PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA VIDEO THEO ĐỐI TƯỢNG ỨNG DỤNG TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VIDEO NÉN

Một video thường chứa một lượng lớn dữ liệu, do đó sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc lưu trữ và truyền đi trong một băng thông kênh truyền hạn chế. Để có thể truyền trong một kênh truyền hình thông thường, tín hiệu video số cần phải được nén trong khi vẫn phải đảm bảo chất lượng hình ảnh.Để xem được một đoạn video mà chất lượng cao mà dung lượng không quá lớn là một điều rất quan trọng và cần thiết. Đó là lí do phải sử dụng một công cụ nén video nhằm giảm tối đa dung lượng của đoạn video mà chất lượng vẫn đáp ứng được yêu cầu.Nén video đạt được sự giới hạn băng thông cho phép để upload, lưu trữ đoạn video lên trang web và download đoạn về một cách dễ dàng, tiện dụng nhất, tối ưu được thời gian và năng lượng của thiết bị đầu cuối .Thực chất của công nghệ ‘nén video’ là loại bỏ đi các thông tin dư thừa như:Độ dư thừa không gian giữa các pixel: giữa các điểm ảnh lân cận trong phạm vi một bức ảnh hay một khung video, còn gọi là thừa tĩnh bên trong từng frame.Độ dư thừa thời gian do các ảnh liên tiếp nhau: giữa các điểm ảnh của các khung video trong chuỗi ảnh video, còn gọi là thừa động giữa các frame;Độ dư thừa do các thành phần màu biễu diễn từng pixel có độ tương quan cao.•Độ dư thừa thống kê do bản thân các kí hiệu xuất hiện trong dòng bit với các xác suất xuất hiện không đều nhau.Độ dư thừa tâm lý thị giác ( các thông tin nằm ngoài khả năng cảm nhận của mắt ): thông tin không phù hợp với hệ thống thị giác con người, những tần số quá cao so với cảm nhận của mắt con người…

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA VIDEO THEO ĐỐI TƯỢNG ỨNG DỤNG TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VIDEO NÉN DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt MV VOP DCT MSE BM SAD MB GOB Diễn giải Motion Vector - Vector chuyển động Video Object Planes - Đối tượng video Discrete Cosine Transform - Biến đổi cosin rời rạc Mean Square Error - Sai số bình phương trung bình Block Matchinh - Khối phù hợp Sum of Absolute Difference - Tổng khác tuyệt đối Macro Block - Khối vĩ mô FTTH Groups Of Block - Nhóm khối Overlapped Block Motion Compensation - Sự bù chuyển động khối Motion Picture Experts Group - Nhóm chuyên gia điện ảnh International Telecommunication Union - Hiệp hội viễn thông quốc tế International Standard Organisation - Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế International Electrotechnical Commission - Ủy ban kỹ thuật điện tử quốc tế End Of Block - Khối kết thúc Management Research Group - Nhóm quản lý nghiên cứu Internet Protocol Television - Truyền hình Giao thức Internet Mean Square Error - Sai số bình phương trung bình Video on Demand - Video theo yêu cầu Block Matchinh - Khối phù hợp Fiber-To-The-Home - Mạng viễn thông cáp quang nối đến tận nhà 21 22 ISDN NGN Integrated Services Digital Network - Mạng đa dịch vụ số Next Generation Network - Dịch vụ truyền hình hội nghị 23 24 25 LAN WAN QP Local Area Network - Mạng máy tính cục Wide Area Network - Mạng diện rộng Quantization Parameter - Tham số lượng tử OBMC 10 MPEG 11 ITU 12 ISO 13 14 15 16 17 18 19 20 IEC EOB MRG IPTV MSE VOD BM DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Với phát triển công nghệ thông tin, với phát triển ngày mạnh mẽ ứng dụng truyền thông đa phương tiện, đòi hỏi người không ngừng tìm tòi sáng tạo để đáp ứng kịp với xu phát triển Nhờ vào phát triển ứng dụng truyền thông đa phương tiện mà đưa âm thanh, hình ảnh, hay đoạn video xa cách nhanh chóng thuận tiện Song với việc truyền tải đoạn video có dung lượng lớn xa gặp nhiều khó khăn khả có hạn kênh