Adpttion sptio-temporelle et hypermédi de documents multimédi Séstien Lorie Jérôme Euzent Nil Lyïd INRIA Rhône-Alpes - LIG 655 Avenue de l Europe Montonnot - Sint Mrtin 38334 Sint Ismier Cedex {Sestien.Lorie,Jerome.Euzent,Nil.Lyid}@inrilpes.fr RÉSUMÉ. Actuellement, les documents multimédi doivent pouvoir être exécutés sur de nomreuses pltes-formes (téléphones portles, PDA, ordinteurs de ureu, lecteurs de slon...). Cette diversifiction des utilistions et des supports nécessite l dpttion des documents à leur contexte d exécution, prfois imprévisile u moment de l conception du document. Pour s ffrnchir des lngges ou formts de description multimédi, nous stryons les documents en une structure exprimnt l ensemle des reltions entre ojets du document. Pour cpturer l dimension sptio-temporelle et hypermédi d un document multimédi, nous proposons de le décomposer en ojets multimédi, liens hypermédi et reltions sptio-temporelles entre ces ojets. Dns ce contexte, dpter le document en fonction des contrintes d une plte-forme cile consiste lors à trnsformer l structure existnte du document de fçon minimle. Afin de montrer l pplicilité d une telle pproche, nous l développons dns le cdre des documents spécifiés u moyen du lngge SMIL. ABSTRACT. Currently, multimedi documents my hve to e executed on multiple devices such s moile phones, PDAs, desktop computers, set-top oxes, etc. Hence, usge nd pltform diversity requires document dpttion ccording to execution contexts, sometimes unpredictle t design time. We propose to strct from formt specific detils y defining structure which expresses set of ojects nd the reltions etween them. In order to cpture the sptiotemporl nd hypermedi dimensions of the document, we point out in this pper tht these ojects re multimedi ojects nd hypermedi links, nd tht reltions etween them re sptio-temporl. In this context, dpting mounts to modify in miniml wy the document strction ccording to the trget device constrints. In order to show the pplicility of our frmework, we implement prototype which dpts SMIL documents. MOTS-CLÉS : Représenttion et risonnement qulittif. KEYWORDS: Qulittive representtion nd resoning. Atelier RTE 2008, pges 1 à 13.
2 Atelier RTE 2008. 1. Introduction Un document multimédi doit pouvoir être exécuté sur des pltes-formes ux possiilités vriées : téléphones portles, PDA, ordinteurs de ureu... Ces différents contextes de présenttion multimédi introduisent différentes contrintes sur l présenttion elle-même. Pr exemple, les limittions d une plte-forme dues à l ffichge, comme un téléphone portle, peuvent conduire à ne ps fficher plusieurs ojets multimédi côte à côte à un même instnt pour des risons de visiilité sur l écrn. D utres types de contrintes peuvent être introduites pr les préférences de l utilisteur, l protection du contenu ou les cpcités du terminl [KLY 01]. Ces contrintes imposées pr les pltes-formes sont générlement décrites dns des profils. Pour stisfire un profil cile, les documents multimédi doivent être dptés, c est-à-dire trnsformés en documents comptiles vec le profil vnt d être présentés. Deux types d dpttion sont envisgeles : l dpttion locle (dpttion liée ux ojets individuellement) et l dpttion glole (dpttion liée à l composition du document). Cet rticle se conscrer à ce deuxième type d dpttion. Dns [EUZ 03], nous vons montré comment fournir des documents multimédi dptés proches du document initil stisfisnt les différentes contrintes liées à une plte-forme cile. Pour cel, nous stryons les documents en une structure exprimnt l ensemle des reltions entre ojets du document. Ces reltions peuvent notmment être de nture qulittive. Dns ce contexte, dpter v consister à modifier cette structure strite de fçon minimle pour qu elle stisfsse le profil cile. Nous vons illustré cette pproche à l ide de l dimension temporelle en utilisnt l lgère d intervlles de Allen [ALL 83]. Nous montrons que cette pproche d dpttion peut s instncier à l dimension sptio-temporelle et hypermédi. Cel nécessite d étendre l définition de notre structure strite ( 2). Pour produire une structure strite dptée proche de l structure strite initile qui stisfit un profil cile, nous montrons comment clculer des distnces entre structures sptio-temporelles et hypermédis ( 3). Enfin, fin d dpter des documents multimédi stndrds (i.e., spécifiés u moyen du lngge SMIL), nous proposons une strtégie qui utilise notre pproche d dpttion ( 4). 2. Spécifiction de documents multimédi Une spécifiction de document multimédi contient toutes les informtions de présenttion de chque ojet du document, en prticulier elle décrit l composition du document multimédi. Cette composition est définie pr plusieurs dimensions : temporelle : les ojets du document sont synchronisés dns le temps. sptile : certins ojets du document sont disposés les uns pr rpport ux utres dns l espce d ffichge. hypermédi : l utilisteur l possiilité d intergir vec certins ojets du document, pr exemple pour nviguer dns le contenu de l présenttion.
