Nghiên cứu chuẩn nén h 264 và các ứng dụng

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI HONG VN T Hong Vn Tỳ IN T VI N THễNG Nghiên cứu chuẩn nén h.264 ứng dụng LUN VN THC S K THUT CHUYấN NGHNH IN T VIN THễNG 2009 - 2011 H Ni 2011 B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI Hong Vn Tỳ Nghiên cứu chuẩn nén h.264 ứng dụng Chuyờn ngnh : in t vin thụng LUN VN THC S K THUT CHUYấN NGHNH IN T VIN THễNG NGI HNG DN TS Nguyn Hong Hi H Ni 2011 LI CAM OAN Tụi xin cam oan ni dung trỡnh by lun ny khụng phi l s chộp ca lun vn, ti liu, sỏch bỏo m l s nghiờn cu v tng hp xõy dng ca tụi Cỏc ni dung lun cú s tham kho cỏc sỏch bỏo, ti liu, v ngoi nc Tụi xin chu trỏch nhim v cỏc thụng tin cp lun ny H Ni, ngy 21 thỏng nm 20011 Ngi cam oan Hong Vn Tỳ MC LC Danh mc vit tt Danh mc hỡnh v Danh mc bng biu Li núi u CHNG 1: C BN V NẫN VIDEO S 10 1.1 K thut nộn Video s 10 1.1.1 Khỏi nim 10 1.1.2 Mụ hỡnh nộn nh 10 1.2 Cỏc c im ca nộn tớn hiu 11 1.2.1 Xỏc nh hiu qu ca quỏ trỡnh nộn tớn hiu s 11 1.2.2 d tha s liu 12 1.2.3 Sai lch bỡnh phng trung bỡnh 12 1.3 Cỏc phng phỏp nộn 13 1.3.1 Nộn khụng tn hao 14 1.3.2 Nộn cú tn hao 15 1.4 Tiờu chun nộn MPEG 15 1.4.1 Cu trỳc nh 15 1.4.2 Nhúm nh (GOP: Group Of Picture) 17 1.4.3 Cu trỳc dũng bit MPEG Video 18 1.5 Tiờu chun nộn MPEG-2 20 1.5.1 c tớnh v nh mc (profile and level) 20 1.5.2 MPEG-2 4:2:2P@ML 23 CHNG 2: CHUN NẫN VIDEO H.264 25 2.1 Gii thiu chung v b CODEC H.264 25 2.1.1 B mó hoỏ (Encoder) 25 2.1.2 B gii mó (Decoder) 27 2.2 Cu trỳc 28 2.2.1 nh dng video (Video Format) 28 2.2.2 nh dng d liu c mó húa 28 2.2.3 Slice 29 2.2.4 Macroblock 31 2.2.5 nh tham chiu(Reference Picture) 32 2.3 Profile 33 2.4 Mt s k thut H.264 34 2.4.1 D oỏn ni khung (Intra Prediction) 34 2.4.2 D oỏn liờn khung (Inter Prediction) 37 2.4.3 Chuyn i (transform) v lng t 42 2.4.4 Mó húa entropy 45 2.4.5 B lc Deblocking 45 2.4.6 iu khin tc H.264 (Rate Control) 46 CHNG 3: CC NG DNG CA CHUN NẫN H.264 54 3.1 u im ni bt v cỏc ng dng ca H.264 54 3.1.1 u im ca nộn khụng gian 54 3.1.2 u im ca nộn thi gian 54 3.1.3 Kớch c 54 3.1.4 u im v lng t hoỏ v bin i 56 3.1.5 u im i vi mó hoỏ Entropy 57 3.1.6 Cỏc ng dng ca chun nộn H.264 57 3.2 ng dng ca H.264 mụ hỡnh IPTV 58 3.2.1Mụ hỡnh truyn thụng ca IPTV 58 3.2.2 Lp mó hoỏ video 59 3.2.3 Lp úng gúi video 60 3.2.4 Lp cu trỳc dũng truyn ti 63 3.2.5 Lp giao thc truyn ti thi gian thc( tựy chn) 69 3.2.6 Lp truyn ti 74 3.2.7 Lp IP 82 3.2.8 Lp liờn kt d liu 91 3.2.9 Lp vt lớ 94 CHNG 4: KT LUN V KIN NGH 96 Túm tt lun 97 Ti liu tham kho .99 Danh mc vit tt Thut ng Ting anh í ngha ting Vit AVC Advanced Video Coding Phng phỏp mó húa video tiờn tin B Picture Bidirectionally Picture nh d oỏn hai chiu B-VOP Bidirectionally predicted Inter- Mt phng i tng video loi B coded CABAC Context-adaptive Arithmetic Coding CAVLC Context-adaptive Variable