FR3128084A1 - procédé de gestion de la lecture d’un contenu multimédia. - Google Patents

procédé de gestion de la lecture d’un contenu multimédia. Download PDF

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Abstract

TITRE : procédé de gestion de la lecture d’un contenu multimédia. L'invention concerne une entité de gestion (MNG) de l’accès à un contenu segmenté, les segments étant aptes à être téléchargés sur requête, via un lien de communication (LI1), à des instants, dits instants de référence, la requête d’accès à un segment incluant un premier débit d’encodage choisi dans un ensemble de premiers débits d’encodage disponibles, les segments reçus pouvant être lus à une vitesse de lecture pouvant varier par rapport à une vitesse de lecture de référence, l’entité (MNG) comprenant, a. Un module d’estimation apte à estimer la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée b. Un module de sélection apte à, sur détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de lecture de référence, sélectionner d’un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante. Figure 1

Description

procédé de gestion de la lecture d’un contenu multimédia.
Le domaine de l'invention est celui des contenus multimédias numériques, à savoir les contenus audio et/ou vidéo numériques, également appelés contenus audiovisuels.
L’invention se rapporte tout particulièrement à un procédé de gestion de lecture d’un contenu multimédia.
Les contenus visés ici sont des contenus découpés en segments associés à plusieurs débits d’encodage respectifs sélectionnables sur requêtes émises depuis un dispositif de lecture de flux multimédias.
Un dispositif de lecture vise tout dispositifs aptes à recevoir des flux multimédias sous forme de segments par exemple un décodeur, un téléphone mobile, une tablette, etc.
Un contenu est par exemple un contenu de télévision à la demande, un contenu de vidéo à la demande, etc.
Etat de la technique
Il existe aujourd’hui de nombreux dispositifs de lecture de contenus audiovisuels permettant à un utilisateur d’accéder à des contenus multimédias tels que la vidéo à la demande (VOD), la télévision à la demande (TVOD), etc. Les dispositifs de lecture sont adaptés pour recevoir un contenu numérique sous forme de données multimédia et pour en faire une restitution sur un dispositif de restitution.
Certains dispositifs de lecture offrent aujourd’hui la possibilité de lire des contenus en léger accéléré, par exemple 1.05 fois plus vite (noté x1.05) qu’à la normale, ou 1.1 fois plus vite (x1.1). On parle ici d’un véritable mode de lecture accélérée et non pas d’un mode de navigation en accéléré dans un contenu. L’objectif de ce mode de lecture accéléré est de pouvoir visualiser un contenu en un temps un peu plus court que la durée réelle du contenu par exemple pour gagner du temps.
Cette lecture accélérée pose problème lorsque le contenu est un contenu segmenté, chaque segment étant disponible en plusieurs débits d’encodage. Un tel contenu est, par exemple, un contenu téléchargé en mode de streaming adaptatif. La norme MPEG-DASH (pour l’anglais “Dynamic Adaptive Streaming over HTTP”, en français « diffusion en flux adaptatif dynamique sur HTTP ») est un standard de format de diffusion audiovisuelle sur Internet ; ce standard se base sur la préparation du contenu en différentes représentations de qualité et débit variables, découpées en segments de courte durée (de l’ordre de quelques secondes), également appelés « chunks » par l’homme du métier. Chacun de ces segments est rendu disponible individuellement au moyen d'un protocole d'échange entre le terminal de restitution et le serveur fournisseur de contenus multimédias. Le protocole principalement ciblé est le protocole HTTP, mais d'autres protocoles (par exemple FTP) peuvent également être utilisés. L'organisation des segments et les paramètres associés sont publiés dans un fichier de description au format XML.
Le principe sous-jacent à cette norme est que le client MPEG-DASH effectue une estimation de la bande passante disponible pour la réception des segments, et, en fonction du remplissage de son tampon de réception, choisit, pour le prochain segment vidéo à charger, une représentation dont le débit :
- assure la meilleure qualité possible,
- et permet un délai de réception compatible avec le rendu ininterrompu du contenu.
Ainsi, pour s’adapter à la variation des conditions réseau, notamment en termes de bande passante, les solutions existantes de téléchargement adaptatif permettent au dispositif de lecture de passer d’une version du contenu encodée à un certain débit, à une autre encodée à un autre débit, au cours du téléchargement. En effet, chaque version du contenu est divisée en segments vidéo de même durée. Pour permettre une restitution en continu du contenu sur le dispositif de lecture, chaque segment doit atteindre le terminal avant son instant programmé de restitution. La qualité perçue associée à un segment augmente avec la taille du segment, exprimée en bits, mais dans le même temps, des segments plus gros requièrent un temps de transmission plus important, et donc présentent un risque accru de ne pas être reçus à temps pour une restitution en continu du contenu.
