Phương pháp mã hóa video theo đối tượng ứng dụng trong các hệ thống thông tin video nén

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Ph ng pháp mã hóa video theo đ i t ng ng d ng h th ng thông tin video nén Ch OBO OK S CO M M CL C ng : T ng quan v mã hóa video 1.1 M c đích nghiên c u video nén theo h ng đ i t ng 1.2 T ng quan v chu n nén 1.3 K thu t mã hóa video nén theo h Ch ng đ i t ng MPEG-4 u m ng 2: Công ngh mã hóa video MPEG-4 2.1 Mã hố hình d ng (Shape Coder) 2.1.1 Bi n đ i Cosin r i r c ( DCT) 2.1.2 L ng t hoá 2.1.3 Mã hóa 2.2 D đốn t ng h p đ ng cl 2.2.1 ng chuy n đ ng 2.2.2 K thu t đ m 2.2.3 K thu t chuy n đ ng c b n 2.2.3.1 K thu t thay đ i t ng kh i thích ng v i c u trúc đa c nh c a VOP 2.2.3.2 cl ng chuy n đ ng c a m nh 2.2.3.3 Ch đ INTRA / INTER 2.2.3.4 Tìm ki m n a m nh 2.2.3.5 D đoán MV 2.2.3.6 Ch đ vector chuy n đ ng không gi i h n KIL 2.2.3.7 Ch đ nâng cao ch t l 2.3 Mã hóa c u trúc 2.4 Gi i mã MPEG-4 VOP 2.5 Mã hóa theo l p video 2.6 ánh giá hi u qu 2.7 Ch i u n t c đ ng 3: ng d ng ng d đốn http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 3.1 IP TV 3.2 Video u c u 3.3 Mobile TV K t lu n KIL OBO OKS CO M 3.4 Truy n hình h i ngh Danh m c tài li u tham kh o Danh m c ch vi t t t http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN L i nói đ u V i s phát tri n c a công ngh thông tin, v i s phát tri n ng ng ti n , đòi h i KIL OBO OKS CO M ngày m nh m c a ng d ng truy n thông đa ph i khơng ng ng tìm tịi sáng t o đ đáp ng k p v i xu th phát tri n y Nh vào s phát tri n c a ng d ng truy n thông đa ph ng ti n mà có th đ a âm thanh, hình nh, hay đo n video xa m t cách nhanh chóng thu n ti n Song v i vi c truy n t i m t đo n video có dung l ng l n xa g p nhi u khó kh n b i kh n ng có h n c a kênh d n.Vì v y nhà s n xu t áp d ng m t s k thu t nén đ giúp t i u hóa đo n video trên, làm gi m dung l ng ph i truy n mà ch t l g c M t k thu t nén đ ng hình nh t ng đ ng v i hình nh c s d ng r ng rãi k thu t nén chuy n đ ng mà tiêu bi u chu n nén MPEG Qua trình nghiên c u chuyên gia cho đ i chu n nén MPEG-4 v i nhi u tính n ng u vi t nhanh chóng đ c ng d ng r ng rãi h th ng thông tin video nén MPEG-4 s d ng m t ph ng pháp mã hóa video theo t ng đ i t b c m t đo n video, v y dung l l ng video đ ng thay mã hóa tồn c gi m đáng k mà ch t ng l i khơng có nhi u thay đ i Vì v y ch n đ tài nghiên c u “Ph video theo đ i t ng pháp mã hóa ng ng d ng h th ng thông tin video nén” đ sâu tìm hi u k thu t mã hóa chu n nén MPEG-4 tài nghiên c u đ c chia làm ph n Ch ng 1: t ng quan v video Ch ng 2: cơng ngh mã hóa video MPEG-4 Ch ng 3: ng d ng Chúng xin g i l i c m n t i th y giáo h ng d n giúp đ th c hi n đ tài Và c ng xin g i l i c m n t i th y cô giáo b môn K Thu t Thông Tin b n l p giúp đ chúng http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN tơi vi c tìm ki m thơng tin, tài li u giáo trình tham kh o su t trình th c hi n đ tài Chúng r t mong nh n đ c ý ki n đóng góp c a th y giáo Ch c hồn thi n h n KIL OBO OKS CO M b n sinh viên đ cho đ tài nghiên c u đ ng : T ng quan v mã hóa video 1.1 M c đích nghiên c u video nén theo h ng đ i t ng T i c n ph i nén video ? xem đ c đo n video có ch t l u r t quan tr ng c n thi t ng khơng q l n ó lí c n ph i s d ng công c nén video nh m gi m t i đa dung l đáp ng đ ng cao mà dung l ng c a đo n video mà ch t l ng v n c yêu c u Nhu c u truy n phát d ch v Multimedia m i h t ng k thu t m ng Internet làm n y sinh yêu c u ch c n ng khơng có chu n MPEG-1, MPEG-2,H.26X chu n nén video tr chu n MPEG-4 (10/1998) H264 t o m t ph c S xu t hi n c a ng th c thi t l p t tác m i v i truy n thơng nghe nhìn m ng internet, t o m t ph ng ng th c s n xu t, cung c p ng d ng m i n i dung video c s n i dung h ng đ i t ng (content/object-based) truy n thông đa ph tr ây m t cơng ngh trình di n ng ti n ph c h p, có kh n ng truy n thông môi ng b ng thông r t khác nh k t h p t t môi tr đ ho t ng: Truy n hình s , ng tác World Wide Web 1.2 T ng quan v chu n nén Hi p h i vi n thông qu c t (ITU) t ch c tiêu chu n qu c t / U ban k thu t n t qu c t (ISO/IEC) hai t ch c phát tri n tiêu chu n mã hoá Video Theo ITU-T, tiêu chu n mã hoá Video đ c coi