Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu và triển khai hệ thống truyền hình tương tác sử dụng màn hình thứ hai dựa trên nền tảng hạ tầng viễn thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  NGUYỄN THẾ TÙNG NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TÁC SỬ DỤNG MÀN HÌNH THỨ HAI DỰA TRÊN NỀN TẢNG HẠ TẦNG VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HÀ NỘI - 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  NGUYỄN THẾ TÙNG NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TÁC SỬ DỤNG MÀN HÌNH THỨ HAI DỰA TRÊN NỀN TẢNG HẠ TẦNG VIỄN THÔNG Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã số: 60480103 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lê Sỹ Vinh HÀ NỘI – 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Thế Tùng, học viên khóa K20, ngành Cơng nghệ thơng tin, chuyên ngành Kỹ thuật phần mềm Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu triển khai hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông” nghiên cứu, tìm hiểu phát triển dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Lê Sỹ Vinh, chép từ tài liệu, cơng trình nghiên cứu ngƣời khác mà không ghi rõ tài liệu tham khảo Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Hà Nội, ngày tháng năm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .6 MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: THỰC TRẠNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN THẾ GIỚI VẢ Ở VIỆT NAM …………………………………………………………………………… 1.1 Tổng quan hệ thống thị trƣờng truyền hình giới 1.2 Hiện trạng sản xuất chƣơng trình tƣơng tác Đài Truyền hình Việt Nam CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TÁC ……………… 10 2.1 Giới thiệu đặc điểm truyền hình tƣơng tác 10 2.1.1 Giới thiệu truyền hình tƣơng tác 10 2.1.2 Đặc điểm truyền hình tƣơng tác 11 2.2 Giới thiệu đa hình (multi-screen) 12 2.3 Thiết kế tổng quan hệ thống truyền hình tƣơng tác 15 2.3.1 Khái niệm tảng 15 2.3.1.1 Nội dung thơng thƣờng nội dung có gắn liệu thời gian (timed content) 15 2.3.1.2 Dòng thời gian (timeline) 15 2.3.2 Tác nhân tham gia 17 2.3.2.1 Đài Truyền hình 17 2.3.2.2 Nhà cung cấp dịch vụ phân phối (Delivery Service Provider) 17 2.3.2.3 Khách hàng/Khán thính giả (Consumer) 18 2.3.3 Thiết bị sử dụng 18 2.3.3.1 Thiết bị truyền hình (TV Device) .18 2.3.3.2 Thiết bị đồng hành (Companion Device) 19 2.3.4 Mối quan hệ khái niệm, tác nhân thiết bị 19 2.3.5 Kiến trúc tổng thể (General Architecture) 20 2.4 Phân loại Truyền hình tƣơng tác 22 2.4.1 Truyền hình tƣơng tác dựa tảng hạ tầng vô tuyến truyền hình – tƣơng tác trực tiếp với dịng liệu truyền hình (Direct Communication) 22 2.4.2 Truyền hình tƣơng tác dựa tảng hạ tầng viễn thông – tƣơng tác gián tiếp với dịng liệu truyền hình (Indirect Communication) 26 CHƢƠNG 3: HIỆN TRẠNG, KIẾN TRÚC TRIỂN KHAI VÀ MƠ HÌNH HOẠT ĐỘNG ……………………………………………………………………………… 26 3.1 Hiện trạng hệ thống sản xuất chƣơng trình Đài Truyền hình 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.2 Nhiệm vụ cụ thể khối chức (bộ phận phụ trách) .31 3.3 Kiến trúc triển khai .32 3.3.1 Khối chức “Quản lý, điều hành dịch vụ đồng hành” 32 3.3.2 Khối chức “Đồ họa” 35 3.3.3 Khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” 38 3.3.4 Khối chức “Mạng phân phối nội dung” 39 3.4 Mơ hình vận hành thực tế .39 CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ……………………………………………………………………………………… 39 4.1 Phát biểu tốn, phân tích thiết kế ca sử dụng “Bình chọn, thăm dị ý kiến” 41 4.2 Thiết kế khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” 44 4.3 Mơ hình thực nghiệm .47 4.4 Kết thử nghiệm 47 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ chuẩn API Application Programming Interface CDN Content Delivery Network/ Content Distribution Network CG Computer Graphics CoD Content on Demand CODEC Compressor-Decompressor hay Coder-Decoder CSA CSS-CII CSS-LP CSS-MRS Companion Screen Application Content Identification and other Information Companion Screens and Streams-Link Proxy Material Resolution Service CSS-TE CSS-TS Trigger Event Timeline Synchronisation CSS-WC DS EPG HD Wall Clock Digital Signage Electronic Program Guide High Definition MAM PVR SD SDI Media Asset Management Personal Video Recorder Standard Definition Serial Digital Interface SOAP STB TV VOD WSDL Simple Object Access Protocol Set-Top Box Television Video on demand Web Service Definition Language Diễn giải Giao diện lập trình ứng dụng Mạng phân phối nội dung Đồ họa vi tính Nội dung theo yêu cầu thiết bị phần cứng chƣơng trình phần mềm cho phép mã hóa giải mã luồng liệu số tín hiệu Ứng dụng hình đồng hành Giao diện chuyển tiếp Nhận dạng nội dung thông tin khác Giao diện chuyển tiếp “Đƣờng dẫn chuyển tiếp kiểm soát liệu” Giao diện chuyển tiếp Dịch vụ phân tách tài liệu Giao diện chuyển tiếp Sự kiện kích hoạt Giao diện chuyển tiếp Đồng hóa dịng thời gian Giao diện chuyển tiếp Đồng hồ tƣờng Bảng ký hiệu kỹ thuật số Lịch phát sóng điện tử Kỹ thuật hiển thị Độ nét cao hay Độ phân giải cao Hệ thống quản lý tài ngun truyền thơng Máy ghi hình/quay phim cá nhân Kỹ thuật hiển thị Độ nét tiêu chuẩn Một số chuẩn truyền hình kỹ thuật số đƣợc phát triển SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers Hiệp hội kỹ sƣ điện ảnh truyền hình quốc tế) Giao thức truy cập đối tƣợng đơn giản Đầu thu giải mã hóa Tivi, máy thu hình Video theo yêu cầu Ngôn ngữ định nghĩa dịch vụ Web LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Tƣơng lai truyền hình .3 Hình 1.2: Chƣơng trình “Nhân tố bí ẩn” – Sky Italia Hình 2.1: Vị trí phƣơng thức cung cấp thơng tin bốn loại phƣơng tiện hình .14 Hình 2.2: Mối quan hệ khái niệm, tác nhân thiết bị [3] 19 Hình 2.3: Kiến trúc tổng thể [3] 21 Hình 2.4: Các giao diện chuyển tiếp dành cho kết nối trực tiếp [3] 23 Hình 3.1: Sơ đồ khối quy trình sản xuất Đài Truyền hình 27 Hình 3.2: Khối chức “Phát sóng” 30 Hình 3.3: Khối chức “Quản lý, điều hành dịch vụ đồng hành” .33 Hình 3.4: Khối chức “Đồ họa” .35 Hình 3.5: Khối chức “Phát sóng” “Đồ họa” cài đặt hai máy trạm làm việc khác [9] 36 Hình 3.6: Khối chức “Phát sóng” “Đồ họa” cài đặt máy trạm làm việc – Blackmagic Cards [9] 37 Hình 3.7: Khối chức “Phát sóng” “Đồ họa” cài đặt máy trạm làm việc – Logic [9] .37 Hình 3.8 Mẫu đồ họa [9] 38 Hình 3.9 Tính xem trƣớc (preview) mẫu đồ họa [9] 38 Hình 3.10: Mơ hình vận hành thực tế – Hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông 40 Hình 4.1: Biểu đồ Use case “Bình chọn, thăm dị ý kiến” 42 Hình 4.2: Biểu đồ hoạt động “Bình chọn, thăm dị ý kiến” 44 Hình 4.3: Khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” .45 Hình 4.4: Sơ đồ đấu nối thiết bị ProMedia Live & Package (PM 1200) 46 Hình 4.5: PM 1200 - Định dạng liệu đầu .46 Hình 4.6: Mơ hình thử nghiệm – Hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông .48 Hình 4.7: Ứng dụng Android – Vitamio .49 Hình 4.8: Ứng dụng Android – Vitamio – Mã nguồn 49 Hình 4.9: Ứng dụng Android – Thăm dò ý kiến 50 Hình 4.10: Ứng dụng Android – Thăm dò ý kiến – Mã nguồn .50 