Le dispositif de lecture doit donc trouver un compromis entre la qualité globale du contenu, et sa restitution ininterrompue, en sélectionnant avec soin le prochain segment à télécharger, parmi les différents débits d’encodage proposés. Il existe pour ce faire différents algorithmes de sélection de la qualité du contenu en fonction de la bande passante disponible, qui peuvent présenter des stratégies plus ou moins agressives, ou plus ou moins sécuritaires.
Dans un environnement de contenu diffusé en mode adaptative streaming HAS, l’algorithme de sélection des segments vidéo se base sur la durée de chaque segment pour déterminer la qualité du flux à télécharger et afficher. Il s’ensuit que lorsque la lecture est accélérée, il arrive que la mémoire tampon soit vide avant même que le segment suivant soit reçu. Il résulte de ce défaut des défauts de restitution (freeze, etc.) du contenu sur le dispositif de restitution.
L'invention offre une solution ne présentant pas les inconvénients de l'état de la technique.
L'invention
A cet effet, selon un aspect fonctionnel, l'invention a pour objet un procédé de gestion de l’accès à un contenu segmenté, les segments étant aptes à être téléchargés sur requête, via un lien de communication, à des instants, dits instants de référence, la requête d’accès à un segment incluant un premier débit d’encodage choisi dans un ensemble de premiers débits d’encodage disponibles, les segments reçus pouvant être lus à une vitesse de lecture pouvant varier par rapport à une vitesse de lecture de référence, le procédé comprenant,
  • une étape d’estimation de la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée,
  • sur détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de lecture de référence, une étape de sélection d’un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante
Un changement de vitesse de lecture de segments impose des durées moins espacées entre les instants de réception des segments que lorsque les segments sont reçus lors d’une lecture normale (ou vitesse de référence). Il résulte des instants téléchargements moins espacés une occupation en bande passante plus importante que le débit d’encodage des premiers segments indiqué dans le fichier de description. L’invention propose, lorsque la vitesse de référence est modifiée, de modifier le procédé de sélection du débit d’encodage dans le fichier de description en prenant en compte le fait que la bande passante qu’occupera le segment à télécharger ne correspondra pas au débit d’encodage indiqué dans le fichier de description. Dans le cas d’une lecture accélérée, la bande passante occupée par le téléchargement des segments sera plus importante que lors d’une lecture à une vitesse de référence. L’invention permet ainsi de sélectionner un débit d’encodage d’un segment qui assure une lecture sans interruption du contenu.
A noter que l’étape d’estimation peut être réalisée avant ou après la détection du changement de vitesse de lecture.
La modification peut consister en une accélération de la vitesse de lecture. Selon un premier mode de réalisation, si la vitesse de lecture est supérieure à la vitesse de lecture de référence, l’étape de sélection du premier débit comprend
  • une sous-étape d’obtention de nouveaux débits d’encodage, dits deuxième débits d’encodage, basés sur les premiers débits d’encodage et obtenus en prenant en compte la durée entre les instants de téléchargement des segments liée à la vitesse de lecture détectée,
  • une sous-étape de prise en compte des deuxièmes débits et de la bande passante courante sur le lien de communication lors du choix du premier débit d’encodage à sélectionner pour le segment à télécharger.
Dans ce mode, l’entité de gestion détermine, suite à la détection d’une lecture rapide et donc d’un espacement plus réduit qu’à la normale entre instants de réception des segments, la bande passante nécessaire pour télécharger un segment pour chaque débit d’encodage proposé dans le fichier de description. Plus précisément, l’entité de gestion obtient des débits, dits deuxièmes débits d’encodage plus élevés que les premiers débits. Ensuite, l’entité de gestion vérifie quels deuxièmes débits d’encodage sont inférieurs à la bande passante courante disponible ; pour ce faire, l’entité de gestion obtient un ensemble de deuxièmes débits d’encodage concernés et sélectionne un deuxième débit dans cet ensemble ; par exemple, l’entité de gestion retient dans cet ensemble le plus gros deuxième débit d’encodage inférieur à la bande passante courante de manière à assurer, malgré une éventuelle baisse du débit, une restitution de qualité. Suite à la comparaison, l’entité de gestion récupère le premier débit d’encodage du fichier de description qui correspondant au deuxième débit d’encodage retenu. Enfin, une requête d’accès à un segment spécifiant ce premier débit d’encodage est transmise. L’invention peut donc conduire, à la réception de segments avec un débit d’encodage plus faible que si la vitesse avait été la vitesse de lecture de référence ; cependant, cela assure une restitution sans interruption.
