Implementación de algoritmos de asignación de frames en una plataforma de streaming de video

Abstract

Este trabajo continúa el estudio presentado en el paper Frame Allocation Algorithms for Multi-threaded Network Cameras (2010) de J. Piquer y J. Bustos-Jiménez. Este paper indaga sobre el efecto que tiene la selección de imágenes o frames de video en un servidor, para su transmisión a clientes a través de la red. Esta selección de frames ocurre al momento de asignar un frame para ser enviado a un cliente, y cuando se debe reemplazar uno de los frames guardados en la memoria del servidor por un nuevo frame obtenido desde la fuente de video. Las pruebas presentadas en el paper muestran que los algoritmos de asignación basados en contadores de referencias son los más efectivos, ya que permiten desocupar más rápidamente los frames que están en memoria para que puedan ser reemplazados por nuevos frames. En el presente trabajo se implementaron los algoritmos de asignación y reemplazo de frames en la plataforma de streaming VLC, con el objetivo de usarlos para hacer streaming de video desde una fuente de video real hacia clientes reales, y comparar el desempeño de los distintos algoritmos con el rendimiento que actualmente ofrece VLC. Se realizaron pruebas para medir el número de frames por segundo (FPS) observado en los clientes al usar los algoritmos, y el uso de memoria y CPU en el servidor durante la transmisión de video. Los resultados obtenidos muestran que, para los formatos de video que la implementación soporta, se obtiene una mejora importante en el rendimiento de VLC al usar los algoritmos de asignación y reemplazo adecuados, tanto en términos de FPS en los clientes como en uso de CPU en el servidor, utilizando en promedio una cantidad de memoria muy similar a la que usa VLC en condiciones normales. Se confirma además lo que la simulación realizada en el paper sugiere sobre el rendimiento de los algoritmos de asignación basados en los contadores de referencias, que en VLC ofrecen también el mejor desempeño.