Алгоритм сделал равномернее качество картинки на видеосервисах

Американские разработчики описали концепцию сетевого протокола, позволяющего распределять пропускную способность сети между пользователями, смотрящими видео, оптимальнее, чем существующие алгоритмы. Он учитывает многие параметры, к примеру, жанр видео, размер и разрешения экрана, и другие, рассказывают авторы статьи, которая будет представлена на конференции SIGCOMM 2019.

На сегодняшний день видео с сервисов, таких как YouTube и Netflix, составляет большую часть мирового интернет-трафика: по состоянию на 2017 год доля такого контента составляла 75 процентов, а к 2022 году ожидается, что она вырастет до 82 процентов. Из-за этого сервисам приходится применять новые кодеки, эффективно сжимающими видеопоток, а также применять методы, позволяющие подстраивать качество изображения под реальную пропускную способность соединения пользователя с сетью.

Почти все сервисы применяют различные реализации двух базовых алгоритмов. Один из них позволяет буферизовать видео, то есть заранее загружать кадры на несколько секунд или минут вперед, чтобы в случае временного падения скорости у пользователя уже был загруженный фрагмент. Второй алгоритм подразумевает обеспечение динамического битрейта, то есть разрешение изображения постоянно подстраивается под пропускную способность сети. Однако оба этих алгоритма работают на высоком уровне и изолированно, не учитывая тип контента и контент, просматриваемый другими пользователями в той же сети.

Разработчики из Массачусетского технологического институту под руководством Мохаммада Ализаде (Mohammad Alizadeh) разработали алгоритм, позволяющий распределять видеопоток между пользователями более оптимально, учитывая многие факторы, не принимаемые во внимание существующим алгоритмами. В основе алгоритма лежит метрика, которую авторы называют справедливостью качества опыта. Она отражает то, насколько близко между собой качество изображения у всех пользователей в сети.

В этом алгоритме за регулирование битрейта отвечает клиентская сторона. На ней происходит подсчет качества на основе скорости подключения, типа видео, размера и разрешения экрана и других факторов. На основе этих параметров клиент рассчитывает свой вес и передает его существующему алгоритму Cubic, который распределяет скорость скачивания видео между клиентами в соответствии с их весом.

Авторы протестировали алгоритм на прототипе стримингового сервиса на основе двух серверов на Amazon AWS и показали, что алгоритм действительно улучшает равномерность распределения качества между клиентами по сравнению с применением только алгоритма Cubic. Кроме того, они достигли почти вдвое более редкой остановки видео из-за недостаточной буфферизации.

В прошлом году другие американские разработчики создали алгоритм, значительно экономящий трафик при трансляции 360-градусного видео на шлем виртуальной реальности. Он предсказывает повороты головы пользователя и загружает только те части видео, которые будут в поле зрения пользователя в ближайшее время.

Григорий Копиев