Selon une variante du premier mode, les deuxièmes débits sont obtenus en effectuant les étapes suivantes
a. une étape d’obtention d’un facteur d’accélération lié à la vitesse utilisée ;
b. une étape d’application du facteur d’accélération aux premiers débits d’encodage, respectivement.
Cette variante utilise pour chaque vitesse de lecture des facteurs d’accélération calculés au préalable. Dans ce premier mode, la prise en compte du facteur d’accélération peut conduire à une sélection d’un débit d’encodage plus faible, et donc d’une qualité d’image plus faible, mais cette baisse garantit la lecture en continu (sans freeze) du contenu vidéo.
Selon une variante, le facteur d’accélération est mis à jour suite à une modification de la vitesse de lecture. Cette variante permet au module de gestion d’être réactif à tout changement de vitesse de lecture (x1, x1.05, x1.08, …).
Selon une autre variante du premier mode, lorsque plusieurs vitesses de lecture accélérées sont possibles et associées à des vitesses de lectures d’accélération respectives, le facteur lié à la vitesse la plus élevée est appliqué aux premiers débits d’encodage quelle que soit la vitesse utilisée lors d’une lecture accélérée. Cette variante permet de conserver le facteur d’accélération tout au long de la lecture accélérée même si celle-ci varie au fil de la lecture du contenu. On réduit ainsi à la fois les calculs et l’utilisation des ressources (batterie, processeur, etc.) du dispositif de lecture.
Selon un aspect matériel, l’invention se rapporte à une entité de gestion de l’accès à un contenu segmenté, les segments étant aptes à être téléchargés sur requête, via un lien de communication, à des instants, dits instants de référence, la requête d’accès à un segment incluant un premier débit d’encodage choisi dans un ensemble de premiers débits d’encodage disponibles, les segments reçus pouvant être lus à une vitesse de lecture pouvant varier par rapport à une vitesse de lecture de référence, l’entité comprenant,
a. Un module d’estimation apte à estimer la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée
b. Un module de sélection apte à, sur détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de lecture de référence, sélectionner d’un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante.
Selon un autre aspect matériel, l’invention se rapporte à un décodeur comprenant une entité de gestion telle que définie ci-dessus.
Selon un autre aspect matériel, l’invention se rapporte à un programme d'ordinateur apte à être mis en œuvre sur une entité telle que définie ci-dessus, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsqu’il est exécuté par un processeur, réalise les étapes du procédé de sélection définies ci-dessus.
Enfin, selon un autre aspect matériel, l’invention se rapporte à un support de données sur lequel a été mémorisée au moins une série d’instructions de code de programme pour l’exécution d’un procédé de gestion tel que défini ci-dessus.
Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.
D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que le programme d’ordinateur qu’il contient est exécutable à distance. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau par exemple le réseau Internet.
Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé de contrôle d’affichage précité.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La représente un système informatique sur lequel est illustré un exemple de réalisation de l’invention.
La est un schéma synoptique simplifié de la structure matérielle du dispositif du dispositif de lecture
La illustre un contenu comprenant des segmentés auxquels sont associés plusieurs débits d’encodage, respectivement.
La illustre les étapes d’un mode de réalisation du procédé de l’invention dans le cas où la vitesse de lecture est légèrement augmentée.
Description détaillée d'un exemple de réalisation illustrant l'invention :
On présente désormais, en relation avec la , une architecture de téléchargement progressif basée sur l’utilisation du streaming adaptatif HAS selon un mode de réalisation de l’invention. Précisons à nouveau ici que l’invention ne se limite pas à la technologie HAS mais s’étend à toutes autres technologies de téléchargement de données.
Le système informatique SYS comprend un dispositif de lecture de flux multimédia STB, par exemple un décodeur connecté à un terminal de restitution TV tel qu’un dispositif de restitution.
Dans notre exemple, le dispositif de lecture STB peut être connecté sur un port du dispositif de restitution TV ou intégré au dispositif de lecture. Dans notre exemple, à des fins d’illustration, on a choisi un système dans lequel le dispositif de lecture STB est connecté via un port au dispositif de restitution TV.
Dans notre exemple, le dispositif de lecture STB est situé dans un réseau local LAN piloté par une passerelle domestique (non représentée sur les figures). Le contexte du réseau local est donné à titre d’exemple et pourrait être transposé aisément à un réseau Internet de type « best effort », un réseau d’entreprise, etc.
