انتقال ویدئوی متراکم شده و از پیش ثبت شده مستلزم خدمات چند رسانه ای برای پشتیبانی نوسانات زیاد در نیازها و مقررات پهنای باند در مقیاس های زمانی چندگانه است . فن آوری های هموارسازی پهنای باند می تواند و شیوع یک جریان دارای سرعت بیت متغیر را با کامل کردن اطلاعات تحت یک سری از سرعت های ثابت کاهش دهند و تخصیص منابع در سرویس دهنده های ویدئو و شبکه ارتباطات را آسان می سازند . با فرض یک بافر ثابت پیش واکنشی از طرف مشتری ، چندین الگوریتم هموارسازی پهنای باند معرفی شده اند که تحت شرایط معینی بهینه هستند . این مقاله یک مجموعه از متریکها را برای مقایسه این الگوریتم های هموارسازی و ارزیابی هزینه و عملکردها ارائه می کند . بدلیل کمیابی اطلاعات ردیابی موجود ، ما یک بستر آزمایش تسخیر ویدئو تولید کرده ایم و یک مجموعه از بیست کلیپ های ویدئویی کدبندی شده JPEG با طول کامل ایجاد نموده ایم . با استفاده از این رد و مسیرهای ویدئویی و یک سری از اندازه های بافر مشتری ، نقش موجود بین متریک‌های عملکرد را از طریق آزمایشات شبیه سازی بررسی می نماییم . نتایج قوت و ضعف منحصر به فرد هر الگوریتم هموارسازی پهنای باند را نشان می دهد و موارد مربوط به تحقیق آینده را پیشنهاد می کنند .
مقدمه :
بسیاری از کاربردهای چند رسانه ای در حال ظهور از قبیل کتابخانه های دیجیتال و خدمات تقاضای مبتنی بر ویدئو ، متکی بر انتقال مفید ویدئوی پیش ثبت شده
می باشد . روشهای تراکم مفید ، از قبیل MPEG و JPEG – حرکت ، اساساً
می توانند نیازهای منبع را برای ذخیره سازی و انتقال جریان های ویدئو را کاهش دهند . با این حال ، ترافیک ویدئوی متراکم شده نوعاً شیوع مهمی را براساس مقیاسهای زمان چندگانه نشان می دهند که ناشی از ساختار چهارچوب الگوریتم تراکم و همچنین تغییرات طبیعی در داخل و بین صفحه ها است . این ترافیک سرعت بیت متغیر تلا را برای تخصیص منابع شبکه و سرویس دهنده برای تضمین برگشت نمایش در سایت های مشتری را تضمین می نماید ، از قبیل ایستگاه های کار و جعبه های SET-TOP . برای کاهش شیوع ترافیک ، کاربردهای ویدئویی ذخیره شده می توانند بر اساس یک اولویت دانش از اندازه های چهارچوب در جریان ویدئوی تراکم یافته سرمایه گذاری می شوند. بویژه ، سرویس دهنده می تواند جریان را توسط پیش واکنش نمودن چهارچوب های ویدئو قبل از هر شیوع (انفجار) هموار نماید . با آغاز انتقال ، سرویس دهنده می تواند چهارچوب های بزرگ را با سرعتی آهسته تر ارسال نماید بدون آنکه کاربردهای مشتری متوقف شود . سیستم می تواند اصلاح شده ، کدبرداری شده و چهارچوب ها (فریم ) را با سرعت فریم روان نمایش دهد جایی که چهارچوب i مستلزم fi بایت ذخیره می باشد . ود بالقوه پیش واکنشی بستگی به اندازه b از بافر مشتری دارد . سرویس دهنده باید مقدار پیش واکنشی را محدود نماید تا از جریان اضافه این بافر جلوگیری نماید و با این حال از جریان کمتر از مقدار معمول پرهیز نماید . سرویس دهنده باید اطلاعات کافی را منتقل کند تا به مشتری اجازه تخلیه بافرش را تحت شرعت نمایش چهارچوب بدهد . سرویس دهنده
می تواند شیوع ویدئوی از پیش ثبت شده را کاهش دهد ، در حالی که از جریان بیش و کمتر از حد معمول پرهیز می کند و یک الگوریتم هموارسازی پهنای باند را مطابق بحث بخش 2 بکار می برد .
