Nghiên cứu phương pháp xử lý tín hiệu ảnh h264 h265mp 4 và các chuẩn nén, đi sâu chuẩn mp4 ứng dụng truyền hình trên mạng internet

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM TUẤN HÙNG NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ TÍN HIỆU ẢNH H264-H265/MP4AVC VÀ CÁC CHUẨN NÉN ĐI SÂU CHUẨN MP4 - ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH TRÊN INTERNET LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM TUẤN HÙNG “NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU ẢNH H264-H265/MP4AVC VÀ CÁC CHUẨN NÉN ĐI SÂU CHUẨN MP4 - ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH TRÊN INTERNET” LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ; MÃ SỐ: 60520203 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Quốc Vƣợng HẢI PHÒNG - 2016 HẢI PHÒNG - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án thạc sỹ riêng Các lý thuyết nhƣ mô luận văn chƣa đƣợc sử dụng cho luận án khác Tôi xin cam đoan ghi rõ nguồn gốc tất trích dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Học viên : Phạm Tuấn Hùng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 i LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cám ơn thầy giáo Viện Đào tạo sau đại học Khoa Kỹ thuật Điện tử Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam giảng dạy giúp đỡ suốt trình học tập trường Đặc biệt thầy môn PGS.TS Lê Quốc Vượng hướng dẫn tận tình cho hoàn thành khóa luận Vì thời gian có hạn, khả thân hạn chế luận em nhiều khiếm khuyết Rất mong nhận góp ý thầy bạn Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Học viên : Phạm Tuấn Hùng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc dòng Bít MPEG Video Hình 1.2: Cấu trúc ảnh MPEG Hình 1.3: Nén MPEG Hình 1.4: Giải nén MPEG Hình 1.5: Sự tổ hợp khung hình MPEG - 10 Hình 1.6: Cấu trúc mã hoá giải mã Video MPEG - 11 Hình 1.7: Profiles Levels MPEG -4 12 Hình 2.1: Cấu trúc dòng video h.264 16 Hình 2.2: Chuyển mạch cho slice P 17 Hình 2.3: Chuyển mạch cho slice I 17 Hình 2.4: Cấu trúc dòng bit H.264 18 Hình 2.5 Mã hoá H.264 19 Hình 2.6 Lịch sử chuẩn nén Video 25 Hình 2.7 Xu hƣớng tốc độ bit chuẩn nén video 25 Hình 2.8 Tổng quan mức cao hệ thống lớp HEVC 27 Hình 2.9 Cấu trúc tích hợp hệ thống lớp HEVC 28 Hình 2.10 Cấu trúc mã hóa HEVC 29 Hình 2.11 a) Slice; b) Tile 31 Hình 2.12 Phân chia đơn vị mã hóa (CU: Coding Unit) 32 Hình 2.13 So sánh kích thƣớc CU H.264 với HEVC 33 Hình 2.14 Các thành phần PU đồng 33 Hình 2.15 Các thành phần PU bất đồng 34 Hình 2.16 RQT 34 Hình 2.17 NRQT (a) Thành phần 2N x N; (b) N x N 35 Hình 2.18 Hƣớng dự đoán bên HEVC 36 Hình 2.19 Nguồn gốc dự đoán dùng Mode chiều 38 Hình 2.20 Bốn cấu trúc D - pixel cho phân loại điểm ảnh EO 38 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 ii Hình 2.21 Chất lƣợng hình ảnh HEVC H.264 42 Hình 2.22 Chất lƣợng hình ảnh HEVC tốt H.264 so sánh tốc độ bit 45 Hình 3.1 Tiêu chuẩn 4:4:4 47 Hình 3.2 Tiêu chuẩn 4:2:2 48 Hình 3.3 Tiêu chuẩn 4:2:0 48 Hình 3.4 Tiêu chuẩn 4:1:1 49 Hình 3.5 Truyền hình trực tiếp mạng 51 Hình 3.6 Sơ đồ khối CABAC 58 Hình 3.7: Tác dụng lọc tách khối ảnh đƣợc nén 60 Hình 3.8 Sơ đồ giải mã Video H264/MPEG -4 Part 10 60 Hình 3.9: Ví dụ Mã hoá chiều dài biến đổi ngƣợc 62 Hình 3.10: Mô hình dịch vụ phát trỉển lƣu trữ websỉte/Trang TTĐT 64 Hình 3.11: Sơ đồ toàn hệ thống 64 Hình 3.12: Quy trình làm việc – dự phòng 68 Hình 4.1 Các bảng quảng cáo điện tử hành lanh chờ tàu điện ngầm 70 Hình 4.2 Bảng đặc tính kĩ thuật bo mạch họ ARM 70 Hình 4.3 Mức tiêu hao nhớ không đƣợc làm tƣơi cho tập tin 10MB đến 50MB….74 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 So sánh đặc điểm mã hoá 43 Bảng 2.2 So sánh HEVC Profile với H.264/AVC định dạng Random - Access 44 Bảng 2.3 So sánh HEVC Profile với H.264/AVC với đỉnh dạng Low - Delay 45 Bảng 4.1 Mức tiêu hao nhớ không đƣợc làm tƣơi từ 10MB đến 50MB 73 Bảng 4.2 Mức tiêu hao nhớ đƣợc làm tƣơi từ 10MB đến 50MB 73 Bảng 4.3 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ không đƣợc làm tƣơi 75 Bảng 4.4 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ đƣợc làm tƣơi 76 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 iv MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ii DANH MỤC BẢNG iv MỤC LỤC v MỞ ĐẦU viii Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ NÉN TÍN HIỆU VIDEO VÀ CHUẨN NÉN MPEG 1.1 Mục đích nén Video 1.1.1 Chuẩn nén MPEG 1.1.2 Cấu trúc dòng bit MPEG video 1.2 Các loại ảnh chuẩn MPEG: 1.3 Nguyên lý nén MPEG 1.4 Nguyên lý giải nén MPEG 1.5 Chuẩn nén MPEG-4 1.5.1 Khái quát MPEG-4 1.5.2 Công nghệ mã hóa giải mã video MPEG-4 1.5.3 Các Profiles Levels MPEG-4 12 1.5.3 Kết luận chƣơng 1…………………………………………………… .13 CHƢƠNG 2: CHUẨN NÉN MP-4, ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÍN HIỆU H264 H265/MP- 14 2.1 Ứng dụng xử lý tín hiệu ảnh H264/MP-4 AVC 14 2.1.1 Giới thiệu chung 14 2.1.2 Cấu trúc liệu kiểu nén 15 2.1.3 Ứng dụng công nghệ nén ảnh H.264/MPEG – AVC 21 2.2 Ứng dụng xử lý tín hiệu ảnh H265 22 2.2.1 Tiêu chuẩn 23 2.2.2 Ứng dụng cấu trúc mức cao 26 2.3 Những đặc điểm mã hóa 31 2.3.1 Đơn vị mã hóa 32 2.3.2 Đơn vị chuyển đổi 35 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 v 2.4 Chuyển đổi tín hiệu không gian lƣợng tử hóa 36 2.4.1 Thực PCM 37 2.4.2 Dự đoán ảnh 37 2.4.3 Dự đoán liên ảnh 38 2.4.4 Mã hóa Entropy 40 2.4.5 Lọc vòng lặp 40 2.4.6 So sánh với H.264/AVC 42 2.5 Kết luận chƣơng 46 CHƢƠNG 3: TRUYỀN HÌNH TRÊN MẠNG INTERNET HIỆN TẠI VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 47 3.1 Tiêu chuẩn video số thành phần truyền hình internet 47 3.1.1 Tiêu chuẩn 4:4:4 47 3.1.2 Tiêu chuẩn 4:2:2 48 3.1.3 Tiêu chuẩn 4:2:0 48 3.1.4 Tiêu chuẩn 4:1:1 49 3.2 Truyền hình Internet 50 3.3 Các kỹ thuật nén video truyền internet 54 3.3.1 Nén theo miền thời gian 54 3.3.2 Nén theo miền không gian 54 3.3.3.Bộ lọc tách khối 59 3.3.4 Kỹ thuật giải mã video 60 3.3.5 So sánh hiệu mã hoá H264/MPEG Part 10 với tiêu chuẩn trƣớc 62 3.3.6 Giải pháp phát triển lƣu trữ website 64 3.4 Qui trình sản xuất chƣơng trình dựa tảng File quản lỹ liệu Media Asset Management (MAM) 64 3.4.1 Sơ đồ toàn hệ thống 65 3.4.2 Qui trình làm việc 65 3.4.3 Thông số kỹ thuật 66 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 vi 3.4.4 So sánh qui trình làm việc qui trình 66 3.5 Kết luận chƣơng 3……………………………………………………… 67 CHƢƠNG 4: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT HIỀN THỊ NỘI DUNG SỐ CHUẨN MPEG4 69 4.1 Các tham số kỹ thuật…………………………………………………… 68 4.2 Giải pháp thực 69 4.3 Tính ƣu việt bo mạch ARM 71 4.4 Đánh giá định hƣớng cho hoạt động hiển thị nội dung số chuẩn MPEG – bo đơn mạch họ ARM cho DCDDS 72 4.5 Kết