Hình 4.11: Ứng dụng điều khiển máy trạm đồ họa – Giao diện ngƣời sử dụng 51 Hình 4.12: Ứng dụng điều khiển máy trạm đồ họa – Mã nguồn 51 Hình 4.13: Máy chủ CasparCG .52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghệ số ngày phát triển, Internet gián tiếp dẫn đến kết thúc hàng loạt báo giấy/các hãng thông giới Internet bắt đầu gây ảnh hƣởng lấn sân sang chiếm khách hàng hãng truyền hình buộc nhà đài phải thích nghi với phát triển nhƣ vũ bão thiết bị di động, thiết bị số thông minh, điện thoại thông minh, dịch vụ video theo yêu cầu, mạng xã hội, truyền hình tƣơng tác để giữ đƣợc lƣợng khán giả nhà quảng cáo Hãng nghiên cứu Forrester Research đánh giá: "Khoảng trống ngƣời tiêu dùng muốn ngành cơng nghiệp truyền hình mang lại trở nên lớn tới mức ngành công nghiệp truyền hình phải có số động thái thay đổi" Xu hƣớng thƣởng thức nội dung chƣơng trình truyền hình đa hình địi hỏi khác biệt mặt nội dung so với truyền hình truyền thống Ngƣời xem truyền hình khơng cịn đơn xem chƣơng trình sẵn có truyền hình, mà họ muốn tƣơng tác nhiều với nội dung mà họ yêu thích nhƣ “like”, chia sẻ cho bạn bè, bình luận, mời bạn bè xem, mức độ cao nhúng chƣơng trình họ u thích vào nội dung Xu truyền hình truyền hình tƣơng tác, truyền hình đa phƣơng tiện cá thể hóa nội dung hiển thị Các thay đổi nội dung công nghệ kéo theo thay đổi dịch vụ cung cấp qua truyền hình loại hình phân phối nội dung Các dịch vụ cung cấp qua truyền hình trở nên đa dạng hơn, đơn giản nhƣ lịch phát sóng điện tử (EPG - Electronic Program Guide), lựa chọn kênh tiếng, lựa chọn phụ đề, v.v… đến phức tạp nhƣ tƣơng tác thời gian thực qua hình hình phụ (Second Screen) Việc sử dụng hình thứ hai (dual-screen) với 96% ngƣời dùng hình thứ ba (triple-screen) với 8/10 ngƣời dùng tạo hội thách thức nhà quảng cáo chủ sở hữu phƣơng tiện truyền thông Nhiệm vụ trƣớc mắt Đài truyền hình phải thu hút khán giả với nội dung hấp dẫn giữ ngƣời xem Cơ hội tồn cho nhà phát triển chiến lƣợc tảng thơng minh có sử dụng hình thứ hai thứ ba để tăng cƣờng bổ sung cho hình Sự phát triển mạnh mẽ ngành công nghệ thông tin với đa dạng cơng nghệ giải trí gia đình, thiết bị di động; xu hƣớng số hóa truyền dẫn, phát sóng mang đến nhiều hội với thách thức cho ngành truyền hình giới nói chung truyền hình Việt Nam nói riêng Để tận dụng hội vƣợt qua thách thức, LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đài truyền hình Việt Nam cần có điều chỉnh xu hƣớng phát triển nhƣ tiếp cận ứng dụng công nghệ, kỹ thuật vào cơng tác Vì vậy, định chọn đề tài: “Nghiên cứu triển khai hệ thống truyền hình tương tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thơng” Luận văn tập trung tìm hiểu khái niệm tảng, tác nhân tham gia, thiết bị, giao diện chuyển tiếp kiến trúc hệ thống truyền hình tƣơng tác Các giao diện chuyển tiếp đƣợc phân thành hai loại: (1) truyền hình tƣơng tác dựa tảng vơ tuyến truyền hình – tƣơng tác trực tiếp với dịng liệu truyền hình, (2) truyền hình tƣơng tác dựa tảng hạ tầng viễn thông – tƣơng tác gián tiếp với dòng liệu truyền hình Nhằm làm rõ mơ hình hoạt động hệ thống truyền hình tƣơng tác dựa tảng hạ tầng viễn thông, áp dụng giao diện chuyển tiếp “Đƣờng dẫn chuyển tiếp kiểm soát liệu” (CSS-LP – Companion Screens and Streams-Link Proxy), giải tốn “Bình chọn, thăm dị ý kiến” Trong đó, xem xét thành phần biểu đồ hoạt động: khối chức “Phát sóng”, khối chức “Quản lý, điều hành dịch vụ đồng hành”, khối chức “Đồ họa”, khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” Cấu