Adpttion sptio-temporelle-hypermédi 3 Considérons un document multimédi, spécifié pour pouvoir être exécuté sur un ordinteur de ureu, contennt qutre ojets multimédi : Acropole, Agor, Temple et Musée. Ces différents ojets multimédi sont orgnisés selon les dimensions citées précédemment comme le montre l figure 1. Dns cette figure, l ojet Acropole commence u temps t = 0s et se termine à t = 10s, une lrgeur de 300 pixels, une huteur de 200 pixels et un point d origine situé à (0, 0), et dispose d un lien hypermédi l 1. Ce lien hypermédi l 1 est ctif dns toute l région d ffichge de l ojet Acropole de t = 0s u temps t = 5s et pointe vers le déut de l ojet Temple. l 1 Acropole Temple Agor Musée l 2 0s 5s 10s 20s Figure 1. L composition sptio-temporelle et hypermédi d un document multimédi. Cette description peut être qulifiée de précise et quntittive cr elle définit exctement les informtions de présenttion de chque ojet du document. Les documents multimédi ne sont ps toujours spécifiés de mnière précise, ceci est notmment le cs dns certins systèmes d édition de documents multimédi, tels que les systèmes Mgic [DAL 96] et Mdeus [JOU 98]. Les descriptions de l composition des documents y sont exprimées pr des reltions qulittives, ce qui offre une flexiilité de présenttion. Pour s strire des lngges de description de documents et disposer d une flexiilité de présenttion, une spécifiction de document multimédi ssocier à chque pire d ojets du document un ensemle de reltions qulittives. Définition 1 (Spécifiction de document multimédi) Une spécifiction de document multimédi s = O, C est composée d un ensemle d ojets O insi que d un ensemle de reltions (ou contrintes) C entre les éléments de O.
4 Atelier RTE 2008. Dns ce qui suit, nous considérons que les reltions entre ojets du document sont inires. Une spécifiction de document multimédi peut donc être représentée à l ide d un grphe de reltions. Définition 2 (Grphe de reltions) Soient O un ensemle d ojets et C un ensemle de reltions entre les éléments de O. Une spécifiction de document multimédi s = O, C peut être représentée pr un grphe orienté étiqueté g s = O, E, λ nommé grphe de reltions. Les éléments de O et E correspondent respectivement ux nœuds et ux rcs du grphe g s, et l fonction totle d étiquetge λ : E 2 R ssocie à chque rc du grphe g s un ensemle de reltions d une représenttion R tel que pour tout x r y C vec x, y O et r R, r λ( x, y ). Pour cpturer l dimension sptio-temporelle et hypermédi du document multimédi illustrée dns l figure 1, l ensemle des ojets d une spécifiction de document multimédi contiendr un ensemle d ojets multimédi insi qu un ensemle de liens hypermédi. De plus, l ensemle de reltions d une spécifiction de document multimédi contiendr des reltions sptio-temporelles. Définition 3 (Spécifiction sptio-temporelle et hypermédi) Soient O m un ensemle d ojets multimédi et O l un ensemle de liens hypermédi. Une spécifiction sptiotemporelle et hypermédi de document multimédi s = O, C est composée d un ensemle d ojets O, vec O = O m O l, insi que d un ensemle de reltions sptiotemporelles C entre les éléments de O. Nous considérons qu une reltion sptio-temporelle r = r t, r s est composée d une reltion temporelle r t insi que d une reltion sptile r s. Dns cet rticle, r t pprtient à l ensemle de reltions de Allen [ALL 83] (cf., tleu 1) et r s pprtient à l ensemle de reltions topologiques RCC8 [RAN 92] (cf., figure 2). reltion (r) : x r y x / y inverse : y r 1 x efore () (i) fter meets (m) (mi) met-y during (d) (di) contins overlps (o) (oi) overlpped-y strts (s) (si) strted-y finishes (f) (fi) finished-y equls (e) (e) Tleu 1. Les 13 reltions de Allen sur les intervlles (A 13 ). Dns l figure 1, nous vons mis en évidence qu un lien hypermédi est toujours ssocié à un ojet multimédi du document (ussi nommé ncre). Pr exemple, le lien hypermédi l 1 est ssocié à l ojet Acropole. Pr conséquent, une spécifiction sptio-temporelle et hypermédi devr toujours ssurer une reltion de dépendnce sptio-temporelle entre un lien hypermédi et son ncre.
