Luận văn: Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện docx

 Luận văn Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 1 CHƯƠNG 0: GIỚI THIỆU 4 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN NÉN ÂM THANH 6 1. Giới thiệu: 6 2. Chuẩn nén G.711: 6 2.1. Giới thiệu: 6 2.2. Tốc độ lấy mẫu: 6 2.3. Quy luật mã hoá: 7 2.4. Truyền tín hiệu ký tự: 7 2.5. Mối liên hệ giữa luật mã hóa và cấp độ âm thanh: 7 2.6. Sự chuyển đổi giữa A-law và µ-law : 8 2.7. Sự chuyển đổi giữa µ-law và A-law: 9 3. Chuẩn nén G.723: 12 3.1. Giới thiệu: 12 3.2. Cơ chế mã hóa: 12 3.3. Cơ chế giải mã: 14 4. Chuẩn nén G.729: 15 4.1. Giới thiệu: 15 4.2. Mô tả chung về bộ mã CS-ACELP: 15 4.2.1.Nguyên lý mã hóa: 16 4.2.2.Nguyên lý giải mã: 18 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN NÉN HÌNH ẢNH 20 1. Giới thiệu: 20 2. Chuẩn nén H.261: 20 2.1. Giới thiệu: 20 2.2. Đinh dạng ảnh nguồn của chuẩn H.261 20 2.3. Ghép kênh H.261 (H.261 Multiplexing): 22 2.3.1.Picture layer: 22 2.3.2.Group of blocks (GOB): 23 2.3.3.Macroblocks: 24 2.3.4.Block: 26 3. Chuẩn nén H.263: 26 3.1. Giới thiệu: 26 3.2. Những khác biệt giữa H.263 và H.261: 27 3.2.1.SubQCIF: 27 3.2.2.Cách tính độ sai lệch tốt hơn: 27 3.2.3.Độ chính xác trong việc dự đoán: 27 3.2.4.Cách xử lý truyền macroblock: 27 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ VOICE OVER IP 28 1. Giới thiệu về VoIP: 28 2. Ưu điểm của VoIP so với PSTN: 28 2.1. Tiết kiệm băng thông: 28 2.2. Đơn giản hóa: 29 2.3. Khả năng tích hợp: 29 2.4. Uyển chuyển trong quản lý: 29 2.5. Quản lý tốt: 29 2.6. Giá thành thấp: 30 3. Các hình thức truyền thoại trên mạng IP: 30 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 2 3.1. PC-PC : 30 3.2. PC – Phone : 30 3.3. Phone - Internet - Phone : 30 4. Nguyên tắc và mô hình hoạt động của VoIP: 31 4.1. Quá trình thiết lập một kết nối VoIP : 31 4.2. Mô hình hoạt động của VoIP: 31 5. Các nghi thức được sử dụng trong hệ thống VoIP: 31 5.1. Giao thức UDP (User Datagram Protocol): 31 5.2. Giao thức RTP (Realtime Protocol): 32 5.3. Giao thức RTCP ( RTP Control Protocol ): 32 5.4. Giao thức RSVP: 32 5.5. SGCP: 33 5.6. MGCP: 34 6. Các vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ : 34 6.1. Mất gói và các giải pháp khắc phục tình trạng này: 34 6.1.1.Tổng quan: 34 6.1.2.Các giải pháp khắc phục: 34 6.2. Trễ gói 35 6.2.1.Tổng quan 35 6.2.2.Có hai giải pháp: 35 6.3. Network Jitter 35 6.4. Kết luận: 36 CHƯƠNG 4: TÌM HIỂU CÁC NGHI THỨC TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC RTP (REALTIME PROTOCOL) 37 1. Giới thiệu giao thức RTP (Realtime Protocol): 37 2. Các khái niệm và định nghĩa được sử dụng trong RTP: 37 3. Thứ tự byte, alignment và định dạng thời gian: 40 4. Nghi thức truyền dữ liệu RTP (RTP Data Transfer Protocol): 40 4.1. Các trường cố định trong RTP header: 40 4.2. Ghép kênh các phiên RTP (Multiplexing RTP sessions): 43 4.3. Những thay đổi trong đặc tả profile của RTP Header: 44 4.3.1.Phần RTP header mở rộng (RTP Header Extension): 45 5. Giao thức điều khiển RTP (RTP Control Protocol – RTCP): 46 5.1. Cấu Trúc của gói RTP (RTP Packet Format): 47 5.2. Các