; FALCÃO, Joana. Internet Live Streaming.Instituto Superior Técnico, Portugal. Mai. 2012.
D. Miao, W. Zhu, C. Luo, C. Wen Chen, “Reseurce alocation for cloud-based free viewpointvídeo rendering for mobile phones”, Proceeding MM '11 Proceedings of the 19th ACMinternational conference on Multimedia Pages, 1237-1240 ACM New York, NY, USA 2011.
Posch, D.; Hellwagner, H. and Schartner, P. “On-Demand Video Streaming based onDynamic Adaptive Encrypted Content Chunks”, Network Protocols (ICNP), 2013 21st IEEEInternational Conference on, Goettingen, 7-10 Oct. 2013.
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Referências
MoDCS - www.modcs.org 2601/04/2015
Geng Xi, Xiaoyi Zhang, and Kaiming Qu, “On Adaptive Live Streaming in MobileCloud Computing Environments with D2D Cooperation,” 1st InternationalConference on Telecommunications (ICT), 2014.2.
Karim Jahed, Mounir Younes, and Sanaa Sharafeddine. Energy Measurements forMobile Cooperative Video Streaming. Wireless Days (WD), 2012 IFIP. Dept. ofComput. Sci. & Math., Lebanese American Univ., Beirut, Lebanon.
DASH-IF. Disponível em: <http://dashif.org/news/>