khuy n ngh http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN g i t t chu n H.26x (H.261, H.262, H.263 H.264) V i tiêu chu n ISO/IEC, chúng đ c g i MPEG-x (nh MPEG-1, MPEG-2 MPEG-4) MPEG hay g n h n MPG có xu t x t Moving Picture Experts Group KIL OBO OKS CO M (Nhóm chuyên gia n nh) T ch c đ i h i n m 1988 chuy n phát tri n tiêu chu n v v nén phim s (digital video) âm s (digital audio) Nó ho t đ ng d i s “đ đ u” c a T ch c Qu c t v Tiêu chu n hóa (ISO) Mpeg-4 chu n cho ng d ng MultiMedia Mpeg-4 tr thành m t tiêu chu n cho nén nh k thu t truy n hình s , ng d ng v đ ho Video t ng tác haichi u(Games,Videoconferencing) Multimedia t ng d ng ng tác hai chi u (World Wide Web ho c ng d ng nh m phân phát d li u Video nh truy n hình cáp, Internet Video ) Mpeg-4 tr thành m t tiêu chu n cơng ngh q trình s n xu t, phân ph i truy c p vào h th ng Video Nó góp ph n gi i quy t v n đ v dung l thi t b l u tr , gi i quy t v n đ v b ng thông c a đ ng cho ng truy n tín hi u Video ho c k t h p c hai v n đ V i MPEG-4, đ i t ng khác m t khung hình có th đ c mơ t , mã hố truy n m t cách riêng bi t đ n b gi i mã dòng c b n ES (Elementary Stream) khác C ng nh xác đ nh, tách x lý riêng đ i t ng ng (nh nh c n n, âm xa g n, đ v t, đ i t i hay đ ng v t, n n khung hình …), nên ng riêng t ng đ i t ng nh video nh i s d ng có th lo i b ng kh i khn hình S t h p l i thành khung hình ch đ th c hi n sau gi i mã đ i t ng H.264 ( MPEG-4 AVC hay MPEG-4 part 10), hi n ph ti n nh t l nh v c nén video H.264 cho ch t l có dung l c ng th c tiên ng hình nh t t nh t ng so v i chu n nén khác H.264 c ng đ c ng d ng nh thu t nén video đ phân gi i cao (HD) M c tiêu c a chu n nén H.264 phát tri n nh m cung c p Video có ch t l ng t t h n nhi u so v i nh ng chu n nén Video tr có th đ t đ c c nh s k th a l i m c a chu n nén Video tr i u c http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Khơng ch th , chu n nén H.264 k th a ph n l n l i m c a tiêu chu n tr c H.263 MPEG-4 Trong đ tài xin phép đ ng đ i t ng MPEG-4 mà hi n đu c s d ng r t nhi u KIL OBO OKS CO M nén theo h c trình bày k thu t mã hóa video nh cơng c mã hóa v i nhi u tính n ng u vi t 1.3 K thu t mã hóa video nén theo h m c a MPEG-4 đ ng đ i t ng MPEG-4 u c coi m t cu c cách m ng m i media s Nó chu n multimedia tồn c u th h k ti p Nó đ c thi t k đ truy n t i video v i ch t l ng DVD (MPEG-2) qua m ng MPEG-4 có kh n ng nén cao t i u hóa đ c dung l l ng video ch p nh n đ ng b ng thông c ng nh dung l MPEG-4 có ph chu n khác tr ng file l u tr mà l i đ a ch t c ng th c mã hóa nén video hoàn toàn t i u h n c vi c chia nh m i l p video thành đ i t bi t,Thay th c hi n truy n t i t t c l p video nh ch truy n s thay đ i m i đ i t ng đ ng riêng MPEG-2 MPEG- c tách ra.MPEG-4 đ i v i nhi u tính n ng u vi t: 1.3.1 Tính m m d o có kh n ng nâng c p Các nhà thi t k b mã hoá MPEG ph i đ i m t v i r t nhi u v n đ , nh ng v n đ quan tr ng nh t thi t k đ có kh n ng nâng c p đ c t c m t thu t toán nén m m d o ng lai H th ng mong mu n có đ c b mã hố MPEG thích h p cho nhi u ng d ng, t TV nh r ng, ch t l ng cao t i h th ng nh , tín hi u video đen tr ng cho h th ng camera an ninh Hi n nhiên m t h th ng nén thi t k dành cho phim nh r ng ph i có ph n c ng m nh, b nh l n h n m t h th ng đ c thi t k cho h th ng camera dành cho m c đích an ninh.Các nhà thi t k gi i quy t v n đ b ng cách đ nh ngh a "Level" "Profile" cho h th ng Các "Level" xác đ nh gi i h n n ng l c x lý c a ph n c ng b nh c n thi t đ mã hoá tín http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN hi u Các "Profile" xác đ nh đ ph c t p c a q trình mã hố gi i mã i v i MPEG-4 có 19 profile (nh ng đ i v i H.264 ch có profile) V kh n ng nâng c p c a b mã hoá MPEG, h thi t k theo hai b c th nh t thay cho xác đ nh ch tiêu c a b mã hoá gi i mã, h xác KIL OBO OKS CO M B c đ nh lo i tín hi u n m gi a hai thi t b B c th hai th c hi n c i ti n b mã hoá gi i mã m i cho t ng thích v i chu n c (backward compatible).Chu n MPEG có qui t c giao th c cho tín hi u truy n gi a b mã hoá gi i mã Các quy t c này, th c ch t gi ng nh m t lo i ngôn ng dành riêng cho b mã hoá gi i mã Các b mã hố t ph i có kh n ng “nói” đ kh n