Công nghệ Multimedia- Chương 1: Nền tảng kĩ thuật nén- vuson.tk docx

9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 1 Công nghệ Multimedia  Khái quát  Giớithiệu  Chương 1: Nềntảng kĩ thuật nén  Chương 2: Các kĩ thuật multimedia  Jpeg  Mpeg-1/Mpeg-2 Audio&Video  Mpeg-4  Mpeg-7 (Giớithiệuvắntắt)  HDTV (Giớithiệuvắntắt)  H261/H263 (Giớithiệuvắntắt)  Model-Based coding (Giớithiệuvắntắt)  Chương 3: Mạng multimedia 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 2 Multimedia Technology  Overview  Introduction  Chapter 1: Background of compression techniques  Chapter 2: Multimedia technologies  JPEG  MPEG-1/MPEG-2 Audio & Video  MPEG-4  MPEG-7 (brief introduction)  HDTV (brief introduction)  H261/H263 (brief introduction)  Model base coding (MBC) (brief introduction)  Chapter 3: Multimedia Network 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 3 Giớithiệu  Tầm quan trọng củacáckĩ thuật Multimedia: -> Multimedia có ở khắpnơi  Trong PC:  Real player, Quicktime, Media  Âm nhạc, hình ảnh miễn phí trên internet (mp2, mp3, mp4, asf, ra, ram, mid, DIVX, v v )  Hộithảotrựctuyến âm thanh, hình ảnh  Dịch vụ quảng cáo trên web, truyềnsố liệu  Giáo dụctừ xa.  Y họctừ xa   Trong truyềnhìnhvàcácthiếtbịđiệntử dân dụng:  DVB-T/DVB-C/DVB-S (Digital Video Broadcastsing-Terrestrial/Cable/Satellite _ Truyềnhìnhsố mặt đất/cáp/vệ tinh) -> biểudiễn MPEG-2 chấtlượng cao hơn hẳntruyềnhìnhtương tự truyềnthống.  Truyềnhìnhtương tác -> Các ứng dụng internet trên truyền hình (Mail,Web, E- commerce_thương mại điệntử) -> không cần đợiPC để khởi động, tắtmáy.  Các đầu đọc CD/VCD/DVD/Mp3  Đồng thờixuấthiệntrêncácthiếtbị cầmtay ( ĐTDĐ thế hệ 3G, PDA không dây) 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 4 Introduction  The importance of Multimedia technologies: Æ Multimedia everywhere !!  On PCs:  Real Player, QuickTime, Windows Media.  Music and Video are free on the INTERNET (mp2, mp3, mp4, asf, mpeg, mov, ra, ram, mid, DIVX, etc)  Video/Audio Conferences.  Webcast/ Streaming Applications  Distance Learning (or Tele-Education)  Tele-Medicine  Tele-xxx (Let’s imagine !!)  On TVs and other home electronic devices:  DVB-T/DVB-C/DVB-S (Digital Video Broadcasting – Terrestrial/Cable/Satellite) Æ shows MPEG-2 superior quality over traditional analog TV !!  Interactive TV Æ Internet applications (Mail, Web, E-commerce) on a TV !! Æ No need to wait for a PC to startup and shutdown !!  CD/VCD/DVD/Mp3 players  Also appearing in Handheld devices (3G Mobile phones, wireless PDA) !! 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 5 Giớithiệu(2)  Mạng Multimedia  Internet đượcthiếtkế vào những năm 60 cho các mạng tốc độ thấpvớinhững ứng dụng vănbản nhàm chán. -> Độ trễ cao, jitter cao.  -> Những ứng dụng multimedia yêu cầucósự biến đổimạnh mẽ củacơ sở hạ tầng internet.  Nhiềucơ cấutổ chức được nghiên cứuvàtriểnkhai để hỗ trợ cho thế hệ multimedia internet tiếp theo. (VD: intServ, DiffServ)  Trong tương lai, tấtcả mọitivi(vàPC) sẽ kếtnối internet và bắtsóngmiễn phí với hàng triệutrạm phát sóng trên toàn thế giới.  Hiệntại, mạng multimedia chạy trên ATM (đãcổ), IPv4, và tương lai là IPv6 -> nên sẽ bảo đảm được chấtlượng d ịch vụ QoS (Quality of Service) 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 6 Introduction (2)  Multimedia network  The Internet was designed in the 60s for low-speed inter- networks with boring textual applications Æ High delay, high jitter.  Æ Multimedia applications require drastic modifications of the INTERNET infrastructure.  Many frameworks have been being investigated and deployed to support the next generation multimedia Internet. (e.g. IntServ, DiffServ)  In the future, all TVs (and PCs) will be connected to the Internet and freely tuned to any of millions broadcast stations all over the World.  