luận chƣơng 76 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪNError! Bookmark not defined ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI PHẢN BIỆN Error! Bookmark not defined Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 vii - Biên tập, Đạo diễn chủ động việc chọn liệu, sơ dựng làm cho nội dung phong phú tiết kiệm thời gian nhƣ chi phí đầu tƣ cho giai đoạn hậu kỳ tận dụng tối ƣu trang thiểt bị - Tạo môi trƣờng làm việc chuyên nghiệp, an toàn thuận lợi việc khai thác, bảo mật an toàn liệu 3.4.1 Sơ đồ toàn hệ thống Hình 3.11 Sơ đồ toàn hệ thống 3.4.2 Qui trình làm việc Sau trình quay hoàn tất, Quay phim bàn giao toàn liệu Đạo diễn, Đạo diễn thực trình xem tƣ liệu, chọn tƣ liệu bàn giao cho kỹ thuật để đƣa vào hệ thống lƣu trữ Đạo diễn thực sơ dựng, sau hoàn Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 65 tất kỹ thuật dựng hình tiến hành dựng hoàn chỉnh chƣơng trình tiến hành duyệt nháp, kỹ thuật dựng âm nhận lời bình đƣợc duyệt tiến hành thu tiếng thực âm thanh, sau hoàn chỉnh bàn giao cho kỹ thuật dựng hình để hoàn chỉnh chƣơng trình Kỹ thuật dựng hình chuyển hội đồng nghệ thuật để duyệt hoàn chỉnh Các kỹ thuật hình kỹ thuật âm điều chỉnh (nếu có) theo ý kiến đóng góp hội đồng bàn giao kỹ thuật để kiểm tra, chuyển đổi định dạng (phát sóng, lƣu trữ, tƣ liệu, website), sau hoàn tất kỹ thuật chuyển kho lƣu trữ sâu - LTO cập nhật lên server tƣ liệu nội Trong trình tìm kiếm tƣ liệu, Đạo diễn truy cập vào server tƣ liệu nội để trích lục tƣ liệu cần thiết cho chƣống trình tự chép DVD để tặng khán giả 3.4.3 Thông số kỹ thuật - Máy quay dạng file chất lƣợng Full HD MPEG 4:2:2, 1920x1080 Pixel, 50i, 50 Mbps - Thành phẩm Full HD MPEG 4:2:2, 1920x1080 pixel, 50i, 20Mbps Hạ tầng mạng Lan 1GB - Dữ liệu trình thực dạng Proxy MPEG4, H264 - part10 - Trao đổi liệu trình thực theo chuẩn AAF - Lƣu trữ với nhiều định dạng nhƣ: Master, Mix MOV, Mpeg - phát sóng Mpeg - H264 Part 10 - Lƣu trữ sâu dùng dạng Tape LTO-4 3.4.4 So sánh qui trình làm việc qui trình Với qui trình cũ ngƣời dựng tự ingest vào hệ thống, việc chiếm dụng máy dựng thời gian, với qui trình kỹ thuật ingest vào hệ thống máy PC mà không chiếm dụng máy dựng Với qui trình cũ sau dựng hình hoàn tất, kỹ thuật dựng phải tiến hành Mixdown, export chép lên server duyệt thời gian nhƣng với qui trình ngƣời duyệt xem máy tính kỹ thuật dựng hình không thời gian nhƣ qui trình cũ, việc tiết kiệm đƣợc thời gian nhiều Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 66 Với qui trình cũ kỹ thuật dựng hình phải sửa theo ý kiến ngƣời duyệt Mixdown, Export chép cho kỹ thuật âm tiến hành dựng âm thanh, vỉệc làm nhiều thời gian nhƣng với qui trình kỹ thuật dựng cần export chƣơng trình với dịnh dạng AAF để kỹ thuật âm tự thực dựng âm mà không thời gian cho việc Mixdown, export hay chép Với qui trình cũ sau kỹ thuật dựng hình dựng hoàn chỉnh chƣơng trình (cả hình ảnh âm thanh) tiến hành Mixdow, Export chép lên server để tiến hành duyệt hoàn chỉnh chƣơng trình phải chiếm dụng máy dựng để thực ảnh hƣởng đến tiến độ chung chƣơng trình khác dựng tiếp.Với qui trình mời việc hệ thống tự động thực server mà chiếm máy dựng Với qui trình cũ sau kỹ thuật hình ảnh kỹ thuật âm điều chỉnh theo ý kiến hội đồng duyệt hoàn chỉnh kỹ thuật hình ảnh phải thời gian Miwdown, Export