La passerelle est apte à communiquer via un réseau de télécommunication tel qu’un réseau étendu WAN connu de l’homme du métier.
Un serveur de contenus numériques SRV se trouve dans notre exemple dans le réseau étendu WAN. Le serveur de contenus SRV reçoit par exemple des chaînes de contenus de télévision numérique en provenance d’un réseau de télévision diffusée (non représenté), et/ou des vidéos à la demande, et les met à disposition des terminaux clients, ici le dispositif de lecture STB.
Dans notre exemple, le dispositif de lecture est un client. Il est fréquent, dans ce contexte client-serveur, de recourir, pour échanger les données entre le terminal client STB et le serveur de contenus SRV, à une technique de téléchargement progressif adaptatif, en anglais « adaptive streaming », abrégé en HAS basée sur le protocole HTTP. Ce type de technique permet notamment d'offrir une bonne qualité de contenus à l’utilisateur en tenant compte des variations de bande passante qui peuvent se produire sur la liaison entre le terminal client STB et la passerelle de services, et/ou entre cette dernière et le serveur de contenus SRV.
La représente une architecture d’un dispositif de lecture STB. Ce dispositif STB comprend, classiquement, des mémoires MEM associées à un processeur CPU. Les mémoires peuvent être de type ROM (de l’anglais « Read Only Memory ») ou RAM (de l’anglais « Random Access Memory ») ou encore Flash.
Le décodeur STB comprend une mémoire tampon appelée aussi antémémoire ou « buffer » par l’homme du métier.
Le décodeur STB peut transmettre un contenu à restituer au dispositif de restitution TV via un module de communication COM2. Ce module COM2 est par exemple une liaison HDMI.
Le décodeur STB communique avec la passerelle via un module Ethernet pour une communication locale avec fils ou via un module radio de type WiFi pour une communication locale sans fils avec la passerelle résidentielle GTW. Le module en question est référencé CMO1 sur la .
Le décodeur STB comprend une entité apte à gérer le téléchargement en mode adaptative streaming et donc apte à demander un téléchargement progressif de l’un des contenus à l’une des qualités proposées dans un fichier de description.
Le fichier de description peut être téléchargé et enregistré par exemple dans les mémoires MEM du décodeur STB ou se trouver hors du décodeur STB.
Le décodeur STB comprend en outre une entité de gestion MNG dont la fonction sera expliquée ci-après. Dans notre exemple, le module de téléchargement en mode de téléchargement adaptatif introduit ci-dessus fait partie du module de gestion MNG. L’invention ne se limite pas à cette configuration. Les deux modules auraient pu très bien être séparés.
Le décodeur STB peut aussi contenir d’autres modules comme un disque dur non représenté pour le stockage des segments vidéo, un module de contrôle d’accès aux contenus, un module de traitement des commandes reçues du smartphone, etc.
Classiquement, comme on le verra en référence à la , différentes qualités peuvent être encodées pour le même contenu d’une chaîne, correspondant par exemple à différents débits d’encodage. Plus généralement, on parlera de qualité pour se référer à une certaine résolution du contenu numérique (résolution spatiale, temporelle, niveau de qualité associée à la compression vidéo et/ou audio) avec un certain débit d’encodage. Chaque niveau de qualité est lui-même découpé sur le serveur de contenus en segments temporels (ou « segments » de contenu, en anglais « chunks », ces trois mots étant utilisés indifféremment dans l’ensemble de ce document).
La description de ces différentes qualités et de la segmentation temporelle associée, ainsi que les segments de contenu, est accessible par dispositif de lecture STB et mis à sa disposition via leurs adresses Internet. Les adresses Internet identifient des segments sur un réseau. Une telle adresse peut être un identifiant de type URI (sigle anglo saxon de « Universal Ressource Identifier ») connu de l’homme du métier. L’ensemble de ces paramètres (qualités, adresses des segments, etc.) est en général regroupé dans un fichier de paramètres, dit fichier de description ou « fichier de description MNF ». On notera que ce fichier de paramètres peut être un fichier informatique ou un ensemble d’informations descriptives du contenu, accessible à une certaine adresse.
Dans un contexte de téléchargement adaptatif progressif, le dispositif de lecture STB peut adapter ses requêtes pour recevoir et décoder le contenu demandé par l’utilisateur à la qualité qui lui correspond au mieux. Par exemple, si on considère un contenu disponible aux trois qualités suivantes 1 Mb/s (Mégabits par seconde), 1,95 Mb/s (N2), et 3 Mb/s (N3) ; Supposons aussi que le dispositif de lecture STB dispose d’une bande passante de 5 Mb/s sur la liaison LI1 (entre la passerelle et le serveur). Dans cette configuration, le dispositif de lecture STB peut demander le contenu à n’importe quel débit inférieur à cette limite, par exemple 3 Mb/s.
