Qualité de service pour les adaptations multimédia
dans un environnement mobile

Exemple de problèmes liés aux contraintes contextuelles

Pour illustrer la problématique d’hétérogénéité environnementale impliquant des contraintes contextuelles, considérons l’exemple de la Figure 1.1. Figure 1.1. Différents problèmes dans un environnement pervasif impliquant des contraintes contextuelles. Dans cette thèse, nous nous intéressons principalement à l’adaptation du contenu multimédia selon des contraintes environnementales changeantes ainsi que selon les besoins de l’utilisateur. Lorsqu’une situation contextuelle soulève certaines contraintes, les documents multimédias ne peuvent s’exécuter correctement dans le terminal cible. Ceci nécessite la compréhension des Chapitre 1 : Introduction générale 5 informations contextuelles par le processus d’adaptation afin de prendre les bonnes décisions d’adaptation. Par conséquent, une approche générique de modélisation de contexte et d’exécution des opérations d’adaptation des documents multimédias en temps réel est nécessaire. Ce travail traite les présentations multimédia et en particulier, des pages HTML (HyperText Markup Language) contenant du CSS (Cascading Style Sheets) et intégrant des spécifications temporelles et spatiales entre médias. Les opérations d’adaptation permettent de transformer les documents multimédias selon des contraintes de haut niveau reliées à l’environnement de l’utilisateur, aux ressources disponibles et à la description du contenu. Ces informations sont spécifiées à travers un profil. L’objectif est de rendre le document compatible avec le contexte courant. De nombreuses approches ont été proposées dans la littérature pour la modélisation du contexte. Parmi les approches les plus intéressantes, nous citons : Attribut/Valeur, modèle de représentation par balises, modèles graphiques, modèle orientée objet, les modèles basés sur la logique et les modèles basés ontologies. Plusieurs travaux ont été menés pour adapter des documents multimédias dans les systèmes pervasifs et qui peuvent être classés, généralement, en trois catégories : les approches d’adaptation locales, les approches d’adaptation globales et les approches d’adaptation locales et globales. Par conséquent, les deux types d’adaptations qui sont distinguées (Kazi-Aoul, 2008) sont :  Adaptation globale, où la composition des objets multimédia contenus dans la présentation est adaptée en transformant la synchronisation temporelle et spatiale des médias.  Adaptation locale, où les médias sont adaptés en appliquant des transformations physiques sur ces médias (mise à l’échelle, transcodage, etc.). Parmi les approches d’adaptation, nous citons : (Lemlouma et al., 2001 ; Jannach and Leopold, 2007 ; Hai et al., 2012 ; Adzic et al., 2011 ; Laborie et al., 2011 ; Moissinac, 2012 ; Derdour et al., 2012 ; Bettou and Boufaida, 2014 ; Maredj and Tonkin, 2015 ; Slimani et al., 2016, Bettou and Boufaida, 2017). En considérant quelques profils cibles, ces approches ont combiné des opérateurs multiples : le transcodage (exemple : AVI vers MPEG), le transmodage (exemple : texte vers audio) et la transformation (exemple : résumé du texte) (Alti et al., 2014). Cependant, ils n’exploitent pas Chapitre 1 : Introduction générale 6 la sémantique pour décrire les profils dans le but de guider le processus d’adaptation. Les auteurs dans (Dromzée et al., 2013 ; Alti et al., 2015) ont surmonté cette limitation en définissant un profil générique sémantique pour l’adaptation des documents multimédias. En dépit de l’exploitation des avantages sémantiques par ce modèle pour décrire les profils, ils n’utilisent pas des mécanismes de raisonnement pour assister et automatiser le processus d’adaptation. En réalité, les mécanismes raisonnement permettent au processus d’adaptation de comprendre les aspects reliés au profil de l’utilisateur et aux mises à jour des situations contextuelles. Rappelons que les approches qui utilisent le raisonnement basé sur des règles sont mises en évidence pour déduire des informations à propos du contexte de l’utilisateur à partir du contexte courant. Notre travail utilise une approche basée raisonnement ontologique afin d’assister le processus d’adaptation. Cette forme d’assistance a le potentiel de s’adapter aux contraintes contextuelles. 