Length Coding CODEC Coder and Decoder B mó húa v gii mó DCT Discrete Cosine Transform Bin i Cosin ri rc DPCM Pulse Code Modulation iu ch xung mó vi phõn DPCM Differential Pulse Code Modulation iu ch xung mó vi sai GOB Group of Blocks Nhúm block GOP Group Of Picture Nhúm nh H.264 L mt chun nộn tớn hiu hin i hay cũn gi l AVC/ MPEG-4 part 10 HDTV High Definition Television Truyn hỡnh phõn gii cao I_PCM Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut IPTV Internet Protocol Television Truyn hỡnh theo giao thc IP IPTVCD Internet Protocol Television Thit b s dng dch v IPTV Consumer Device IPTVCM I Picture Intra-Code Picture nh I JPEG Joint Photographic Experts Group Chun nộn nh JPEG ME Motion Estimation c lng chuyn ng MP@HL Main Profile High Level MP@ML Main Profile Main Level MB Macro block Khi macro MPEG Moving Picture Experts Group Chun nộn nh ng MPEG MV Motion Vector Vector chuyn ng NAL Network Abstraction Layer Lp mng tru tng NRI nal_ref_idc PAT PMT P Picture Predictive Code Picture PPS picture_parameter_set PSNR Peak Signal To Noise Ratio nh P T s nh tớn hiu trờn õm (thụng s ỏnh giỏ cht lng) Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut PES Parketized Element Stream Dũng úng gúi c bn QoS Quality of Service Cht lng dch v QP Quantization Parameter Tham s lng t húa SDTV Standart Digital Television Truyn hỡnh s phõn gii chun Signal Noise Ratio T s tớn hiu trờn õm RBSP SNR (S/N) RD RMS Root Mean square RLC Run Length Codes RTP Real Time Protocol Giao thc chuyn theo thi gian thc RVLC Reversible Variable Length Codes B mó bc chy theo chiu ngc c SP Switching P SPS Sequence Parameter Set TCP Transmission Control Protocol Giao thc iu khin truyn TS Transport Stream Dũng ti UDP User Datagram Protocol Giao thc truyn tin khụng tin cy lp mụ hỡnh OSI VCL Video Coding Layer Lp mó húa video VLC Variable length codes B mó bc chy Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut Danh mc hỡnh v Hỡnh 1.1: Mụ hỡnh h thng nộn Video Hỡnh 1.2: S phi hp cỏc k thut JPEG v MPEG Hỡnh 1.3: D oỏn bự chuyn ng mt chiu v hai chiu Hỡnh 1.4: Kin trỳc dũng Video MPEG 11 Hỡnh 1.5: Cu trỳc s liu nộn nh MPEG 12 Hỡnh 2.1: S b mó hoỏ Hỡnh 2.2: S b mó hoỏ c th Hỡnh 2.3: S b gii mó Hỡnh 2.4: Cu trỳc mó hoỏ d liu ca H.264 Hỡnh 2.5: Chui n v NAL Hỡnh 2.6: Slices Hỡnh 2.7: Cu trỳc ca slice Hỡnh 2.8: MacroBlock Hỡnh 2.91: nh tham chiu v bự chuyn ng Hỡnh 2.10: Cỏc profile Hỡnh 2.11: D oỏn ni suy Hỡnh 2.12: D oỏn intra 4x4 Hỡnh 2.13: Cỏc ch d oỏn intra_4x4 Hỡnh 2.14: Cỏc ch d oỏn intra_16x16 Hỡnh 2.15: Phõn mnh macroblock Hỡnh 2.16: Phõn mnh submacroblock Hỡnh 2.17: Tớnh ni suy cho cỏc chuyn ng cú khong cỏch khụng nguyờn Hỡnh2.18: Minh d oỏn bự chuyn ng a khung Hỡnh 2.19: D oỏn liờn khung slice B Hỡnh 2.20:Vớ d v mt khung hỡnh s dng b lc Deblocking Hỡnh 3.1: Mụ hỡnh truyn thụng IPTV Hỡnh 