chép cho kỹ thuật viên tiến hành kiểm tra, chuyển đổi định dạng bàn giao lƣu kho nhƣng với qui trình không mát thời gian cho việc mà hệ thống tự động thực đặc biệt việc liệu dùng chung tiết kiệm nhiều thời gian chép liệu bên liên quan Với qui trình cũ việc bàn giao phải thực qua ổ cứng rời nhƣng với qui trình tiến hành server nên thời gian giảm nhiều Qui trình cũ không qua công tác sơ dựng, qui trình đòi hỏi Biên tập Đạo diễn phải thực công tác sơ dựng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 67 Hình 3.12 Quy trình làm việc – dự phòng Ngoài việc tiết kiệm đƣợc thời gian việc liệu lƣu trữ Server dùng chung hạn chế đƣợc việc đầu tƣ ổ cứng rời cho máy dựng có nguy máy dựng gặp cố việc chia liệu gặp nhiều khó khăn, nhiên với việc dùng chung cố xảy ảnh hƣởng đến toàn chƣơng trình nên việc tăng cƣờng công tác quản trị, bảo trì bảo dƣỡng ekip thực biết rõ, tuân thủ qui định cách nghiêm khắc điều quan trọng để hạn chế rủi ro thật phát huy đƣợc hiệu qui trình 3.5 Kết luận chƣơng 3: Có thể khẳng định internet đóng vai trò thiết yếu truyền hình nay, thời đại truyền thông bùng nổ kênh youtube đến gần với ngƣời xem Vì nén video theo chuẩn, chọn giải pháp kỹ thuật hiển thị để truyền nội dung internet đến gần với ngƣời xem thiết bị kỹ thuật thông minh yêu cầu tất yếu ngành truyền thông mà MP4 lựa chọn có tính đột phá Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 68 Chƣơng 4: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT HIỂN THỊ NỘI DUNG SỐ CHUẨN MPEG4 4.1 Các tham số kỹ thuật tiêu chuẩn Video Stream#1 Ecoder: Resolution: Aspect ratio Frame Rate Video Bitrate: H264 1920*1080 16:9 50 fps 30009 kbps Audio Stream#1 Ecoder: Sample Rate: Channel Audio Bitrate: Acc 4800 hz Stereo 128 kbps 4.2 Giải pháp thực Những năm gần đánh dấu phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng công nghệ thông tin công nghệ vi xử lý, dẫn đến công nghệ phần cứng có khả tích hợp sản xuất nhiều loại thiết bị CNTT có kích thƣớc nhỏ gọn, nhiều chức năng, có tính di động Nhiều nhà sản xuất tập trung vào sản xuất máy tính đơn mạch có kích thƣớc thẻ ATM với đầy đủ cổng máy tính vật lí Những máy tính đơn mạch ngày có xu hƣớng nhúng hệ điều hành mã nguồn mở hỗ trợ ứng dụng dựa giao thức TCP/IP Thêm nữa, cáp kết nối không dây trở nên phổ biến thích hợp cho ứng dụng đại , điều có nghĩa ứng dụng đạt đƣợc đa dạng mục đích sử dụng sẵn sàng kết nối với thiết bị hình hiển thị đa phƣơng tiện có nhƣ HDTV (1920x1080 pixels about 2.07 megapixels per frame) Cùng với phổ dụng chuẩn IEEE 8021/11n cho kết nối không dây (tần số 2,4 GHz , tốc độ tối đa 540 Mbps , hoạt động khoảng 50 - 125m ), khả nang giao tiếp tích hợp vào hệ thống nhúng để phân phối hiển thị nội dụng số phong phú linh hoạt Đó mục đích cậc hoạt động từ DCDDS (Digital Content On The Display Distribution Systsjn) Đẻ đáp ứng yêu cầu này, DCDDS tìm kiếm giải Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 69 pháp nội dung số với bo đơn mạch thuộc họ ARM Bo mạch vi điều khiển động, có khả thực điều máy tính nhƣ nhân nội dung số, sau giải mã hiển thị tín hiệu kỹ thuật số độ phân giải cao (chuản HD) HDTV Vậy DCDDS (Digital Content On The Display Distribution System) gì? DCDDS giải pháp tổng thể bao gồm khu vực hoạt động khu vực máy chủ khu vực đầu cuối Khu vực máy chủ đảm nhận