3.2. Synthèse La majorité de ces approches permettent la modélisation de contexte et l’adaptation dynamique des documents multimédias. Elles focalisent sur l’adaptation locale ou globale ou sur les deux types d’adaptation. En outre, dans ces approches, l’adaptation des présentations HTML contenant du CSS et intégrant des spécifications temporelles déclarative entre médias (par des timesheet par exemple), ne sont pas pris en compte. La librairie Timesheet.js permet d’étendre les connaissances des développeurs web pour synchroniser des contenus multimédias qui s’exécutent dans des navigateurs web. De plus, la modélisation du contexte dans ses approches ne permet pas de raisonner sur les informations de contexte pour faire correspondre à chaque contrainte contextuelle un type de handicap et en déduire l’action d’adaptation afin de guider le processus d’adaptation. Le domaine de la modélisation de contexte et l’adaptation des documents multimédias est un domaine riche mais reste encore mal maîtrisé. Les raisons profondes derrière cette situation sont : l’incapacité de spécifier efficacement une approche de modélisation de contexte générique, extensible et qui permet de guider le processus d’adaptation locale, ainsi que l’adaptation des présentations multimédia qui évoluent dans le temps. D’où la nécessité de nouvelles approches et de nouveaux outils. La modélisation du contexte et le raisonnement sur le contexte fait appel à la modélisation basée ontologie ayant une sémantique et pouvant prendre en compte tous les aspects du  contexte. Aussi l’utilisation du guide d’adaptation déduit permet de sélectionner les différents services d’adaptations afin de faciliter ce processus. L’objectif de ce travail se concentre autour des points et enjeux suivants :  Étude des approches de modélisation de contexte et leurs caractéristiques.  Comparaison des approches de modélisation de contexte.  Proposition de modèles de contexte afin de guider le processus d’adaptation multimédia.  Étude des approches d’adaptation multimédia et leurs caractéristiques.  Étude des différents types de documents multimédias.  Comparaison des approches d’adaptation multimédia.  Proposition d’une approche d’adaptation de documents multimédias répondant aux besoins de l’utilisateur et prenant en compte les exigences imposées par l’environnement de l’utilisateur.  Proposition d’une méthode de qualité de service afin de sélectionner les services d’adaptation adéquats.  Implémentation et validation de l’approche proposée. Signalons, que notre préoccupation principale est la proposition : de modèles de contexte génériques et extensibles permettant de guider le processus d’adaptation, d’approches d’adaptation de documents multimédia basées sur les résultats de raisonnement ontologique et une méthode de qualité de service permettant de sélectionner les services d’adaptation appropriés (les services d’adaptation les plus adéquats parmi l’ensemble de services possibles). 4. Contributions Notre travail s’inscrit dans le cadre de d’adaptation des documents multimédias en prenant en compte les contraintes contextuelles. Face à ses enjeux, nous avons proposé deux modèles de contexte différents, l’architecture proposée d’adaptation des présentations multimédia qui peux exploiter les deux modèles de contexte proposés pour assister le processus d’adaptation et une méthode de qualité de service exploitée par l’architecture proposée pour sélectionner les services appropriés. Chapitre 1 : Introduction générale 8  Contribution 1 : Deux modèles de contexte basés ontologies Le premier modèle ontologique appelé ontologie de situation gère des règles sémantiques permettant de déduire la correspondance entre la situation contextuelle et un handicap physique. Une situation contextuelle représente toutes les informations concernant l’utilisateur et son terminal. Elle est organisée en facettes, incluant chacune un sous ensemble d’informations. Ce modèle vise à améliorer les approches existantes, pour assister le processus d’adaptation, en déduisant le handicap correspondant à chaque restriction reliée au contexte et au fait déduisant l’opération d’adaptation. Par conséquent, l’adaptation devrait être plus rapide. Le deuxième modèle est dédié à la personnalisation des services d’adaptation dans le domaine des maisons intelligentes. Chaque modèle proposé utilise des règles différentes et est exploité par l’architecture d’adaptation proposée afin de réaliser les adaptations. L’objectif des deux modèles est d’orienter l’adaptation.  Contribution 2 : Architecture d’adaptation En premier, nous avons proposé des modèles de contexte basés raisonnement ontologique afin de modéliser le contexte et déduire le guide d’adaptation. Puis, nous avons proposé une architecture d’adaptation multimédia pour les deux modèles. Cette architecture présente les avantages suivants : exploitation du guide d’adaptation fournit par le modèle de contexte, l’adaptation s’applique sur les pages HTML contenant du CSS et qui évoluent dans le temps, où la spécification du temps est déclarative, l’adaptation se fait à partir du temps de la demande d’adaptation ce qui permet de réduire le temps d’adaptation ainsi que la taille des fichiers adaptés.  