FR2891969A1 - Mesure de la qualite de perception par un utilisateur d'un signal multimedia transmis sur un reseau de transmission de donnees par paquets - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de mesure de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia (S'MULT) fourni par un récepteur (12), ledit signal multimédia étant obtenu par un décodage d'un premier signal codé (S'COD) reçu par le récepteur depuis un réseau de transmission par paquets (14), le premier signal codé correspondant à un second signal codé (SCOD) fourni au réseau par un émetteur (10) et obtenu par codage d'un signal multimédia initial (SMULT) . Le procédé consiste à amener le récepteur à fournir un premier signal de suivi (S'T) représentatif du déroulement du décodage ou d'une simulation du décodage appliqué au premier signal codé ; à amener l'émetteur à appliquer le décodage ou la simulation du décodage au second signal codé et à fournir un second signal de suivi (ST) ; et à comparer les premier et second signaux de suivi.

Description

MESURE DE LA QUALITE DE PERCEPTION PAR UN UTILISATEUR D'UN SIGNAL

MULTIMEDIA TRANSMIS SUR UN RESEAU DE TRANSMISSION DE DONNEES PAR PAQUETS Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia transmis sur un réseau de transmission de données par paquets. Dans la suite de la description, on appelle réseau un ensemble d'ordinateurs (y compris les périphériques qui y sont connectés) reliés ensemble par des canaux électroniques de communication. Il permet la transmission de données entre les différents ordinateurs, ou noeuds, qui y sont reliés. Les canaux électroniques peuvent correspondre à des liaisons sans fils, à des câbles électriques, à des fibres de verre, etc. Les dimensions d'un réseau peuvent aller de quelques ordinateurs pour un réseau local à plusieurs millions d'ordinateurs pour le réseau Internet. La transmission d'un message sur la plupart des réseaux met en oeuvre des procédés de transmission de données par paquets qui consistent à découper le message en paquets, chaque paquet étant transmis séparément sur le réseau, les paquets étant assemblés à l'arrivée pour obtenir à nouveau le message initial. Des exemples de protocoles de transmission de données par paquets sont les suivants : le protocole TCP/IP (acronyme anglais pour Transfert Control Protocol / Internet Protocol), utilisé notamment pour la transmission de données sur le réseau Internet, le protocole de mode de transfert asynchrone (protocole ATM, acronyme anglais pour Asynchronous Transfer Mode) et le protocole d'accès multiple avec écoute de porteuse et détection de collision(protocole CSMA/CD, acronyme anglais pour Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) utilisé notamment pour la transmission de données sur un réseau Ethernet ou un réseau sans fils. Par ailleurs, dans la suite de la description, on appelle signal multimédia un signal représentatif d'une information sonore, d'une information visuelle ou d'une information à la fois sonore et visuelle. Il s'agit par exemple d'un signal vocal, musical ou vidéo. Le terme signal vidéo concerne égale-ment les images animées à deux ou trois dimensions mises en oeuvre, par exemple, dans les jeux vidéo ou pour l'obtention d'environnement graphique de simulation, notamment pour des applications médicales, militaires, etc.

Exposé de l'art antérieur Un besoin actuel correspond à la mesure de la qualité de la perception par un utilisateur d'un signal multimédia transmis sur un réseau de transmission de données par paquets entre deux noeuds du réseau appelés émetteur et récepteur. En effet, la complexité des réseaux actuels fait que certains paquets peuvent être mal transmis sur le réseau de sorte que le signal multimédia perçu par l'utilisateur ne correspond pas au signal multimédia émis à l'origine. Une mauvaise transmission est principalement due à des retards de transmissions de paquets et à des pertes de paquets. La qualité de la transmission est généralement mesurée par plusieurs paramètres, notamment les paramètres suivants dits de Qualité de Service, ou QoS (acronyme anglais pour Quality of Services) : la bande passante du réseau ; la latence du réseau qui correspond à la durée minimale de transmission d'un paquet sur un réseau et la gigue du réseau qui correspond à la variation de la latence ; et le taux de pertes par paquets.

En outre, pour de nombreuses applications, le signal multimédia est directement fourni à l'utilisateur au fur et à mesure qu'il est reçu par le récepteur. Il s'agit, par exemple, d'une application de téléphonie sur Internet pour laquelle des utilisateurs échangent des signaux vocaux en continu par l'intermédiaire du réseau Internet. Un autre exemple correspond aux radios et aux chaînes de télévision sur Internet qui fournissent respectivement en continu des signaux musicaux et vidéo par l'intermédiaire du réseau Internet. L'utilisateur est alors très sensible à d'éventuelles interruptions ou retards dans la fourniture du signal multimédia et il est important, pour les fournisseurs de tels services, de pouvoir apprécier la qualité de la perception des signaux multimédia par les utilisateurs. La qualité perçue est généralement notée sur une échelle statistique, par exemple selon l'échelle de note moyenne d'opinion ou Mean Opinion Score (MOS) qui correspond à une échelle continue de 1 à 5. Des premiers procédés classiques de mesure de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia transmis sur un réseau mettent en oeuvre des opérateurs humains qui notent la qualité de signaux de référence transmis sur le réseau. De tels procédés sont dits subjectifs. L'inconvénient principal de ces procédés est qu'ils ne peuvent pas être mis en oeuvre de façon automatique et continue et ne peuvent donc pas rendre compte de perturbations localisées ou temporaires de la qualité de transmission de signaux multimédia. Des seconds procédés classiques de mesure de la qualité de perception d'un signal multimédia, dits procédés objectifs, ne mettent pas en oeuvre d'opérateurs humains et sont généralement basés sur des algorithmes de simulation de la perception des utilisateurs.

