Análisis de prestaciones para servicios multimedia masivos y su aplicación a sistemas de distribución de vídeo adaptativos

Resumen

En los últimos años, la proliferación de servicios de vídeo en Internet, la expansión del mercado a un público masivo y un aumento notable de las calidades de los flujos multimedia involucrados son hechos constatados. La tecnología avanza más rápido que el mercado y con frecuencia surgen nuevos paradigmas en el diseño y la ejecución de los servicios de video. Las compañías realizan grandes esfuerzos por adaptarse a la demanda creciente e incorporar las tecnologías emergentes, dedicando tiempo y esfuerzo a evaluar, y mejorar, las prestaciones de sus servicios. La popularidad de los servicios de vídeo adaptativos es sólo un ejemplo de las posibilidades que se abren con las mejoras en la tecnología, en este caso de codificadores escalables. Se habilitan los diseños de nuevos servicios basados en estos paradigmas escalables y se abre un nuevo ciclo de vida para éstos. Pero la evaluación de las prestaciones de los servicios es un concepto muy amplio que esconde varios retos. La primera contrariedad de la evaluación de los servicios multimedia en situaciones heterogéneas es la enorme dificultad de disponer de los escenarios adecuados para la reproducción de las condiciones deseadas. En muchos casos, la evaluación de servicios debe realizarse de distintas formas según la fase de su desarrollo. Entre la simulación inicial y el despliegue real del servicio el proceso de evaluación pasa por distintas fases que implican el conocimiento y la aplicación de técnicas diferentes. Además, las medidas realizadas sobre el desempeño del servicio deben realizarse en base a algún criterio objetivo, acreditado y comparable. En este sentido las métricas de calidad de vídeo han surgido de forma natural evolucionando desde los mismos modelos que se venían aplicando a las imágenes. Otras técnicas más avanzadas han ido incorporando las características intrínsecas del contenido de vídeo, más allá de la pura definición de secuencias de imágenes, para reflejar con un criterio más adecuado la calidad del servicio multimedia. Como paso natural a la evaluación del servicio multimedia, la opinión del usuario ha sido incorporada como una métrica altamente importante de cara a considerar todos los factores determinantes en el servicio extremo a extremo, o end-to-end. En esta tesis se hacen una serie de contribuciones en los tres ejes principales descritos en este resumen. Para la evaluación de servicios se han explorado técnicas de simulación, en particular centrándose en simulación en tiempo real y se ha propuesto una metodología para la construcción de entornos de experimentación enfocada en servicios masivos. Para la evaluación de los servicios en las primeras etapas se recurre con frecuencia a las métricas de calidad objetivas. En este trabajo se han investigado y desarrollado herramientas que permiten la medición de estas métricas en el ámbito de los flujos multimedia escalables y adaptativos. Finalmente se han realizado dos estudios de campo con la participación de más de 170 usuarios en total, evaluando distintos aspectos de la calidad percibida de los sistemas de multimedia en general y vídeos adaptativos en particular. El trabajo original concluye las aportaciones realizando una serie de propuestas para la ejecución de las fases de diseño y evaluación de los sistemas multimedia adaptativos. Esta tesis doctoral se enmarca en una línea de investigación sobre sistemas multimedia abierta en el grupo de investigación DMMS de la Universidad de Oviedo, en colaboración según el acuerdo marco con el grupo del Departamento de Ingeniería Eléctrica Electrónica y Control de la UNED.