3.2: Cu trỳc ca NAL Hỡnh 3.3: nh dng gúi MPEG PES Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut Hỡnh 3.4: nh dng gúi MPEG TS Hỡnh 3.5: nh x gúi truy cp AVC sang gúi MPEG PES Hỡnh 3.6: ng dng nhón thi gian vi cỏc gúi MPEG PES Hỡnh 3.7: Mi liờn h gia PMT v PAT Hỡnh 3.8: nh dng RTP header Hỡnh 3.9: Cỏc gúi MPEG TS Hỡnh 3.10: nh x ni dung H264/AVC (tng NAL riờng bit) sang RTP payload Hỡnh3.11:nh x ni dung H264/AVC(nhiu NAL riờng bit)sang RTP payload Hỡnh 3.12: nh x ni dung mt H264/AVC NAL sang nhiu RTP payload Hỡnh 3.13: C ch iu khin lung ca TCP Hỡnh 3.14: Quỏ trỡnh truyn thụng mng IPTV Hỡnh 3.15: nh dng datagram da trờn UDP Hỡnh 3.16: nh dng gúi video IPv4 Hỡnh 3.17: Cỏc lp a ch IP Hỡnh 3.18: Cu trỳc header ca IPv6 Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 84 Hỡnh 3.16: nh dng gúi video IPv4 Bng 3.6: Cu trỳc gúi video IPv4 Tờn trng Chc nng Phiờn bn Ch phiờn bn ca IP c s dng trờn mng _ IPv4 hay IPv6 di Header Mụ t kớch thc ca header, giỳp cho IPTVCD nhn payload ca d liu video bt u õu Loi dch v Cũn c bit l im mó phõn bit dch v (DSCP_Differentiated services code point) Trng ny khỏ quan trng cho vic phõn phi ni dung IPTV bi vỡ nú cho nh cung cp dch v thit t loi ni dung c mang gúi d liu Thụng tin ny sau ú c x lớ bi b nh tuyn IP h thng mng iu ny cho phộp cỏc b nh tuyn chp nhn v lm cho mc cht lng dch v thớch hp vi nhng loi lu lng khỏc Tng chiu di Bỏo cho IPTVCD bit ton b chiu di ca gúi IPTV Giỏ tr ny cú di 16bit, cú ngha l mt gúi cú th cú kớch thc ti a l 65535 byte Th nhn dng c b nh tuyn s dng phõn mt gúi ln thnh nhiu mnh nh Khi c phõn mnh, b nh tuyn s dng trng ny phõn bit cỏc mnh khỏc ca gúi ban u Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 85 C Cỏc c xỏc nh cỏc kiu phõn mnh khỏc nhau, hoc gúi l mt mnh, hoc nú c cho phộp phõn mnh, hoc gúi ú l mnh cui cựng hay cú thờm mnh khỏc di ca mnh Khi mt gúi IPTV c phõn mnh v chuyn i qua mng thỡ chc nng ca IPTVCD l tng hp cỏc mnh theo ỳng th t Trng ny ỏnh s mi mnh, cho phộp IPTVCD tng hp li theo ỳng th t Thi gian sng Vỡ mt gúi IP chuyn qua mng, trng thi gian sng s c mi b nh tuyn dc theo ng truyn kim tra v giỏ tr bờn trng ny s c gim dn Quỏ trỡnh ny tip tc cho n giỏ tr trng ny gim v Khi iu ny xy cú ngha l gúi ny ht hn v s b loi b Chc nng chớnh ca trng ny l loi b cỏc gúi trờn mng m khụng cú kh nng truyn n ớch iu ny s lm gim tc nghn trờn mng Giỏ tr ca trng ny khong t 30 n 32 Giao thc Trng di bit, ch loi giao thc úng gúi bờn datagram IP Nu giỏ tr l mt thỡ sau ú ICMP c dựng, l hai tng ng vi IGMP, l c s dng cho lu lng TCP, v 17 c s dng cho ng dng UDP Kim tra tng header Cho phộp IPTVCD tỏch datagram header li Gúi b li thng b IPTVCD loi b hay hy a ch ngun Cha a ch IP ca thit b gi gúi IPTV Trong mụi trng IPTV, thit b gi thng l mỏy ch VoD hoc l b mó húa a ch ớch Cha a ch ca thit b nhn c ch nh Trong mụi trng