ng hi u đ c ngôn ng Các b gi i mã t ng thích ng thích ph i có c tồn b "t v ng" mà b mã hoá phát m t ng c nh nh t đ nh.MPEG-4 th c hi n u b ng cách t o m t b công c dùng đ nén tín hi u tr ng h p khác M t công c này, chuy n đ i cosine r i r c (DCT - discrete cosine transform), có nhi m v chuy n đ i m t kh i 8x8 pixel thành m t t p h s 1.3.2 MPEG-4 đem l i công c nén m i Ta xem xét c ng c nén m i mà chu n MPEG-4 mang t i l nh v c nén nh Hình so sánh công c c a chu n MPEG-2 MPEG-4 Hình 1.1: cơng c nén m i c a MPEG-4 so v i MPEG-2 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Chu n MPEG-4 xa h n, theo hình 2, có th d đốn h s c a toàn b kh i m t hàng hay h s c a kh i c t bên trái t m t kh i đ u KIL OBO OKS CO M tiên Hình 1.2: MPEG4 có th d đốn tham s hàng, hay thông s c a c t bên trái t m t kh i đ u tiên Vi c d đoán h s c a hàng hay c a c t d a n i dung c a hình nh Ví d , m t nh ch a m t v t th theo chi u đ ng nh c c ch ng h n Khi quét nh theo chi u ngang s t o s thay đ i l n h s sau DCT g p hình nh c c Trái l i, quét theo chi u đ ng kh i n m m t c t có h s DCT g n gi ng nhau, t có th nén v i t l nén cao h n MPEG-4 m r ng cách d đoán vector chuy n đ ng MPEG-4 có th d đốn vector cho m t macroblock t macroblock hay bên trái, ch g i s sai khác so v i vector c mà thơi Do gi m d li u c n thi t dùng đ mã hoá m t vector, cho phép có th dùng m t vector cho m i kh i DCT Vi c d đoán chuy n đ ng s t t h n v i vector, gi m nh l i d đốn Ch t l ng hình nh có th đ c c i thi n đáng k b ng cách dùng t l nén d li u l n h n mà không c n thay đ i đ phân gi i Mpeg không ph i m t công c nén đ n l mà u m c a nén Mpeg ch có m t t p h p http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN cơng c mã hố chu n, chúng có th đ c k t h p v i m t cách linh đ ng đ ph c v cho m t lo t ng d ng khác nhau, kh n ng truy n d n t t môi tr ng truy n d n kh c nhi t KIL OBO OKS CO M 1.3.3 Ti m n ng c a chu n MPEG-4 Trong chu n MPEG-1 MPEG-2 thao tác v i m t nh tồn v n, chu n MPEG-4 có th làm vi c đ c v i hình nh đ c t o ra, hay đ c máy tính x lý m t th m nh c a chu n MPEG-4.So v i chu n MPEG2 MPEG-4 có nh ng u th h n v x lý đ h a tr c ti p Hình 1.3.a : u vào c a b mã hóa MPEG-2 m t nh hồn ch nh đ l p l i theo t n s nh (frame rate) c Hình 1.3.b : B mã hóa MPEG-4 có th x lý l nh đ h a m t cách tr c ti p , cơng c bi u di n hình nh th c s n m b gi imã MPEG-4 Hình 1.3 : so sánh gi a chu n MPEG-2 MPEG-4 v x lý đ h a Chu n MPEG-4 có th làm vi c đ c v i lo i đ i t cho th y chu n MPEG-4 chu n hoá ph chi u nh đ i t ng l ng, nh hình 4.Hình ng pháp truy n đ i t i (mesh object), v i ph ng ng ti n ánh x b http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN m t v t th lên đ i t ng này, chu n có th x lý đ i t ng có hình KIL OBO OKS CO M d ng b t k Hình 1.4: MPEG4 chu n hóa ph ng pháp truy n đ i t chi u nh đ i t ng l i 1.3.4 Audio, video t t c đ i t ng ng khác có th đ ch t ch v i đ xác cao có kh n ng t c đ ng b ng tác Truy n thơng multimedia theo dịng (Multimedia stream), dịng audio video s đ c bi n đ i thích nghi v i yêu c u b ng thơng ch t l hình nh lo i b nh ng đ i t ng ng (hình nh, âm thanh) khơng c n thi t kh i dịng d li u đ ng b thông tin đ vào đó, MPEG-4 s cho phép ng c nhúng dịng d li u Thêm i s d ng kh n ng t ng tác tr c ti p v i dòng d li u (d ng ti n hay lùi nhanh, kích chu t đ kích ho t tu ch n video audio…) L u gi ph c h i d li u audio video: MPEG-4 phân chia khung hình thành đ i t (đ i t ng) mong mu n s đ ng, vi c trình t Browser c s n i dung c th c hi n m t cách d dàng nh v y, ng d ng l u gi hay ph c h i thông tin c s n i dung MPEG-4 s đ thu n l i h n c http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 2.20 : Ví d c a b đ m (gi i mã, kênh d n bit 1000kbps i u n t c đ liên quan đ n vi c s a đ i tham s mã hóa đ trì m c tiêu t c đ bit đ u Nh t tham s đ thay đ i tham s l ng t hóa ho c kích th c t (QP) t ng d n, gi m mã Bitrate ( s tiêu hao c a b gi i mã ch t l ng th p h n) ng c l i M t ph ng pháp g n nh đ u n t c đ đ s a đ i th i gian mã hóa đ QP (a) trì m t m c tiêu Bitrate (ho c có ngh a Bitrate) (b) gi m thi u bóp méo chu i gi i mã T i u hóa tradeoff gi a Bitrate ch t l thách nhi u ph