Adpttion sptio-temporelle-hypermédi 5 DC EC P O T P P T P P i NT P P NT P P i EQ Figure 2. Les reltions sptiles topologiques RCC8. Propriété 1 (Dépendnce entre un lien hypermédi et son ncre) Soit une spécifiction s = O, C. L ensemle C de reltions doit nécessirement exprimer qu un lien hypermédi l O l pprtient à un ojet multimédi m O m vec O = O m O l. D un point de vue temporel, l est ctif seulement lorsque m est exécuté et d un point de vue sptil l est une zone cliqule contenue dns l zone d ffichge de m. Le grphe de reltions de l figure 3 illustre l dimension sptio-temporelle et hypermédi du document multimédi de l figure 1. Chque rc est étiqueté pr une reltion sptio-temporelle qulittive. Pr exemple, l reltion sptio-temporelle e, DC entre les ojets multimédi Acropole et Agor stipule que ces deux ojets commence et se termine u même instnt (e) dns deux régions d ffichge disjointes (DC). De plus, les dépendnces entre les liens hypermédi vec leur ncre respective sont stisfites. Pr exemple, l reltion sptio-temporelle si, EQ entre l ojet multimédi Acropole et le lien hypermédi l 1 stisfit l propriété 1. { m, DC } { si, DC } { fi, DC } Acropole { e, DC } Agor { m, DC } { si, EQ } { fi, EQ } l 1 { m, EQ } { m, EQ } l 2 { i, EQ } { mi, EQ } { m, DC } Temple { e, DC } Musée { i, DC } { mi, DC } Figure 3. Grphe de reltions correspondnt u document de l figure 1.
6 Atelier RTE 2008. Supposons qu un PDA dispose du profil suivnt : un ojet multimédi ne doit ps s exécuter simultnément à un utre ojet multimédi. ucune pire d ojets multimédi ne doit être ffichée côte à côte. c un lien hypermédi doit être ctif pendnt toute l exécution de son ncre. Certines reltions du grphe de l figure 3 sont interdites. Pr exemple, l reltion entre les ojets Acropole et Agor trnsgresse les points et du profil. De plus, l reltion entre l ojet Acropole et le lien hypermédi l 1 trnsgresse le point c. Dns ce contexte, il est nécessire d dpter l spécifiction du document multimédi, c est-à-dire modifier toutes les reltions interdites pr d utres reltions qui stisfont le profil considéré. L section suivnte montre notmment comment trnsformer de mnière minimle le grphe de reltions initiles. 3. Adpttion de documents multimédi Les trvux exposés dns [EUZ 03] précisent ce que doit être l dpttion d un document multimédi en utilisnt une spécifiction de documents multimédi. Cel consiste à trouver un ensemle de grphes de reltions stisfisnt les contrintes d dpttion de l plte-forme cile à une distnce minimle du grphe de reltions initiles. Cette distnce entre grphes de reltions mesure les vritions des reltions portées sur chque rc des grphes. Définition 4 (Distnce entre grphes de reltions) d(λ, λ ) = Σ n,n NMin r λ( n,n ), r λ ( n,n )δ(r, r ) Pour mesurer ces vritions entre reltions, c est-à-dire définir δ, l notion de voisinge conceptuel est tout d ord définie. Définition 5 (Voisinge conceptuel) Soient deux ojets x et y, et une reltion entre ces ojets r(x, y). Une reltion de voisinge conceptuel est une reltion inire N X R entre éléments d un ensemle de reltions R tel que N X R (r, r ) est vrie si l reltion r(x, y) peut outir à r (x, y) pr une trnsformtion continue X des ojets, sns être trnsformée en une reltion intermédiire r (x, y). Des reltions de voisinge conceptuel entre reltions temporelles de Allen et reltions sptiles RCC8 sont illustrées respectivement dns [FRE 92, RAN 92]. Un grphe de voisinge conceptuel permet de représenter toutes les reltions de voisinge conceptuel sur un ensemle de reltions R.