De manière générale, en référence à la , on note « Ci@Nj » le contenu numéro i avec la qualité Nj (par exemple le j-ième niveau Nj de qualité décrit dans le fichier de description).
Le nombre de débits d’encodage disponibles par segment varie selon le dispositif de lecture utilité. Sur la , par exemple un contenu principal C1 comprend cinq débits d’encodage disponibles N1-N5.
Dans notre exemple, le système comprend en outre un encodeur et un générateur de fichier de description non représentés car sans intérêt pour l’exposé de l’invention. L’encodeur a pour rôle d’encoder un contenu numérique afin d’obtenir plusieurs segments et plusieurs représentations pour chaque segment.
Le contenu encodé est transmis au générateur de fichier de description qui génère des adresses URI pour chaque segment créé.
Dans l’exemple illustré, l’encodeur et le générateur de fichier de description sont installés dans le serveur SRV.
Dans notre exemple, le dispositif de lecture STB est un terminal client et peut à ce titre entrer en communication avec le serveur de contenus SRV pour recevoir un ou plusieurs contenus (films, documentaires, séquences publicitaires, etc.).
Dans notre exemple, pour visualiser un contenu, le dispositif de lecture STB obtient une adresse du fichier de description MF d’un contenu principal (par exemple, C1) souhaité. Dans la suite, on supposera que ce fichier est un fichier de type fichier de description selon la norme MPEG-DASH et on se réfèrera indifféremment, selon le contexte, à l’expression « fichier de description » ou « manifeste».
Une fois que le dispositif de lecture STB dispose des adresses de segments correspondant au contenu souhaité, le dispositif de lecture STB procède à l’obtention des segments via un téléchargement à ces adresses. On notera que ce téléchargement s’opère ici, traditionnellement, au travers d’une URL HTTP, mais pourrait également s’opérer au travers d’une adresse universelle (URI) décrivant un autre protocole (dvb://monsegmentdecontenu par exemple).
Lorsque le décodeur STB reçoit les segments, les segments sont ensuite restitués sur l’écran du dispositif de restitution TV.
Les contenus numériques visés sont quelconques à savoir des contenus un programme télévisuel diffusé en différé, ou une vidéo à la demande, ou une vidéo personnelle de l’utilisateur, ou tout autre contenu multimédia équivalent.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous, le contenu est par exemple une émission de télévision.
Le serveur de contenus SRV stocke le contenu C1 sous forme de segments. Plus précisément, le serveur de contenu HAS expose une vidéo C1 sous forme de segments ou « chunks » C1i@Nj encodés à différents débits d’encodage Nj, où l’indice i désigne un identifiant temporel du « chunk » C1i@Nj comme expliqué ci-dessus.
L’entité de gestion MNG du décodeur STB est chargée de venir récupérer des « chunks » auprès du serveur de contenu HAS en choisissant la qualité vidéo Nj en fonction de la ressource réseau disponible en l’espèce la bande passante. On ne décrit pas ici plus en détail la façon dont l’entité de gestion MNG choisit le débit d’encodage du prochain segment vidéo à télécharger : il existe en effet de nombreux algorithmes permettant d’opérer ce choix. On rappelle cependant que, le plus souvent, le principe général de tels algorithmes repose sur le téléchargement d’un premier segment avec un débit d’encodage le plus faible proposé dans le fichier de description, et sur l’évaluation du temps de récupération de ce premier segment. Sur cette base, l’entité de gestion MNG évalue si, en fonction de la taille du segment et du temps mis pour le récupérer, les conditions réseau permettent de télécharger le segment suivant à un débit d’encodage plus élevé. Certains algorithmes reposent sur une augmentation progressive du niveau de qualité des segments de contenu téléchargés ; d’autres proposent des approches plus risquées, avec des sauts dans les niveaux des débits d’encodage des segments successifs.
Dans le cas classique, si un segment vidéo dure « n » secondes, la récupération du segment par l’entité de gestion MNG ne doit pas excéder « n secondes », afin de permettre une restitution sans interruption du contenu par le décodeur STB. Il convient donc pour l’entité de gestion MNG d’opérer le meilleur compromis entre une qualité de restitution, et donc un débit d’encodage, aussi élevé que possible, et le temps de téléchargement du segment, qui doit être suffisamment faible pour permettre une restitution en continu sur le dispositif de restitution TV.
