يك مقايسه فن آوري هاي هموارسازي پهناي باند براي انتقال ويدئوي فشرده شده از پيش ثبت شده

چكيده :
انتقال ويدئوي متراكم شده و از پيش ثبت شده مستلزم خدمات چند رسانه اي براي پشتيباني نوسانات زياد در نيازها و مقررات پهناي باند در مقياس هاي زماني چندگانه است . فن آوري هاي هموارسازي پهناي باند مي تواند و شيوع يك جريان داراي سرعت بيت متغير را با كامل كردن

اطلاعات تحت يك سري از سرعت هاي ثابت كاهش دهند و تخصيص منابع در سرويس دهنده هاي ويدئو و شبكه ارتباطات را آسان مي سازند . با فرض يك بافر ثابت پيش واكنشي از طرف مشتري ، چندين الگوريتم هموارسازي پهناي باند معرفي شده اند كه تحت شرايط معيني بهينه هستند . اين مقاله يك مجموعه از متريكها را براي مقايسه اين الگوريتم هاي هموارسازي و ارزيابي هزينه و

عملكردها ارائه مي كند . بدليل كميابي اطلاعات رديابي موجود ، ما يك بستر آزمايش تسخير ويدئو توليد كرده ايم و يك مجموعه از بيست كليپ هاي ويدئويي كدبندي شده JPEG با طول كامل ايجاد نموده ايم . با استفاده از اين رد و مسيرهاي ويدئويي و يك سري از اندازه هاي بافر مشتري ، نقش موجود بين متريك‌هاي عملكرد را از طريق آزمايشات شبيه سازي بررسي مي نماييم . نتايج قوت و ضعف منحصر به فرد هر الگوريتم هموارسازي پهناي باند را نشان مي دهد و موارد مربوط به تحقيق آينده را پيشنهاد مي كنند .

مقدمه :
بسياري از كاربردهاي چند رسانه اي در حال ظهور از قبيل كتابخانه هاي ديجيتال و خدمات تقاضاي مبتني بر ويدئو ، متكي بر انتقال مفيد ويدئوي پيش ثبت شده
مي باشد . روشهاي تراكم مفيد ، از قبيل MPEG و JPEG – حركت ، اساساً

مي توانند نيازهاي منبع را براي ذخيره سازي و انتقال جريان هاي ويدئو را كاهش دهند . با اين حال ، ترافيك ويدئوي متراكم شده نوعاً شيوع مهمي را براساس مقياسهاي زمان چندگانه نشان مي دهند كه ناشي از ساختار چهارچوب الگوريتم تراكم و همچنين تغييرات طبيعي در داخل و بين صفحه ‌ها است . اين ترافيك سرعت بيت متغير تلا را براي تخصيص منابع شبكه و سرويس دهنده براي تضمين برگشت نمايش در سايت هاي مشتري را تضمين مي نمايد ، از قبيل ايستگاه هاي كار و جعبه هاي SET-TOP . براي كاهش شيوع ترافيك ، كاربردهاي ويدئويي ذخيره شده مي توانند بر اساس يك اولويت دانش از اندازه هاي چهارچوب در جريان ويدئوي تراكم يافته سرمايه گذاري مي

شوند. بويژه ، سرويس دهنده مي تواند جريان را توسط پيش واكنش نمودن چهارچوب هاي ويدئو قبل از هر شيوع (انفجار) هموار نمايد . با آغاز انتقال ، سرويس دهنده مي تواند چهارچوب هاي بزرگ را با سرعتي آهسته تر ارسال نمايد بدون آنكه كاربردهاي مشتري متوقف شود . سيستم مي تواند اصلاح شده ، كدبرداري شده و چهارچوب ‌ها (فريم ‌) را با سرعت فريم روان نمايش دهد

جايي كه چهارچوب i مستلزم fi بايت ذخيره مي باشد . ود بالقوه پيش واكنشي بستگي به اندازه b از بافر مشتري دارد . سرويس دهنده بايد مقدار پيش واكنشي را محدود نمايد تا از جريان اضافه اين بافر جلوگيري نمايد و با اين حال از جريان كمتر از مقدار معمول پرهيز نمايد . سرويس دهنده بايد اطلاعات كافي را منتقل كند تا به مشتري اجازه تخليه بافرش را تحت شرعت نمايش چهارچوب بدهد . سرويس دهنده
مي تواند شيوع ويدئوي از پيش ثبت شده را كاهش دهد ، در حالي كه از جريان بيش و كمتر از حد معمول پرهيز مي كند و يك الگوريتم هموارسازي پهناي باند را مطابق بحث بخش ۲ بكار مي برد .
بر اساس طول هاي فريم fi و اندازه بافر b ، اين الگوريتم ‌ها يك طرح انتقال توليد مي كنند كه