IPTV, a ch ny thng l a ch ca IPTVCD Tựy chn m v c nh cung cp IPTV s dng cung cp thờm cỏc c im khỏc D liu Hong Vn Tỳ L ni dung video Lun thc s k thut 86 Mt im ỏng chỳ ý l mt vi bit u tiờn ca a ch s nh ngha cỏc bit cũn li ca trng a ch s c phõn chia th no cho host v mng thun li cho vic s dng v qun lớ, a ch IP c chia thnh cỏc lp khỏc Chi tit a ch cỏc lp c mụ t bng di õy 3.7 Bờn cnh vic chia thnh cỏc lp, mt s a ch IP c dnh riờng cho cỏc mng t nhõn Cỏc a ch ny nm di: 10.0.0.0 to 10.255.255.255 172.16.0.0 to 172.31.255.255 192.168.0.0 to 192.168.255.255 Bng 3.7: Cỏc lp a ch IPv4 Lp a ch IP Mụ t Mụ t mt mng s hu s u tiờn a ch IP, cú giỏ tr t n 128 Ba s cũn li c dựng xỏc nh mt IPTVCD, mỏy ch, hay thit b mng khỏc Do ú, mt a ch lp A cú a ch A mng bit v a ch host 24 bit Bit cú th t cao nht c thit lp bng Cú 126 a ch mng lp A trờn th gii v mi mng s ú cú s a ch IP h tr hn 16 thiMt b mng Tt c cỏc a ch IP lp A c cp phộp t InterNIC t nhiu nm trc Mt mng lp B cú a ch gm s u tiờn cú giỏ tr t 128 n 191 Giỏ tr ny tng ng vi a ch mng 14 bit v mt a ch cc b 16 bit Giỏ tr ca v gỏn cho bit cú th t cao nht B Cú khong 16000 mng lp B trờn Internet, mi mng cú kh nng h tr 64000 thit b mng Nhng t chc ln hn v cỏc nh cung cp dch v Internet ó cp phộp cho hu ht hoc gn ht cỏc a ch ny Vớ d v a ch lp B: 132.6.2.24, ú, 132.6 ch mng, 2.24 ch host Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 87 Mng lp C cú a ch cú s u tiờn cú giỏ tr t 192 n 223 S ny tng ng vi mt a ch mng 21 v a ch cc b bit C Giỏ tr 1,1 v c gỏn cho bit cú th t cao nht Cú gn triu a ch mng lp C, mi mng cú kh nng h tr ỏnh a ch cho 254 thit b mng D E L phn u tiờn ca a ch cú giỏ tr t 224 n 239 Nhng a ch IP ny c s dng cho mc ớch truyn a im a ch mng lp E cú giỏ tr t 240 n 247 v c t trc s dng sau ny Hỡnh 3.17: Cỏc lp a ch IP Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 88 Mng IPTV: Trong cỏc mng ln IPTV vi hng ngn IPTVCD tri rng trờn khu vc a lớ rng, mng da trờn IP ny cn c chia thnh cỏc mng nh hn gi l mng Mng ca mng IPTV cho phộp nh cung cp dch v nh ngha v giỏm sỏt cỏc phn riờng bit mng m khụng cn a ch IPv4 mi Ngi iu hnh mng cng s dng a ch mng giu i cu trỳc mng ni b trỏch b tn cụng t mng Internet cụng cng Ngi qun tr mng IPTV s dng cỏc s riờng bit c gi l a ch subnet mask to cỏc mng mụi trng IPTV Subnet mask l a ch IP32 bit Giỏ tr mc nh ca subnet mask ca lp A, B, C l: Class A - 255.0.0.0 Class B - 255.255.0.0 Class C -255.255.255.0 Cỏc tin trỡnh chy trờn mng thng c qun lớ bi thit b phn cng gi l router Mt router cú th ni vi nhiu mng v quyt nh thụng tin s c gi n õu mng Tng lai ca a ch IP: Khi cu trỳc a ch IP ca mng Internet mi c phỏt trin nhng nm u ca thp k 80, ngi ta ó cho rng nú ỏp ng c nhu cu ca ngi dựng hin ti v tng lai a ch IP 32 bit vesion IPv4 cú th ỏnh a ch cho hn t mỏy trm khong 16,7 triu mng khỏc a ch IPv4 khụng ỏp ng c nhu