L’entité de gestion MNG présent sur le dispositif de lecture STB commande le téléchargement d’un segment avec un débit d’encodage optimal comme décrit plus en détail par la suite.
Dans un premier temps, le module de gestion MNG récupère le fichier de description MNF qui correspond au contenu vidéo C1 afin de découvrir les segments disponibles du contenu vidéo C1, et les différentes qualités vidéo (ou débits d’encodage) Nj associées. Dans l’exemple de la , le contenu principal C1 est par exemple proposé sous forme de segments de durée 2s, avec un premier débit d’encodage N1 = 1Mb/s, un deuxième débit d’encodage N2 = 1.95Mb/s, un troisième débit d’encodage N3 = 3Mb/s, un quatrième débit d’encodage N3 = 5Mb/s etc.
Dans un mode de fonctionnement normal, l’entité de gestion MNG opère le téléchargement par exemple, des segments successifs C11@N1 (soit le premier segment temporel à un débit d’encodage de 1Mb/s), puis C12@N2 (soit le deuxième segment temporel à un débit d’encodage de 1.95b/s), puis C13@N3 (soit le troisième segment temporel à un débit d’encodage de 3Mb/s), etc.
La vitesse de lecture des segments peut varier par rapport à une vitesse de lecture de référence. La vitesse de référence (notée X1) est une vitesse « normale » de restitution.
Il arrive que la vitesse de lecture soit légèrement augmentée de manière à lire un contenu plus vite qu’à la normal. Elle pourrait très bien être diminuée également.
Selon l’invention, le module de gestion estime la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée.
Ensuite, suite à la détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de référence, l’entité de gestion MNG transmet une commande de sélection d’un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante.
Dans notre exemple, pour l’estimation de la bande passante, l’entité de gestion MNG détermine pour chaque débit d’encodage, dit premiers débits d’encodage, du fichier de description la bande passante qui serait nécessaire pour le téléchargement des premiers débits d’encodage lors d’une lecture accélérée.
On verra dans un premier mode de réalisation qu’un facteur d’accélération est appliqué aux premiers débits d’encodage afin d’obtenir la bande passante qu’occupera les segments du fait de la lecture accélérée. Après application du facteur d’accélération, l’entité de gestion MNG se réfèrera aux seconds débits d’encodage, compare le second débit à la bande passante courante disponible et sélectionne un deuxième débit d’encodage. L’entité de gestion obtient ensuite un premier débit d’encodage correspondant au deuxième débit d’encodage sélectionné et peut requérir un accès à un segment avec le premier débit d’encodage obtenu.
Considérons par exemple des segments vidéo qui font deux secondes (2 sec.) et qui ont un débit d’encodage de 5Mb/s. Lors d’une lecture « normale » (X1) d’un segment encodé à 5Mb/s, on consomme en moyenne 5Mb/s de bande passante sur la liaison LI1. En effet, le segment vidéo qui a une durée de 2 secondes est lu en 2 secondes ; on télécharge donc en moyenne un segment toutes les 2 secondes ce qui correspond à la vitesse de lecture.
Lorsque la vitesse de lecture des segments vidéo est légèrement accélérée par exemple 1.07 fois plus vite (notée 1.07) que la vitesse normale (ou vitesse de référence), pour une même durée de segment de 2 secondes, la lecture ne dure que 1.87 sec. (2 sec. / 1.07 sec. = 1.87 sec, « / » correspond au symbole de la division, « sec. » correspond à l’unité temporelle seconde). Il faut donc télécharger un segment approximativement toutes le 1.87 sec (et non plus 1 segment toutes les 2 sec) pour avoir une lecture fluide et continue.
La bande passante moyenne nécessaire pour télécharger un segment de 2 sec encodé à 5Mb/s toutes les 1.87 sec est donc de 2 / 1.87 * 5 = 5.34Mb/s, donc plus importante qu’avec la vitesse de lecture normale ou de référence.
Quand on est en lecture accélérée, la bande passante utilisée pour consommer une qualité est donc plus importante qu’en lecture normale. Il est donc important de prendre en compte un facteur d’accélération à appliquer aux premiers débits d’encodage afin d’éviter des interruptions de restitution qui auraient pour origine le fait qu’il n’y a plus de segments dans la mémoire tampon. L’utilisation du facteur sera illustrée en référence à la .
L’invention anticipe un besoin de bande passante supplémentaire lié à la lecture rapide d’un contenu. Comme expliqué ci-dessus, l’entité de gestion va sélectionner le premier débit d’encodage associé à un second débit d’encodage dont la valeur est inférieure à la bande passante disponible.