شامل m اجراي با سرعت ثابت مي باشد . طول هاي اين اجراها بستگي به اندازه بافر مشتري و درجه شيوع در جريان ويدئوي زيرين دارد . براي يك اندازه بافر مشتري معقول ، هموارسازي پهناي باند مي تواند يك پلان انتقال را با تعداد كمي از اجراها و يك كاهش چشمگير در نياز پهناي باند اوج جريان در مقايسه با يك انتقال همواره نشده از فريم هاي ويدئو ايجاد نمايد . در نتيجه ، هموار

سازي پهناي باند داراي توانايي بالقوه براي كاهش ضروري منايع سرويس دهنده و شبكه مورد نياز براي انتقال ويدئوي ازپيش ثبت شده است بدون آنكه تاخير در برگشت نمايش در مشتري را موجب گردد . بررسي هاي قبلي trade off هاي عملكرد – هزينه اين الگوريتم ‌ها را بررسي نكرده اند كه ناشي از موجوديت محدوديت اطلاعات ويدئوي متراكم شده مي باشد . اين مقاله يك مقايسه جامع از الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند را نمايش مي دهد كه مبتني بر يك مجموعه از متريك هاي عملكرد است كه مستقيماً به پيچيدگي انتقال ، حمل ، و بازگشت نمايش ويدئوي متراكم و

پيش ثبت شده مرتبط مي شود . الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند موجود پلان هاي انتقال را با
طول هاي متفاوت m و نيازهاي سرعت متفاوت در هر اجرا را توليد مي كنند كه بستگي به آن دارد كه چه متريك هايي را سعي دارند تا بهينه سازي نمايند . بويژه ، ما چهار الگوريتم را مقايسه مي كنيم كه پلان هايي را ايجاد مي كنند كه : تعداد

افزايش هاي پهناي باند را كمينه مي نمايند .
تعداد كل تغييرات پهناي باند را كمينه مي نمايند . قابليت تغيير نيازهاي پهناي باند را كمينه مي نمايند .
شامل اجراهاي پهناي باند ادواري هستند .
در بخش زير اين الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند با تاكيد بر نحوه تلاش آنها براي بهينه سازي اين متريك هاي خاصي شرح داده مي شود . براي يك مقايسه عملكرد جامع ، يك كتابخانه از بيست ويدئوكليپ رمز شده JPEG حركت را توليد كرده ايم كه با استفاده از يك بستر آزمايش تسخير ويدئو بر پايه PC ديجيتالي (رقومي) شده است كه در بخش ۳ شرح داده شده است . بر پايه اين جريان هاي ويدئوي متراكم ، بخش ۴ الگوريتم هموارسازي را شرح مي دهد و نمايش

متقابل پيش و وظائف بيني متريك‌هاي عملكرد را بررسي مي نمايند . علاوه بر بررسي الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند ، اين بررسي ‌ها خواص منحصر به فرد ويدئوليپ هاي زيرين (اساسي) رامشخص مي نمايند . بويژه جريان هاي ويدئوي هموار شده
تفاوت هاي چشمگير در نيازهاي سرعت اوج و قابليت تغيير پهناي باند را نشان
مي دهند . اين بررسي ‌ها جهات احتمالي را براي تحقيق بعدي در خصوص انتقال مفيد ويدئوي از پيش ثبت شده را موجب مي گردند كه در بخش ۵ بحث گرديد . ۲-هموارسازي پهناي باند –

هموارسازي پهناي باند مي تواند شيوع ترافيك ويدئوي متراكم شده را در يك معماري تقاضاي بر پايه ويدئوي كاهش دهد كه در شكل ۱ نشان داده مي شود . سرويس دهنده هاي ويدئو نوعاً ويدئوي از پيش ثبت شده را بر روي ديسك هاي بزرگ و سريع ذخيره مي كنند و ممكن است شامل ذخيره سازي سه گانه از قبيل نوارها يا جعبه هاي نوري براي نگه داري اطلاعات درخواستي (كمتر مورد تقاضا) باشد .
سايت هاي مشتري از قبيل ايستگاه هاي كاري يا جعبه هاي SET – TOP شامل يك بافر براي ذخيره سازي فريم هاي ويدئو

