Algoritmos para retransmissão de vídeo H.264 em redes sobrepostas

Abstract

Com a popularização da banda larga os usuários domésticos passaram a consumir diversos serviços multimídia pela Internet: Telefonia IP, rádio, vídeo sob demanda. Por enquanto, em se tratando de vídeos, os principais serviços disponíveis na rede não oferecem as características presentes na TV, ou seja, não são ao vivo e necessitam de buferização, gerando portanto atraso. Eles também requerem uma grande largura de banda nos servidores, linearmente crescente com número de clientes. Através das redes sobrepostas (orientadas a dados) pode-se remediar a falta de suporte ao IP Multicast, que seria uma solução para essa classe de aplicação, sem os problemas com a largura de banda. Entretanto tais redes não especificam o tratamento das perdas de pacotes, de modo que ou estas são ignoradas, ou são recuperadas em qualquer situação. Este trabalho faz uma análise dos recursos do padrão de compressão de vídeo digital H.264 e apresenta critérios claros para retransmissão a partir dos diferentes tipos de codificação presentes nesse formato. Estabelece prioridades a partir desses tipos e define três algoritmos para a escolha de partes perdidas para a recuperação. Um deles (SeRViSO) observa uma meta fixa levando em conta as prioridades, em termos de quanto dos dados deve retransmitir. O segundo (Adaptativo) usa uma meta variável, buscando inicialmente a retransmissão de todas as partes perdidas de um segmento, mas a cada vez que a retransmissão de partes do mesmo segmento for solicitada a meta diminui. O último algoritmo ((m,k)-Firm) também tem metas fixas, mas uma para cada tipo de codificação, e não tolera perdas de partes com o mesmo tipo de codificação muito próximas. Todos eles são definidos dentro do escopo da proposta da rede sobreposta SeRViSO. As vantagens de um tratamento claro das perdas são óbvias: maior adaptação às condições da rede e perdas menos importantes, ou seja, que não redundem em propagação de erro por muitos quadros. Os resultados dos testes com um protótipo confirmam isso, de forma que a perda de partes do tipo mais importante foi consistentemente menor que a perda média.