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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2000.tde-06072022-092248
Document
Author
Full name
Regina Melo Silveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2000
Supervisor
Committee
Ruggiero, Wilson Vicente (President)
Carvalho, Tereza Cristina Melo de Brito
Mendes, Leonardo de Souza
Moreira, Edson dos Santos
Tori, Romero
Title in Portuguese
Técnica para ajuste dos coeficientes de quantização da compressão MPEG em tempo-real.
Keywords in Portuguese
MPEG
QoS
Redes ATM
Vídeo (Transmissão)
Abstract in Portuguese
Neste trabalho é proposto uma técnica de ajuste da taxa de bit de um vídeo previamente comprimido com padrão MPEG, para que seja possível transmiti-lo através de um Sistema de Vídeo sob Demanda (VoD) implementado sobre rede ATM (AsynchronousTransfer Mode), quando a rede momentaneamente apresenta restrições de banda, ficando abaixo do necessário para a transmissão do vídeo original. Esse ajuste é feito através da alteração dos coeficientes da matriz de quantização geradas pelacodificação MPEG. A originalidade do trabalho está em utilizar uma rede neural "backpropagation" como mecanismo principal para esta alteração. A diminuição da taxa de bit de um vídeo implica na diminuição de sua qualidade. Foi elaborado um testesubjetivo e definido um Índice de Qualidade para vídeos. Para verificar a validade da técnica proposta, foi feita a simulação da rede neural, que mostrou a sua convergência, indicando a viabilidade de sua utilização para o fim proposto. O Índicede Qualidade definido foi um dos parâmetros de entrada impostos à rede neural. Um Servidor de Qualidade (SoQ) foi especificado, de tal forma que integrando-o ao sistema de VoD, tenha a função de negociar e renegociar (para o caso de alocaçãodinâmica de banda) a conexão, e de fazer o ajuste da taxa de bit do vídeo. O módulo principal do SoQ, que faz o ajuste através da rede neural, foi implementado e, simulando o comportamento da rede ATM, foi possível testá-lo. Estes testesforamfeitos utilizando quatro seqüências padrões para testes de vídeos digitais, que apresentam diferentes características de dinamismo de cena. Os resultados mostraram que o sistema apresenta bom comportamento, permitindo a alteração doscoeficientes de quantização, e consequentemente, da banda necessária para a transmissão do vídeo. ) A avaliação do desempenho do sistema implementado, demonstrou que sua utilização acrescentaria um atraso médio de 200 ms ao sistema VoD, atraso este compatível com a característica das aplicações adaptativas para transmissão devídeos gravados (não ao vivo).
Title in English
Technique for quantization coefficients adjustment for real-time MPEG compression.
Keywords in English
ATM networks
MPEG
QoS
Video (Transmission)
Abstract in English
This work proposes a bit rate adjustment technique of a MPEG compressed video, in a Video on Demand (VoD) implemented over an ATM (Asynchronous Transfer Mode) network. When this network presents momentary bandwidth restriction, not ideal for theoriginal video transmission. This technique will promote some adjustment to match the available amount of bandwidth. Such adjustment is made by changing quantization matrix coefficients which are generated from MPEG coding. This work presents abackpropagation neural net as the main mechanism for that change. The dropping of bit rate implies on a reduction of quality. Therefore, a subject quality test was draw up and, throughout video acceptance, Quality Index for videos was defined.The neural net simulation was concluded showing convergence for the technique validation proposed and indicating the viability of its use. The Quality Index defined was used as one of the input parameter imposed to the neural net. A Server ofQuality (SoQ) was specified to be integrated to a VoD system with the function of negotiating and renegotiating the connection, and performing the video rate bit adjustment. The SoQ main module makes all these adjustments through a neural net.It was implemented and tested simulating an ATM network. These tests were performed using four standard digital video sequences, which present dynamic scene with different features and intensity. The system presented a good behavior allowing changes in the quantization coefficients and consequently altering the required bandwidth for the video transmission. The system performance evaluation demonstrated that its use would increase up to 200 ms delay for VoD system. The delay iscompatible to the real-time system requirement when we consider adaptive application and stored program distribution on demand.
 
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Publishing Date
2022-07-06
 
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