ي پيش واكنش شده است و مشتري ممكن است با سرويس دهنده تراكنش و تعامل نمايند .
۱-۴-پلان هاي پنهاي اند : يك جريان ويدئوي متراكم از n فريم تشكيل مي شود كه فريم I به fi بايت از مخزن ذخيره را نياز دارد . براي نمايش برگشتي مستمر در سايت مشتري ، سرويس دهنده بايد همواره با سرعت انتقال را انجام دهد تا از جريان كمتر از حدو معمول بافر جلوگيري نمايد در جايي كه

نشان دهنده مقدار اطلاعات مصرف شده در مشتري توسط فريم K است و K=0 است، بطور مشابه ، مشتري نبايد اطلاعات بيشتر از دريافت نمايد (توسط فريم K ) تا

از اضافه جريان بافر برگشت نمايش جلوگيري نمايد كه به اندازه b است . لذا هر پلان انتقال سرويس دهنده معتبر باي در رودخانه جريان يافته توسط اين توابع متساوي الفاصله بطور عمودي باقي بماند همانگونه كه در شكل ۲ ملاحظه مي گردد . يعني

بطوري كه در سرعت انتقال در طي شكاف فريم I از جريان ويدئوي هموار شده است .
ايجاد يك پلان پهناي باند شامل ايجاد m اجراي متوالي و هر كدام با يك تخصيص پهناي باند ثابت و يك مدت دوام tj است كه زماني در شكاف هاي فريم متمايز اندازه گرفته مي شود ، در زمان i سرويس دهنده با سرعت انتقال مي يابد ، جايي كه شيار شكاف I در طي اجراي j ام رخ مي دهد . m اجراي پهناي باند ، با يكديگر ، يك مسير خطي و يكپارچه اي را بايد تشكيل دهند كه بين منحني هاي و قرار مي گيرند . مثلاً ، شكل ۲ يك پلان داراي اجرا را نشان

مي دهد در جايي كه اجراي دوم سرعت انتقال را افزايش مي دهد تا از جريان كمتر از حد معمول بافر در بافر پيش واكنشي مشتري پرهيز گردد . بطور مشابه سومين اجرا سرعت را براي جلوگيري از اضافه جريان كاهش مي دهد . الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند نوعاً نقطه آغاز (شروع) را براي j+1 اجرا بر اساس مسير حركت براي اجرا j انتخاب مي نمايد . با تعميم خط سرعت ثابت براي اجراي j ، مسير حركت نهايتاً با منحني جريان اضافي يا كمتر از مقدار معمول يا هر دو مواجه مي شود و يك تغيير در سرعت انتقال سرويس دهنده لازم مي گردد .

۲-۲ الگوريتم هموارسازي : با فرض يك نقطه شروع براي j+1 اجرا در اكثر الگوريتم هاي هموارسازي تلاش دارند تا از يك مسير حركتي را انتخاب نمايند كه حتي الامكان توسعه يابد ، تا تعداد تغييرات پهناي باند را در طي باقيمانده پلان محدود نمايد . در نتيجه ، مسير حركت براي هر اجرا بايد به منحني هاي جريان پيش و كمتر از حد معمول برسند و يك جبهه از نقاط آغاز احتمالي را براي اجراي بعدي ، طبق شكل ۲ توليد نمايد . الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند گوناگون در نحوه انتخاب يك نكته آغاز براي j+1 اجرا براي افزايش و كاهش j+1 اجرا تفاوت دارند و منجر به پلان هاي انتقال با خصوصيات اجراي متفاوت مي شوند . مثلاً، الگوريتم تخصيص پهناي باند بحراني (CBA) يك كاهش سرعت را در نقطه سمت چپ جبهه آغاز