dẫn.Vì nhà sản xuất áp dụng số kỹ thuật nén để giúp tối ưu hóa đoạn video trên, làm giảm dung lượng phải truyền mà chất lượng hình ảnh tương đương với hình ảnh gốc Một kỹ thuật nén sử dụng rộng rãi kỹ thuật nén chuyển động mà tiêu biểu chuẩn nén MPEG Qua trình nghiên cứu chuyên gia cho đời chuẩn nén MPEG-4 với nhiều tính ưu việt nhanh chóng ứng dụng rộng rãi hệ thống thông tin video nén MPEG-4 sử dụng phương pháp mã hóa video theo đối tượng thay mã hóa toàn đoạn video, dung lượng video giảm đáng kể mà chất lượng lại nhiều thay đổi Vì nhóm chọn đề tài nghiên cứu “ Phương pháp mã hóa video theo đối tượng ứng dụng hệ thống thông tin video nén” để sâu tìm hiểu kỹ thuật mã hóa chuẩn nén MPEG-4 Đề tài nghiên cứu chia làm phần: Chương : Tổng quan mã hóa video Chương : Công nghệ mã hóa video MPEG-4 Chương : Ứng dụng Chương : Mô Demo Nhóm xin gửi lời cảm ơn tới Thầy giáo Vũ Tuấn hướng dẫn giúp đỡ nhóm thực đề tài Và nhóm xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo môn Công Nghệ Thông Tin bạn lớp giúp đỡ nhóm việc tìm kiếm thông tin, tài liệu, giáo trình tham khảo suốt trình thực đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÃ HÓA VIDEO Mục đích nghiên cứu video nén theo hướng đối tượng 1.1 Tại cần phải nén Video ? Một video thường chứa lượng lớn liệu, gặp nhiều khó khăn việc lưu trữ truyền băng thông kênh truyền hạn chế Để truyền kênh truyền hình thông thường, tín hiệu video số cần phải nén phải đảm bảo chất lượng hình ảnh Để xem đoạn video mà chất lượng cao mà dung lượng không lớn điều quan trọng cần thiết Đó lí phải sử dụng công cụ nén video nhằm giảm tối đa dung lượng đoạn video mà chất lượng đáp ứng yêu cầu Nén video đạt giới hạn băng thông cho phép để upload, lưu trữ đoạn video lên trang web download đoạn cách dễ dàng, tiện dụng nhất, tối ưu thời gian lượng thiết bị đầu cuối Thực chất công nghệ ‘nén video’ loại bỏ thông tin dư thừa như: • Độ dư thừa không gian pixel: điểm ảnh lân cận phạm vi ảnh hay khung video, gọi thừa • tĩnh bên frame Độ dư thừa thời gian ảnh liên tiếp nhau: điểm ảnh khung video chuỗi ảnh video, gọi thừa động • frame; Độ dư thừa thành phần màu biễu diễn pixel có độ • tương quan cao Độ dư thừa thống kê thân kí hiệu xuất dòng • bit với xác suất xuất không Độ dư thừa tâm lý thị giác ( thông tin nằm khả cảm nhận mắt ): thông tin không phù hợp với hệ thống thị giác người, tần số cao so với cảm nhận mắt người… Mục đích nén video : • Tiết kiệm băng thông kênh truyền ( thời gian thực • nhanh hơn) Kéo dài thời gian sử dụng thiết bị lưu trữ, giảm chi phí đầu tư • cho thiết bị lưu trữ Giảm dung lượng thông tin mà không làm tính trung thực hình ảnh Nhu cầu truyền phát dịch vụ Multimedia hạ tầng kỹ thuật mạng Internet làm nảy sinh yêu cầu chức chuẩn MPEG-1, MPEG-2, H.26X chuẩn nén video trước Sự xuất chuẩn MPEG-4 (10/1998) H264 tạo phương thức thiết lập tương tác với truyền thông nghe nhìn mạng internet, tạo phương thức sản xuất, cung cấp ứng dụng nội dung video sở nội dung hướng đối tượng (content/object-based) Đây công nghệ trình diễn truyền thông đa phương tiện phức hợp, có khả truyền thông môi trường băng thông khác nhờ kết hợp tốt môi trường: • • • Truyền hình số Đồ họa tương tác World Wide Web Tóm lại, nén video điều cần thiết việc bùng nổ việc trao đổi thông tin với đời nhiều chuẩn nén : JPEG, M-JPEG, MPEG, DV…Trong chuẩn nén MPEG sử dụng nhiều nén video truyền hình.Và theo thống kê không đầy đủ, hầu hết video internet nén theo chuẩn MPEG-4 Nó làm giảm lượng thông tin không quan trọng cách đáng kể, mặt khác giúp tín hiệu bảo mật 1.2 Tổng quan chuẩn nén Hiệp hội viễn thông quốc tế (ITU) tổ chức tiêu chuẩn quốc tế/ Uỷ ban kỹ thuật điện tử quốc tế (ISO/IEC) hai tổ chức phát triển tiêu chuẩn mã hoá Video