Dispositif de rendu distant multimédia et sémantique pour terminaux légers collaboratifs

par Bojan Joveski

Thèse de doctorat en Informatique temps réel, robotique et automatique

Sous la direction de Françoise Prêteux et de Mihai Mitrea.

Soutenue le 18-12-2012

à Paris, ENMP , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec Centre de robotique (Paris) (laboratoire) .

Le président du jury était Bart Dhoedt.

Le jury était composé de Françoise Prêteux, Mihai Mitrea, Jean-Noël Patillon, Najah Naffah.

Les rapporteurs étaient Michel Jourlin, Touradj Ebrahimi.


  • Résumé

    Développer un système de rendu distant pour terminaux légers et mobiles traitant d'objets multimédias et de leur sémantique consiste à (1) offrir une véritable expérience multimédia collaborative au niveau du terminal, (2) assurer la compatibilité avec les contraintes liées au réseau (bande passante, erreurs et latence variables en temps) et au terminal (ressources de calcul et de mémoire réduites) et (3) s'affranchir des types de terminaux et des spécificités des communautés.Cette thèse traite de ces enjeux et se positionne en rupture avec l'état de l'art en développant une architecture support fondée sur la gestion sémantique du contenu multimédia. Le principe consiste à convertir en temps réel le contenu graphique généré par l'application en un graphe de scène multimédia et à le gérer en fonction de la sémantique de ses composantes.L'optimisation de la bande passante est assurée par la compression adaptative du graphe de scène et par la compression sans perte des messages de collaboration. Les deux méthodes développées sont caractérisées respectivement par la création d'un unique graphe de scène intrinsèquement adaptable au réseau/terminal et par la mise à jour dynamique du dictionnaire de codage en fonction des messages générés par les utilisateurs. Elles sont brevetées.Les fonctionnalités collaboratives interviennent directement au niveau du contenu grâce à l'enrichissement du graphe de scène par un nouveau type de nœud, dont la normalisation ISO est en cours.Le démonstrateur logiciel sous-jacent, dénommé MASC (Multimedia Adaptive Semantic Collaboration), permet de comparer objectivement cette nouvelle architecture aux solutions actuellement déployées par des acteurs majeurs du domaine (VNC RBF ou Microsoft RDP). Deux types d'application ont été considérés : l'édition du texte et la navigation sur Internet. Les évaluations quantitatives montrent: (1) un impact limité des artéfacts visuels de conversion (PSNR compris entre 30 et 42 dB et SSIM supérieur à 0,9999), (2) consommation de la bande passante downlink (resp. uplink) réduite d'un facteur de 2 à 60 (resp. de 3 à 10), (3) latence dans la transmission des événements générés par l'utilisateur réduite d'un facteur de 4 à 6, (4) consommation des ressources de calcul côté client réduite d'un facteur 1,5 par rapport à VNC RFB.

  • Titre traduit

    Semantic multimedia remote viewer for collaborative mobile thin clients


  • Résumé

    Defining a multimedia remote viewer for mobile thin clients comes across with threefold scientific/technical constraints: (1) providing at the client side heterogeneous multimedia content and the support for ultimate collaboration functionalities, (2) ensuring a stable quality of services despite constrained resources available for the network and the terminal, and (3) featuring terminal independency and benefiting from community support.The present thesis addresses these challenges by developing a collaborative, semantic multimedia remote viewer. The underlying architecture features novel components for scene-graph creation and management, as well as for collaborative user events handling.The adaptive compression of the multimedia scene graph and the lossless compression of the collaborative messages are optimized through two devoted algorithms. The former creates a unique scene-graph, intrinsically adaptable to the network/terminal conditions. The latter dynamically generates and updates the encoding table according to the messages generated by the collaborative users. Both algorithms are patented.The direct collaborative functionality is ensured at the content level by enriching the scene graph with a new type of node where currently becomes a part of the ISO standards.The experimental setup considers the Linux X windows system and BiFS/LASeR multimedia scene technologies on the server and client sides, respectively. The implemented solution was objectively benchmarked against currently deployed solutions (VNC RFB and Microsoft RDP), by considering text-editing and www-browsing applications. The quantitative assessments demonstrate: (1) limited depreciation of the visual quality, e.g. PSNR values between 30 and 42dB or SSIM values larger than 0.9999; (2) downlink bandwidth gain factors ranging from 2 to 60; (3) efficient real-time user event management expressed by network roundtrip-time reduction by factors of 4 to 6 and by up-link bandwidth gain factors from 3 to 10; (4) feasible CPU activity, larger than in the Microsoft RDP case but reduced by a factor of 1.5 with respect to the VNC RFB.


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