Un procédé de mesure objectif est considéré comme étant intrusif si la transmission normale de signaux multimédia au récepteur doit être interrompue lors d'une opération de mesure. Un procédé intrusif consiste par exemple à envoyer une séquence de signaux de référence et à comparer les signaux de référence après et avant transmission sur le réseau pour en déduire une note globale de satisfaction. Pour des signaux de parole, un exemple de procédé objectif et intrusif d'appréciation de la qualité de perception est le procédé PSQM (acronyme anglais pour Perceptual Speech Quality Measure) décrit par les recommandations de l'Union Internationale des Télécommunications P.861. Un procédé objectif est considéré comme étant non intrusif si une opération de mesure peut être réalisée sans interrompre la transmission normale des signaux multimédia sur le réseau. Un tel procédé est, par exemple, basé sur une analyse directe du signal multimédia au niveau du récepteur. Des exemples de procédés objectifs non intrusifs sont décrits dans les documents US2002/0090134 au nom de Philips et US6741569 au nom de Telchemy. Résumé de l'invention La présente invention prévoit une alternative de dispositif et de procédé de mesure objectif et non intrusif de la qualité de perception d'un signal multimédia transmis sur un réseau de transmission de données par paquets. Selon un autre aspect, la présente invention ne modifie pas ou peu le fonctionnement du réseau au niveau duquel la mesure est réalisée. Selon un autre aspect, la présente invention s'applique à n'importe quel type de signal multimédia et n'importe quel type de réseau de transmission de données par paquets. Dans ce but, elle prévoit un procédé de mesure de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia fourni par un récepteur, ledit signal multimédia étant obtenu par un décodage d'un premier signal codé reçu par le récepteur depuis un réseau de transmission de données par paquets, le premier signal codé correspondant à un second signal codé fourni au réseau par un émetteur et obtenu par codage d'un signal multimédia initial. Le procédé comprend les étapes consistant à amener le récepteur à fournir un premier signal de suivi représentatif du déroulement du décodage ou une simulation du décodage appliqué au premier signal codé ; à amener l'émetteur à appliquer le décodage ou la simulation du décodage au second signal codé et à fournir un second signal de suivi représentatif du déroulement du décodage ou de la simulation du décodage appliqué au second signal codé ; et à comparer les premier et second signaux de suivi pour fournir la mesure de la qualité de perception. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le décodage consiste en l'application de fonctions élémentaires, le premier signal de suivi étant représentatif des instants de début d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé et le second signal de suivi étant représentatif des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la fourniture du second signal de suivi comprend les étapes suivantes : (a) mémoriser au niveau de l'émetteur des durées 25 d'application des fonctions élémentaires ; (b) déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au second signal codé ; et (c) déterminer des signaux de temporisation représentatifs des instants de début d'application des fonctions 30 élémentaires au second signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et des durées mémorisées. Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'étape (c) est suivie d'une étape consistant à appliquer un traitement aux signaux de temporisation pour fournir le second signal de suivi ayant une taille réduite. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la fourniture du premier signal de suivi comprend les étapes suivantes : (a) mémoriser au niveau du récepteur des durées d'application des fonctions élémentaires ; (b) déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé ; et (c) déterminer des signaux de temporisation représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées parmi les durées mémorisées.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, le second signal de suivi est transmis au récepteur par l'intermédiaire du réseau parallèlement au second signal codé. La présente invention prévoit également un dispositif non intrusif de mesure de la qualité de perception par un utili- sateur d'un signal multimédia fourni par un récepteur, ledit signal multimédia étant obtenu par un décodage d'un premier signal codé reçu par le récepteur depuis un réseau de trans-mission de données par paquets, le premier signal codé correspondant à un second signal codé fourni au réseau par un émetteur et obtenu par codage d'un signal multimédia initial, le dispositif comprend un moyen disposé au niveau du récepteur et adapté à fournir un premier signal de suivi représentatif du déroulement du décodage ou d'une simulation du décodage appliqué au premier signal codé ; un moyen disposé au niveau de l'émet- teur et adapté à appliquer le décodage ou la simulation du décodage au second signal codé et à fournir un second signal de suivi représentatif du déroulement du codage ou de la simulation du décodage appliqué au second signal codé ; et un moyen de comparaison des premier et second signaux de suivi et de fourniture de la mesure de la qualité de perception.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, le décodage consiste en l'application de fonctions élémentaires, le moyen adapté à fournir le second signal de suivi étant en outre adapté à déterminer l'ordre d'application des fonctions élémen- taires au second signal codé et à déterminer des signaux de temporisation représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées mémorisées d'application des fonctions élémentaires.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, les durées mémorisées dépendent du récepteur. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le décodage consiste en l'application de fonctions élémentaires, le moyen adapté à fournir le premier signal de suivi étant en outre adapté à déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé et à déterminer des signaux de temporisation représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées mémorisées d'application des fonctions élémentaires. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le moyen de comparaison est disposé au niveau du récepteur, l'émetteur étant en outre adapté à transmettre au récepteur le second signal de suivi par l'intermédiaire du réseau parai-lèlement au second signal codé. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le dispositif comprend au moins un récepteur supplémentaire four- nissant le signal multimédia par décodage du premier signal codé reçu par le récepteur supplémentaire depuis le réseau de trans- mission de données par paquets, l'émetteur comprenant un moyen de détermination de signaux de temporisation supplémentaires représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées mémorisées d'application des fonctions élémentaires qui dépendent du récepteur supplémentaire. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le récepteur comprend un moyen de fourniture d'un premier signal 5 d'horloge destiné à la synchronisation du fonctionnement du récepteur et l'émetteur comprend un moyen de fourniture d'un second signal d'horloge destiné à la synchronisation du fonctionnement de l'émetteur, le premier signal d'horloge et le second signal d'horloge n'étant pas synchrones. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le moyen de fourniture de la mesure de la qualité de perception fournit un signal de mesure de la qualité de perception au moins partiellement identique au signal de mesure de la qualité de perception obtenu par un procédé objectif ou subjectif de mesure 15 standardisé. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'exemples de réalisation particuliers 20 faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente schématiquement un premier exemple de réalisation d'un dispositif de mesure de la qualité de perception d'un signal multimédia transmis sur un réseau de 25 transmission de données par paquets ; la figure 2 représente un schéma par blocs d'un exemple d'algorithme mis en oeuvre par un décodeur ; la figure 3 représente un exemple de séquence de signaux générés et utilisés par le procédé de mesure selon la 30 présente invention ; la figure 4 illustre la durée de fonctionnement du premier exemple de réalisation du dispositif de mesure selon l'invention par rapport à la durée de fonctionnement d'un décodeur ; et 10 la figure 5 représente un exemple de structure différentielle classique d'un codeur de signal multimédia. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été dési- gnés par de mêmes références aux différentes figures et seuls les éléments nécessaires à la compréhension de la présente invention ont été représentés. La présente invention consiste, pour estimer la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia transmis sur un réseau entre un émetteur et un récepteur, à déterminer les différences entre l'exécution d'un traitement appliqué au signal multimédia fourni par l'émetteur et l'exécution du même traitement appliqué au signal multimédia reçu par le récepteur. Pour ce faire, la présente invention utilise le fait qu'un signal multimédia est pratiquement toujours transmis sur un réseau de transmission de données par paquets sous une forme codée. Le codage du signal multimédia est réalisé par un codeur prévu au niveau de l'émetteur et le décodage du signal multimédia est réalisé par un décodeur prévu au niveau du récepteur. Le codage correspond généralement à un procédé de compression du signal multimédia. La présente invention consiste alors à prévoir un décodeur au niveau de l'émetteur identique au décodeur du récepteur et à comparer le fonctionnement du décodeur de l'émetteur et du décodeur du récepteur. En pratique, il est généralement plus simple de prévoir, au niveau du récepteur, un décodeur simulé qui effectue une simulation du fonctionnement du décodeur du récepteur et de prévoir, au niveau de l'émetteur, un décodeur simulé identique au décodeur simulé du récepteur. On compare alors les différences de fonctionnement des décodeurs simulés. De telles différences de fonctionnement sont représentatives de la capacité du décodeur 18 du récepteur 12 à reproduire à l'identique le signal multimédia reçu par le codeur 16 côté émetteur 10. A partir des différences ainsi déterminées, la présente invention permet de mesurer la qualité de transmission du signal multimédia sur le réseau et d'en déduire une mesure de la qualité de perception du signal multimédia par un utilisateur. La figure 1 représente un premier exemple de réali- sation de la présente invention dans lequel un émetteur 10 reçoit un signal multimédia numérique SMULT et transmet le signal SMULT à un récepteur 12 par l'intermédiaire d'un réseau 14 de transmission de données par paquets. Le récepteur 12 restitue un signal multimédia numérique S'MULT qui, lorsque le réseau 14 fonctionne correctement, est identique au signal SMULT. A titre d'exemple, l'émetteur 10 ou le récepteur 12 peut correspondre à un ordinateur, à un modem ou à un terminal de réception ou de fourniture de sons ou d'images. L'émetteur 10 comprend un codeur 16 qui reçoit le signal SALT, réalise une opération de codage du signal SMULT et fournit un signal codé SCOD au réseau 14. Le récepteur 12 reçoit un signal S'COD transmis par le réseau 14. Le signal S'COD est le résultat de la transmission par le réseau 14 du signal SCOD et est dégradé par les phénomènes précédemment mentionnés et mesurés par les paramètres tels que la bande passante, la latence, la gigue et le taux de perte par paquets. Le récepteur 12 comprend un décodeur 18 qui reçoit le signal S'COD et réalise une opération de décodage sur le signal S'COD pour fournir le signal multimédia S'MULT• A titre d'exemple, le codeur 16 réalise une opération de compression du signal multimédia SALT et le décodeur 18 réalise l'opération de décompression correspondante. A titre d'exemple, les opérations de compression et de décompression correspondent à des algorithmes de compression/décompression de signaux vocaux, par exemple tels que définis par les standards G722, G723, G726, G728 et G729, à des algorithmes de compression/décompression de signaux musicaux, par exemple tels que définis par les standards MPEG1, MPEG2 AAC et MPEG4 AAC ou à des algorithmes de compression/décompression d'images, par exemple tels que définis par les standards JPEG, JPEG2000, MPEG1, MPEG2, MPEG4, H261, H263 et H264. Dans ces standards utilisés en télécommunications, les décodeurs sont définis par les spécifications du standard. Les structures des décodeurs sont généralement mises à disposition du public, de façon gratuite ou payante. On peut alors facilement réaliser un déco- Beur simulé qui réalise une simulation exacte ou avec plus ou moins de détails du fonctionnement du décodeur. La présente invention consiste à comparer le comportement du décodeur 18, ou d'un élément simulant le comportement du décodeur 18, avec un décodeur identique, ou un autre élément simulant le comportement du décodeur 18, qui est disposé au niveau de l'émetteur 10 et qui reçoit le signal SCOD. Selon le premier exemple de réalisation, on prévoit, au niveau de l'émetteur 10, un premier décodeur simulé 20 recevant le signal SCOD et fournissant un signal de suivi ST et au niveau du récepteur 12, un second décodeur simulé 22, identique au premier décodeur simulé 20, recevant le signal S'COD et fournissant un signal de suivi S'T. Les décodeurs simulés 20, 22 peuvent être mis en oeuvre sous forme logiciel, correspondre à des circuits électroniques dédiés ou être partiellement mis en oeuvre sous forme logicielle et partiellement correspondre à des circuits électroniques dédiés. Ils effectuent sur les signaux SCOD et S'COD une simulation de décodage comprenant la même succession d'étapes que le décodage réalisé par le décodeur 18. Les signaux ST et S'T sont représentatifs du déroulement de la simulation de décodage lors du fonctionnement respectif des décodeurs 20, 22. Le signal ST est fourni au récepteur 12 par l'intermédiaire du réseau 14. L'appréciation de la qualité de perception du signal multimédia est alors obtenue à partir d'une comparaison des signaux ST et S'T selon des critères qui seront décrits plus en détails par la suite. Ceci est réalisé par l'intermédiaire d'un module de comparaison 24 fournissant un signal Q représentatif de la qualité de la perception du signal multimédia par un utilisateur. Le module de comparaison 24 peut être prévu au niveau du récepteur 12 ou peut être disposé au niveau d'un autre noeud du réseau 14. Selon le premier exemple de réalisation, on compare les déroulements des simulations de décodage mises en oeuvre par les décodeurs simulés 20, 22 recevant respectivement les signaux SC0D et S'COD• Pour ce faire, en considérant que la simulation de décodage correspond, comme pour le décodage, à l'exécution d'une suite de fonctions élémentaires selon un algorithme particulier, on détermine les instants d'appel des fonctions élémentaires lors du déroulement de la simulation de décodage.