ng m t công vi c đ y th ng pháp ti p c n khác thu t toán đ c đ a th c hi n S l a ch n c a thu t toán u n t c đ ph thu c vào b n ch t c a ng d ng c a video, ví d : a) B mã c a đo n video cho vi c l u tr m t đ a DVD Th i gian x lý không ph i s nén đ c bi t m t thu t tốn ph c t p có th đ cs d ng M c đích đ "phù h p v i 'm t chu i video nén vào m t dung l ng có s n t ng ch t l ng hình nh đ m b o r ng b gi i mã đ m c a m t đ u DVD overflow hay underflow gi i mã Hai b mã hóa (trong có b mã thu th p s li u th ng kê v nh ng đo n video đ u tiên m t http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN chu i sau th c hi n mã hóa m t l n th hai ) m t l a ch n t t tr ng h p b) Mã hóa video tr c ti p cho ch ng trình có m t ch ng KIL OBO OKS CO M trình phát m t trình phát có m t b mã hóa nhi u b gi i mã; b gi i mã ch bi n b đ m đ c gi i h n mã hóa có th đ th c hi n t n kém, S tr m t vài giây th c ng có th ch p nh n có ph m vi cho m t thu t toán u n t c đ ph c t p, có th k t h p hai b mã c a m i khung c) Mã hóa cho video h i ngh chi u M i đ u th c hi n c hai lo i mã hóa mã hóa u ch n ng l đ c gi đ n m c t i thi u (lý t ch p t i b mã hóa đ hi n th n t c đ ng có th đ ng th c h n ch S ch m tr ph i ng h n kho ng 0,5 giây t khung b gi i mã) Trong k ch b n m t thu t toán u thích h p mã hóa gi i mã đ m nên đ c gi m thi u (đ gi cho s ch m tr nh ) v y b mã hóa ph i u n ch t ch t c đ i u l n l t có th gây ch t l đ u ng gi i mã video thay đ i đáng k , ví d nh có th gi m đáng k có m t s t ng thêm chi ti t video c nh L u ý: H.264 (hi n nay) không ch rõ ho c đ ngh m t thu t toán u n t c đ (tuy nhiên, m t đ xu t H.264 cho u n chuy n đ ng đ c di n t trong) MPEG-4 Visual mơ t m t thu t tốn có th u n chuy n đ ng (t c s d ng thu t tốn khơng ph i b t bu c) Thu t toán này, đ c g i u n t c đ m r ng (SRC) ch t ng c a video m t lo t bit chuy n đ ng, s c g ng u n t c đ m r ng đ đ t đ ng trình, phù h p cho m t đ i c m t m c tiêu bít chuy n đ ng m t s khung hình nh t đ nh (m t phân đo n c a khung, th ng b t đ u v i m t I-VOP) gi s công th c sau cho b mã hóa t c đ R: http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Q b cl ng t hóa kích th c, S s khác bi t t đ i c a khung sau d đoán chuy n đ ng (m t bi n pháp cho khung hình ph c t p) X1, X2 tham s c sau đ c th c hi n sau d đoán KIL OBO OKS CO M i u n t c đ bao g m b chuy n đ ng tr c mã hóa c a m i khung i: 1) Tính tốn m t m c tiêu bit chuy n đ ng Ri, d a s khung phân đo n, s l ng bit s n có đ dùng cho ph n cịn l i c a phân đo n, t i đa có th ch p nh n b đ m n i dung t i đa b đ m nh h ng đ n s tr N u khung hình phía tr c tính ph c t p c a khung i (Kích c đ u vào mã hóa đ u vào b gi i mã c ph c t p , gi đ nh r ng khung hình ti p theo s ph c t p đ cc pm ts l ng bit phù h p: thu t toán c g ng đ cân b ng yêu c u so v i t ng s gi i h n v s l phân đo n.) 2) Tính tốn c a b cl ng t hóa kích th ng bit dành cho c Qi (s đ c áp d ng cho tồn b khung hình) Tính tốn S cho hồn thành d khung gi i quy t ch ng trình (7,10) đ tìm Q 3) Mã hóa khung 4) C p nh t nh ng tham s X1, X2 d a th c t s l khung i Các thu t tốn SRC nh m m c đích đ t đ ng bit đ t o c m t m c tiêu m t t c đ bit, m t phân đo n c a khung hình (ch khơng ph i m t chu i c a chi u dài b t kì) khơng kéo dài b cl ng t hóa m t khung mã hóa, đ a m t hình th c tr c quan th ng nh t m i khung, nh ng làm cho khó gi đ c b đ m có kích th c nh qua m t s ch m tr th p m r ng cho m t SRC h tr s kéo dài c a b cl ng t hóa kích th c macroblock phù h p cho s ch m tr th p cho ng d ng đòi h i u n t c đ ch t ch Các c p đ thu t tốn maccroblock đ hình cho s l ng bit Bi yêu c u đ mã hoá macroblock i, c d a m t mơ http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Cơng th c KIL OBO OKS CO M Trong A s m nh m t maccroblock , i sai s tiêu chu n c a đ chói đ màu s c ph n l i c a maccroblock Q i b cl b ng t hóa kích th c sau đ 1) đo i c , K, C tham s c đ nh c a công th c c th c hi n cho maccroblock th I : 2) tính tốn Qi d a B, K, C, i maccroblock i 3) mã hóa macroblock 4) c p nh t thông s K , C d a s mã bít th c t đ macroblock Ch ng : c đ a cho ng d ng 3.1 IP TV - Internet Protocol TV cu c cách m ng v truy n thông truy n