At present, multimedia networks run over ATM (almost obsolete), IPv4, and in the future IPv6 Æ should guarantee QoS (Quality of Service) !! 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 7 Chương 1: Nềntảng kĩ thuậtnén  Tạisaophảinén?  Trong truyền thông: Để thu hẹpdải thông trong các ứng dụng mạng multimedia như streaming, video theo yêu cầu VOD (video on demand), internet phone.  Các vậtchứakĩ thuậtsố (VCD, DVD, băng v v ) -> giảm kích cỡ, giảmgiácả, tăng dung lượng và chấtlượng cất giữ âm thanh, hình ảnh.  Hệ số nén hay tỉ lệ nén  Tỉ lệ giữadữ liệu nguồnvàdữ liệu nén (VD: 10:1)  2 loại nén:  Nén không tổnhao  Nén tổnhao 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 8 Chapter 1: Background of compression techniques  Why compression ?  For communication: reduce bandwidth in multimedia network applications such as Streaming media, Video-on- Demand (VOD), Internet Phone  Digital storage (VCD, DVD, tape, etc) Æ Reduce size & cost, increase media capacity & quality.  Compression factor or compression ratio  Ratio between the source data and the compressed data. (e.g. 10:1)  2 types of compression:  Lossless compression  Lossy compression 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 9 2.1. Nội dung thông tin và dư thừa  Nội dung thông tin:  Entropy là đạilượng đocủanội dung thông tin. Entropy quy định giớihạndướicủatốc độ bit hay dòng dữ liệu.  -> Biểudiễnbởibits/đơnvị nguồn đầura(như bits/pixel)  Tín hiệu càng nhiều thông tin thì entropy càng cao  Nén tổn hao thì làm giảm entropy còn nén không tổn hao thì không  Dư thừa thông tin:  Là sựkhác nhau giữatốc độ thông tin và tốc độ bit  Thường thường tốc độ thông tin thấphơntốc độ bit rấtnhiều  Nén là đểloạibỏ sựdư thừa 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 10 Information content and redundancy  Information rate  Entropy is the measure of information content.  Æ Expressed in bits/source output unit (such as bits/pixel).  The more information in the signal, the higher the entropy.  Lossy compression reduce entropy while lossless compression does not.  Redundancy  The difference between the information rate and bit rate.  Usually the information rate is much less than the bit rate.  Compression is to eliminate the redundancy. [...]... University of Technology 34 2.12.1 Thông tin không thể dự báo Thông tin không thể dự báo từ khung trước đó: 1 2 9/14/2006 Sự thay đổi của phông nền (VD: phong cảnh nền thay đổi) Thông tin mới của vật thể bị che phủ mới lộ ra do chuyển động của vật thể ngang qua nền, hoặc rìa của khung phong cảnh (VD: khuôn mặt của cầu thủ bị che bởi trái bóng đang bay) Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology... entropy is [10 11 0] for the symbols [3/4 1/4 0] 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 12 2.3 Nén không tổn hao Dữ liệu giải mã giống hệt dữ liệu nguồn VD: Các file đầu ra của các chương trình tiện ích như pkzip hay Gzip Hệ số nén khoảng 2:1 – 5:1 (tùy theo độ dư thừa thông tin) Không thể bảo đảm 1 tỉ lệ truyền cố định -> vì tốc độ dữ liệu đầu ra biến đổi -> nảy sinh các vấn đề . 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 1 Công nghệ Multimedia  Khái quát  Giớithiệu  Chương 1: Nềntảng kĩ thuật nén  Chương 2: Các kĩ thuật multimedia  Jpeg  Mpeg-1/Mpeg-2 Audio&Video . (Quality of Service) !! 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 7 Chương 1: Nềntảng kĩ thuậtnén  Tạisaophảinén?  Trong truyền thông: Để thu hẹpdải thông trong các ứng dụng. Network 9/14/2006 Nguyen Chan Hung – Hanoi University of Technology 3 Giớithiệu  Tầm quan trọng củacáckĩ thuật Multimedia: -> Multimedia có ở khắpnơi  Trong PC:  Real player, Quicktime, Media 