Theo ITU-T, tiêu chuẩn mã hoá Video coi khuyến nghị gọi tắt chuẩn H.26x (H.261, H.262, H.263 H.264) Với tiêu chuẩn ISO/IEC, chúng gọi MPEG-x (như MPEG-1, MPEG-2 MPEG-4) MPEG hay gọn MPG có xuất xứ từ Moving Picture Experts Group (Nhóm chuyên gia điện ảnh) Tổ chức đời hồi năm 1988 chuyên phát triển tiêu chuẩn nén phim số (Digital Video) âm số (Digital Audio) Cho đến nhóm làm việc MPEG phát triển phát hành nhiều tiêu chuẩn nén cho loại ứng dụng khác nhau, bật chuẩn MPEG1, MPEG-2, MPEG-4 MPEG-4 AVC • Tiêu chuẩn MPEG-1 Xuất vào 11/1192 chuẩn khởi đầu cho phép nén ảnh động tảng phát triển cho chuẩn nén MPEG sau Nó coi chuẩn “khởi động thiết bị số” Phần phim ảnh MPEG sử dụng phương pháp nén ảnh để làm giảm tốc độ liệu theo yêu cầu luồng phim ảnh Phương pháp nén ảnh giảm loại bỏ hoàn toàn thông tin liệu trông giải tần số định khu vực hình ảnh mà mắt người nhận biết cách hạn chế Các thuật toán nén phim ảnh mã hóa, giải mã kết hợp kỹ thuật nén ảnh theo không gian kỹ thuật bù đắp chuyển động theo thời gian.MPEG phần phim ảnh hỗ trợ độ phân giải lên đến 4095x4095 tốc độ bít lên đến 100Mbit/s Phần thường sử dụng độ phân giải SIF (Source input Format):352x240, 352x288, 320x240 kết hợp với tốc độ bit thấp tạo nên dòng liệu bít thấp với thông số hạn chế Đảm bảo cân chất lượng phim ảnh hiệu sử dụng cho phép triển khai hệ thống phần cứng có chi phí không cao Phần âm chia làm lớp: phần âm lớp có tốc độ bít từ 32– 48 kbit/s, lớp có tốc độ bít từ 32-384kbit/s, lớp có tốc độ bít từ 32-320kbit/s Một số định dạng têp tin (.mp1), (.mp2), (.mp3) Chuẩn MPEG-1 ứng dụng phần mềm huấn luyện máy tính, game hành động, video chất lượng VHS, Karaoke, ứng dụng thiết kế CD âm thanh, trình chiếu video, truyền hình cáp/vệ tinh kỹ thuật số sử dụng làm tiêu chuẩn đĩa quang VCD • Tiêu chẩn MPEG-2 Kỹ thuật nén MPEG-2 xuất vào năm 1995, định nghĩa cho tiêu chuẩn kỹ thuật “truyền hình số” nén ảnh phim ảnh MPEG-2 đạt tốc độ cao nhờ khai thác thông tin dư thừa phim ảnh MPEG-2 loại bỏ dư thừa thời gian dư thừa không gian xuất phim ảnh chuyển động Dòng thừa thời gian phát sinh khung hình phim ảnh hiển thị hình ảnh cảnh Nó có chung nội dung cảnh để giữ cố định thay đổi chút không hình Dòng thừa không gian xảy vùng hình thay đổi nhỏ khung hình MPEG định nghĩa chế mã hóa âm theo nhiều định dạng khác tốc độ bít khác MPEG-2 hỗ trợ truyền hai loại liệu thông tin phim ảnh, âm thanh, dòng liệu mang đường truyền MPEG-2 liệu riêng tư thông tin cho người nhiều người cụ thể MPEG-2 tạo hình ảnh với độ nét cao rõ (720x480 1280x720) cho phép mã hóa nhiều mức độ phân giải khác đáp ứng cho nhiều ứng dụng 2-5Mbps SDTV 6-8Mbps DVD, 20Mbps HDTV Chuẩn có tốc độ bit lớn 4Mbit/s MPEG-2 đinh dạng sử dụng phổ biến truyền hình số mặt đất, truyền hình cáp, truyền hình số vệ tinh DTH, định dạng đĩa quang kỹ thuật số DVD • Tiêu chuẩn MPEG-4 Phiên MPEG-4 xuất vào 2/1999 Cuối 1999 MPEG-4 v2 đời trở thành tiêu chuẩn quốc tế vào năm 2000 MPEG-4 định nghĩa tiêu chuẩn cho ứng dụng truyền thông đa phương tiện , hình ảnh, âm liệu đồ họa việc tái hợp chúng thiết bị thu MPEG-4 mã hóa video audio tốc độ bit thấp Thực tế tiêu chuẩn đưa với dãy tốc độ bit: 64kbps; 64÷384kbps; 384Kbps÷4Mbps MPEG-4 cho phép khôi phục lỗi phía thu nên thích hợp cho ứng dụng truyền qua môi trường xảy lỗi mobile, wireless…MPEG-4 cho phép giải mã luồng text kết hợp với video thông tin luồng bit thị nhiều dạng khác tùy thuộc vào lựa chọn người sử dụng nên mang lại hiệu xuất cao Với MPEG-4, đối tượng khác khung hình mô tả, mã hoá truyền cách riêng biệt đến giải mã dòng ES (Elementary Stream) khác Cũng nhờ xác định, tách xử lý riêng đối tượng (như nhạc nền, âm xa gần, đồ vật, đối tượng ảnh video người hay động vật, khung hình …), nên người sử