phần khối chức “Mạng phân phối nội dung” khó thực ví dụ chƣa đƣợc xử lý Cấu trúc luận văn đƣợc tổ chức nhƣ sau: - Chƣơng 1: Thực trạng hệ thống truyền hình giới Việt Nam Chƣơng 2: Cơ sở lý luận truyền hình tƣơng tác Chƣơng 3: Hiện trạng, kiến trúc triển khai mơ hình hoạt động Chƣơng 4: Phân tích, thiết kế triển khai hệ thống thử nghiệm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1 CHƢƠNG 1: THỰC TRẠNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM Chƣơng giới thiệu thực trạng hệ thống truyền hình giới Việt Nam Mở đầu chƣơng, chúng tơi trình bày tổng quan hệ thống thị trƣờng truyền hình giới, số xu hƣớng định thay đổi hệ thống sản xuất, phân phối nội dung Đồng thời, chúng tơi phân tích chƣơng trình “Nhân tố bí ẩn” hãng Sky Italia làm minh chứng rõ ràng cho hệ sinh thái nội dung dịch vụ đa dạng hình đa dạng chủng loại thiết bị đầu cuối, sử dụng tảng dùng chung Về hệ thống truyền hình Việt Nam, dịch vụ tƣơng tác tƣơng đối đơn giản, chủ yếu hình thức thủ cơng, chƣa kết nối sử dụng liệu tự động từ hệ thống sản xuất Những xu hƣớng nhƣ quảng cáo tƣơng tác, truyền hình liệu, v.v… chƣa đƣợc ứng dụng hầu hết Đài Truyền hình Việt Nam 1.1 Tổng quan hệ thống thị trƣờng truyền hình giới Tính đến thời điểm tại, trình định hƣớng truyền hình trải qua ba giai đoạn chủ chốt: - Media 1.0: Đặc trƣng việc tạo phân phối nội dung đƣợc sản xuất làm sẵn đến khán giả theo mơ hình quảng bá tuyến tính, theo lịch phát sóng cố định - Media 2.0: cung cấp tiện lợi linh hoạt cho ngƣời dùng dịch vụ xem theo yêu cầu, tăng cƣờng kiểm soát ngƣời dùng vào nội dung chƣơng trình u thích khơng lệ thuộc vào lịch phát sóng (pay-per-view, VOD, PVR, Time-Shifted, v.v…) - Media 3.0: đặc trƣng tính tƣơng tác cá thể hóa (Interactive & Personalize TV) cho phép khán giả tƣơng tác nhiều với với nội dung muốn xem Media 3.0 cung cấp tùy biến dựa sở thu thập thông tin hành vi ngƣời dùng sở thích, thói quen, v.v… sở tích hợp chặt chẽ với Internet mạng xã hội, đồng thời khơng gắn chặt hành động nghe/nhìn vào thiết bị hay không gian cụ thể (Truyền hình đa phƣơng tiện, truy cập nơi, lúc, thiết bị) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 41 CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM Ở Chƣơng này, chúng tơi phân tích thiết kế ca sử dụng “Bình chọn, thăm dị ý kiến”, kết hợp kiến trúc triển khai mơ hình hoạt động Chƣơng để đƣa mơ hình thực nghiệm hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông, ứng dụng giải tốn “Bình chọn, thăm dị ý kiến” Kết thử nghiệm đƣợc minh họa thông qua mơ hình thực nghiệm, thay khối chức tài nguyên, ứng dụng hoạt động máy tính cá nhân, cài đặt tất khối chức môi trƣờng (All-in-One), máy tính cá nhân 4.1 Phát biểu tốn, phân tích thiết kế ca sử dụng “Bình chọn, thăm dị ý kiến” Sau q trình khảo sát, thu thập đặc tả yêu cầu từ ngƣời sử dụng, đƣa đƣợc quy trình nghiệp vụ hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông, đặt ca sử dụng cụ thể “Bình chọn, thăm dị ý kiến” nhƣ sau: - Bƣớc 1: Khán giả tải ứng dụng di động thiết bị đồng hành (màn hình thứ hai), khởi chạy ứng dụng từ thời điểm chƣơng trình bắt đầu phát sóng trực tiếp - Bƣớc 2: Khán giả vừa xem chƣơng trình Tivi đƣợc phân phối dựa tảng hạ tầng vô tuyến truyền hình, vừa thƣởng thức nội dung đƣợc phân phối tới hình thứ hai (thiết bị di động) dựa tảng hạ tầng viễn thông - Bƣớc 3: Khi ngƣời dẫn chƣơng trình đƣa kịch tƣơng tác với khán giả xem truyền hình, phận kỹ thuật kích hoạt câu hỏi đƣợc MC lựa chọn Khán giả xem thơng tin câu hỏi