hình, đ c coi cơng ngh truy n hình th h th (sau truy n hình analog truy n hình s ),là d ch v truy n hình s đ c truy n theo giao th c internet (IP) qua m ng d li u (data networks) th ng internet b ng thông r ng Nói r ng h n IPTV d ch v giá tr gia t ng s d ng m ng b ng r ng IP ph c v cho nhi u ng i dùng (user) Các user có th thơng qua máy vi tính PC ho c máy thu hình ph thơng c ng v i h p ph i ghép set topbox đ s d ng d ch v IPTV Ng s d ng (user ho c viewer) có th t l a ch n ch b ng r ng V i ý ngh a c a ph user - IP TV có u m : i ng trình TV c a m ng IP ng ti n truy n thông (media) gi a server http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN + S dùng d dàng, hi n th tivi hi u qu cao h n máy vi tính thao tác h p ghép n i bàn phím đ n gi n, th c hi n chuy n đ i nhanh lu ng cao t c/ch ng trình KIL OBO OKS CO M + D qu n lý, d kh ng ch , s d ng h p k t n i làm đ u cu i nhà cung c p d ch v đ ti n hành đ nh ch đ i v i h p k t n i không c n đ n nghi p v an toàn ki m tra ch t l ng ây c ng c s k thu t đ d thu phí V i nh ng u m n i b t t c đ phát tri n c a IP TV ngày m r ng v i t l ng  i s d ng đ Ngày 20/4/2007 New MRG d báo có 63,5 tri u ng IPTV vào n m 2011  ng i đ ng ký s d ng Châu Âu, Châu Á Nam M Tháng 3/2007 d ch v IPTV đ (FTTH - Fible to the Home)  c th ng kê n m 2007 nh sau : c truy n cáp quang đ n t n nhà Switzerland Ngày 27/3/2007: IPTV đ c tri n khai Demark có kho ng 35.000 i đ ng ký s d ng  Ngày 16/4/2007 Kosenna, HP Intel có tri u ng IPTV VoD  i đ ngký s d ng Ngày 4/5/2007: Nokia, Simens network ký h p đ ng phát tri n IPTV Ba Lan; B Nha Croatia ch n công ngh c a Copper Gate Communication cho d ch v IPTV  V.v… Tình hình phát tri n d ch v IPTV t i Vi t Nam: T i Vi t Nam, hi n có nhi u nhà khai thác d ch v vi n thông l n c nh tranh nh m cung c p cho khách hàng d ch v b ng r ng v i ch t l cao giá r H c ng nh n xu h ng ng phát tri n c a truy n hình tr c n video theo yêu c u, có nh ng b c m nh m M t s Website cung c p th nghi m chu ng trình truy n hình tr c n c a VietNamNet, http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Cơng ty VTC, ài truy n hình thành ph H Chí Minh ghi nh n s l ng truy c p r t l n, cho th y s c h p d n c a d ch v đ i v i công chúng Tuy nhiên, cho đ n t i Vi t Nam m i ch có FPT Telecom doanh KIL OBO OKS CO M nghi p vi n thông đ u tiên th c khai thác cung c p d ch v IPTV h th ng m ng b ng r ng ADSL/ADSL2+ t ngày 03/03/2006 sau m t n m th nghi m hi n t i có 500 khách hàng th nghi m đ u tiên FPT Telecom mua thi t b nh n sóng t v tinh đ truy n m ng c ng ký k t b n quy n t VTV HTV đ phát sóng 32 kênh truy n hình Internet đ ph c v cho khách hàng c a FPT Hi n FPT tìm ki m ph tác t ng th c h p ng t nh v i VTC đ có thêm m t s kênh phim truy n c a đài V i m t thuê bao ADSL 2+ c a FPT, khách hàng có th xem m t lúc kênh truy n hình đ ng th i Hi n FPT có g n 100.000 thuê bao ADSL, FPT s cung c p d ch v giá tr gia t ng IPTV cho khách hàng Ngoài FPT, doanh nghi p khác nh VNPT, Viettel c ng chu n b cho trình tri n khai d ch v IPTV m ng b ng r ng 3.2 Video yêu c u Video yêu c u d ch v c a IP TV Phát tri n công ngh m i nh t IPTV, EOD khai thác hi u qu m ng truy n thông b ng r ng mang l i l i ích cao nh t cho nhà cung c p d ch v b ng cách cung c p d ch v gi i trí đa ph ng Gi i pháp t ng th cho c ba lo i hình d ch v : Gi i trí, ti n i n tho i, truy c p Internet qua TV D dàng linh ho t tùy bi n, thêm b t, b sung d ch v khác theo nhu c u mơ hình kinh c a doanh khách hàng Các công c , ch c n ng giao di n qu n lý chuyên nghi p giúp đ n gi n hóa ho t đ ng v n hành h th ng Công ngh nén MPEG k t h p công ngh l u tr Raid, Network t o kh n ng cung c p hàng nghìn gi phim ch t l ng cao t ng đ ng DVD Ho t đ ng t t nhi u gi i pháp m ng khác nhau: Ethernet, Cable TV, ATM, http://kilobooks.com THÖ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ISDN, xDSL, Fiber L i ích c a video yêu c u : v KIL OBO OKS CO M M nh ng ti m n ng kinh doanh l i t c m i cho nhà cung c p d ch • • Thay th cơng ngh truy n hình gi i trí c d n l i • Khai thác t n d ng tri t đ ti m n ng c a m ng truy n thông b ng r ng (Cable TV, ISDN, xDSL, Fiber ) • T i u hóa l i ích cho t ng mơ hình