dụng loại bỏ riêng đối tượng khỏi khuôn hình Sự tổ hợp lại thành khung hình thực sau giải mã đối tượng MPEG ứng dụng IP TV, Video theo yêu cầu, Mobile TV, Truyền hình hội nghị… • Tiêu chuẩn H.264 (MPEG-4 AVC) H.264 phương thức tiên tiến lĩnh vực nén video H.264 chuẩn mã hóa giải mã video định dạng video dử dụng rộng rãi hiên để ghi, nén chia sẻ video có độ phân giải cao, dựa việc bù trừ chuyển động block Nó cho chất lượng hình ảnh tốt có dung lượng so với chuẩn nén khác MPEG-4 AVC ứng dụng thuật nén video độ phân giải cao (HD) Mã hóa video audio với tốc độ bit khoảng 64kbps-150Mbps 1.3 Kĩ thuật mã hóa video nén theo hướng đối tượng MPEG-4 ưu điểm MPEG-4 coi cách mạng media số Nó chuẩn multimedia toàn cầu hệ Nó thiết kế để truyền tải video với chất lượng DVD (MPEG-2) qua mạng MPEG-4 có khả nén cao tối ưu hóa dung lượng băng thông dung lượng file lưu trữ mà lại đưa chất lượng video chập nhận MPEG-4 có phương thức mã hóa nén video hoàn toàn tối ưu chuẩn khác trước việc chia nhỏ lớp video thành đối tượng riêng biệt,Thay thực truyền tải tất lớp video MPEG-2 MPEG4 truyền thay đổi đối tượng tách MPEG-4 đời với nhiều tính ưu việt sau: 1.3.1 Tính đa có khả nâng cấp Các nhà thiết kế mã hóa MPEG phải đối mặt với nhiều vấn đề vấn đề quan trọng thiết kế thuật toán nén đa ứng dụng cho nhiều hệ thống có khả nâng cấp tương lai Họ thường mong muốn có mã hoá MPEG thích hợp cho nhiều ứng dụng, từ TV ảnh rộng, chất lượng cao tới hệ thống nhỏ, tín hiệu video đen trắng cho hệ thống camera an ninh Hiển nhiên hệ thống nén thiết kế dành cho phim ảnh rộng phải có phần cứng mạnh, nhớ lớn hệ thống thiết kế cho hệ thống camera dành cho mục đích an ninh Các nhà thiết kế giải vấn đề cách định nghĩa "Level" "Profile" cho hệ thống Các "Level" xác định giới hạn khả xử lý phần 10 Dịch vụ MobileTV cho phép khách hàng xem truyền hình trực tiếp (LiveTV) xem lại chương trình truyền hình Quốc tế nước; xem video theo yêu cầu (VOD); clip ca nhạc, clip hài, karaoke giải trí… 3.3.2 Mô hình chung dịch vụ Mobile TV Hình 3.1: Mô hình chung cho hệ thống truyền hình di động(mobile TV) Hình 3.1 cho thấy mô hình hệ thống truyền hình di động Các chương trình truyền hình thu head end, ví dụ qua vệ tinh, mã hóa nguồn (khuôn dạng chuẩn hình ảnh H.264, MPEG-4 part2, H.263, chuẩn âm ACC, AMR…) Nguồn hình ảnh sau mã hóa kênh (mã hóa MPEG ), ghép xen kênh với chương trình khác đưa đến điều chế (OFDM với chuẩn mã hóa QPSK, 16QAM ) khuyếch đại công suất đưa tới anten phát thông qua mạng vô tuyến (DVB-H, TDMB, S-DMB…) ghép vào kênh truyền số liệu thông qua mạng vô tuyến băng rộng (mạng di động 3G, WiMax, UWB) Ở đầu máy thu, máy cầm tay di động thu tín hiệu truyền hình thực chức ngược lại với phần phát bao gồm: giải điều chế, giải ghép xen, giải mã kênh giải mã nguồn để xem nội dung kênh truyền hình thiết bị hiển thị di động 46 3.3.3Mô hình dịch vụ Mobile TV Vinaphone Mobiphone Hình 3.2: Kiến trúc tổng thể hệ thống mobileTV Vinaphone Mobiphone Head-end: Hệ thống dựng chung với hệ thống IPTV Tín hiệu sau thu từ vệ tinh thông qua anten thông qua giải điều chế cung cấp tín hiệu cho thiết bị encode hệ thống Mobile TV dạng SDI (Serial Digital Interface) Encoder: Có nhiệm vụ encode chuyển tín hiệu LiveTV đầu vào từ dạng SDI dạng 3GPP VOD encode server VASC truyền tải lên server VOD đặt bên VMS/GPC Ngoài nội dung live ghi lại thành file tương thích 3GPP nhằm đưa định dạng theo yêu cầu video: • Encoding chất lượng cao: Có thể mã hóa thuật toán khác để đạt chất lượng nội dung encode thỏa mãn yêu cầu người dùng, đáp ứng tối đa số lượng sử khách hàng sử dụng dịch • vụ Tương thích thiết bị cầm tay: Đảm bảo tương thích với thiết bị cầm tay có thị trường Sẽ hỗ trợ với codecs MPEG-4 part2, 47 MPEG-4 