thăm dị ý kiến hình thứ hai, đồng thời gửi liệu phản hồi (kết bình chọn) cho chƣơng trình (Đài Truyền hình) - Bƣớc 4: Máy chủ máy trạm đồ họa ứng dụng điều khiển lấy liệu bình chọn đƣợc thu thập, thống kê; ghép vào mẫu hiển thị (Template) trộn vào dịng liệu truyền hình phát sóng - Bƣớc 5: Dịng liệu truyền hình bao gồm nội dung chƣơng trình liệu thăm dò ý kiến, đƣợc truyền dẫn tới thiết bị Tivi ứng dụng di động Khán thính giả LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 42 Từ quy trình nghiệp vụ hệ thống, chúng tơi có biểu đồ Use case (xem Hình 4.1), đặc tả Use case biểu đồ hoạt động (xem Hình 4.2) ca sử dụng “Bình chọn, thăm dị ý kiến” nhƣ sau: Hình 4.1: Biểu đồ Use case “Bình chọn, thăm dò ý kiến” Mã ca sử dụng 01 Tên ca sử dụng Bình chọn, thăm dị ý kiến Tác nhân Mô tả Trigger Tiền điều kiện Khán giả, Đài Truyền hình (các phận phụ trách) Ca sử dụng cho phép khán giả thực tƣơng tác với nội dung chƣơng trình đƣợc Đài Truyền hình phát sóng, thơng qua hình thức bình chọn, thăm dị ý kiến Khi ngƣời giữ chức danh tổ chức sản xuất chƣơng trình cho phép ngƣời dẫn chƣơng trình đƣa kịch tƣơng tác với khán giả xem truyền hình Khán giả cài đặt ứng dụng tƣơng tác thiết bị di động cá nhân (điện thoại thơng minh, máy tính bảng, v.v…) Hậu điều kiện Nếu ca sử dụng khởi tạo luồng thành cơng, khán giả thấy liệu tƣơng tác đƣợc cập nhật hiển thị với nội dung chƣơng trình phát sóng Luồng Ứng dụng tƣơng tác hiển thị nội dung chƣơng trình truyền hình phát sóng thơng tin câu hỏi đƣợc kích hoạt thời điểm Khán giả lựa chọn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 43 Luồng rẽ nhánh Ngoại lệ đáp án đƣợc liệt kê sẵn Sau khán giả xác nhận, liệu tƣơng tác đƣợc chuyển phận phụ trách “Quản lý, điều hành dịch vụ đồng hành” Bộ phận phụ trách “Đồ họa” sử dụng phần mềm điều khiển máy trạm đồ họa, lấy mẫu đồ họa để ghép, trộn liệu tƣơng tác vào nội dung chƣơng trình Luồng liệu đƣợc chuyển tiếp tiếp nhận phận phụ trách “Sản xuất nội dung đa hình” Bộ phận phụ trách “Sản xuất nội dung đa hình” chuyển mã luồng liệu với tính khả chuyển tốc độ bit (ABR – Adaptive BitRate), cho phép khán giả có khả xem nội dung chƣơng trình truyền hình từ nhiều thiết bị (PC, Laptop, Tablet, Smartphone, v.v…), nhiều tảng khác (iOS, Android, Windows Phone, v.v…) hỗ trợ nhiều định dạng tập tin nhƣ Flash, MP4 Dữ liệu hình ảnh âm (đã đƣợc chuyển mã) bao gồm nội dung chƣơng trình liệu tƣơng tác, đƣợc phận phụ trách “Mạng phân phối nội dung” phân phối tới thiết bị di động cá nhân khán giả Tại bƣớc thuộc Luồng chính, câu hỏi tƣơng tác hết thời gian kích hoạt, hệ thống khơng thực bƣớc Do liệu tƣơng tác khơng đƣợc trộn vào tín hiệu phát sóng, cịn nội dung chƣơng trình túy N/A Ca sử dụng bao hàm N/A Tần suất sử dụng N/A Các yêu cầu đặc biệt N/A Giả định N/A Các vấn đề ghi N/A LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 44 Hình 4.2: Biểu đồ hoạt động “Bình chọn, thăm dị ý kiến” 4.2 Thiết kế khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” Khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” với tính khả chuyển tốc độ bit (ABR – Adaptive BitRate), cho phép ngƣời sử dụng có khả xem nội dung chƣơng trình truyền hình từ nhiều thiết bị (PC, Laptop, LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 45 Tablet, Smartphone, v.v…), nhiều tảng khác (iOS, Android, Windows Phone, v.v…) hỗ trợ nhiều định dạng tập tin nhƣ Flash, MP4, v.v… Khối chức nhận tín hiệu đầu vào từ khối chức “Đồ họa”, định dạng IP; đồng thời cấp tín hiệu đầu vào cho