Deux modes de réalisation vont être présentés ci-dessous, l’un utilisant un facteur d’accélération l’autre, moins coûteux en termes de ressources informatiques, supprimant tout simplement des représentations dans le fichier de description.
La représente une suite d’étapes illustrant le premier mode de réalisation du procédé de l’invention. Dans ce mode, comme indiqué ci-dessus, un facteur d’accélération va être utilisé pour déterminer la nouvelle représentation.
Dans ce mode, on considère que les représentations (ou débits d’encodage) disponibles sur le serveur SRV pour chaque segment sont au nombre de trois : 1Mb/s, 1,95Mb/s et 3Mb/s.
Les étapes sont les suivantes :
Lors d’une première étape, une requête d’accès REQ(C1) à un contenu C1 est transmise depuis le décodeur STB à destination du serveur de contenus SRV.
Suite à la transmission de la requête, le dispositif de lecture STB reçoit le fichier de description MF avec les différents débits d’encodage disponibles MF(1Mb/s, 1.95Mb/s et 3Mb/s) et peut, grâce à ce fichier de description, accéder aux différents segments et aux représentations souhaitées.
Le fichier de description indique également la durée des segments, par exemple deux secondes. Avec une durée de segment de 2 secondes, le dispositif de lecture doit en moyenne récupérer les segments en moins de 2 secondes ; dans le cas contraire, des interruptions (freezes) de la vidéo vont apparaitre inévitablement.
Lors d’une troisième étape, l’entité de gestion MNG obtient la valeur de la bande passante courante (représenté par un cylindre sur la ) qui est par exemple de 2Mb/s à cet instant et sélectionne un segment avec une représentation inférieure, à savoir 1,95Mb/s.
On suppose que la troisième étape se répète plusieurs fois avec des bandes passantes courantes respectives ; des représentations sont sélectionnées à chaque fois en fonction de la bande passante courante.
A un instant donné, une demande de lecture en accélérée (X1.05) est reçue par l’entité de gestion MNG.
La lecture accélérée aurait pu aussi être démarré sans phase préalable de lecture à une vitesse normale.
Dans notre exemple, la lecture est accélérée et le facteur d’accélération est noté (x1.05).
Dans le cas d’une lecture accélérée, la durée d’affichage de la vidéo contenue dans un segment n’est plus de 2 secondes dans notre cas mais de 1.9 secondes environ (2 sec / 1.05 = 1.9 s). Le dispositif de lecture doit donc considérer ici que la durée du segment n’est pas de 2 secondes mais de 1.9 secondes. Le dispositif de lecture doit donc requérir des segments au moins toutes les 1.9 secondes pour éviter des interruptions de restitution, ce qui entraîne un besoin en bande passante plus important. Comme indiqué précédemment, pour un débit d’encodage donnée, la nouvelle vitesse de lecture (X1.05) nécessitera une bande passante supérieure que si la vitesse était la vitesse de référence.
Les deuxièmes débits d’encodage s’obtiennent en multipliant la vitesse de lecture par le débit d’encodage considéré: 1,05 × Ni (i=1,…,5).
Plus précisément, si la nouvelle vitesse de lecture est (X1.05), le deuxième débit d’encodage sera le premier débit multiplié par 1.05 soit
Pour le premier débit 1Mb/s, le deuxième débit correspondant est 1.05 Mb/s
Pour le premier débit 1.95 Mb/s, le deuxième débit correspondant est 2.04 Mb/s
Pour le premier débit 3 Mb/s, le deuxième débit correspondant est 3.15 Mb/s
En supposant que la bande passante courante est toujours de 2Mb/s, seul le débit de 1.05 Mb/s est inférieur à la bande passante disponible. Dans ce cas, le premier débit correspondant au deuxième débit de 1,05 Mb/s, à savoir à 1 Mb/s, est sélectionné.
Une requête d’accès au segment d’une qualité de 1 Mb/s est transmise au serveur.
Dans notre exemple, le traitement peut être réalisé par l’entité de gestion MNG ou par une entité externe telle que le serveur SRV.
Si le traitement est réalisé par le serveur SRV, ce dernier reçoit une donnée représentative d’une vitesse de lecture (X1.n) et peut, grâce à cette donnée, réaliser la sélection du premier débit d’encodage comme indiqué ci-dessus.