part10, H.263, H.264, AMR, AAC HE AAC Hỗ trợ • độ phân giải khác nhau: CIF, QCIF, SQCIF… Khả tương thích server streaming: Giải pháp tương thích với bất • kỳ tiêu chuẩn quy định Preview: Preview cho phép kiểm tra chất lượng sửa đổi video encode hình ảnh văn bản, trước stream thông • qua server streaming Screen Resolution Resizing: Nếu nguồn Live TV không khớp với kích thước hình thiết bị cầm tay, resize nguồn để khớp với Các kích cỡ hình tiêu chuẩn hỗ trợ encoders CIF, QCIF, SQCIF, QVGA… Transmitter: Nhận luồng tín hiệu sau encode từ encoder, sau chuyển đến node streaming Hà Nội, HCM, Đà Nẵng Phân hệ quản lý nội dung: Phân hệ quản lý nội dung chịu trách nhiệm cho việc quản lý nội dung tích hợp bao gồm: quản lý kênh, quản lý nguồn chương trình, quản lý tiêu đề, biểu tượng kênh, điều khiển nội dung, kiếm kê giải phóng nội dung, lập lịch nội dung, giám sát nội dung, quản lý tài nguyên, quảng bá chương trình, kế hoạch quảng bá, kế hoạch quảng cáo, giám sát… Streaming server: Streaming server có chức lưu trữ đẩy luồng nội dung (dưới dạng thời gian thực) vào mạng cho dịch vụ phát sóng truyền hình theo yêu cầu Streaming server bao gồm tập hợp nhiều video pump quản lý phân hệ quản lý tài nguyên Streaming server phối hợp với middleware tích hợp với DRM cho việc mã hóa bảo mật nội dung Downloading server: Downloading server có chức lưu trữ đẩy nội dung qua mạng đến thiết bị đầu cuối người sử dụng Downloading server kết nối với phân hệ quản lý tài nguyên, middleware tích hợp với DRM cho việc lữu trữ, mã hóa bảo mật nội dung Middleware: Middleware có vai trò gắn kết thành phần logic với để tạo thành hệ thống hoàn chỉnh Middleware tạo giao diện người 48 dùng cho dịch vụ broadcast lẫn dịch vụ theo yêu cầu Nó sử dụng để làm nhiệm vụ phần mềm gắn kết tích hợp sản phẩm nhà cung cấp giải pháp ứng dụng khác Các sản phẩm middleware thường sử dụng để tích hợp VoD server, hệ thống truy nhập có điều kiện, thiết bị đầu cuối nhà sản xuất khác giải pháp khai thác Cung cấp module bổ sung việc hỗ trợ mobile truyền tải dịch vụ: • Hỗ trợ việc đăng tải, kiểm kê, phân phối giải phóng nội dung • mobile streaming Hỗ trợ việc đăng tải, kiểm kê, phân phối giải phóng nội dung truyền hình trực tiếp mobile Gắn kết phân hệ phục vụ cho: • • • Dịch vụ download file Dịch vụ mobile streaming WAP Portal services Phân hệ WAP Portal: WAP Portal chịu trách nhiệm cung cấp đến browser thiết bị đầu cuối người dung giao diện thao tác với dịch vụ WAP Portal cổng vào cho dịch vu mobile streaming, phân chia vào dịch vụ WAP/HTTP ứng dịch vụ WAP Người dùng browser thiết bị đầu cuối để gửi yêu cầu theo giao thức HTTP qua WAP GW kết nối đến WAP Portal Sau WAP Portal xác minh thị cách hoạt động, chuyển trang browsing đến người dung WAP Portal WAP GW kết hợp hoạt động hoàn thiện trình xác nhận chị thị Nó kết hợp vơi SMS-ODD để kết thúc việc xác minh nội dung, thiết bị đầu cuối cá nhân đấu vào khám phá dịch vụ Năng lực hệ thống : • • Cơ sở liệu cho triệu thuê bao đăng ký Khả truyền tải dòng đồng thời tối thiểu 1000 kết nối đồng thời (concurent connection) 49 • Có khả đáp ứng việc download đồng thời tối thiểu 500 kết nối • • đồng thời Có khả cung cấp 44 kênh Live TV Hệ thống có khả hỗ trợ nguồn tín hiệu đầu vào dạng SDI • IP Cung cấp tối thiểu profiles: QCIF(H263,H264),QVGA(H263,H264), • Iphone Đáp ứng khả upload nội dung VOD, MOD từ VASC sang là: 5GB (10 content x profile x 100 MB) ngày, cho mạng Có khả cache nội dung streaming tối thiểu 10 phút 3.4 Truyền hình hội nghị 3.4.1 Giới thiệu chung Dịch vụ truyền hình hội nghị (NGN) dịch vụ truyền dẫn tín hiệu hình ảnh âm hai nhiều điểm khác Dịch vụ cho phép nhiều người tham dự địa điểm khác trao đổi trực tiếp âm hình ảnh thông qua hình loa Hình 3.3:Truyền