khối chức “Mạng phân phối nội dung” Các cấu phần khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” đƣợc trình diễn nhƣ Hình 4.3 Hình 4.3: Khối chức “Sản xuất nội dung đa hình” Live Transcoding Server sử dụng thiết bị phần cứng ProMedia Live & Package (PM 1200) hãng Harmonic ProMedia Live (xem Hình 4.4) có hai bo mạch chủ (Motherboard): dành cho Live Transcoding Server, bo mạch lại Origin Server (một phận thuộc khối chức “Mạng phân phối nội dung”) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 46 Hình 4.4: Sơ đồ đấu nối thiết bị ProMedia Live & Package (PM 1200) - Thông tin luồng tín hiệu đầu vào: IP Multicast – UDP, kiểm tra tín hiệu VLC Media Player Ví dụ: kênh VTV1 – 225.2.100.6:5000; kênh VTV2 – 225.2.100.30:5000; kênh VTV3 - 225.2.100.7:5000 - Thơng tin luồng tín hiệu đầu ra: IP Unicast Từ luồng tín hiệu đầu vào, ProMedia Live với vai trò chuyển đổi định dạng, kết xuất nhiều định dạng video khác (Multi-Profile) đƣợc cấu hình sẵn tƣơng ứng với độ phân giải hình thiết bị đầu cuối khác nhau, ví dụ nhƣ Hình 4.5 dƣới đây, sau đẩy luồng tín hiệu đầu vào CDN Hình 4.5: PM 1200 - Định dạng liệu đầu Nội dung Video chia thành đoạn (segment), đoạn có độ dài từ 02 đến 10s, đóng gói liệu máy chủ đóng gói (Packetizer) Hệ thống truy cập sở liệu đặc tả liệu tập tin hệ thống, nhằm trả Video tƣơng ứng đƣờng dẫn vật lý Căn thông tin nhận đƣợc thiết bị đồng hành truy cập, hệ thống gọi đến máy chủ truyền dẫn để tìm Codec (CompressorDecompressor hay Coder-Decoder, thiết bị phần cứng chƣơng trình phần mềm cho phép mã hóa giải mã luồng liệu số tín hiệu) trả luồng liệu tƣơng ứng, phù hợp với loại thiết bị đầu cuối Do đó, dịng liệu nội dung chƣơng trình truyền hình mạng phân phối nội dung (CDN - Content Delivery Network) đƣợc truyền dẫn đến ngƣời dùng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 47 cuối Ngƣời sử dụng dùng thu để giải mã dòng truyền tải hiển thị lên hình (TV, máy tính, máy tính bảng, điện thoại thơng minh, v.v…) 4.3 Mơ hình thực nghiệm Mơ hình quy trình nghiệp vụ hệ thống thử nghiệm tƣơng tự hệ thống vận hành mục 3.4, nhiên mang tính chất trình diễn nên thay khối chức tài nguyên, ứng dụng hoạt động máy tính cá nhân, cài đặt tất khối chức mơi trƣờng (All-in-One), máy tính cá nhân - CG Server CG Client: sử dụng CasparCG Server CasparCG Client - CG Controller: ứng dụng WinForm có chức đơn giản, sử dụng thƣ viện liên kết động (DLL) CasparCG cung cấp – giao tiếp cấu trúc dòng lệnh AMCP qua cổng giao tiếp 5250 - Live Transcoding Server: VLC Media Player - Cơ sở liệu: Microsoft SQL Server 2008 R2 - Ứng dụng cài đặt thiết bị đồng hành: ứng dụng Android chạy Android Virtual Device (Android Emulator), sử dụng Eclipse làm môi trƣờng phát triển ứng dụng Java tảng Vitamio để hiển thị hình ảnh từ luồng liệu trực tuyến, VLC Media Player Mơ hình trình diễn hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông đƣợc biểu diễn dạng sơ đồ khối nhƣ Hình 4.6 4.4 Kết thử nghiệm VLC Media Player truyền dẫn nội dung video tới ứng dụng Android chạy Android Virtual Device (Android Emulator) chức “Stream” Thông số tùy chỉnh VLC nhƣ sau: - Dữ liệu nguồn: Tập tin định dạng MPEG-4 - Giao thức truyền tải: HTTP (đƣờng dẫn URL: http://127.0.0.1:8080/live) - Định dạng liệu đầu ra: Video for Android SD Low Ứng dụng Android cho phép ngƣời sử dụng xem nội dung video đƣợc truyền dẫn từ VLC tảng Vitamio (xem Hình 4.7 Hình 4.8) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 48 Hình 4.6: Mơ hình thử nghiệm – Hệ thống truyền