midi sans frontières analyse des problèmes relatifs à la communication musicale sur ip mémoire...
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MIDI Sans Frontières
Analyse des problèmes relatifs à la communication musicale sur IP
Mémoire présenté en vue de l’obtention du grade de Licencié en informatique par Van Schel André
Contexte Tendance actuelle : Support de tous les
médias sur infrastructure unique. Données Téléphonie Vidéo-Conférence
La communication musicale est elle supportée ? Transfert de fichiers : OK Streaming : OK (temporisation importante) Communication ?
Utilisations TéléOrchestra Simplification connectique Serveur de sons
Pôles
PSYCHOACOUSTIQUEseuil
mécanisme
TRANSPORT MIDIscénarioimpactcause
conséquence
RESEAUprotocoles
H.323QoS
MIDIprotocolemessages
ADSR
INTERACTIONMUSICALE
MIDI
• Musical Instrument digital interface• Description de performance musicale• Pas le son , les actions !• Touche pressée, touche relâchée …• Au départ prévu pour être transporté sur un simple
câble entre instruments de musique.• Débit faible• Différence du son d’un générateur à l’autre
• Etudes :• Protocoles• Structure des messages• Interprétation des messages
Interprétation des messages par le récepteur
Le récepteur génère le son selon une enveloppe (ADSR) dont les points importants sont déterminés par les messages notes on – notes off
TIME
ATTACK DECAY SUSTAIN RELEASE
NOTE ON NOTE OFF
Amplitude et pente en fonction de lapression exercée
(Dans le msg Note On)
Psychoacoustique
Pourquoi ?• Détermination de seuil de perception• Mécanismes d’anticipation• Calcul de vitesse• Détermination de limites acceptables
La prudence est nécessaire dans l’utilisation de résultats empruntés !
Transport MIDI Etudes des contraintes propres aux
réseaux sur la communication musicale Identification des problèmes Détermination de leurs causes
(influence sur le choix d’architecture réseau)
Portée des problèmes (Parfois en regard aux résultats psychoacoustique)
Solutions
Analyse des problèmes de transport MIDI Le cas 2 par exemple montre que l’existence d’une seule perte peut influencer toute le performance Nécessité d’analyser systématiquement les différents scénarios. Attention : on situe notre travail au niveau des hosts
TIM E
SENDE R
RE CEIVER
Note O n Note O ff
CAS 1
TIME
SENDER
RECEIVER
Note On Note Off
CAS 2
TIME
SENDER
RECEIVER
Note On Note Off
CAS 3
TIME
SENDER
RECEIVER
Note On Note Off
CAS 2
TIME
ATTACK DECAY SUSTAIN RELEASE
NOTE ON NOTE OFF
Amplitude et pente en fonction de lapression exercée
(Dans le msg Note On)
TIME
ATTACK DECAY SUSTAIN RELEASE
NOTE ON NOTE OFF
Amplitude et pente en fonction de lapression exercée
(Dans le msg Note On)
Dans ce cas, faut t’il jouer la note ou pas ? Cela dépend des caractéristiques du générateur de sons.
Mécanisme mis en place
Temporisation en regard des seuils de perception (parler de la distance entre musicien) et la vitesse du jeu.
Retransmission d’état :• Intégré aux messages (compressé)• À intervalles :réguliers, croissant
Prise en compte des caractéristiques ADSR Anticipation (basculement partiel du délai
réseau sur le jeu de l’émetteur) en fonction de la vitesse du jeu
Réseau
Choix de protocoles Analyse par couches Choix :
Couche Réseau : IP (répandu) Couche Transport
• TCP : mauvais candidat : mécanisme de fenêtre glissante inapproprié. Blocage en cas de perte
• UDP : Mode non connecté. Pas d’ordonnancement, pas de contrôle de perte. Adapté mais incomplet.
Couche Application : RTP/RTCP (addition de l’horodatage et des numéros de séquences au-dessus de UDP, rapport de réception) Outils pour la mise en œuvre du control de flux et de la correction d’erreur aux niveaux des systèmes d’extrémités.
Extension : H.323
H.323 : Paquet Based Communication systems Différence entre communication MIDI et Voip =
Traitements dans les systèmes d’extrémités matérialisés en codecs
• Alias• Annuaire• Gestion de conférence• Bases de données hiérarchiques• Support de point à point et multipoint• Contrôle d’admission• Traduction d’adresse• Identifiant (e-mail traduit en adresse transport)• Négociation quand plus de 2 participants• Mobilité.
QoS (Quality of Service)
Pas appliquée sur IPv4 (IPv6?) Gestion sous entités administratives
différentes Analyse de modèles de QoS Choix de DiffServ (classes de trafics à priorités
différentes)• Economique (pas de réservation car le trafic est
fortement variable)• Différencié (priorité pour les trafics sensibles)
Famine ?
Mesure de la qualité
• Dans le son en général • Mesure par groupe
d’auditeurs• Emergence de logiciels de
mesure
• En musique• Absence d’un modèle
psychoacoustique permettant de quantifier l’apport des méthodes
• Mesure par groupe d’auditeurs
Conclusions
• MIDI n’est pas le candidat idéal, il est fait pour décrire les actions du musicien pas la musique.
• Le succès des communications musicales sur Internet est ponctuel de par la grande variation de délai que l’on peut y rencontrer.
• Les mécanismes mis en place permettent clairement de repousser les limites d’utilisation sur Internet.
• L’utilisation sur une infrastructure supportant les mécanismes de QoS permet la transmission MIDI conformément aux modèles sélectionnés.