hình hội nghị Hệ thống Truyền hình hội nghị NGN cung cấp nhiều tiện ích khác cho người sử dụng như: kết nối với máy tính để trình chiếu văn bản, kết nối với hệ thống âm ngoài, thiết bị lưu trữ (đầu ghi băng từ, đĩa quang VCD, 50 DVD ổ cứng) để lưu phiên hội thảo quan trọng Truyền hình hội nghị triển khai nhiều tảng mạng khác mạng LAN, mạng WAN, mạng chuyển mạch, mạng IP, ATM hay ISDN 3.4.2 Công nghệ truyền hình hội nghị Hệ thống thiết bị sử dụng truyền hình hội nghị hệ thống thiết bị điện tử ( bao gồm phần cứng phần mềm ) sử dụng công nghệ kỹ thuật số, nén (coder/decoder) âm video thời gian thực Giải pháp cho truyền hình hội nghị dựa công nghệ IP với hỗ trợ nhiều giao thức (H.320, H323, SIP, SCCP) cho phép triển khai hệ thống truyền hình hội nghị tiên tiến tận dụng sở hạ tầng có sẵn 3.4.3 Các thành phần truyền hình hội nghị Phòng họp cá nhân: Với phòng họp cá nhân, người họp cần trang bị thiết bị máy tính cài đặt phần mềm thực chức truyền hình hội nghị đầu cuối Các thiết bị đầu cuối cần tích hợp bổ sung thiết bị ngoại vi camera, micro… Cho phép người họp tham gia họp điểm – điểm đa điểm Endpoint cứng phòng họp chung khác Các thành phần trang bị sau: phần mềm cài đặt PC (Tùy chọn trang bị thêm WebCam, micro, hình ngoài), phần mềm hỗ trợ họp điểm-điểm, cho phép kết nối họp tới tối đa điểm mà không cần trang bị thểm MCU thiết bị chuyên dụng cài đặt ứng dụng truyền hình hội nghị, tích hợp sẵn Camera, micro chuyên dụng Phòng họp chung: Với điểm tham gia kết nối, thành phần sau cần thiết để tham gia họp (Đây thành phần cần trang bị họp Điểm-Điểm): • • • Camera – Thu tín hiệu hình ảnh Micro – Thu âm Codec- Xử lý mã hóa nhận truyền tín hiệu âm hình ảnh qua đường truyền 51 • Màn hình hiển thị: hiển thị nội dung họp, hình ảnh đầu xa, hình • • ảnh liệu cần hiển thị Loa- Phát tín hiệu âm họp đầu gần, đầu xa Kết nối chia sẻ hình ảnh – Sử dụng thêm Máy tính kết nối chia sẻ liệu lên họp Tùy thuộc vào hạ tầng phòng họp khách hàng mà số lượng thiết bị âm thanh, hình ảnh tùy chọn đáp ứng theo nhu cầu diện tích phòng họp, số lượng người tham gia Các thành phần mở rộng theo nhu cầu sử dụng: Khi khách hàng có nhu cầu kết nối mở rộng số điểm tham gia họp lưu lại hình ảnh, âm họp bổ sung thành phần sau: • • Thành phần lưu trữ - Lưu lại nội dung họp MCU- Kết nối đa điểm: Sử dụng khách hàng có nhu cầu kết nối nhiều điểm họp đồng thời, hỗ trợ nhiều tính cấp cao như: Cho phép khởi tạo, kết thúc họp, tùy chỉnh layout hiển thị, đặt lịch họp, giám sát, quản lý chất lượng họp… 3.4.4 Một số mô hình truyền hình hội nghị Mô hình kết nối điểm- điểm (site to site) Hình 3.4: Mô hình kết nối điểm-điểm (site to site) Mô hình kết nối đa điểm 52 Hình 3.5: Mô hình kết nối đa điểm 3.4.5 Yêu cầu đường truyền kết nối • Yêu cầu băng thông cho tất đường truyền cho chiều upload phải • download Tại phòng họp nhỏ, lớn có tòa nhà với nơi đặt thiết bị MCU nên sử dụng thông qua mạng LAN kết nối MCU nên tốc độ • đảm bảo 1.25 Mbps Tại vị trí khác kết nối trung tâm nơi có MCU (UVC) yêu cầu tối thiểu phải 1.25 Mbps Cho loại đường truyền cho chất lượng • HD Băng thông kết nối đến MCU tối đa kết nối với vị trí tính • theo số điểm x băng thông điểm (1.25 Mbps) Tốc độ nêu tốc độ tính riêng ứng dụng cho điểm Endpoint • MCU, không dùng chung với ứng dụng khác Khi hoạt động hệ tín hiệu Video/audio cần mở công ứng dụng đường truyền mạng khách hàng nên sử dụng đường 53 lease line mạng WAN điểm có kết nối đến hệ thống truyền hình hội nghị 3.4.6 Ưu điểm truyền hình hội nghị • • • • • • • • • Tiết kiệm thời gian di chuyển Tiết kiệm kinh phí Thực họp trực tuyến nhiều địa điểm khác Nhanh chóng tổ chức họp Lưu trữ toàn nội dung họp An toàn bảo mật Chất lượng hội nghị ổn định Độ ổn định hình ảnh