hình tương tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 49 Hình 4.7: Ứng dụng Android – Vitamio Hình 4.8: Ứng dụng Android – Vitamio – Mã nguồn Ngƣời sử dụng xem thơng tin câu hỏi thăm dò ý kiến ứng dụng Android (xem Hình 4.9 Hình 4.10), đồng thời gửi liệu phản hồi (kết bình chọn) sở liệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 50 Hình 4.9: Ứng dụng Android – Thăm dị ý kiến Hình 4.10: Ứng dụng Android – Thăm dị ý kiến – Mã nguồn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 51 Ứng dụng điều khiển máy trạm đồ họa (xem Hình 4.11 Hình 4.12) lấy liệu bình chọn đƣợc thu thập, thống kê; ghép vào mẫu đồ họa trộn vào dòng liệu truyền hình phát sóng Hình 4.11: Ứng dụng điều khiển máy trạm đồ họa – Giao diện người sử dụng Hình 4.12: Ứng dụng điều khiển máy trạm đồ họa – Mã nguồn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 52 Hình 4.13 minh họa dịng liệu truyền hình sau đƣợc ghép liệu kết thăm dị ý kiến Ở phía bên trái hình, đáp án A có 10 lƣợt bình chọn, đáp án B có lƣợt Nếu có ngƣời dùng bấm nút “Đáp án A” ứng dụng Android số lƣợt bình chọn đáp án A tăng lên đơn vị thành 11 Ngƣợc lại, có ngƣời dùng bấm nút “Đáp án B” ứng dụng Android số lƣợt bình chọn đáp án B tăng lên đơn vị thành Mơ hình thực nghiệm máy tính cá nhân gặp hạn chế thiết bị phần cứng nhƣ chức năng/tính phần mềm nên dòng liệu video ghép yếu tố đồ họa truyền dẫn đến ứng dụng Android chạy thiết bị ảo hóa Máy chủ CasparCG kết xuất bốn định dạng đầu nhƣ sau: - Màn hình: đầu card đồ họa DVI, VGA và/hoặc HDMI tới hình máy tính chạy máy chủ CasparCG - DeckLink: tín hiệu SD/HD-SDI/HDMI qua card đồ họa BlackMagic Design DeckLink đƣợc lắp máy tính chạy máy chủ CasparCG - Bluefish: tín hiệu SD/HD-SDI/HDMI qua card đồ họa sử dụng công nghệ Bluefish đƣợc lắp máy tính chạy máy chủ CasparCG - Âm thanh: đầu âm qua thiết bị âm đƣợc lắp máy tính chạy máy chủ CasparCG Hình 4.13: Máy chủ CasparCG LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 53 KẾT LUẬN Luận văn tập trung tìm hiểu khái niệm tảng, tác nhân tham gia, thiết bị, giao diện chuyển tiếp kiến trúc hệ thống truyền hình tƣơng tác Các giao diện chuyển tiếp đƣợc phân thành hai loại: (1) truyền hình tƣơng tác dựa tảng vơ tuyến truyền hình – tƣơng tác trực tiếp với dòng liệu truyền hình, (2) truyền hình tƣơng tác dựa tảng hạ tầng viễn thông – tƣơng tác gián tiếp với dịng liệu truyền hình Sau q trình nghiên cứu, tìm hiểu, chúng tơi áp dụng giao diện chuyển tiếp “Đƣờng dẫn chuyển tiếp kiểm soát liệu” (CSS-LP – Companion Screens and Streams-Link Proxy), giải toán “Bình chọn, thăm dị ý kiến”, ứng dụng vào sản xuất chƣơng trình Đài Truyền hình Hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông mang lại hiệu lớn việc quản lý nội dung đóng góp phần khơng nhỏ cho q trình cải cách quy trình xuất nội dung, mang lại hiệu cao công việc Việc xây dựng thành công đáp ứng đƣợc nhu cầu cấp thiết sau: - Xây dựng tảng công nghệ để thực truyền hình tƣơng tác cho gameshow giải trí thơng qua hệ thống hình giao diện thứ hai (thiết bị di động nhƣ điện thoại smartphone, tablet, máy tính thơng qua hệ thống trình duyệt Web) qua đổi nâng cao chất lƣợng thực chƣơng trình tƣơng lai - Thực tƣơng tác đƣợc thực trƣớc, sau chƣơng trình thu hút đƣợc đơng khán thính giả xem tham gia, qua nâng cao đƣợc hài lịng, thu hút đƣợc khán thính giả chƣơng trình - Việc áp dụng phối kết hợp công nghệ tảng hạ tầng viễn thơng sản xuất truyền hình mang lại hiệu tối đa, phù hợp với xu thực tiễn tại, thời đại Internet