مي كند . جايي كه مسير حركت براي اجراي j با منحني Fander برخورد مي نمايد ، براي افزايش سرعت ، الگوريتم CBA يك جستجو را در امتداد جبهه انجام مي دهد تا نقطه شروع اي را توضيحي دهد كه توسعه مسير حركت بعدي را حتي الامكان مجاز مي نمايد . براي هر تغيير سرعتي ، الگوريتم CBA طولاني ترين مسير حركت رابراي j+1 اجرا تعيين مي كند كه متكي بر نقطه آغاز انتخاب شده و اشغال بافر اوليه است (فاصله عمودي از Funder ) . اين امر منجر به يك پلان انتقال مي شود كه داراي كمترين نياز پهناي باند اوج ممكن است . (max j{rj} را كمينه مي نمايد) و حداقل تعداد افزايش پهناي باند را دارد ، يك پلان CBA ضرورتاً حداقل تعداد
كاهش هاي پهناي باند را ندارد ، زيرا الگوريتم همواره چپ ترين نقطه آغازي را انتخاب مي كند كه مستقل از شكل منحني هاي جريان بيش و كمتر از حد معمول است . براي كمينه سازي تعداد

كاهش هاي سرعت الگوريتم تخصيص پهناي باند تغييرات حداقل (MCBA) طرح CBA را توسعه مي دهد تا عمل جستجوي خطي را بر روي تمام تغييرات سرعت انجام دهد . اين امر منجر به يك پلان انتقال با حداقل تعداد تغييرات سرعت ممكن مي شود (m را كمينه مي نمايد ) . بحاي كمينه كردن m يك الگوريتم هموارسازي پهناي باند مي تواند براي كاهش قابليت تغيير در نيازهاي سرعت در مدت زمان دوام پلان انتقال انجام شود ، براي باقيمانده مقاله ، ما به اين موضوع به صورت حداقل تخصيص پهناي باند قابليت تغيير اشاره مي كنيم .

براي تنظيم تغييرات در جريان ويدئوي زيرين الگوريتم MUBA تغييرات پهناي در نقطه سمت چپ جبهه را آغاز مي كند (هم براي افزايش سرعت و هم كاهش سرعت)، در نتيجه ، يك پلان انتقال MUBA بتدريج نياز سرعت جريانرا تغيير
مي دهد كه گاهي اوقات به خرج مقدار بيشتري از تغييرات پهناي باند كوچك است . الگوريتم هاي MUBA و CBA كاهش هاي پهناي باند را به همان شيوه انجام
مي دهند ، در حالي كه يك پلان CBA به يك پلان MCBA براي افزايش هاي سرعت شباهت بيشتري دارد . بر خلاف الگوريتم هاي CBA ، MCBA و MUBA ، الگوريتم هاي PCRTT پلان هاي تخصيص پهناي باند را توسط تقسيم كردن جريان ويدئو به فواصل با اندازه ثابت را ايجاد مي كند . الگوريتم يك اجراي واحد را برايهر فاصله توسط اتصال نقاط بر روي منحني توليد نمايد . شيب هاي

اين خطوط متناظر با سرعت هاي در پلان انتقال حاصل است . براي پرهيز از جريان كمتر از حد معمول بافر ، طرح PCRTT بطور عمودي اين پلان را جبران مي نمايد تا اينكه تمام اجراها در بالاتر از منحني Funder واقع مي شود . افزايش پلان متناظر با وروديك تاخير برگشت نمايش اوليه در مشتري است ، منحني انتقال حاصل نيز اندازه بافر قابل قبول حداقل براي پرهيز از جريان اضافي با اندازه فاصله مفروض را تعيين مي نمايد . بدليل آنكه الگوريتم ‍‍PCRTT اندازه بافر از پلان پهناي باند را تعيين مي كند ، محاسبه يك اندازه فاصله مناسب برا يك بافر b ثابت مشكل مي تواند باشد .

۳-منابع ويدئوي متراكم شده :