بر اساس طول های فریم fi و اندازه بافر b ، این الگوریتم ها یک طرح انتقال تولید می کنند که شامل m اجرای با سرعت ثابت می باشد . طول های این اجراها بستگی به اندازه بافر مشتری و درجه شیوع در جریان ویدئوی زیرین دارد . برای یک اندازه بافر مشتری معقول ، هموارسازی پهنای باند می تواند یک پلان انتقال را با تعداد کمی از اجراها و یک کاهش چشمگیر در نیاز پهنای باند اوج جریان در مقایسه با یک انتقال همواره نشده از فریم های ویدئو ایجاد نماید . در نتیجه ، هموار سازی پهنای باند دارای توانایی بالقوه برای کاهش ضروری منایع سرویس دهنده و شبکه مورد نیاز برای انتقال ویدئوی ازپیش ثبت شده است بدون آنکه تاخیر در برگشت نمایش در مشتری را موجب گردد . بررسی های قبلی trade off های عملکرد – هزینه این الگوریتم ها را بررسی نکرده اند که ناشی از موجودیت محدودیت اطلاعات ویدئوی متراکم شده می باشد . این مقاله یک مقایسه جامع از الگوریتم های هموارسازی پهنای باند را نمایش می دهد که مبتنی بر یک مجموعه از متریک های عملکرد است که مستقیماً به پیچیدگی انتقال ، حمل ، و بازگشت نمایش ویدئوی متراکم و پیش ثبت شده مرتبط می شود . الگوریتم های هموارسازی پهنای باند موجود پلان های انتقال را با
طول های متفاوت m و نیازهای سرعت متفاوت در هر اجرا را تولید می کنند که بستگی به آن دارد که چه متریک هایی را سعی دارند تا بهینه سازی نمایند . بویژه ، ما چهار الگوریتم را مقایسه می کنیم که پلان هایی را ایجاد می کنند که : تعداد
افزایش های پهنای باند را کمینه می نمایند .
تعداد کل تغییرات پهنای باند را کمینه می نمایند . قابلیت تغییر نیازهای پهنای باند را کمینه می نمایند .
شامل اجراهای پهنای باند ادواری هستند .
در بخش زیر این الگوریتم های هموارسازی پهنای باند با تاکید بر نحوه تلاش آنها برای بهینه سازی این متریک های خاصی شرح داده می شود . برای یک مقایسه عملکرد جامع ، یک کتابخانه از بیست ویدئوکلیپ رمز شده JPEG حرکت را تولید کرده ایم که با استفاده از یک بستر آزمایش تسخیر ویدئو بر پایه PC دیجیتالی (رقومی) شده است که در بخش 3 شرح داده شده است . بر پایه این جریان های ویدئوی متراکم ، بخش 4 الگوریتم هموارسازی را شرح می دهد و نمایش متقابل پیش و وظائف بینی متریک‌های عملکرد را بررسی می نمایند . علاوه بر بررسی الگوریتم های هموارسازی پهنای باند ، این بررسی ها خواص منحصر به فرد ویدئولیپ های زیرین (اساسی) رامشخص می نمایند . بویژه جریان های ویدئوی هموار شده
تفاوت های چشمگیر در نیازهای سرعت اوج و قابلیت تغییر پهنای باند را نشان
می دهند . این بررسی ها جهات احتمالی را برای تحقیق بعدی در خصوص انتقال مفید ویدئوی از پیش ثبت شده را موجب می گردند که در بخش 5 بحث گردید . 2-هموارسازی پهنای باند – هموارسازی پهنای باند می تواند شیوع ترافیک ویدئوی متراکم شده را در یک معماری تقاضای بر پایه ویدئوی کاهش دهد که در شکل 1 نشان داده می شود . سرویس دهنده های ویدئو نوعاً ویدئوی از پیش ثبت شده را بر روی دیسک های بزرگ و سریع ذخیره می کنند و ممکن است شامل ذخیره سازی سه گانه از قبیل نوارها یا جعبه های نوری برای نگه داری اطلاعات درخواستی (کمتر مورد تقاضا) باشد .