Selon une variante, lorsque plusieurs vitesses de lecture accélérée existent, par exemple X1.05 et 1.07 ; sur détection d’une accélération de la vitesse, le facteur le plus élevé est toujours le facteur appliqué aux premiers débits. Cette variante est intéressante car évite de réaliser des calculs alors que la vitesse d’accélération varie lors de la lecture. Dans ce cas, les débits suivants seront comparés à la bande passante courante :
Pour le premier débit 1Mb/s, le deuxième débit correspondant est 1.07 Mb/s
Pour le premier débit 1.95 Mb/s, le deuxième débit correspondant est 2.08 Mb/s
Pour le premier débit 3 Mb/s, le deuxième débit correspondant est 3.21 Mb/s
Comme la bande passante courante est de 2 Mb/s, le deuxième débit choisit inférieur à la bande passante est 1.07 Mb/s. le premier débit choisit pour le téléchargement sera toujours 1 Mb/s lors de la lecture accélérée même si la vitesse redescend à X1.05.
Précisons enfin que l’entité de gestion MNG est équipée des modules suivants pour la réalisation de l’invention :
un module d’estimation apte à estimer la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée
un module de sélection apte à, sur détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de lecture de référence, sélectionner un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante.
Précisons enfin ici que le terme module ou le terme entité peut correspondre aussi bien à un composant logiciel qu’à un composant matériel ou un ensemble de composants matériels et logiciels, un composant logiciel correspondant lui-même à un ou plusieurs programmes ou sous-programmes d’ordinateur ou de manière plus générale à tout élément d’un programme apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions telles que décrites pour les modules concernés. De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d’un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions pour le module concerné (circuit intégré, carte à puce, carte à mémoire, etc.).

Claims (9)

  1. Procédé de gestion de l’accès à un contenu segmenté, les segments étant aptes à être téléchargés sur requête, via un lien de communication (LI1), à des instants, dits instants de référence, la requête d’accès à un segment incluant un premier débit d’encodage choisi dans un ensemble de premiers débits d’encodage disponibles, les segments reçus pouvant être lus à une vitesse de lecture pouvant varier par rapport à une vitesse de lecture de référence, le procédé comprenant,
    une étape d’estimation de la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée,
    sur détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de lecture de référence, une étape de sélection d’un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, si la vitesse de lecture est supérieure à la vitesse de lecture de référence, l’étape de sélection du premier débit comprend
    une sous-étape d’obtention de nouveaux débits d’encodage, dits deuxièmes débits d’encodage, basés sur les premiers débits d’encodage et obtenus en prenant en compte la durée entre les instants de téléchargement des segments liés à la vitesse de lecture détectée,
    une sous-étape de prise en compte des deuxièmes débits et de la bande passante courante sur le lien de communication (LI1) lors du choix du premier débit d’encodage à sélectionner pour le segment à télécharger.
  3. Procédé de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deuxièmes débits sont obtenus en effectuant les étapes suivantes
    une étape d’obtention d’un facteur d’accélération lié à la vitesse utilisée ;
    une étape d’application du facteur d’accélération aux premiers débits d’encodage, respectivement.
  4. Procédé de gestion selon la revendication 3, dans lequel le facteur d’accélération est mis à jour suite à une modification de la vitesse de lecture.
  5. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque plusieurs vitesses de lecture accélérées sont possibles et associées à des vitesses de lectures d’accélération respectives, le facteur lié à la vitesse la plus élevée est appliqué aux premiers débits d’encodage quelle que soit la vitesse utilisée lors d’une lecture accélérée.
  6. Entité de gestion (MNG) de l’accès à un contenu segmenté, les segments étant aptes à être téléchargés sur requête, via un lien de communication, à des instants, dits instants de référence, la requête d’accès à un segment incluant un premier débit d’encodage choisi dans un ensemble de premiers débits d’encodage disponibles, les segments reçus pouvant être lus à une vitesse de lecture pouvant varier par rapport à une vitesse de lecture de référence, l’entité comprenant,
    Un module d’estimation apte à estimer la bande passante qui sera nécessaire pour le téléchargement des premiers segments lors d'une lecture accélérée
    Un module de sélection apte à, sur détection d’une vitesse de lecture autre que la vitesse de lecture de référence, sélectionner un premier débit d’encodage prenant en compte le résultat de l’estimation et la bande passante courante.
  7. Décodeur (STB) comprenant une entité de gestion (MNG) telle que définie dans la revendication 6.
  8. Programme d'ordinateur apte à être mis en œuvre sur une entité de gestion (MNG) telle que définie dans la revendication 6, le programme comprenant des instructions de code qui, lorsqu’il est exécuté par un processeur, réalise les étapes du procédé définies dans la revendication 1.
  9. Support de données sur lequel a été mémorisée au moins une série d’instructions de code de programme pour l’exécution d’un procédé selon la revendication 1.
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