يك مقايسه موثر از الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند مستلزم يك مجموعه بزرگ از اطلاعات رديابي ويدئوي ارائه ترافيك گوناگون در ظهور خدمات چند رسانه اي است .
با اين حال اكثر بررسي هاي فن آوري هاي انتقال ويدئو تعداد كمي از كليپ هاي ويدئويي فشرده را ارزيابي مي كنند كه ناشي از كميابي مسيرهاي موجود عمومي است. به منظور ارزيابي جامع تر از الگوريتم هاي هموارسازي يك كتابخانه از مسيرهاي ويدئوي روزگذاري شده با طول كامل را بااستفاده از يك بستر آزمايش تسخير ويدئوي بر پايه PC توليد كرده ايم .
۱-۳-بستر آزمايش تسخير ويدئو :
جمع مقادير اطلاعات مسير رديابي ويدئومستلزم پشتيباني سخت افزار براي تراكم ويدئويي است . بستر آزمايش تسخير ويدئويي شامل يك ضبط ديسك ليزر پايونير DC1TV Micro video ، و يك پردازشگر پنتيوم ۹۰ با ۳۲ مگابايت حافظه است . Micro Video ، و يك دستگاه شامل تراشه JPEG ميكروسيستم C-Cube از نوع CL550 است . الگوريتم JPEG هر فريم ويدئو را با استفاده از استاندارد JPEG متراكم مي نمايد . Micro Video مي تواند فريم ‌ها را تحت ۴۸۰×۶۴۰ پيكسل رتومي نمايد و. سپس آنها را به ۲۴۰*۳۲۰ پيكسل با كيفيت تصوير VHS تضمين شده تبديل نمايد . كيفيت تصوير كلي مي تواند توسط تغيير سطوح كوانتيزه كردن براي
مولفه هاي فركانس توليد شده توسط DCT در الگوريتم رمزگذاري JPEG تغيير داده شود . از آنجايي كه JPEG هر فريم ويدئو را مستقلاً متراكم مي نمايد ، مسيرهاي رديابي تاثيرات و وابستگي هاي بين فريمي راتسخير نمي كند كه در جريان هاي رمزگذاري شده JPEG وجود دارد . براي يك منبع ويدئوي نمونه ، يك رمزگذاري كردن MPEG داراي اندازه هاي متوسط فريم مي باشند كه ناشي از

آميزش فريم هاي درون يابي شده (I) ، متضمن پيشگويي (P) و دوسويه (B) مي باشد يك سرويس دهنده ويدئو مي توانست تاثيرات اين تغيير كوتاه مدت را از طريق پيش واكنشي در صورت يك بافر مشتري كوچك ، محدود نمايد .
در نتيجه ، عملكرد نسبي الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند نسبت به شيوه كوتاه مدت و بلند مدت در جريان ويدئوي زيرين حساس تر است (بويژه براي يك بافر مشتري بزرگتر) ، از آنجايي كه يك رمزكننده MPEG بلادرنگ بر روي روش هاي عملكرد تاثير چشمگيري نمي گذارد مگر شايد تحت اندازه هاي بافر كوچك ، بستر آزمايش سخت افزار ارزان تر را بكار مي برد كه استاندارد JPEG را بكار مي برد .

۲-۳-كتابخانه ويدئو :
با استفاده از اين بستر آزمايش بر پايه PC ، يك كتابخانه ويدئو با بيست تراشه ويدئو توليد كرديم كه شامل ۳۱ ساعت ويدئو و ۵/۳۸ گيگابايت اطلاعات JPEG مي باشند . Script مجزا هر كليپ ويدئو را پردازش مي كند تا يك توالي از اندازه هاي چهارچوب را توليد كند كه آزمايشات شبيه سازي در بخش ۴ را موجب مي شود . كتابخانه ويدئو شامل كليپ هاي داراي موضوعات متفاوت است تا تنوع منابع ويدئوي متراكم شده را در ظهور خدمات چندرسانه اي (چند منظوره) نمايش دهند . مثلاً ،

ويدئوي زيبا و زشت يك فيلم نقاشي متحرك اثر والت ديسني است كه داراي صحنه هايي سرشار از مولفه هاي بسيار و نواحي داراي رنگ ثابت مي باشد . بقيه فيلم ‌ها مخلوطي از سرگرمي و محتواي ثابت در صحنه و جلوه هاي ديجيتال و نقاشي متحرك مي باشند . كتابخانه شامل سه نسخه از فيلم E.T با سطوح كوانتيزه كردن متفاوت ، عوامل كيفي ۷۵ ، ۹۰ ، ۱۰۰ مربوط به ۶۶/۰ ، ۹۶/۰ و ۶۴/۱ بيت در هر پيكسل در جريان ويدئوي متراكم شده مي باشد . با يك نمايش درشت (خشن) تر از مولفه هاي فركانس ، جريان ويدئو داراي اندازه هاي چهارچوب متوسط و اوج كوچكتر است و منجر به پهناي باند كمتر براي ارسال و دريافت فيلم مي‌گردد . مثلاً فيلم به ۷۸/۳ مگابايت در ثانيه براي يك ضريب كيفيت ۱۰ نياز دارد .
در حاليكه ۵۱/۱ مگابايت در ثانيه براي يك سطح كيفي ۷۵ كافي مي باشد . سرنسخه از E.T آزمايشات شبيه سازي را در بخش ۴ مجاز مي سازد تا فايده روش هاي هموارسازي پهناي باند را بصورتابعي از كيفيت ويدئو بررسي نمايد . باقيمانده مسيرهاي رديابي ويدئو در جدول ۱ داراي ۹۴/۰ بيت در هر پيكسل است كه مربوط به كيفيت تصوير عالي است . براي وسيع كردن جمع آوري

