在一個(gè)普通美庭擁有五臺(tái)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)沖浪者可能常常覺(jué)得他們總是在爭(zhēng)奪無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)全家人如何在沒(méi)有人的連接減速到爬行的情況下狂歡他們最喜歡的節(jié)目?

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)的研究人員正在研究這個(gè)問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了一種名為“Minerva”的新系統(tǒng)，允許多人通過(guò)單一網(wǎng)絡(luò)流式傳輸視頻，同時(shí)最大限度地減少緩沖和像素化。

該團(tuán)隊(duì)表示，對(duì)于像Netflix和Hulu這樣的內(nèi)容提供商而言，該項(xiàng)目可能會(huì)改變游戲規(guī)則，因?yàn)樗麄兂３ｋy以讓所有用戶滿意。除了對(duì)單個(gè)家庭有用之外，Minerva還可以使整個(gè)地區(qū)的人們受益，他們可能都在共享網(wǎng)絡(luò)瓶頸。

“如果你家中有五個(gè)人同時(shí)播放視頻，我們的系統(tǒng)可以分析各種視頻的視覺(jué)效果如何受到下載速度的影響，”麻省理工學(xué)院教授Mohammad Alizadeh說(shuō)，他將在協(xié)會(huì)上發(fā)表一篇相關(guān)論文的資深作者。計(jì)算機(jī)械本月晚些時(shí)候在洛杉磯舉行的數(shù)據(jù)通信特別興趣小組(SIGCOMM)。“然后，它使用這些信息為每個(gè)視頻提供最佳的視覺(jué)質(zhì)量，而不會(huì)降低其他視頻的體驗(yàn)。”

在實(shí)際測(cè)試中，Minerva平均減少了47%的重復(fù)播放時(shí)間 - 并且，在三分之一的時(shí)間內(nèi)，視頻質(zhì)量得到了改善，相當(dāng)于從720p到1080p電視的分辨率提高。

Minerva完成所有這些工作，同時(shí)不需要對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行任何更改。像Netflix這樣的提供商可以在不對(duì)家用路由器進(jìn)行任何更改的情況下部署Minerva，也不必與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商進(jìn)行協(xié)調(diào)。Alizadeh將該系統(tǒng)描述為管理互聯(lián)網(wǎng)通信的標(biāo)準(zhǔn)TCP / IP協(xié)議的直接替代品。

“它具有TCP的所有優(yōu)點(diǎn)和簡(jiǎn)單性，同時(shí)還確保如果多個(gè)視頻在作為瓶頸的網(wǎng)絡(luò)鏈路上競(jìng)爭(zhēng)，則帶寬將在流之間公平共享，”Alizadeh說(shuō)。

流媒體視頻的任何人都可能已經(jīng)注意到，任何給定視頻的運(yùn)行順暢程度都會(huì)有很大差異。一些因素包括使用的設(shè)備，屏幕的尺寸，甚至視頻的類(lèi)型。例如，為了提供相同的視覺(jué)質(zhì)量，動(dòng)作電影和體育等更快節(jié)奏的視頻實(shí)際上需要比談話頭或講座的視頻更多的帶寬。與此同時(shí)，在4K電視屏幕上流式傳輸電影比在智能手機(jī)上傳輸電影要大得多。

但是主要作者維克拉姆·內(nèi)森說(shuō)，傳統(tǒng)的協(xié)議沒(méi)有考慮到這些差異。如果兩個(gè)人共享每秒10兆比特(Mbps)的帶寬，則網(wǎng)絡(luò)通常會(huì)將每個(gè)人分配一半。但如果一個(gè)人正在觀看智能手機(jī)上的草長(zhǎng)，而另一個(gè)人正試圖在4K電視上播放網(wǎng)球比賽，那么體育迷將會(huì)處于一個(gè)主要的劣勢(shì)。

“傳統(tǒng)方法試圖從技術(shù)角度來(lái)看是公平的，但不是根據(jù)某人的實(shí)際幸福感或經(jīng)驗(yàn)質(zhì)量，”斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授Keith Winstein表示，他沒(méi)有參與該項(xiàng)目。“這些結(jié)果表明，如果改變這些系統(tǒng)和協(xié)議以采用更多觀看視頻的人的視角，我們都可以受益。”

最重要的是，Nathan表示像Hulu和Netflix這樣的公司以粗略和無(wú)原則的方式處理有限帶寬的擠壓，不考慮觀看的視頻或視頻緩沖的程度。

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)離線階段來(lái)分析不同的視頻，以確定通過(guò)給予不同級(jí)別的帶寬來(lái)提高視覺(jué)質(zhì)量的程度。然后，每個(gè)用戶在觀看他們的視頻時(shí)都會(huì)使用此信息：在聲明他們的鏈接份額時(shí)，更重視帶寬的用戶相應(yīng)地更積極，而不會(huì)從額外吞吐量中獲益的用戶退回。

Nathan將Minerva的機(jī)制描述為不同視頻之間不斷發(fā)展的“推/拉”。

“這個(gè)過(guò)程允許系統(tǒng)以對(duì)他們的視覺(jué)質(zhì)量公平的方式為不同的視頻分源，”麻省理工學(xué)院CSAIL的研究生Nathan說(shuō)。

Alizadeh和Nathan與研究生Vibhaalakshmi Sivaraman，Ravichandra Addanki，Mehrdad Khani和Prateesh Goyal共同撰寫(xiě)了新論文。