Adpttion sptio-temporelle-hypermédi 7 Définition 6 (Grphe de voisinge conceptuel) Un grphe de voisinge conceptuel exprime l reltion de voisinge NR X tel que chque nœud correspond à une reltion de R et chque rc entre r et r correspond à l stisfction de NR X(r, r ), c est-à-dire que r et r sont des reltions voisines. Un grphe de voisinge conceptuel sur l lgère d intervlles de Allen, nommé N A A 13, est présenté dns l figure 4(). Celui-ci correspond à une trnsformtion, nommée A dns [FRE 92], qui déplce de mnière continue une extrémité d un intervlle, sns en ffecter l utre extrémité. Dns ce grphe de voisinge conceptuel, on constte que les reltions temporelles de Allen efore et meets sont voisines en ppliqunt l trnsformtion A (N A A 13 (, m) est stisfite), lors que les reltions temporelles efore et overlps ne le sont ps. En ce qui concerne l représenttion sptile topologique RCC8, un grphe de voisinge conceptuel, nommé NRCC8 T, est présenté dns l figure 4(). Celui-ci correspond à une trnsformtion T qui dilte de mnière continue des ojets multimédi de forme rectngulire (effet de scling). Une distnce conceptuelle entre reltions peut être clculée à l ide d un grphe de voisinge, en utilisnt l distnce du plus court chemin entre deux reltions considérées. Définition 7 (Distnce conceptuelle) Une distnce conceptuelle δ entre deux reltions r et r pprtennt à l ensemle de reltions R est l longueur du plus court chemin entre ces reltions dns le grphe de voisinge N X R. Dns l figure 4(), δ(o, mi) = 5 cr l distnce du plus court chemin entre les reltions temporelles overlps (o) et met-y (mi) dns le grphe de voisinge conceptuel de reltions de Allen est 5. Dns l figure 4(), δ(dc, P O) = 3. Pr conséquent, nous utiliserons, dns l définition 4 en guise de δ, cette distnce conceptuelle pour mesurer les vritions entre reltions. Nénmoins, dns cet rticle, notre formlisme de représenttion du document est composé d un ensemle de reltions sptio-temporelles r = r t, r s vec r t une reltion temporelle de Allen et r s une reltion sptile RCC8. Pour étlir une distnce conceptuelle entre reltions sptio-temporelles de ce type, nous proposons de sommer les vritions sur chcune des deux composntes. Définition 8 (Distnce entre reltions sptio-temporelles) Soient deux reltions sptio-temporelles r 1 = rt 1, rs 1 et r 2 = rt 2, rs 2 et deux grphes de voisinge dont un temporel Nt X et l utre sptil Ns X. L distnce conceptuelle δ(r 1, r 2 ) est égle à l somme de δ(rt 1, rt 2 ) dns Nt X et de δ(rs, 1 rs) 2 dns N X À l ide de l définition 8, on peut déduire, pr exemple, que δ( e, DC, m, EQ ) = δ(e, m) + δ(dc, EQ) = 3 + 4 = 7. s.
8 Atelier RTE 2008. contins finished-y strted-y efore meets overlps equls overlpped-y met-y fter strts finishes during () Grphe de voisinge conceptuel de reltions de Allen (N A A 13 ). () Grphe de voisinge conceptuel de reltions RCC8 (N T RCC8). Figure 4. Grphes de voisinge conceptuel temporel et sptil.