kinh doanh khác giúp t o giá tr l n nh t, v i chi phí nh Chi phí đ u t th p h n nhi u so v i mua h th ng t • gi i Nhà cung c p n i dung (Content Provider) h • contents • h cho ng l i ích t v d ch v d ch VOD: gia t ng d ch v v Truy n phát tri n hình theo c c a n n EOD yêu c u D ch v BroadcastTV: K t n i kênh truy n hình s , cáp, v tinh • D ch v • Web/MailTV: Duy t Web, check Mail qua TV D ch v Home Shopping, Home Banking: Giao d ch Th toán ng m i n t , qua TV D ch v E-Learning, D-Learning: Tham gia ch ng trình đào t o, hu n luy n • ng l i r t l n t vi c bán c p cung giá tr Các D ch • nhà ng t th Các nhà cung c p d ch v truy n thông, internet s n ph m đ u cu i đ • • nh t cho nhà cung c p d ch v tr c n t xa qua TV D ch v truy n thông: IP Phone,Video Conferencing, Chatting, SMS, G i n tho i, tham gia h i th o, chatting hay g i tin nh n qua TV 3.3 Mobile TV Mobile TV gi i pháp t ng th cho c ba lo i hình d ch v : Gi i trí, i n tho i, truy c p Internet qua TV B ng cách s d ng công ngh nén MPEG k t http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN h p công ngh l u tr Raid, Network t o kh n ng cung c p hàng nghìn gi phim ch t l ng cao t ng đ ng DVD Mobile đ i thay th cho cơng ngh truy n hình gi i trí c KIL OBO OKS CO M d n l i v i l i ích nh : Khai thác t n d ng tri t đ ti m n ng c a m ng truy n thơng b ng • r ng (Cable TV, ISDN, xDSL, Fiber ) • T i u hóa l i ích cho t ng mơ hình kinh doanh khác giúp t o giá tr l n nh t, v i chi phí nh nh t cho nhà cung c p d ch v Chi phí đ u t th p h n nhi u so v i mua h th ng t • gi i • Nhà cung c p n i dung (Content Provider) h ng t th ng l i r t l n t vi c bán contents cho nhà cung c p d ch v • Các nhà cung c p d ch v truy n thông, internet s n ph m đ u cu i đ h ng l i ích t giá tr gia t ng d ch v c a • c Các d ch v phát tri n n n EOD • D ch v VOD: Truy n hình theo yêu c u • D ch v BroadcastTV: K t n i kênh truy n hình s , cáp, v tinh • D ch v Web/MailTV: Duy t Web, check Mail qua TV • D ch v Home Shopping, Home Banking: Giao d ch Th ng m i n t , tốn qua TV • D ch v E-Learning, D-Learning: Tham gia ch ng trình đào t o, hu n luy n tr c n t xa qua TV • D ch v truy n thơng: IP Phone,Video Conferencing, Chatting, SMS, G i n tho i, tham gia h i th o, chatting hay g i tin nh n qua TV Ericsson nhà s n xu t thi t b vi n thông tiên phong l nh v c Mobile TV, hãng cung c p nh ng gi i pháp toàn di n t đ u t i cu i (end to end) nh : kh i t o d ch v , tích h p, h th ng n i dung cho khách hàng s n xu t thi t b đ u cu i http://kilobooks.com THÖ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN S-Fone – m ng d ch v TV đ o ng TD TD CDMA đ u tiên c a Vi t Nam tri n khai vào quí 4/2006 S ki n thu hút s ý c a đông i dùng b i nh ng l i ích c ng nh tính di đ ng c a d ch v Tuy nhiên i s d ng d ch v Nh ng nguyên nhân KIL OBO OKS CO M tính đ n th i m này, r t ng n Mobile TV c a S-Fone ch a ph d ng t i Vi t Nam có th d dàng nh n th y: sách c c ch a h p lý v i ng i dùng Vi t Nam cách tính c ph c t p; ch có model TD đ c t t Nh ng ngun nhân có l v n ng truy n không đ giá c c, nhi u ng s d ng đ i dùng cho r ng v i m c c c d ch v này; ch t l c ng c kho ng 5.000 đ ng/phút nh hi n Mobile TV s cịn q xa v i Th m chí c vi c S-Fone “c i thi n” m c c c b ng cách phát hành gói c d li u khơng cho tho i) c nhi u ng c d li u (ch dùng cho c mobile TV c a S-Fone 1.200 đ ng v n b i cho cao Nhìn sang Hàn Qu c, m t nh ng qu c gia mà Mobile TV ph d ng nh t tồn c u (dùng cơng ngh DMB), ng i dùng d ch v c a SK Telecom (m t ch s h u quan tr ng c a S-Fone) ch ph i tr c c thuê bao 13 USD (kho ng 200.000 đ ng) đ xem truy n hình tháng mà không ph i tr b t c kho n ti n khác N u so v i k t qu cu c kh o sát đ c ti n hành b i Nokia đ i v i ng i dùng châu Âu k t qu cho th y 4,90 Euro (c ng kho ng 200.000 đ ng) m c đa s ng h p lý iđ c h i cho 3.4 Truy n hình h i ngh D ch v truy n hình h i ngh (NGN) d ch v truy n d n tín hi u hình nh âm gi a hai ho c nhi u m khác D ch v cho phép nhi u ng i tham d t i đ a m có th trao đ i tr c ti p b ng âm thanh, hình nh qua hình loa H th ng Truy n hình H i ngh NGN cung c p nhi u ti n ích khác cho ng i s d ng nh : k t n i v i máy tính đ trình chi u v