Le premier exemple de réalisation permet avantageusement de ne pas perturber le fonctionnement du codeur 16 et du décodeur 18 puisque les décodeurs simulés 20, 22 fonctionnent en parallèle du codeur 16 et du décodeur 18. En outre, selon le premier exemple de réalisation, la simulation de décodage effectuée par les décodeurs simulés 20, 22 est moins complexe que le décodage réellement mis en oeuvre par le décodeur 18. Pour ce faire, on prévoit que la simulation de décodage suit un algorithme qui est identique à l'algorithme du décodage mis en oeuvre par le décodeur 18, mais que les fonctions élémentaires utilisées par la simulation de décodage n'effectuent pas la totalité des calculs normalement prévus lorsqu'un décodage réel est effectué. La mise en oeuvre d'une simulation de décodage par les décodeurs simulés 20, 22 permet de limiter les ressources (par exemple la charge de calcul du processeur de l'émetteur 10 ou du récepteur 12) nécessaires au fonctionnement des décodeurs simulés 20, 22. En effet, certaines fonctions élémentaires généralement complexes mises en oeuvre par le décodeur 18, par exemple le calcul de transformées de Fourier rapides dans le cas d'une opération de décompression, ne sont pas exécutées au moins en totalité par les décodeurs simulés 20, 22. Selon une variante du premier exemple de réalisation, la simulation de décodage peut suivre un algorithme qui est plus simple que l'algorithme de décodage et qui, par exemple, ne comprend que les étapes principales de l'algorithme de décodage.