Adpttion sptio-temporelle-hypermédi 9 { m, EQ } { mi, EQ } { m, EQ } Acropole { m, EQ } Agor {, EQ } { e, EQ } { e, EQ } l 1 {, EQ } {, EQ } l 2 { i, EQ } { i, EQ } { m, EQ } Temple { m, EQ } Musée { i, EQ } { i, EQ } () Grphe de reltions dptées stisfisnt le profil suivnt : un ojet multimédi ne doit ps s exécuter simultnément à un utre ojet multimédi, ucune pire d ojets multimédi ne doit être ffichée côte à côte et c un lien hypermédi doit être ctif pendnt toute l exécution de son ncre. l 1 Acropole Agor Temple Musée l 2 0s 5s 10s 15s 20s () Exécution du document multimédi sur un PDA. Figure 5. Une solution d dpttion proche du document initil.
10 Atelier RTE 2008. Ainsi, le grphe de reltions dptées présenté dns l figure 5() est à une distnce minimle du grphe de reltions initiles (d = 46) pour stisfire le profil du PDA suivnt : un ojet multimédi ne doit ps s exécuter simultnément à un utre ojet multimédi, ucune pire d ojets multimédi ne doit être ffichée côte à côte et c un lien hypermédi doit être ctif pendnt toute l exécution de son ncre. Une exécution correspondnte est illustrée dns l figure 5(). Celle-ci est proche de l exécution initile cr l ordre d pprition des ojets est préservé u mximum. Nous vons montré, dns cette section, que notre pproche d dpttion s pplique à des descriptions qulittives de documents multimédi, notmment sptiotemporelle et hypermédi. Dns l section suivnte, nous souhitons ppliquer cette pproche à des lngges stndrds de description très utilisés et directement exécutles sur de multiples pltes-formes. 4. Adpttion de documents multimédi SMIL SMIL (Synchronized Multimedi Integrtion Lnguge) [BUL 05] est un lngge stndrd défini pr le W3C permettnt de spécifier des présenttions multimédi interctives. Celui-ci permet de décrire l orgnistion temporelle d ojets multimédi, de spécifier leur disposition sptile et de définir des liens hypermédi. L figure 6 présente le document SMIL de l figure 1. Comme illustré dns cette figure, l structure d un document SMIL est sée sur le lngge XML [BRA 04]. < s m i l xmlns =" h t t p : / / www. w3. org / 2 0 0 1 / SMIL20 / Lnguge "> <hed > < l y o u t > < r o o t l y o u t t i t l e =" Athens " h e i g h t ="200" width ="610" / > < r e g i o n i d =" r1 " width ="300" h e i g h t ="200" l e f t ="0" t o p ="0" / > < r e g i o n i d =" r2 " width ="300" h e i g h t ="200" l e f t ="310" t o p ="0" / > </ l y o u t > </ hed > <ody > <seq > <pr > < i d =" l 1 " e g i n ="0 s " end ="5 s " h r e f ="# Temple "> <img i d =" Acropole " dur ="10 s " r e g i o n =" r1 " s r c =" Acropole. j p g " / > </ > < i d =" l 2 " e g i n ="5 s " end ="10 s " h r e f ="# Temple "> <img i d =" Agor " dur ="10 s " r e g i o n =" r2 " s r c =" Agor. j p g " / > </ > </ pr > <pr > <img i d =" Temple " dur ="10 s " r e g i o n =" r1 " s r c =" Temple. j p g " / > <img i d =" Musee " dur ="10 s " r e g i o n =" r2 " s r c =" Musee. j p g " / > </ pr > </ seq > </ ody > </ smil > Figure 6. Le document SMIL de l figure 1.