n b n, k t n i v i h th ng âm ngoài, thi t b l u tr (đ u ghi b ng t , đ a quang VCD, DVD ho c c ng) đ l u nh ng phiên h i th o quan tr ng Truy n hình http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN h i ngh có th đ c tri n khai nhi u n n t ng m ng khác nh m ng LAN, m ng WAN, m ng chuy n m ch, m ng IP, ATM hay ISDN L i ích c a d ch v : KIL OBO OKS CO M V i vi c s d ng ti t ki m b ng thơng, truy n hình h i ngh NGN mang  l i cho khách hàng nhi u lo i hình d ch v đa d ng v i chi phí th p D ch v có th giúp t ch c, doanh nghi p th c hi n cu c h i th o  gi a chi nhánh, v n phòng t i t nh, thành ph khác thơng qua hình Tivi D ch v truy n hình h i ngh NGN công c hi u qu , h u ích  công tác đào t o, gi ng d y ho c tr giúp y t t xa….nh : -Gi m thi u th i gian l i - Gi m thi u chi phí l i sinh ho t t i m t m c cao ( khơng th c t ) Nó th ng c n thi t đ tri n khai th c hi n k thu t u n b mã hóa đ u Bitrate đ ng n không cho b đ m t hay d i ch y - L u l i toàn b n i dung cu c h p - T n d ng đ c c s h t ng m ng khác - Thông tin su t, liên t c toàn c u - Mang l i kh n ng ng bi n t c th i quy t đ nh nhanh chóng, k p th i T i Vi t Nam, u ki n n n kinh t n k p n c ta cịn khó kh n, ch a theo c phát tri n th gi i, ngu n ngân sách Nhà n vi c s d ng h i ngh truy n hình s ti t ki m đ c m t kho n chi phí khơng nh Hi n nay, h t ng k thu t m ng vi n thông c a n phép tri n khai s d ng ph Tính đ n th i m hi n nay, c cịn có h n c ta hồn tồn cho ng th c h i ngh truy n hình qua ISDN IP n c ta có m t s cơng ty tham gia khai thác lo i d ch v đ y ti m n ng nh : Công ty Vi n thông liên t nh (VTN), Công ty Vi n thông qu c t (VTI), Công ty Vi n thơng Sài Gịn (Saigon Postel), Cơng ty Vi n Thông Quân đ i(Viettel), Công ty Vi n thông i n l c (EVN)… http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYEÁN K t lu n tài nghiên c u “ph ng pháp mã hoá video theo h ng c m t s k t qu sau: KIL OBO OKS CO M h th ng thông tin video nén” đ t đ ng đ i t T ng quan v mã hố video,m c đích c a nghiên c u nén video theo đ i t ng nh m gi m t i đa dung l ng c a đo n video giúp cho trình l u tr truy n d n thông tin m t cách hi u qu nh t Tìm hi u m t cách t ng quan v chu n nén hi n nay,MPEG-4 mã hoá đ i t ng khác m t khung hình đ bi t đ n b gi i mã sau chúng đ nh t t h n có dung l c truy n m t cách riêng c t h p l i H.264 cho ch t l ng hình ng v i chu n nén khác,H.264 c ng đ c ng d ng nh thu t nén video đ phân gi i cao u m c a k thu t mã hoá video nén theo h th hi n ng đ i t ng MPEG-4 tính m m d o,có kh n ng nâng c p, đ xác cao ( d đốn xác đ n ½ m nh) có kh n ng t n ng s lý đ i t ng tác cao,chu n nén có kh ng có hình d ng b t k Tìm hi u cơng ngh mã hố video MPEG-4,cơng vi c mã hoá đ chia mã hoá khung hình,mã hố đ i t c ng (VOP) kèm theo thông tin chuy n đ ng mã hoá k t c u đ x lý d li u bên d li u l i sau bù chuy n đ ng Mã hố khung hình đ bi n đ i cosin r i r c (DCT),l c th c hi n theo trình t : ng t hố mã hố Mã hoá theo đ i t (VOP) t p trung sâu vào mã hoá VOP, cl ng ng chuy n đ ng,bù chuy n đ ng k thu t chuy n đ ng c b n Vi c tìm ki m d đốn đ hi n xác đ n ½ m nh Và k thu t u n t c đ đ c th c c đ a đ đ m b o t l nén t c đ truy n video Tìm hi u v ng d ng c a MPEG-4 IP TV,video theo yêu c u,mobile TV ng d ng truy n hình h i ngh http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN V i nhi u tính u vi t nh trên, m t h ng đ t là: li u MPEG -4 có th s nh KIL OBO OKS CO M d ng cho vi c l u tr nh MPEG -1 hay dùng cơng ngh truy n hình s MPEG -2 Th c t cho th y, ng d ng mơi tr chung truy n hình t ng m ng nói ng tác nói riêng – theo APB(04/2004)- ài Truy n hình Nh t B n nh NHK, TBS, NTV TV Asahi TV Tokyo th c ch p nh n đ a chu nH264/MPEG Part 10 cho phát sóng s m t đ t, cho thu di đ ng, c ng m t kh n ng nh ng kh n ng ti m n chu n mã hố trình di n video c a H264/MPEG Part 10 Do v y, đ tài có th nghiên c u b c ti p theo nghiên c u ng d ng H264/MPEG Part 10 cho truy n hình s cho thu di đ ng hay có th c i t o ch t l Internet đ đ t đ c ch t l ng truy n hình ng hình nh t t nh truy n hình s hi n TÀI LI U THAM KH O [1] X lý nh Biên so n : PGS.TS Nguy n Quang Hoan H c Vi n Công Ngh B u Chính Vi n Thơng 2006 [2] Compressed Video Communications Biên so n : Abdul H Sadka Tr ng đ i h c Surrey, Guildford UK n m 2002 [3] H.264 and MPEG-4 Iain E.G.Richardson Tr 2003 ng đ i h c Robert Gordon Aberdeen ,UK n m [4] Audio & Video s T.S Hoàng Ti n, Nhà xu t b n khoa h c k thu t n m 2002 Các trang web tìm tham kh o tài li u : http://www.tapchibcvt.gov.vn http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN http://www.vtn.com.vn ( truy n hình h i ngh ) http://www.elcom.com.vn ( IP TV ) KIL OBO OKS CO M http://www.vatgia.com ( mobile TV )s M c l c hình v Hình 1.1: cơng c nén m i c a MPEG-4 so v i MPEG 2…………………….