مسيرهاي رديابي ، كتابخانه شامل منابع بسياري از نوارهاي كاست ويدئو مي باشد . ويدئوي NCAA Final Fur يك مستندي است كه تورنمنت بسكتبال NCAA Final Fur 1933 را شرح مي دهد و منجر به صحنه هاي بسيار با جزئيات فراوان مي گردد . در نتيجه ، اين مسير رديابي داراي سرعت بيت متوسط بالاتر از ساير منابع مي باشد . بعلاوه ، كتابخانه شامل سه سمينار مجزا براي بررسي تاثيرات هموارسازي پهناي باند و تراكم بر روي ويدئوي آموزشي است . اين نمايشات با يك دوربين ثابت فيلم برداري شدند كه بر روي صحنه نمايش شفافيت هاي گوينده فيلم برداري شوند . اين امر منجر به نيازهاي پهناي باند كمتر و در اندازه هاي فريم نسبت به ساير ويدئوها مي شود . يراي

ويدئو سمينار ، رديابي نشان ميدهد كه فريم هاي كمتري در دقيقه رخ مي دهند كه مربوط به فواصل كوتاه با يك صفحه نمايش خالي است . هنگاميكه گوينده شفافيت ‌ها را تغيير
مي دهد، طرح ‌ها براي ساير رديابي هاي ويدئو در مرجع ۷ نشان داده مي شود .

۴-مقايسه عملكرد :
با استفاده از رديابي هاي كتابخانه ويدئو ، ابن بخش الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند را بر پايه يك مجموعه از متريكهاي عملكرد مقايسه ي نمايد . اين متريك ‌ها شامل نيازهاي سرعت اوج ، تعداد تغييرات پهناي باند ، قابليت تخصيص هاي پهناي باند ، قابليت تخصيص هاي پهناي باند ، و قابليت تغيير زمان بين تغييرات پهناي باند مي باشد . با بكارگيري اين متريك ‌ها براي سطح هاي

انتقال سرويس دهنده ، در بين يك سري از اندازه هاي بافر مشتري واقع بينانه ، آزمايشات شبيه سازي روش هاي عملكرد – هزينه را نشان مي دهند كه بر روي انتقال و ارسال و برگشت نمايش ويدئوي متراكم شده تاثير مي گذارند .

۱-۴-نيازهاي پهناي باند اوج :
سرعت اوج يك جريان ويدئوي هموار شده نيازهاي پهناي باند بدترين حالت را در عرض مسير از مخزن ويدئو بر روي سرويس دهنده ، مسير در طي شبكه و بافر پيش واكنشي در سايت مشتري را تعيين مي كنند . بنابراين ، بيشترين الگوريتم هاي هموارسازي پهناي باند ، تلاش دارند تا عبارت زير را كمينه نمايند .

تا اين احتمال را افزايش دهند كه سرويس دهنده ، شبكه و مشتري داراي منابع كافي باشد تا جريان را بكار ببرد و يك سرعت اوج كم ممكن است هزينه كل انتقال اطلاعات را كاهش دهند . شكل ۷ نيازهاي پهناي باند اوج را براي چهار الگوريتم هموارسازي بصورت تابعي از اندازه بافر مشتري نشان ميدهد . CBA ، MCBA و MVBA همگي منجر به نياز پهناي باند اوج حداقل در يك اندازه بافر ثابت مي شوند همانگونه كه در بخش ۲ بحث مي شود . براي يك منفتقاند با الگوريتم PCRTT ، ما به تمام چهار الگوريتم اجازه مي دهيم تا اطلاعات را براي اولين اجراي پهناي باند