De façon plus détaillée, on considère que la simulation de décodage réalisée par les décodeurs simulés 20, 22 fait appel à N fonctions élémentaires, Fonctions, i étant un entier compris entre 1 et N. Le signal SCOD est constitué d'une suite de paquets de données, paquetk, où k est un entier naturel. Pour chaque paquet de données, paquetk, le décodeur simulé 20 détermine des signaux tempok,s(t), i étant un entier compris entre 1 et N, chaque signal tempok,s(t) étant représentatif des instants d'appel d'une fonction élémentaire particulière Fonctions. On obtient alors, au fur et à mesure du traitement du signal SCOD, des signaux tempos(t), i variant de 1 à N, correspondant chacun à la suite des signaux tempok,s(t). Le décodeur simulé 20 effectue un traitement des signaux tempos(t) pour fournir le signal ST de façon à limiter l'occupation du réseau lorsque le signal ST est transmis parallèlement au signal SCOD et à ne pas dégrader les performances initiales de transmission du signal SCOD (c'est-à-dire en l'absence de transmission du signal ST). De façon analogue, le signal S'COD est constitué d'une succession de paquets de données, paquet'', où 1 est un entier naturel, qui, si la transmission n'était pas perturbée, serait égale à la succession de paquets de données paquetk. Pour chaque paquet de données, paquet'', le décodeur simulé 22 détermine des signaux tempo'1,s(t) selon le même procédé que celui mis en oeuvre pour la détermination des signaux tempok,s(t). On obtient alors, au fur et à mesure du traitement du signal S'COD, des signaux tempo's(t), i variant de 1 à N. Le décodeur simulé 22 détermine alors le signal S'T à partir des signaux tempo's(t) selon le même procédé utilisé pour la détermination du signal ST. Le premier exemple de réalisation du procédé de mesure selon l'invention ne consiste donc pas à mesurer la qualité intrinsèque du signal multimédia S'MJLT mais à analyser des différences de fonctionnement entre le décodeur simulé 22 recevant le signal S'COD et le décodeur simulé 20 recevant le 35 signal SCOD. Le décodeur simulé 20, 22 permet d'estimer quels30 sont les instants d'appel des fonctions élémentaires lors du décodage de paquets de données par le décodeur 18. Lors de l'exécution de la simulation de décodage par les décodeurs simulés 20, 22, les fonctions élémentaires sont appelées selon la même séquence d'appel que lors de l'exécution du décodage par le décodeur 18, mais les fonctions élémentaires proprement dites, telles que le calcul de transformées de Fourier rapide, ne sont pas exécutées au moins en totalité. Pour déterminer quels seraient les instants d'appel des fonctions élémentaires si le décodage était réellement mis en oeuvre au niveau des décodeurs simulés 20, 22, on utilise une estimation de la durée d'exécution des fonctions élémentaires. Les décodeurs simulés 20, 22 déterminent, pour chaque paquet de données, paquetk, les instants d'appel de chaque fonction élémentaire, Fonctions, i étant un entier compris entre 1 et N, formant alors les signaux tempok,s(t). La durée d'exécution Ti de chaque fonction Fonctions est préalablement mémorisée et peut correspondre de façon non exclusive : - à une durée estimée basée sur les technologies de fabrication du ou des processeurs ou des circuits dédiés aux calculs mis en oeuvre par la fonction élémentaire Fonctions ; - à une durée théorique déterminée à partir de la complexité des calculs mis en oeuvre par la fonction élémentaire Fonctions ; ou - à une durée sélectionnée parmi un ensemble de durées mesurées au préalable en faisant fonctionner le décodeur 18 sur des noeuds du réseau 14 ayant des structures différentes, par exemple des ordinateurs ayant des processeurs réalisés selon des technologies différentes. Dans ce dernier cas, le décodeur simulé 20, 22 choisit la durée Ti adaptée en fonction des caractéristiques techniques détectées de l'émetteur 10 ou du récepteur 12. Lors de l'estimation au préalable des durées Ti, i 35 étant un entier compris entre 1 et N, il est bien sûr tenu compte du fait que l'opération de décodage peut être effectuée par plusieurs processeurs, éventuellement réalisés selon des technologies différentes, ou être effectuée en partie de façon logicielle ou en partie par des circuits dédiés. En particulier, les fonctions Fonctions peuvent être effectuées, sur un même récepteur, par des processeurs différents. Dans le cas où l'émetteur 10 connaît les caractéristiques techniques du récepteur 12, il utilise de préférence les durées Ti estimées ou mesurées au préalable qui correspon- dent à de telles caractéristiques techniques. Dans le cas où l'émetteur 10 ne peutpas accéder aux caractéristiques techniques du récepteur 12, l'émetteur 10 peut utiliser des durées théoriques. Le signal ST est obtenu à partir d'un prétraitement des signaux tempos(t) afin de réduire la taille des informations qui sont transmises en parallèle du signal codé SCOD afin de ne pas perturber et fausser les mesures de la transmission. Ce prétraitement correspond par exemple à une analyse des signaux tempos(t) pour en extraire une information synthétique véhiculée sur le réseau 14. Un prétraitement identique est réalisé sur les signaux tempo's(t) pour obtenir le signal S'T. A titre d'exemple, le prétraitement peut consister à réaliser : - un codage RLE (acronyme anglais pour Run Length Encoding) des signaux tempos(t) ; - une interpolation linéaire des signaux tempos(t) 25 pondérés selon les fonctions élémentaires Fonctions ; une transformation fréquentielle des signaux tempos(t) ; - une analyse par la méthode des moindres carrés et extraction des valeurs principales ; ou 30 - une analyse par réseau de neurones. Les pertes de paquets, les variations du débit et de la latence lors de la transmission de paquets au travers du réseau 14 se traduisent par des différences entre les signaux tempos(t) et tempo's(t) obtenus respectivement à partir des 35 signaux SCOD et S'COD. L'analyse des différences permet d'apprécier la qualité de la reproduction du signal S'MUL après transmission. Pour ce faire, le module de comparaison 24 détermine le signal Q selon la relation suivante : Q=Compare(ST, S'T) où Compare est une fonction mathématique appliquée aux signaux ST et S'T. A titre d'exemple, la fonction "Compare" correspond à une corrélation linéaire, un filtrage optimal, une fonction de calcul de coûts, un réseau de neurones, etc., et peut être étalonnée pour reproduire différents procédés classiques, subjectifs ou objectifs, de mesure de la qualité perçue par un utilisateur. L'étalonnage peut se faire par régression sur un banc de mesure en utilisant les signaux de référence du procédé de mesure classique et en mesurant la note obtenue avec la fonction "Compare" choisie. Par régression, on adapte la fonction "Compare" pour que le signal Q approche la note qui serait fournie par le procédé de mesure classique avec un niveau de précision donné. A titre d'exemple, le signal Q correspond au coefficient selon la norme "Mean Opinion Score" (qui est normalisée dans les recommandations ITU-T P.800, P.830, P.11). La figure 2 représente un exemple schématique d'un algorithme de simulation de décodage mis en oeuvre par les décodeurs simulés 20, 22 et comprenant cinq fonctions élémentaires Fonctions, i étant un entier compris entre 1 et 5. A titre d'exemple, chaque signal binaire tempok,s(t) est un signal binaire mis à un premier niveau de référence, correspondant par exemple à la valeur logique "1", pendant un cycle de fonctionnement du décodeur simulé 20, 22 à l'appel de la fonction Fonctions de même indice et maintenu à un second niveau de référence, correspondant par exemple à la valeur logique "0", dans le cas contraire. La figure 3 représente les signaux tempok,l à tempok,5 déterminés par le décodeur simulé 20 appliquant une simulation de décodage à un paquet de données, paquetk, selon l'algorithme représenté en figure 2. Les durées d'exécution Tl A T5 sont comptées à partir d'un instant de démarrage td de la simulation de décodage du paquet paquetk du signal SCOD transmis par l'émetteur 10 et sont mesurées avec l'horloge locale de l'émetteur 10. Pour le décodeur 22, les durées TI A T5 utilisées pour la détermination des signaux tempo'l,j lors du traitement d'un paquet paquet' du signal S'COD reçu par le récepteur 12 sont mesurées avec l'horloge locale du récepteur 12. Il n'est ainsi pas nécessaire que les horloges de l'émetteur 10 et du récepteur 12 soient synchronisées lors de la détermination des signaux tempok,i et tempo'',j. La figure 4 illustre, en partie gauche, la durée d'une opération de décodage d'un paquet de données réalisée par le décodeur 18 selon l'algorithme de la figure 2, et, en partie droite, la durée d'une opération de simulation de décodage du même paquet de données par le décodeur simulé 22 selon le même algorithme. La figure 4 met en évidence le fait que la durée de fonctionnement du décodeur 18 est supérieure à la durée de fonctionnement du décodeur simulé 20, ce qui traduit bien le fait que le fonctionnement du décodeur 18 requiert davantage de ressources que le fonctionnement du décodeur simulé 20, 22. La zone hachurée 30 représente la durée disponible obtenue lors du fonctionnement du décodeur simulé 20. Ce gain de temps est dû au fait que la détermination des signaux tempok,i(t) utilise les durées des fonctions élémentaires Fonctions qui sont stockées au préalable au niveau de l'émetteur et du récepteur. Il peut être avantageux de déterminer la durée totale Ttot(paquetk) de traitement du paquet, paquetk, selon la relation suivante : N T101 (paquetk) _ ENbk jTj j=1 où Nbk,j est le nombre d'appels de la fonction élémentaire Fonction lors du traitement du paquet k. En effet, la détermination de la durée totale Ttot de traitement de paquet par le décodeur simulé 20 permet de définir un critère de débordement de capacité de calcul du récepteur 12.