âm cao Các định nội dung trao đổi đưa kịp thời lúc 3.4.7 Ứng dụng truyền hình hội nghị • Hội nghị, giao ban, trao đổi công việc đơn vị có vị trí địa lý xa • • Trao đổi thông tin, tài liệu nhóm làm việc chung Dạy học trực tuyến từ xa theo mô hình học mạng (E- • Learning) Chăm sóc y tế từ xa: người bệnh khám bệnh, chẩn đoán hay chí phẫu thuật gián tiếp từ chuyên gia y tế nơi • xa Các công việc lĩnh vực yêu cầu trao đổi thông tin, hình ảnh, âm thời gian thực khác Với lĩnh vực, dịch vụ hội nghị truyền hình lựa chọn số khoảng cách điểm liên lạc với xa, không thuận lợi cho việc lại để trực tiếp gặp mặt trao đổi công việc 54 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG DEMO DEMO SỬ DỤNG HANDBRAKE ĐỂ NÉN VIDEO THEO CHUẨN MPEG-4 Giao diện phần mềm Handbrake có chức chuyển đổi video sang video có đuôi mp4 mkv theo chuẩn nén MPEG-4 nêu Quá trình chuyển đổi gồm bước sau: Bước 1: Chọn “ Source” để tìm đường dẫn video cần nén theo chuẩn MPEG-4 55 Hình 4.2: GiaoHình diện chọn 4.1: Giao videodiện vào,phần đường mềm dẫnHandbrake video định dạng video • • “Destination” chọn đường dẫn đầu video sau nén “Container” định dạng video sau nén, ta chọn MP4 MKV Bước Thiết lập thông số cài đặt sau: • Thẻ “Picture” thiết lập thông số ảnh video gồm Size Cropping + Trong Size có “Anammorphic” để chọn chế độ phân giải cho ảnh, để mặc định “Loose” cần chọn chiều rộng video “Width” chiều cao phần mềm tự tính + Trong “Cropping” có chức cắt viền khung ảnh, Hình 4.3: Giao diện thiết lập thẻ picture đặt mặc định “Automatic” phần mềm tự cắt viền hình • ảnh phát có viền đen Thẻ “Video” thiết lập đầu cho video Chất lượng video sau nén gồm “Video” “Quality” + Trong thẻ video gồm “Video Codec” (chuẩn nén đầu ra) chọn “MPEG-4”, “Pramerate” (tốc độ khung hình) chọn “Same as source” chọn mặc định “Variable Framerate” + Thẻ “Quality” có chức thiết lập chất lượng video, chọn “Constant quality ”, đặt mức 20-23 qp video có chất lượng tốt, mức 18-20 qp chất lượng video bình thường 56 Nếu chọn “AVG bitrate” ta tùy chọn tốc độ Nhưng chọn “AVG bitrate”, liệu chia cho khung hình, dẫn đến tình trạng ảnh tĩnh nét, ảnh động bị vỡ hình thiếu liệu Để khắc phục, ta chọn “2–pass encoding” Khi đó, thời gian encode lâu gấp đôi phần mềm phân tích video encode Nếu muốn trình phân tích nhanh hơn, ta chọn “Turbo fist pass” Bước Sau thiết lập thông số xong ta chọn Start để chạy chương trình • Kết sau nén video có đuôi flv sang đuôi Mp4 dung lượng video ban đầu từ 600Mb giảm xuống 400Mb với chất lượng Video tốt Hình 4.4: Giao diện thiết lập thẻ video 57 Hình 4.5: Dung lượng Video trước Convert 58 Hình 4.6: Dung lượng Video sau Convert Hình 4.7: Video sau Convert TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 [1] Xử lý ảnh Biên soạn : PGS.TS Nguyễn Quang Hoan Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 2006 [2] Compressed Video Communications Biên soạn : Abdul H Sadka Trường đại học Surrey, Guildford UK năm 2002 [3] H.264 and MPEG-4 Iain E.G.Richardson Trường đại học Robert Gordon Aberdeen ,UK năm 2003 [4] Audio & Video số T.S Đỗ Hoàng Tiến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2002 Các trang web tìm tham khảo tài liệu : http://www.tapchibcvt.gov.vn http://www.vtn.com.vn ( truyền hình hội nghị) http://www.elcom.com.vn ( IP TV ) http://www.vatgia.com ( mobile TV ) 60 [...]