cu tc phỏt trin ca mng Internet nh hin nay.Tc phỏt trin ca mng Internet ó nm ngoi d oỏn ca nhng ngi phỏt trin giao thc IP v s lng mng kt ni vi mng Internet tng lờn tng thỏng tỡm gii phỏp cho hn ch ca a ch IPv4, Nhúm K S mng Internet ó a version mi IPv6 vi 128 bit a ch IPv6 cú th cung cp lng a ch gp hng t ln s a ch IPv4 IPv6 cú c cỏc kh nng cung cp h tr vic xỏc thc, Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 89 tớnh ton QoS, mó húa v mt Vic s dng IPv6 trờn mng IPTV l thớch hp bi vỡ c ch QoS bờn nú v cú kh nng h tr s lng khụng gii hn cỏc IPTVCD.Trong ti 10 nm t, IPv6 s dn thay th IPv4 Ti li s dng IPv6 trin khai IPTV ? IPv6 cú tớnh nng vt tri hn so vi IPv4 Cỏc nguyờn nhõn chớnh khin cỏc nh cung cp dch v xem xột vic s dng IPv6: Quy mụ c tng lờn: IPv4 dựng a ch 32 bit IPv6 dựng a ch 128 bit, ln hn gp ln iu ny cho phộp nh cung cp dch v IPTV m rng s lng thit b cú th qun lý Cu trỳc header n gin: IPv6 gim kớch thc header xung cũn 40 byte c nh v n gin cu trỳc ca trng header Cỏc thnh phn c bn ca IPv6 header c mụ t hỡnh 42 v bng di Tng mc bo v: IPv6 cú c im giỳp tng mc bo v: 1) Bao gm header xỏc thc bao gm cỏc bn tin xỏc nhn v kim tra ngi gi gúi 2) Payload bo mt c úng gúi c im ny m bo tớnh ton ca d liu IPTV v bo mt gia cỏc mỏy ch trung tõm d liu IPTV v cỏc IPTVCD khỏc Lu lng thi gian thc tt hn: kh nng dỏn nhón lung ca IPv6 cho phộp nh cung cp dch v ỏnh du cỏc gúi riờng, ph thuc vo tng loi dch v Trong mụi trng triple-play, cỏc router cú th coi cỏc gúi IP c dỏn nhón vi mt nhn dng video l cỏc gúi IP c dỏn nhón mang ni dung web T ng cu hỡnh: Kh nng plug and play ca IPv6 giỳp gim bt phc ci t dch v IPTV ti nh ca khỏch hng Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 90 Hỡnh 3.18: Cu trỳc header ca IPv6 Bng 3.8: Mụ t trng ca IPv6 Tờn trng Mó bt u ca gúi Chc nng Cỏc gúi PES bt u bng cỏc bit Trng ny dựng nh ngha loi payload cha gúi Dng nh dng dũng 111xxxxx l ch gúi õm thanh, v 1110 xxxx ch cỏc gúi hỡnh nh x l s dũng MPEG di gúi PES byte ca trng ny dựng nh ngha di gúi Trng ny c s dng ng b õm v ni dung video cung cp phn cng v phn mm b mó húa t settop box IP vi cỏc thụng tin thờm Trong trng ny cũn bao gm Mó ng b cỏc c: C iu khin trn õm PES: bỏo cho b mó húa bit liu gúi cú c m bo khụng quỏ trỡnh x lớ trn õm C u tiờn PES: Cung cp thụng tin v mc u tiờn ca gúi PES cho b gii mó Data_alignment_indicator : C ch th ny s xỏc nh xem phn Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 91 payload ca PES bt u vi bit õm hay hỡnh nh Thụng tin bn quyn: bit c thit lp, chng trỡnh ú l chng trỡnh cú bn quyn C nguyờn bn hay bn sao: C ny ch th liu chng trỡnh ú cú phi l bn gc, hay la bn di d liu Trng ny dựng nh ngha tng s byte c s dng bi cỏc header trng header khỏc Cỏc trng header Trng ny cha cỏc s cỏc bit tựy chn PES Trng payload v d liu video Trng payload ca PES cha cỏc dũng c bn