….9 Hình :DCT c a MPEG………………………………………………………… Hình 1.3.a : u vào c a b mã hóa MPEG-2……………………….….10 Hình 1.3.b : B mã hóa MPEG-4……………………………………… …11 Hình 1.4: Các đ i t ng l i c a MPEG4……………………… ………… 11 Hình 2.1: C u trúc c a b mã hố gi i mã video MPEG-4……………… 13 Hình 2.2: S đ c u trúc gi i mã video MPEG-4………………… 14 Hình 2.3: S đ thu t tốn nén nh(a)…………… ……………………….…… 16 Hình 2.4: S đ thu t tốn nén nh(b)…………… ………………… .17 Hình 2.5 : Q trình gi i l ng t th t s p x p zigzag…………… …….19 Hình 2.6: C u trúc mã hóa m t VOP……………………………………….… 21 Hình 2.7 : K thu t thay đ i t ng kh i thích ng v i c u trúc đa c nh c a VOP…………….23 Hình 2.8 : c a s m r ng cho vi c tìm ki m s thay đ i theo ph ng Y……… 23 Hình 2.9 : Tìm ki m giá tr n a m nh b ng phép n i suy………….…….….25 Hình 2.10 : D đốn thành ph n MV ch đ d đoán nâng cao……… 26 Hinh 2.11 : Mã hóa khung hình MPEG-4……………………… ………27 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 2.12 : C u trúc gi i mã VOP…………………………………………….… 28 ng đ t đ c c a mã hóa video MPEG-4…………………….30 Hình 2.14: Ch t l ng đ t đ c c a c hai H.263 MPEG-4 t i t c đ 128 kbit / s 30 KIL OBO OKS CO M Hình 2.13 : Ch t l Hình 2.15 : C n c nh đ i t ng………………………………………………….……31 Hình 2.16: S bi n đ i t c đ truy n theo bit c a Frolife đ n gi n c a MPEG-4….32 Hình 2.17 : u c a b gi i mã đ u vào c a b đ m mã hóa………… …….32 Hình 2.18 : Ví d c a b đ m (mã hóa, kênh d n bit 100kbps)… ……….….… 33 Hình 2.19 : Hình 2.20 : gi i mã n i dung b đ m cho kênh 100kbit/s ………….….34 Hình 2.20 : Ví d c a b đ m (gi i mã, kênh d n bit 1000kbps)…… ………… 34 CÁC THU T NG VI T T T MV : Motion vector (vector chuy n đ ng ) VOP : Video object planes (đ i t ng video) DCT: Discrete cosine transform ( bi n đ i cosin r i r c) MSE : Mean square error (sai s bình ph ng trung bình) BM : Block Matchinh ( kh i phù h p) SAD : Sum of Absolute Difference ( t ng s khác t đ i) MB : Macro Block ( Kh i v mô) GOB : Groups Of Block ( nhóm kh i) OBMC: Overlapped block motion compensation (s bù chuy n đ ng kh i) MPEG: Motion Picture Experts Group (Nhóm chuyên gia n nh) ITU: International Telecommunication Union (hi p h i vi n thông qu c t ) ISO: International Standard Organisation (t ch c tiêu chu n qu c t ) IEC: International Electrotechnical Commission ( y ban k thu t n t qu c t ) http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN EOB: End Of Block (kh i k t thúc) MRG: Management Research Group(nhóm qu n lý nghiên c u) IPTV: Internet Protocol Television (Truy n hình Giao th c Internet) ng trung bình) KIL OBO OKS CO M MSE : mean square error (sai s bình ph VOD: video on demand (video theo yêu c u) ISDN Integrated Services Digital Network (là công ngh b ng h p) BM : Block Matchinh ( kh i phù h p) FTTH: Fiber-To-The-Home (m ng vi n thông b ng cáp quang đ t n nhà) ISDN : Integrated Services Digital Network (m ng đa d ch v s ) NGN: D ch v truy n hình h i ngh LAN: Local Area Network (m ng máy tính c c b ) WAN: Wide Area Network (M ng di n r ng) cn iđ n ... ng pháp mã hóa ng ng d ng h th ng thơng tin video nén? ?? đ sâu tìm hi u k thu t mã hóa chu n nén MPEG-4 tài nghiên c u đ c chia làm ph n Ch ng 1: t ng quan v video Ch ng 2: cơng ngh mã hóa video. .. OKS CO M nén theo h c trình bày k thu t mã hóa video nh cơng c mã hóa v i nhi u tính n ng u vi t 1.3 K thu t mã hóa video nén theo h m c a MPEG-4 đ ng đ i t ng MPEG-4 u c coi m t cu c cách m ng... c u “ph ng pháp mã hoá video theo h ng c m t s k t qu sau: KIL OBO OKS CO M h th ng thông tin video nén? ?? đ t đ ng đ i t T ng quan v mã hoá video, m c đích c a nghiên c u nén video theo đ i t ng