Contribution 3 : Une méthode de qualité de service Afin de sélectionner respectivement les services d’adaptation locaux et globaux les plus pertinents, en se basant sur les paramètres de contexte (niveau de batterie, bande passante), nous avons proposé une méthode de qualité de service. Pour cela, nous avons testé quelques services en prenant en compte : le temps d’adaptation et la taille du fichier adapté. L’apport de notre méthode de QdS est qu’elle permet de sélectionner les services appropriés en s’appuyant sur l’action déduite, les paramètres de qualité ainsi que sur le temps de demande d’adaptation. Chapitre 1 : Introduction générale 9 Plusieurs tests d’évaluation ont été réalisés afin de valider la faisabilité et l’efficacité de l’architecture proposée par rapport aux approches existantes. 5. Organisation du Manuscrit Ce manuscrite est organisé en deux parties dont la première, présente le concept de contexte, l’état de l’art sur les approches de modélisation de contexte ainsi que les éléments de base d’un système d’adaptation multimédia. La première partie s’achève par la proposition de modèles de contexte dédiés à l’assistance du processus d’adaptation. Cette partie tient sur trois chapitres qui sont consacrés respectivement à la définition du contexte et l’étude d’approches majeurs de modélisation de contexte, introduction des concepts de base requis dans le domaine d’adaptation de présentations multimédia. Le dernier chapitre de la première partie est relatif à la première contribution de cette thèse : modèles de contexte d’assistance du processus d’adaptation. La deuxième partie du manuscrit commence par un état de l’art sur les approches d’adaptation locales et globales des documents multimédias. Le reste de la deuxième partie est consacré aux contributions en termes d’architecture d’adaptation, de méthode de qualité de service, d’évaluation et de validation de notre approche. Cette partie est composée de quatre chapitres à savoir : l’état de l’art sur les architectures d’adaptation multimédia existantes, l’architecture proposé, l’implémentation et les études de cas, la validation et l’évaluation de notre approche. Le manuscrit se termine par une conclusion et des perspectives de recherche. Chapitre 2 : Contexte et Modélisation de Contexte Le présent chapitre présente des définitions de base du contexte ainsi qu’un état de l’art sur les approches de modélisation de contexte. Dans ce chapitre, nous discutons aussi le manque d’approche générique de modélisation de contexte raisonnant sur les informations de profil afin de déduire le guide d’adaptation.  Ce chapitre présente en premier, les concepts de base autour de présentations multimédias. Concernant leurs dimensions, les langages de leurs créations, les Timesheet, les modèles de  présentation multimédia. La deuxième partie du chapitre introduit l’adaptation multimédia, présente les techniques d’adaptations des données multimédia ainsi que les services d’adaptation. Chapitre 4 : Modèles de Contexte basés Raisonnement Ontologique Dans ce chapitre, nos modèles de contexte basés raisonnement ontologique sont introduits. Nous avons mis l’accent sur le modèle de contexte qui fait correspondre à chaque situation contextuelle un type de handicap physique permettant de déduire les actions d’adaptation locales (vu ces avantages). Nous détaillons aussi l’impact du raisonnement ontologique pour assister le processus d’adaptation. Chapitre 5 : Architectures d’adaptation multimédia. Dans ce chapitre les différentes architectures et plateformes d’adaptation locale et globale, ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque architecture sont étudiés et classifiés selon des critères que nous avons définis (type(s) d’adaptation appliquée(s) et type(s) du document adapté). Ce qui est mentionné dans ce chapitre est le manque d’une approche qui s’occupe de l’adaptation des présentations multimédia selon le temps de demande d’adaptation et l’adaptation de présentations qui évoluent dans le temps. Le chapitre se termine par une synthèse contenant une étude comparative entre les différentes approches étudiées. Ce chapitre est composé de trois parties relatives aux contributions. La première partie concerne le modèle de spécification de présentations multimédia proposé. La deuxième partie présente en détaille l’architecture proposée. La troisième partie est consacré à la description de la méthode de qualité de service proposée pour sélectionner les services d’adaptation appropriés. Chapitre 7 : Implémentation & Etudes de cas Dans ce chapitre, nous présentons comme première partie, l’implémentation de l’approche centrée serveur en montrant les outils et les technologies utilisés. La deuxième partie de ce chapitre présente les études de cas proposés à travers plusieurs scénarios illustratifs qui sont implémentés et validés.