õm Vỡ nhng u im k trờn IPv6 c xem nh gii phỏp lõu di h tr trin khai cỏc thit b s quy mụ ln, cú th s dng nhiu loi ng dng da trờn IP Nhc im chớnh s dng giao thc IP l khụng cú gỡ m bo rng no cỏc gúi ti ỳng ớch hay gúi cú n ỳng lỳc khụng Ngay c th t cỏc gúi c chuyn n cng khụng c xỏc nh Do ú, lp IP lm vic cựng vi giao thc lp truyn ti m bo rng cỏc gúi n IPTVCD ỳng lỳc v theo trt t ỳng IP cng lm cho quỏ trỡnh phõn phỏt ni video b tr 3.2.8 Lp liờn kt d liu Lp liờn kt d liu ly cỏc d liu thụ t lp IP v nh dng chỳng thnh cỏc gúi phự hp truyn qua mng vt lớ Chỳ ý, lp liờn kt d liu khỏc vi cỏc giao thc mng K thut Ethetnet l mt nhng k thut ph bin hn c s dng h thng IPTV Lp liờn kt d liu bao gm cỏc chc nng dnh cho cỏc mng da trờn Ethernet: Encapsulation Lp ny thờm vo cỏc gúi IPTV header Ethernet header l loi Encapsulation ph bin nht dựng lp liờn kt d liu ca IPTVCD Cỏc thnh phn c bn ca Ethernet header c gii thớch bng 3.9 Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 92 nh a ch Lp liờn kt d liu x lớ cỏc a ch vt lớ ca mng ngi s dng v cỏc thit b ch H thng a ch khỏc vi cỏc topo mng Vớ d, a ch MAC c s dng mng Ethernet Mi thit b kt ni vi mng IPTV thỡ cú a ch MAC di ca a ch MAC l 48 bit v thng c biu din bng 12 s h 16 Trong 12 s h 16 ny, s u tiờn dnh cho nh sn xut thit b IPTV v cỏc s cũn li c dựng nh ngha giao din mng o Kim tra li - chc nng kim tra li c dựng vi lp ca mụ hỡnh IPTV, bao gm c lp liờn kt d liu Cỏc gúi b ngt l li thng gp quỏ trỡnh truyn cỏc ni dung video qua mng da trờn IP Phng phỏp sa li thng dung l kim tra d tha vũng (CRC) IPTV tỡm v loi b cỏc gúi b ngt S dng k thut CRC thit b gi IPTV thc hin vic tớnh toỏn trờn cỏc gúi v lu tr kt qu gúi Cỏc phộp tớnh toỏn tng t cng c thc hin trờn thit b nhn nhn c cỏc gúi Nu kt qu tớnh toỏn l nh nhau, thỡ cỏc gúi c x lớ bỡnh thng Tuy nhiờn, nu kt qu ny l khỏc nhau, thỡ gúi b li s b loi b Thit b gi s to mt gúi mi v gi li nú Thụng bỏo vi lp trờn mụ hỡnh IPTV cú li xy l nhim v chớnh ca lp liờn kt d liu k thut kim tra li m cỏc h thng IPTV end to end iu khin lung iu khin lung l mt chc nng ca lp truyn ti Trong mng IPTV, iu khin lung cho thit b IPTV ca ngi s dng khụng b trn bi cỏc ni dung Lp liờn kt d liu cựng vi lp truyn ti thc hin bt kỡ yờu cu iu khin lung no Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 93 Bng 3.9: Cu trỳc ca Ethernet header Tờn trng Header a ch ớch mng Ethernet a ch ngun mng Ethernet Kớch Chc nng thc (bit) 48 Ch a ch ca giao din ớch 48 Ch a ch ca giao din ngun Ch giao thc c s dng vic nh Loi mó 16 dng gúi Vớ d kiu gúi "TCP/IP" cha giỏ tr kiu hex "0 x 80 x 00" Bng 3.10: Cu trỳc khung Ethernet c dựng mang ni dung MPEG-2 Mụ t Cỏc dũng gúi truyn ti MPEG by Kớch thc Mi gúi cú kớch thc 188 byte (184 byte cha ni dung video, cng vi byte c dựng lm thụng tin header) Gúi MPEG - TS by ny chim 1316 byte (10528 bit) ca khung