phủ sâu & rộng, thiết bị di động trở lên gần gủi thân thiết với ngƣời dùng - Cung cấp chức năng, công cụ trực tuyến để phục vụ trình thực sản xuất chƣơng trình cho số LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 54 Hƣớng nghiên cứu tập trung vào vấn đề sau Chúng muốn nâng cấp phân hệ API Web Service Gateway xây dựng phân hệ API Management (nằm Khung dịch vụ tảng tích hợp dịch vụ sở liệu - ESB) Web Service (ASMX) có nhƣợc điểm: - Chỉ hỗ trợ giao thức HTTP SOAP để truyền nhận liệu nên hiệu suất hoạt động không cao - Không thể tạo service dạng REST hỗ trợ định dạng liệu JSON Bởi vậy, chuyển đổi công nghệ từ Web Service (ASMX) sang Web API, với nhiều tính vƣợt trội nhƣ: - Service RESTful hỗ trợ đầy đủ thành phần HTTP: URI, request/response headers, caching, versioning, content formats - Service cung cấp liệu cho nhiều máy trạm khác với băng thông giới hạn - Hỗ trợ trả định dạng liệu JSON - định dạng phổ biến giới Web/Mobile đơn giản nhẹ nhàng tính khả chuyển (cross-platform) cao Đồng thời, muốn cải thiện khả phân phối chƣơng trình đa tảng (Media Service Bus), nghiên cứu triển khai, đầu tƣ mở rộng phần tƣơng tác trực tiếp với phóng viên trƣờng đáp ứng yêu cầu làm tin Breaking News, tin có diễn biến liên tục mở rộng khả phân phối tới ngƣời dùng nơi lúc, thiết bị để cạnh tranh với trang báo mạng khác Những hƣớng phát triển nhằm hƣớng tới mục đích chung xây dựng tảng đầy đủ cho hệ thống truyền hình tƣơng tác dựa tảng hạ tầng viễn thông LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt TS Lê Ngọc Giao (chủ biên), Phan Hà Trung, Trần Trung Hiếu, 2007, Mạng phân phối nội dung (Kiến trúc, công nghệ ứng dụng), Nhà xuất Bƣu điện - Công ty CP In Bƣu điện Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật truyền hình (BRAC), số 01/2014, “Nội san khoa học kỹ thuật truyền hình” Tiếng Anh EBU/ETSI JTB Broadcast, November 2014, “Digital Video Broadcasting (DVB) – Companion Screens and Streams – DVB Document A167”, Part Daniel Jacobson, Greg Brail & Dan Woods, 14/12/2011, “APIs A Strategy Guide”, O’Reilly Media - 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, CA 95472 Kiyoshi Tanaka, 30 June – 11 July 2014, “Digital Signage: Use-cases of interactive services”, Version Nancy Jafee – Melanie Ingrey, 2014, “Nielsen SEA cross-platform report - Vietnam”, Nielsen Reto Meier, 2007, “Professional Android Application Development I & II”, Wrox Team, London SMPTE 292M, 1998, “Bit-Serial Digital Interface for High Definition Television” Softron Media Services, “Scripting with OnTheAir CG” 10.Victor Matos, “Android Consuming Web Services Using KSOAP”, Cleveland State University 11.W3C School – Soap Tutorial , http://www.w3schools.com/soap , April 2009 12.W3C School – WSDL Tutorial , http://www.w3schools.com/WSDL , April - 2009 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  NGUYỄN THẾ TÙNG NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TÁC SỬ DỤNG MÀN HÌNH THỨ HAI DỰA TRÊN NỀN TẢNG HẠ TẦNG VIỄN THÔNG Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên... Cơng nghệ thơng tin, chuyên ngành Kỹ thuật phần mềm Tôi xin cam đoan luận văn ? ?Nghiên cứu triển khai hệ thống truyền hình tƣơng tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thông? ?? nghiên cứu, ... hƣớng phát triển nhƣ tiếp cận ứng dụng công nghệ, kỹ thuật vào cơng tác Vì vậy, định chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu triển khai hệ thống truyền hình tương tác sử dụng hình thứ hai dựa tảng hạ tầng viễn thơng”