... khối nén xoay chiều…và ghi nối tiếp vào hai file nén của thành phần hệ số 2.1.3 Mã hóa Mã hoá là bước cuối cùng trong hệ thống nén ảnh dựa trên biến đổi DCT MPEG 4 chia video ra thành các khung hình và nén khung hình theo chuẩn nén Hình 2.6: Đường ZicZig ảnh JPEG Hiện nay, chuẩn nén ảnh JPEG dùng phương pháp mã hoá Huffman, đây là phép mã hoá không làm mất thông tin Phương pháp này dựa trên mô hình thống. .. (MBs trong suốt) 33 Trong quá trình mã hóa, MB mờ sẽ được mã hóa với kỹ thuật sử dụng biến đổi DTC và lượng tử hóa như trên MBs trong suốt sẽ được bỏ qua sự mã hóa Để mã hóa các MB nằm trên đường biên của VOP, việc đầu tiên là cần phải xác định các điểm ảnh nằm bên ngoài VOP nhưng bên trong hình chữ nhật giới hạn Tất cả sẽ được thiết lập về 0 và sau đó mã hóa một cách chính xác như các MB nằm bên trong. .. như các MB nằm bên trong các VOP bằng các kỹ thật như bù chuyển động cho các MB đường biên hay mã hóa vecter dự đoán hướng chuyển động 2.4 Mã hóa theo lớp video MPEG-4 cho phép mã hóa nhiều lớp của video Những bit nén của VOP trong chuỗi video bao gồm nhiều lớp: các lớp cơ sở và 1 hoặc nhiều lớp tăng cường Các lớp cơ sở rất cần thiết cho việc tái tạo lại các đoạn video trong khi các lớp tăng cường giúp... ánh xạ bề mặt vật thể lên các đối tượng này, chuẩn này có thể xử lý các đối tượng có hình dạng bất kỳ 15 Hình 1.5 :MPEG4 đã chuẩn hóa phương pháp truyền các đối tượng 3 chiều 1.3.4 Audio, video và tất cả các đối tượng khác có thể được đồng bộ chặt chẽ với độ chính xác cao và có khả năng tương tác Truyền thông multimedia theo dòng (Multimedia stream), trong đó dòng audio và video sẽ được biến đổi thích... zig-zag) để đặt các hệ số có tần số thấp lên trước các hệ số tần số cao Các hệ số này sẽ được mã hoá dựa trên bảng mã Huffman sao cho chiều dài trung bình của từ mã là nhỏ nhất Bảng mã này cũng sẽ được đặt trong phần mào đầu của ảnh để thực hiện giải nén ảnh Thuật toán mã hóa Huffman : Bài toán : Có một bảng tin là dãy các ký hiệu lấy trong một tập hữu hạn A Mỗi ký hiệu xuất hiện trong bản tin theo một tần... các đối tượng (như nhạc nền, âm thanh xa gần, đồ vật, đối tượng ảnh video như con người hay động vật, nền khung hình …), nên người sử dụng có thể loại bỏ riêng từng đối tượng khỏi khuôn hình Sự tổ hợp lại thành khung hình chỉ được thực hiện sau khi giải mã các đối tượng này Hình 2.1: Cấu trúc của bộ mã hoá và giải mã video MPEG-4 Các bộ phận chức năng chính trong các thiết bị MPEG-4 bao gồm: • Bộ mã. .. chất lượng ảnh vẫn được đảm bảo Quá trình giải nén sẽ được làm ngược lại như hình 2.4, người ta giải mã từng phần ảnh nén tương ứng với phương pháp nén đã sử dụng trong phần nén nhờ các thông tin liên quan ghi trong phần header của file nén Kết quả thu được 20 là hệ số đã lượng tử Các hệ số này được khôi phục về giá trị trước khi lượng tử hóa bằng bộ tương tự hóa Tiếp đó đem biến đổi Cosin ngược ta được... đối tượng này được giải mã riêng rẽ nhờ bộ giải mã VO decoder: • Giải mã theo hình dạng ngoài (shape decoding ) dùng để nén đoạn thông tin, giúp xác định khu vực và đường viền bao quanh đối tượng • trong khung hình scene Giải mã theo sự chuyển động ( motion decoding ) để giảm thông tin • dư thừa theo thời gian Giải mã theo kết cấu mặt ngoài ( texture decoding ) dùng để xử lý dữ liệu bên trong và các. .. các đặc tính và mức độ lên đến 1.2Gbps và có thể làm việc được với các hình ảnh được tạo ra, hay đã được máy tính xử lý Hình 1.4:Bộ mã hóa MPEG-4 có thể xử lý các lệnh đồ họa một cách trực tiếp Chuẩn MPEG-4 có thể làm việc được với 4 loại đối tượng, như hình 1.5 Hình 1.5 cho thấy chuẩn MPEG-4 đã chuẩn hoá phương pháp truyền các đối tượng 3 chiều nhờ các đối tượng lưới (mesh object), cùng với các phương. .. do MPEG-4 phân chia các khung hình thành các đối tượng, việc trình duyệt Browser trên cơ sở nội dung (đối tượng) mong muốn sẽ được thực hiện một cách dễ dàng và nhờ vậy, các ứng dụng lưu giữ hay phục hồi thông tin trên cơ sở nội dung MPEG-4 sẽ được thuận lợi hơn Truyền thông báo đa phương tiện: các thông báo dưới dạng text, audio và video MPEG-4 sẽ được truyền đi với yêu cầu băng thông ít hơn, và có