En effet, en comparant la durée Ttot à une durée critique, , qui est la durée maximale allouée à un paquet pour être théoriquement traité, on peut détecter une surcharge éventuelle du décodeur 18 si la durée Ttot est supérieure à la durée critique. Une telle comparaison peut être réalisée au niveau de l'émetteur 10 par le décodeur simulé 20 qui utilise les durées Ti associées au récepteur 12. Le décodeur simulé 20 peut alors signaler au codeur 16 le risque de surcharge du décodeur 18, le codeur 16 pouvant alors modifier son comportement, par exemple en modifiant le débit d'émission. Une telle modification du comportement du codeur 16 est alors réalisée sans avoir besoin de prévoir que le récepteur 12 transmette vers l'émetteur 10 un signal indiquant un dépassement de capacité. Selon un second exemple de réalisation de l'invention, le décodeur simulé 22 n'est pas présent et les signaux tempo'i(t) sont fournis directement par le décodeur 18. Dans ce cas, parallèlement à la fourniture du signal S'MULT, le décodeur 18 fournit le signal S'T. Les durées Ti peuvent alors correspondre aux durées exactes des fonctions élémentaires utilisées pendant le décodage. Le décodeur simulé 20 peut néanmoins être présent et fournir le signal ST. Par ailleurs, pour de nombreuses applications, le codeur 16 et le décodeur 18 correspondent respectivement à un système de compression et à un système de décompression.