واكنشي نماييم كه منجر به يك تاخير برگشت نمايش اوليه در سايت مشتري شود . تحت اندازه هاي بافر كوچك ، فيلم هاي داراي بالاترين تغييرات در اندازه هاي چهارچوب نيز تمايل به داشتن بزرگ ترين نيازهاي پهناي باند اوج است كه ناشي از توانايي محدود براي اوج هاي بزرگ هموار مي باشد . تمام چهارچوب طرح زشت و زيبايي (quality 100) E.T ، NCAA Final Four ، منحني هاي فوق مي باشند ، در حاليكه ويدئوهاي سمينار داراي كمترين نيازهاي پهناي باند اوج براي اندازه هاي بافر كمتر از ۱۰۲۴ كيلوبايت مي باشند . براي ويدئوي E.T ، كدبندي هاي با كيفيت پايين تر داراي نيازهاي سرعت اوج پايين تر باشند كه ناشي از اندازه هاي چهارچوب در هر نقطه در ويدئو

مي باشد . در واقع ، تحت اندازه هاي بافر بزرگتر ، E.T(quality75) واقعاً داراي يك پهناي باند اوج كمار از ويدئوهاي سمينار است . براي بافر هاي مشتري بزرگ ، پيش واكنش تقريباً تمام انفجار در جريان را برطرف مي نمايد و يك پلاني را مي دهد كه خيلي نزديك به اندازه فريم متوسط ۶۳۰۵ بايت باقي مي ماند ، (سمينار ويدئوها) به يك ضريب كيفيت ۹۰ رقومي مي شود و داراي اندازه هاي فريم متوسط بزرگتر هستند . بنابراين براي اندازه هاي بافر كوچك ، نياز پهناي باند اوج عموماً

توسط حداكثر اندازه هاي فريم بوجود مي آيد . در حالي كه براي اندازه هاي بافر بزرگتر سرعت اوج توسط اندازه چهارچوب متوسط تامين مي شود . الگوريتم هاي CBA ، MCBA و MVBA داراي نيازهاي پهناي باند اوج كمتري مي باشند (هنگامي كه اندازه بافر رشد مي نمايد ) ،‌ PCRTT ‌ها تا حدي ناپايدار هستند ، زيرا الگوريتم نيازهاي پهناي باند را بر پايه فواصل با اندازه ثابت هموار مي نمايد . براي ايجاد نمودن طرح براي الگوريتم PCRTT ، يك Script پلان هاي پهناي باند را براي يك سري از اندازه هاي فاصله متفاوت ايجاد مي كند ، كه بستگي به پلان براي هر اندازه فاصله ، Script نياز پهناي باند اوج و اندازه بافر مشتري bرا براي ايجاد يك نقطه اطلاعات واحد در طرح محاسبه مي نمايد . تحت بافرهاي با اندازه متوسط ، CBA ، MCBA ، MVBA داراي سرعت هاي كمتر هستند كه ناشي از توانايي آنها براي پيش واكنش اطلاعات است در حاليكه ، PCRTT توسط اندازه فاصله محدود مي شود . با اين حال ، براي اكثر اندازههاي بافر ، پلان هاي PCRTT نيازهاي اوج بيشتر ندارد و كاربرد نسبتاً خوب بافر هموار كننده را پيشنهاد مي نمايد . الگوريتم PCRTT داراي بيشترين مشكل با ويدئو كليپ هايي است كه داراي نواحي فريم هاي وسيع مي باشند كه با نواحي فريم هاي كوچك دنبال مي شوند ، كه مستلزم اندازه هاي فاصله كوچك براي پرهيز از جريان پيش و كمتر از حد معمول بافر مي باشد . اين فواصل كوچك توانايي الگوريتم را براي بكارگيري پيش واكنشي براي هموارسازي چهارچوب ‌هاي بزرگ در جريان ويدئوي فشرده زيرين محدود مي سازد .

۲-۴-تعداد تغييرات پهناي باند :

براي كاهش پيچيدگي سايت هاي سرويس دهنده و مشتري ، يك الگوريتم هموارسازي پهناي باندمي توانست براي كمينه كردن m بكار رود (تعداد اجراها در زمان بندي انتقال ) زيرا هر تغيير پهناي باند به سايت هايي براي تعديل نمودن نسبت I/O براي جريان نياز دارد و همچنين مقادير كوچك m باعث كاهش نيازهاي ذخيره سازي براي پلان هاي پهناي باند مي گردد