Бельков Д.В.,
Едемская Е.Н., Капацина А.В.
Донецкий
национальный технический университет
Исследование видео-трафика в среде Matlab
Целью
данной работы является
исследование структуры видео- трафика,
направленное на выявление его характерных особенностей. В работе решаются
следующие задачи: оценивается плотность распределения, автоковариационная
функция (АКФ) изучаемого временного ряда, определяется степень фрактальности (показатель
Херста). Исследование выполнено в среде Matlab. Изучаемый временной ряд показан на рисунке 1. Он представляет
собой измерения объемов (байт) последовательно поступающих фреймов. Исследуется поток фреймов MPEG-4 фильма «Звездные войны 4». Согласно лицензии данные свободно доступны для анализа
[1].
Рисунок 1 – Изучаемый временной ряд
Оценка
плотности распределения выполнена
на основании гистограммы относительных частот, показанной
на рисунке 2. Изучаемый ряд не подчиняется нормальному распределению.
Рисунок 2 – Плотность распределения временного ряда
Автоковариационная функция временного ряда
приведена на рисунке 3. Она симметрична и уменьшается по степенному закону с ростом временного лага tau.
Рисунок 3 – АКФ временного
ряда
Показатель Херста H является мерой
длительности долгосрочной зависимости процесса. Значение H=0,5 указывает на отсутствие долгосрочной зависимости. При 0£H<0,5 временной ряд является трендонеустойчивым (антиперсистентным). Он
более изменчив, чем случайный ряд, поскольку состоит из частых реверсов спад-подъем.
При 0,5<H£1 ряд трендоустойчив. Для определения значения H в
работе используется метод спектрального анализа временных рядов. На рисунке 4 показан
график спектральной плотности изучаемого процесса. Наибольшую мощность сигнал
имеет на низкой частоте. С увеличением частоты мощность падает по степенному
закону с показателем b, причем b
= 2H - 1. По этой
формуле можно найти показатель Херста H. Для
изучаемого ряда он равен 0,6909. Процесс является персистентным
(трендоустойчивым).
Рисунок 4 – Спектральная
плотность временного ряда
Работа посвящена исследованию структуры видео-трафика.
Получены следующие результаты: Изучаемый временной ряд не подчиняется
нормальному распределению и является персистентным.
Литература
- MPEG-4 and H.263 Video Traces for Network
Performance Evaluation. [Электронный
ресурс], 2008. – Режим доступа: http://www.tkn.ee.tu-berlin.de/research/trace/trace.html