Adpttion sptio-temporelle-hypermédi 11 L rcine de ce document est identifiée pr le mrqueur smil. Cette structure est composée essentiellement de deux prties : un en-tête (hed) qui décrit, entre utres, le plcement visuel des ojets multimédi, les met-données du document insi que les différentes nimtions de l présenttion. un corps (ody) qui permet l synchronistion temporelle des différents éléments du document. Comme il est possile de le constter dns l figure 6, il n existe ps dns ce lngge de reltions qulittives entre ojets comme pr exemple l lgère de Allen. Pour ppliquer notre pproche d dpttion sur ce type de document multimédi nous proposons de (figure 7) : 1 Astrire le document SMIL vers une représenttion qulittive. 2 Adpter l représenttion qulittive vec notre pproche décrite dns l section 3. 3 Instncier un document SMIL dptée. Spécifiction de document multimédi Adpttion 2 Spécifiction de document dptée couche strite Astrction 1 3 Instncition Document SMIL initil Document SMIL dpté lngges de description multimédi Figure 7. Adpttion de documents multimédi SMIL. Cette pproche été implémentée dns un outil interctif. L uteur peut éditer, dpter et exécuter des documents SMIL. De plus, celui-ci permet de visuliser les différents enchînements d étpes de l figure 7 1. Pour injecter de fçon minimle les informtions d dpttion dns le document SMIL, notre prototype utilise le solveur Cssowry [BAD 01]. Celui-ci contient des outils qui permettent de résoudre des contrintes en joutnt et supprimnt dynmiquement des vriles et en mettnt à jour l solution utomtiquement. Ce solveur stisfit églement une fonction ojective, c est-à-dire une expression contennt des 1. Une cpture vidéo de notre prototype est disponile à l dresse suivnte : http://www. inrilpes.fr/exmo/people/lorie/recherche.html
12 Atelier RTE 2008. vriles que le solveur doit minimiser (ou mximiser) pour tteindre une solution optimle. Nous utilisons cette fonction pour réduire l écrt entre les vleurs quntittives initiles et les vleurs possiles qui stisfont les contrintes d dpttion. 5. Conclusion Nous vons proposé une pproche qui dpte l dimension sptio-temporelle et hypermédi des documents multimédi. L originlité de cette pproche réside dns le fit que le document dpté est proche du document initil tout en respectnt le profil d une plte-forme cile. Un prototype qui dpte des documents multimédi SMIL été implémenté pour vlider notre pproche. Ce trvil peut se poursuivre dns plusieurs directions à l fois théoriques et techniques. En ce qui concerne le premier point, dns les spécifictions de documents multimédi nous vons considéré des reltions entre ojets purement qulittives. Or, des reltions à l fois qulittives et quntittives pourrient être employées dns notre pproche d dpttion. Pour que celle-ci mnipule ce type de représenttion, il convient lors de déterminer les voisinges entre ce type de reltions. En ce qui concerne le second point, l rchitecture de notre prototype (cf., figure 7) ne se limite ps ux seuls documents multimédi SMIL mis peut être ppliquée à d utres types de documents comme pr exemple des documents SVG [FER 03], des pges HTML [RAG 99]... Pour ce fire, il est lors nécessire de réécrire les fonctions d strction et d instncition pour chque lngge. 6. Biliogrphie [ALL 83] ALLEN J., «Mintining knowledge out temporl intervls», Communictions of the ACM, vol. 26, n o 11, 1983, p. 832 843. [BAD 01] BADROS G. J., BORNING A., STUCKEY P. J., «The Cssowry liner rithmetic constrint solving lgorithm», ACM Trnsctions on Computer-Humn Interction (TO- CHI), vol. 8, n o 4, 2001, p. 267 306. [BRA 04] BRAY T., PAOLI J., SPERBERG-MCQUEEN C. M., MALER E., YERGEAU F., CO- WAN J., «Extensile Mrkup Lnguge (XML) 1.1», W3C, 2004, http://www.w3.org/ TR/2004/REC-xml11-20040204/. [BUL 05] BULTERMAN D., GRASSEL G., JANSEN J., KOIVISTO A., LAYAÏDA N., MI- CHEL T., MULLENDER S., ZUCKER D., «Synchronized Multimedi Integrtion Lnguge (SMIL 2.1)», W3C, 2005, http://www.w3.org/tr/smil/. [DAL 96] DALAL M., FEINER S., MCKEOWN K., PAN S., ZHOU M., HÖLLERER T., SHAW J., FENG Y., FROMER J., «Negotition for utomted genertion of temporl multimedi presenttions», Proceedings of the fourth ACM interntionl conference on Multimedi, ACM Press, 1996, p. 55 64. [EUZ 03] EUZENAT J., LAYAÏDA N., DIAS V., «A semntic frmework for multimedi document dpttion», Proceedings of the 18th Interntionl Joint Conference on Artificil Intelligence, 2003, p. 31 36.
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