Tiờu RTP Tiờu ny chim 12 byte ca khung Ethernet Tiờu UDP Tiờu ny chim byte ca khung Ethernet Tiờu IP Tiờu ny chim 20 byte ca khung Ethernet Tiờu Ethernet Hong Vn Tỳ Tiờu ny chim 14 byte ca khung Ethernet Lun thc s k thut 94 3.2.9 Lp vt lớ Lp vt lớ quy nh lut l truyn cỏc bit s qua mng Nú cp n vic a cỏc d liu qua cỏc mng vt lớ riờng bit nh x DSL, v khụng dõy Lp ny nh ngha cu hỡnh mng vt lớ, thụng s k thut, in mụi trng truyn Khi dũng bit c truyn qua mng, cỏc gúi c chuyờnr t lp thp n lp cao mụ hỡnh truyn thụng IPTV Vớ d lp liờn kt d liu s kim tra cỏc gúi v loi b i phn header Ethernet v trng sa li CRC Tip ú s kim tra trng kiu mó ca Ethernet header v xỏc nh gúi cn c x kớ bi giao thc IP Do ú gúi d liu c chuyn lờn lp mng Lp mng kim tra v loi b i phn IP header v chuyn gúi ú lờn lp truyn ti Phng phỏp b i phn header qua cỏc lp khỏc gi l búc gúi Quỏ trỡnh ny tip tc c thc hin cho ti gúi d liu lờn n tng trờn cựng mụ hỡnh Hỡnh nh gc c th hin trờn mn hỡnh TV ca ngi xem Bng 3.11 Tng kt cỏc lp mụ hỡnh IPTV S th Tờn lp t lp Tng quan Xỏc nh cỏc thuc tớnh ca cỏc phng tin truyn Vt lý thụng mng chu trỏch nhim truyn cỏc bit d liu IPTV Qun lý cỏc c ch c s dng truy cp thit Liờn kt d b truyn thụng mng Kim soỏt li, ng b liu v iu khin lung l nhng chc nng khỏc m lp ny cung cp Chc nng ca lp ny cú quan h vi vic nh IP tuyn cỏc gúi IP truyn trờn mng Cỏc c ch nh l ỏnh a ch v iu khin tc nghn thng c lp IPTVCM ny s dng Chc nng chớnh ca lp ny l m bo rng Giao cỏc gúi IPTV n c ớch TCP v UDP u hnh ti lp ny Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 95 Mc dự UDP l giao thc c lp giao u tiờn s dng hn cho vic phõn phi ni dung IPTV trờn mng bng rng, nhng nú cng ko phi l giao RTP (tựy thc ang tin cy v nú khụng h tr vic sa li chn) hay gii quyt cỏc gúi n IPTVCD khụng theo ỳng th t Do ú, mt s cỏc nh cung cp dch v s dng RTP gii quyt nhng thiu ht c hu giao thc UDP Xõy dng dũng truyn ti Lp ny úng gúi cỏc dũng bớt video v audio Cỏc gúi cú di 188 byte Lp úng gúi Lp ny to mt dũng cỏc gúi PES ó c ỏnh Video du thi gian Cỏc dũng audio v video c bn lm thnh nn tng Mó húa Video cho lp IPTVCM nh dng ca dũng truyn c s dng lp ny ph thuc vo thut toỏn nộn s dng bi b mó húa Dch v IPTV vi nhng u im ni tri so vi cỏc chun truyn hỡnh truyn thng ó v ang c phỏt trin mnh m trờn th gii cng nh Vit Nam i kốm vi IPTV l rt nhiu dch v giỏ tr gia tng khỏc nh: truyn hỡnh theo yờu cu, mng giỏo dc t xa, hi tho t xa Trong phm vi ỏn ny ch nờu phng phỏp úng gúi d liu video qua tng lp Chun nộn H.264 ny khụng ch c s dng IPTV m cũn c ng dng hu ht cỏc cụng ngh truyn hỡnh s hin i nh: truyn hỡnh s mt t, truyn hỡnh s v tinh, truyn hỡnh cỏp, truyn hỡnh di dng n truyn hỡnh phõn gii cao HDTV úng gúi d liu video qua tng lp cho thy cu trỳc d liu tng lp v cỏc c ch iu khin lung, c ch sa li, m bo cht lng dch v lm hi lũng ngi