thông báo của bên gửi và bên nhận ( Sender and Receiver reports ):.49 CHƯƠNG 5: TÌM HIỂU CHUẨN H.323 VÀ THƯ VIỆN OPENH323 56 1. Giới thiệu: 56 2. Chuẩn H.323: 56 2.1. Các ưu điểm của chuẩn H.323: 56 2.2. Kiến trúc hệ thống H.323: 58 2.2.1.Terminal: 59 2.2.2.Gateway: 60 2.2.3.Gatekeeper: 61 2.2.4.MCU (Multipoint Control Unit): 63 2.3. Sơ đồ cấu trúc phân lớp: 64 2.3.1.Video Codec: 65 2.3.2.Audio Codec: 65 2.3.3.Data Channel (Kênh dữ liệu): 66 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 3 2.4. Điều khiển hệ thống: 66 2.4.1.Chức năng điều khiển H.245: 66 2.4.2.Chức năng báo hiệu RAS H.225.0: 67 2.4.3.Chức năng báo hiệu cuộc gọi H.225.0: 68 2.5. Hội nghị đa điểm: 70 2.5.1.Hội nghị đa điểm tập trung: 70 2.5.2.Hội nghị đa điểm phân tán: 71 2.5.3.Hội nghị đa điểm tập trung và phân tán kết hợp: 71 2.6. Quy trình thiết lập cuộc gọi qua mạng H.323: 71 2.7. Mối quan hệ giữa nghi thức H323 và mô hình OSI: 77 2.8. Tổng kết: 77 3. Thư viện OpenH323 78 3.1. Giới thiệu: 78 3.2. Cấu trúc phân lớp và phương thức hoạt động: 78 3.2.1.Cấu trúc phân lớp: 78 3.2.2.Ý nghĩa một số lớp trong thư viện: 81 3.3. Phương thức hoạt động: 85 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN THỂ NGHIỆM 88 1. Mô hình thực tế: 88 2. Xác định các yêu cầu: 88 2.1. Các yêu cầu chức năng: 88 2.2. Các yêu cầu phi chức năng: 89 2.3. Mô hình giao tiếp giữa các thành phần trong hệ thống: 90 3. Đặc tả chung cho hệ thống và sơ đồ khối của các yêu cầu: 91 3.1. Đặc tả chung cho hệ thống: 91 3.2. Sơ đồ khối của một vài chức năng của client: 92 4. Thiết kế cơ sở dữ liệu: 100 4.1. Các trường của bảng lưu thông tin user như sau: 100 4.2. Các trường của bảng lưu thông tin danh sách các user trong contact list101 5. Thiết kế giao diện: 101 6. Cách thực thi hệ thống: 110 7. Cài đặt chương trình: 111 8. Đánh giá kết quả xây dựng ứng dụng: 111 9. Hướng phát triển chương trình: 112 TỔNG KẾT 114 BẢNG THAM CHIẾU CÁC TỪ VIẾT TẮT 115 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 4 CHƯƠNG 0: GIỚI THIỆU Hiện nay với sự phát triển của xã hội, các dịch vụ, các ứng dụng về truyền thông đa phương tiện như điện thoại, nhắn tin, nghe nhac, xem phim, v.v… không còn xa lạ với mọi người. Song song với sự phát triển của xã hội hiện nay là sự phát triển của mạng máy tính, trong đó có mạng truyền thông đa phương tiện. Trong những năm trước đây, các dịch vụ truyền thông đa phương tiện đều rất khó thực hiện bởi vì ít có sự hỗ trợ về phần cứng, băng thông chính là điểm khó khăn cho việc truyền và nhận các tín hiệu âm thanh và hình ảnh. Tuy nhiên, với kỹ thuật phát triển như hiện nay, các tín hiệu âm thanh và hình ảnh có thể được nén và giải nén môt cách dễ dàng và băng thông không còn là vấn đề trở ngại đối với việc truyền nhận tín hiệu âm thanh, hình ảnh. Hội nghị video (video conference) là một minh chứng rất thuyết phục cho khả năng này của mạng truyền thông đa phương tiện hiện nay. Những kỹ thuật để phục vụ cho mạng truyền thông đa phương tiện hiện nay đã được nhiều người đi trước nghiên cứu chuyên sâu, tuy nhiên việc kết hợp các kỹ thuật này lại là một vấn đề mới, thú vị và rất cần thiết cho cuộc sống hiện nay. Do vậy, chúng em đã chọn đề tài “Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện tích hợp” để làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình. Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu các chuẩn truyền thông thời gian thực, các chuẩn nén âm thanh, hình ảnh, nghiên cứu bộ thư viện giao diện lập trình OpenH323 và từ những kết quả tìm hiểu được, xây dựng một hệ thống truyền thông giao tiếp trực tuyến sử dụng máy tính giữa nhiều người dùng trong các tổ chức hoặc công ty hoạt động phân tán tại nhiều vùng địa lý khác nhau, hoặc giữa các trường đại học, sử dụng cơ sở hạ tầng mạng nối kết giữa các vị trí đó (mạng cục bộ, đường truyền thuê bao riêng hoặc Internet). Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 5 Phương thức giao tiếp cho phép đa dạng, gồm nhiều phương thức thông qua nhiều loại phương tiện thông tin khác nhau (thông điệp ngắn, âm thanh, hình ảnh ) nhằm đáp ứng những nhu cầu thông tin và điều kiện môi trường trong thực tế. Ngoài ra hệ thống còn cần có khả năng nối kết với phương tiện truyền thông truyền thống đang được sử dụng phổ biến như điện thoại để bàn nối kết với hệ thống điện thoại công cộng, điện thoại di động và hệ thống thư điện tử. Sự kết nối tích hợp này sẽ giúp làm tăng khả năng thông tin liên lạc xuyên suốt giữa các người dùng. Với khả năng còn hạn chế, luận văn này vẫn còn nhiều điều chưa hoàn tất, kính mong sự đóng góp ý kiến và giúp đỡ của quý thầy cô. Thành phố Hồ Chí Minh, 7/2003 Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 6 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN NÉN ÂM THANH 1. Giới thiệu: Như chúng ta đã biết, các tín hiệu âm thanh có dung lượng rất lớn nên rất khó khăn cho việc truyền dẫn mà vẫn đạt được một chất lượng tương đối trên cơ sở hạ tầng mạng hiện nay. Do vậy, việc nén các luồng âm thanh để có thể truyền trên băng thông thấp với chất lượng dịch vụ cao là một điều rất cần thiết. Hiệp hội viễn thông quốc tế, ITU-T ( International Telecommunication Union – Telecommunication ) đã đưa ra những chuẩn nén âm thanh mới nhất như G728, G729, G723.1 v.v… dành cho băng thông thoại thấp với tần số 300 Hz đến 3,4kHz. Tất cả các chuẩn này đều dựa trên chuẩn mã hóa CELP (Code-Excited Linear Prediction). Chuẩn nén âm thanh đã được tiêu chuẩn hóa trong mã ANSI-C với 2 lý do chính: • Độ tin cậy khi tương tác giữa các thiết bị. • Giá thành thấp và những tiện ích thực thi dựa trên 16 bit fixpoint DSP. 2. Chuẩn nén G.711: 2.1. Giới thiệu: Chuẩn G.711 là một chuẩn nén âm thanh được sử dụng rộng rãi cho các hội nghị âm thanh. Chuẩn này mô tả phương pháp mã hoá và giải mã âm thanh với tốc độ 64Kbps. 2.2. Tốc độ lấy mẫu: Một giá trị được đề nghị của tần số lấy mẫu là 8000 samples/giây. Độ sai sót thường là +/- 50 phần triệu. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 7 2.3. Quy luật mã hoá: Mỗi mẫu âm thanh là một số nhị phân có tám bit được sử dụng cho phạm vi toàn cầu. ITU – T đưa ra hai quy luật mã hóa là mã hóa theo quy luật A và mã hóa theo quy luật µ. Khi sử dụng luật mã hóa µ trong mạng truyền thông thì việc chặn tất cả các tín hiệu ký tự 0 là yêu cầu nhất thiết. Giá trị lượng tử hóa là kết quả của luật mã hóa. Bất cứ sự chuyển đổi cần thiết giữa các quốc gia đều sử dụng quy luật µ. Sự chuyển đổi PCM: Giá trị ấn định (decision value) và giá trị lượng tử (quantizer value) của A-law được kết hợp với giá trị đồng dạng PCM. Sự chuyển đổi từ A-law hoặc µ-law từ giá trị đồng dạng PCM tương ứng với giá trị ấn đinh là một phần chỉ định của giá trị riêng lẽ. 2.4. Truyền tín hiệu ký tự: Khi tín hiệu ký tự được truyền tuần tự trong một tầng vật lý, bit số 1 (bit dấu) được truyền trước tiên và bit số 8 (bit ít có ý nghĩa nhất) được truyền cuối cùng. 2.5. Mối liên hệ giữa luật mã hóa và cấp độ âm thanh: Tín hiệu sóng hình sin 1kHz ở cấp độ nhỏ của 0 dBm0 được thể hiện ở bất cứ tần số âm thanh nào ở đẩu ra của bộ ghép kênh PCM khi một chuổi tín hiệu định kỳ của A-law (table 1) và µ-law (table 2) được dùng ở đẩu vào của bộ giải mã. Theo kết quả lý thuyết, giá trị T max = +3.14 dBm0 ứng với A-law và T max = +3.17 dBm0 ứng với µ-law. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 8 2.6. Sự chuyển đổi giữa A-law và µ-law : Xem Table 3. Ghi chú: • Tín hiệu đầu vào của bộ giải mã A-law sẽ bao gồm sự đảo ngược các bit chẳn của giá trị đưa vào. Do đó tín hiệu đầu ra của bộ chuyển đổi µ-A sẽ có quá trình chuyển đổi các bit chẳn được thể hiện trong bộ chuyển đổi ở đầu ra. • Nếu bộ chuyển đổi µ-A được thay bằng A-µ thì hầu hết các octets sẽ được lưu trữ ở giá trị nguyên thủy của nó. Chỉ có những octet tương ứng với bộ giải mã µ-law ở đầu ra được đánh số 0,2,4,6,8,10,12,14 bị thay đổi (các con số được tăng lên 1). Hơn nữa trong các octets này, chỉ có bit 8 (thường ít giữ vị trí quan trọng trong PCM) thay đổi. Để phù hợp với những điều nói trên, bộ chuyển đổi kép µ-A-µ thường trong suốt đối với bit 1 đến bit 7. Table 1 Table 2 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 9 • Tương tự như vậy, nếu bộ chuyển đổi A-µ được thay bằng µ-A chỉ có các octet tương ứng với bộ giải mã A-law ở đầu ra có số 26,28,30,32,45,47,63 và 80 bị thay đổi và bit thứ 8 cũng thay đổi. Kết quả là hầu hết dãy tín hiệu tần số âm thanh tương tự được đưa vào lượng tử hóa thường không cho kết quả chính xác bởi vì bộ chuyển đổi kép µ-A-µ hay A-µ-A không cho kết quả tốt hơn bộ chuyển đổi đơn µ-A hay A-µ. 2.7. Sự chuyển đổi giữa µ-law và A-law: Xem Table 4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com [...].. .Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện Table 3 Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 10 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện Table 4 Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 11 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền. .. 