La figure 5 représente un exemple de système de compression 16 selon lequel, de façon très schématique, seule est transmise la variation entre : - l'échantillon courant du signal multimédia SMULT, des échantillons courants du signal multimédia SMULT ou d'un signal "transformé" déterminé lors du codage du signal multimédia SMULT ; et - un ou plusieurs échantillons précédents et/ou ultérieurs du signal multimédia SMULT(old) ou d'un signal "transformé" déterminé lors du codage du signal multimédia SMULT(old) en signal codé SCOD.

Un tel système de compression 16 comprend un étage de codage 32 qui fournit le signal SCOD et un étage de décodage 34 qui reçoit le signal SCOD et fournit le signal SMULT(old). La sortie de l'étage de décodage 34 attaque l'étage de codage 32.

L'étage de décodage 34 est sensiblement identique au décodeur 18 du récepteur 12. Lorsque le système de compression 16 a une telle structure, les opérations effectuées par le décodeur simulé 20 peuvent être réalisées directement par l'étage de décodage 34. Le décodeur simulé 20 n'est alors plus présent.

Dans ce cas, parallèlement à la fourniture du signal SmuLT(old), l'étage de décodage 34 fournit le signal ST. Les exemples de réalisation précédemment décrits ne considèrent qu'un seul récepteur 12 connecté à l'émetteur 10. Toutefois, pour de nombreuses applications, l'émetteur est connecté à plusieurs récepteurs, par exemple pour transmettre simultanément un même signal multimédia aux récepteurs. Lorsque l'émetteur comprend un seul décodeur simulé, les durées Ti utilisées pour la détermination des signaux tempok,i(t) peuvent correspondre aux durées estimées ou mesurées au préalable pour le récepteur ayant les caractéristiques les moins favorables, c'est-à-dire les durées les plus longues. Selon une variante de l'invention, l'émetteur peut comprendre plusieurs décodeurs simulés, chaque décodeur simulé fournissant un signal de suivi ST à l'un des récepteurs, ou à certains des récepteurs. Les décodeurs simulés peuvent être complètement distincts les uns des autres ou comprendre des portions communes, réalisées sous forme logicielle ou par des circuits dédiés. Chaque décodeur simulé peut alors utiliser des durées Ti estimées ou mesurées au préalable pour la détermination des signaux tempok,i(t) qui sont adaptées au récepteur ou aux récepteurs auxquels l'émetteur est relié. Les durées utilisées par un décodeur simulé peuvent alors être différentes des durées par un autre décodeur simulé. La présente invention comprend de nombreux avantages : - premièrement, elle permet l'obtention d'une mesure objective et non intrusive de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia transmis sur un réseau de transmission de données par paquets, une telle mesure pouvant être réalisée de façon automatique et continue ; - deuxièmement, elle prévoit seulement la transmission sur le réseau d'un signal de faible taille parallèlement au signal multimédia codé et donc ne perturbe pas ou peu les performances de transmission du réseau ; - troisièmement, elle peut être mise en oeuvre facilement étant donné que, de façon générale, les structures des décodeurs, en particulier des systèmes de décompression, généralement utilisés pour le traitement des signaux multimédia sont largement divulguées et d'accès libre ; et -quatrièmement, elle permet de s'affranchir d'une synchronisation des horloges de référence entre l'émetteur 10 et 15 le récepteur 12. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. Selon le traitement prévu pour l'obtention du signal ST à partir des signaux tempoi(t), le module de comparaison 24 20 peut être adapté à déterminer à nouveau les signaux tempoi(t) à partir du signal ST. Dans ce cas, le décodeur simulé 22 fournit directement les signaux tempo'i(t) et le module de comparaison 24 compare les signaux tempo'i(t) aux signaux tempoi(t).