xem Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 96 CH NG 4: KT LUN V KIN NGH Kt lun Qua quỏ trỡnh nghiờn cu chun H.264 cho thy nhng yờu im ni tri ca nú so vi cỏc chun khỏc Nú cho t l nộn rt cao nh ú cú th truyn Video qua nhng ng truyn tc thp ( x.64kbps) Vỡ H.264 l nộn tn hao nờn t l nộn cao thỡ cht lng gim Vy nờn phi tớnh toỏn cõn bng gia cht lng v dung lng H.264 cú nhng yờu im nhng ngc li nú s dng nhng thut toỏn phc nờn x lý real time ũi hi tc x lý phi cao Nh cú H.264 m IPTV cú tớnh kh thi cao Chun nộn H.264 ny khụng ch c s dng IPTV m cũn c ng dng hu ht cỏc cụng ngh truyn hỡnh s hin i nh: truyn hỡnh s mt t, truyn hỡnh s v tinh, truyn hỡnh cỏp, truyn hỡnh di dng n truyn hỡnh phõn gii cao HDTV Nhng lun mi i sõu tỡm hiu c ng dng ca chun nộn H.264 IPTV úng gúi d liu video qua tng lp cho thy cu trỳc d liu tng lp v cỏc c ch iu khin lung, c ch sa li, m bo cht lng dch v lm hi lũng ngi xem Kin ngh: Lun mi dng li vic nghiờn cu lý thuyt cha can thip c vo code thc thi vic mó húa v gii mó H.264 cng nh lm nhng b codec bng phn cng Hng phỏt trin tng lai ca lun cú th l can thip vo code lm cho b codec ti u hn nh iu khin tc (rate control), xõy dng mt mụ hnh Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 97 IPTV hon chnh ú d liu video c mó húa H.264 ri truyn mng IPTV v c gii mó nhn c tớn hiu Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut 98 TI LIU THAM KHO [1] Iain E G Richardson, (2003), H.264 and MPEG-4 Video Compression Video Coding for Next-generation Multimedia , John Willey & Son [2] Thomas Wiegand, Gary J Sullivan, Gisle Bjontegaard, and Ajay Luthra, (6/2003), Overview of the H.264 / AVC Video Coding Standard, IEEE Transactions on circuits and systems for video technology [3] Đ Hong Tin v Dng Thanh Phng, (2004), Giỏo trỡnh K thut truyn hỡnh, Nh xut bn KHKT, H Ni [4] Nguyn Thanh Bỡnh v Vừ Nguyn Quc Bo, (2007), X lý õm thanh, hỡnh nh, Hc vin Cụng ngh bu chớnh vin thụng [5] Wes Simpson & Howard Greenfield, (2005), IPTV and Internet Video: New Markets in Television Broadscasting, Focal Press, United States of America [6] RFC 3626- request for comments [7] Jirka Klaue, Berthold Rathke, and Adam Wolisz, (2003), EvalVid-A Framework for Video Transmisssion and Quality Evaluation, Telecommunication Network Group (TKN) Hong Vn Tỳ Lun thc s k thut ...B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI Hong Vn Tỳ Nghiên cứu chuẩn nén h.264 ứng dụng Chuyờn ngnh : in t vin thụng LUN VN THC S K THUT CHUYấN NGHNH IN T VIN THễNG... tiờn tin H.264 Chng ny i vo chi tit chun mó húa H.264 nh: cu trỳc b Codec H.264 (b mó húa v gii mó húa), cu trỳc d liu H.264, cỏc profile ca H.264 Chng 3: Cỏc ng dng ca chun nộn H.264 H.264 cú... lc Deblocking 45 2.4.6 iu khin tc H.264 (Rate Control) 46 CHNG 3: CC NG DNG CA CHUN NẫN H.264 54 3.1 u im ni bt v cỏc ng dng ca H.264 54 3.1.1 u im ca nộn khụng gian