17 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện Cơ chế mã hóa của bộ mã hóa CS-ACELP 4.2.2 Nguyên lý giải mã: Cơ chế giải mã của bộ mã hóa CS-ACELP Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 18 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương. .. Thành Nam 27 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ VOICE OVER IP 1 Giới thiệu về VoIP: VoIP là từ viết tắt của Voice Over Internet Protocol Đúng như tên gọi của chúng, nghi thức truyền âm thanh này sử dụng phương pháp truyền tín hiệu âm thanh thông qua truyền các gói tin thông qua mạng... này được mã hóa và truyền đi Tại bộ phận giải mã, các tham số này được dùng vào việc khởi tạo và tổng hợp các tham số trong bộ lọc Âm thanh được khôi phục bằng cách lọc Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 15 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện khởi tạo này thông qua các bộ lọc tổng hợp và bộ lọc dự đoán... đoán adaptive codebook và fixed codebook được giải mã và được đưa vào bộ lọc tổng hợp Tín hiệu kích hoạt được đưa vào bộ lọc chuyển (postfilter) cường độ âm thanh, bộ lọc này được kích hoạt để đưa vào bộ lọc tổng hợp Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 14 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện Biểu đồ khối của... là giá trị cổng kết nối giữa PSTN và mạng Internet rồi mới nhấn số điện thoại cần gặp Mọi quá trình lấy mẫu và mã hoá đều diễn ra ở gateway Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 30 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện 4 Nguyên tắc và mô hình hoạt động của VoIP: 4.1 Quá trình thiết lập một kết nối VoIP :... phép các nhà kinh doanh truyền các dịch vụ thoại tới văn phòng của họ 2.5 Quản lý tốt: Giao thức quản lý SNMP có thể áp dụng vào cho dữ liệu và thoại dùng trong VoIP để có thể loại bỏ sai sót và củng cố hệ thống Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 29 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện Được phát triển trên... high-pass và tiến hành chia tỷ lệ Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 19 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÁC CHUẨN NÉN HÌNH ẢNH 1 Giới thiệu: Cũng giống như các tín hiệu âm thanh, tín hiệu hình cũng gặp rất nhiều khó khăn trong việc truyền dẫn tín hiệu do sự hạn chế về băng thông Về... thực hiện truyền dữ liệu với số header hạn chế tối đa vì giao thức này không đòi hỏi kiểm tra qua lại giữa bên nhận và bên phát Các gói tìm đường độc lập để đến nơi nhận, do đó không đảm bảo dữ liệu được nhận đầy Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 31 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện đủ và đúng thứ... 32 Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Versionthông đa phương tiện RSVP hoạch định một mô hình tối ưu để liên kết các dữ liệu đa điểm ( từ một nguồn đến nhiều điểm đích) RSVP đóng vai trò quản lý một cách độc lập các máy đích để tự thích nghi các tham số chất lượng giữa khả năng cung cấp và yêu cầu đáp ứng Ðể đảm bảo đường truyền . Luận văn Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nghiên cứu. chọn đề tài Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện tích hợp” để làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình. Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu các chuẩn truyền thông thời. http://www.simpopdf.com Nghiên cứu và xây dựng chương trình truyền thông đa phương tiện Trần Thanh Long - Nguyễn Thành Nam 16 khởi tạo này thông qua các bộ lọc tổng hợp và bộ lọc dự đoán. Sau