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de mesure de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia (S'MULT) fourni par un récepteur (12), ledit signal multimédia étant obtenu par un décodage d'un premier signal codé (S'COD) reçu par le récepteur depuis un réseau de transmission de données par paquets (14), le premier signal codé correspondant à un second signal codé (SCOD) fourni au réseau par un émetteur (10) et obtenu par codage d'un signal multimédia initial (SALT), le procédé comprenant les étapes suivantes : amener le récepteur à fournir un premier signal de suivi (S'T) représentatif du déroulement du décodage ou d'une simulation du décodage appliqué au premier signal codé ; amener l'émetteur à appliquer le décodage ou la simulation du décodage au second signal codé et à fournir un second signal de suivi (ST) représentatif du déroulement du décodage ou de la simulation du décodage appliqué au second signal codé ; et comparer les premier et second signaux de suivi pour fournir la mesure de la qualité de perception.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le décodage consiste en l'application de fonctions élémentaires (Fonction' A Fonction5), le premier signal de suivi (ST') étant représentatif des instants de début d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé (S'COD) et le second signal de suivi (ST) étant représentatif des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé (SCOD)

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la fourniture du second signal de suivi (ST) comprend les étapes 30 suivantes : (a) mémoriser au niveau de l'émetteur (10) des durées (T' A T5) d'application des fonctions élémentaires (Fonction' A Fonction5) ;(b) déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au second signal codé (SCOD) ; et (c) déterminer des signaux de temporisation (tempoi(t)) représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et des durées mémorisées.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'étape (c) est suivie d'une étape consistant à appliquer un traitement aux signaux de temporisation (tempoi(t)) pour fournir le second signal de suivi (ST) ayant une taille réduite.

5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la fourniture du premier signal de suivi (S'T) comprend les étapes suivantes : (a) mémoriser au niveau du récepteur (12) des durées (T' A T5) d'application des fonctions élémentaires (Fonction' A Fonctions) ; (b) déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé (S'COD) ; et (c) déterminer des signaux de temporisation (tempo'i(t)) représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées parmi les durées (T' A T5) mémorisées.

6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le second signal de suivi (ST) est transmis au récepteur (12) par l'intermédiaire du réseau (14) parallèlement au second signal codé (SCOD).

7. Dispositif non intrusif de mesure de la qualité de perception par un utilisateur d'un signal multimédia (S'MULT) fourni par un récepteur (12), ledit signal multimédia étant obtenu par un décodage d'un premier signal codé (S'COD) reçu par le récepteur depuis un réseau de transmission de données par paquets (14), le premier signal codé correspondant à un second signal codé (SCOD) fourni au réseau par un émetteur (10) etobtenu par codage d'un signal multimédia initial (SJLT), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen (18, 22) disposé au niveau du récepteur et adapté à fournir un premier signal de suivi (S'T) représentatif du déroulement du décodage ou d'une simulation du décodage appliqué au premier signal codé ; un moyen (20 ; 34) disposé au niveau de l'émetteur et adapté à appliquer le décodage ou la simulation du décodage au second signal codé et à fournir un second signal de suivi (ST) représentatif du déroulement du codage ou de la simulation du décodage appliqué au second signal codé ; et un moyen de comparaison (24) des premier et second signaux de suivi et de fourniture de la mesure de la qualité de perception.

8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le décodage consiste en l'application de fonctions élémentaires (Fonction' A Fonction5), le moyen (20 ; 34) adapté à fournir le second signal de suivi (ST) étant en outre adapté à déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au second signal codé (5c0D) et à déterminer des signaux de temporisation (tempoi(t)) représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées (T' A T5) mémorisées d'application des fonctions élémentaires.

9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les durées (T' A T5) mémorisée dépendent du récepteur (12).

10. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le décodage consiste en l'application de fonctions élémentaires, le moyen (18, 22) adapté à fournir le premier signal de suivi (ST') étant en outre adapté à déterminer l'ordre d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé (S'coD) et à déterminer des signaux de temporisation (tempo'i(t)) représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au premier signal codé à partir de l'ordred'application des fonctions élémentaires et de durées (T1 A T5) mémorisées d'application des fonctions élémentaires.

11. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le moyen de comparaison (24) est disposé au niveau du récepteur (12), l'émetteur (10) étant en outre adapté à transmettre au récepteur (12) le second signal de suivi (ST) par l'intermédiaire du réseau (14) parallèlement au second signal codé (SCOD).

12. Dispositif selon la revendication 9, comprenant au moins un récepteur supplémentaire fournissant le signal multimédia par décodage du premier signal codé reçu par le récepteur supplémentaire depuis le réseau de transmission de données par paquets, l'émetteur comprenant un moyen de détermination de signaux de temporisation supplémentaires représentatifs des instants de début d'application des fonctions élémentaires au second signal codé à partir de l'ordre d'application des fonctions élémentaires et de durées mémorisées d'application des fonctions élémentaires qui dépendent du récepteur supplémentaire.

13. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le récepteur (12) comprend un moyen de fourniture d'un premier signal d'horloge destiné à la synchronisation du fonctionnement du récepteur et dans lequel l'émetteur (10) comprend un moyen de fourniture d'un second signal d'horloge destiné à la synchronisation du fonctionnement de l'émetteur, le premier signal d'horloge et le second signal d'horloge n'étant pas synchrones.

14. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le moyen (24) de fourniture de la mesure de la qualité de perception fournit un signal (Q) de mesure de la qualité de perception au moins partiellement identique au signal de mesure de la qualité de perception obtenu par un procédé objectif ou subjectif de mesure standardisé.