công việc chuyển mã nội dung số chuẩn MPEG thành nội dung so chuẩn MPEG-4 (Các chuẩn MPEG MPEG theo tiêu chuẩn lƣu trữ phát sóng đài truyền hình Việt Nam) Toàn qui trình từ việc chuyển mã đến việc phân phối lƣu trữ nội dung số theo luồng làm việc định sẵn mà tiêu chí đánh giá hệ thống hiệu máy chủ độ an toàn bảo mật toàn khu vực hoạt động Các nội dung số chuẩn MPEG-4 tiếp tục đƣợc truyền tải sang khu vực đầu cuối, nhƣ đề cập trên, bo mạch kích thƣớc nhƣ thẻ ATM kết nối với thiết bị hình hiển thị đa phƣơng tiện có nhƣ HDTV để hiển thị nội dung số nhƣ “media box” Trong viết này, không đề cập hết toàn hệ thống DCDDS mà nêu đặc điểm ứng dụng bo mạch Cùng với việc nêu kết đánh giá định lƣợng cho hoạt động bo mạch, hi vọng đóng góp phần nhỏ việc nghiên cứu ứng dụng cho lĩnh vực truyền hình mạng intenet Hình minh họa dƣới nhiều ứng dung cho mục đích hoạt động DCDDS Hìn h 4.1 Các bảng quảng cáo điện tử hành lanh chờ tàu điện ngầm Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 70 4.3 Tính ưu việt bo mạch ARM Hình 4.2: Đặc tính kĩ thuật bo mạch họ ARM Trung tâm bo mạch chip Broadcom BCM2835 chạy tốc độ 700MHz Có thể so sánh chip tƣơng đƣơng với loại điện thoại thông minh hạng trung phổ biến nay, nhúng chạy hệ điều hành Linux nhƣ RedHat, Centos, Fedora, Ubuntu, Tất nhiên, hiệu hoạt động công bo mạch khác tùy thuộc vào cách bo mạch đƣợc nhúng hệ điều hành biên dịch gói dịch vụ cho hệ điều hành đồ Vậy bo mạch đạt đƣợc tốc độ chập nhận đƣợc nhƣ điện thoại thông minh tầm trung kích thƣớc nhỏ gọn nhƣ ? Câu trả lời Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 71 hầu nhƣ tất thành phần bo mạch nhƣ CPU, GPU, Memory đƣợc tích hợp chip Các chip khác với CPU máy tính nhân (PC) đƣợc xây dựng hệ kiến trúc tập lệnh (Instruction Set Architecture - ISA), hoàn toàn khác với kiến trúc chuẩn Intel x86 (x64) ARM dạng rút gọn ISA gọi Reduced Instruction Set Computer (RISC), hệ sử dụng điện tiêu thụ thấp Ngƣợc lại, x86 (x64) dạng rút gọn Complex Instruction Set Computer (CISC), hệ hoạt động với công suất cao xử lý nhiều tác vụ máy tính Do khác biệt này, loại có thị phản riêng cho riêng ARM dẫn đầu thị phần di động x86 (x64) thống lĩnh thị trƣờng máy tính cá nhân máy chủ 4.4 Đánh giá định hƣớng cho hoạt động hiển thị nội dung số chuẩn MPEG – bo đơn mạch họ ARM cho DCDDS Theo mặc định, hệ điều hành Linux có chế quản lí nhớ tốt, biết cần phải làm nhớ cache để thực lệnh Nhƣng chế làm tƣơi nhớ hoàn toàn Nghĩa thu hồi lại toàn bộ nhớ đƣợc sử dụng Hơn nữa, toán DCDDS việc hiển thị nội dung số ngày Nhƣ vậy, chắn có chậm trễ cho tốc độ khả đáp ứng bo đơn mạch Trong bo đơn mạch có sức mạnh vừa phải hoạt động dựa kiến trúc ISA nhƣ đề cập Đánh giá định lƣợng sau đƣợc thực cho kịch hiển thị tập tin H264 đoạn trailer quảng cáo có dung lƣợng từ 10MB đến 50MB Các số liệu nhớ sử dụng, nhớ đệm, nhớ cache đƣợc thu thập xác khách quan Hai bảng liệu thống kê sau cho trƣờng hợp: nhớ không đƣợc làm tƣơi (do hệ điều Linux quản lí) nhớ đƣợc làm tƣơi (các lệnh xóa nhớ cache, nhớ đệm đƣợc lập trình xử lí) Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 72 Bảng 4.1 Mức tiêu hao nhớ không làm tươi từ 10MB đến 50MB Mức tiêu hao nhớ không đƣợc làm tƣơi cho tập tin từ 10MB đến 50MB File size Mem used 10MB 20MB 30MB 40MB 50MB (KB) 101364 121824 137324 153576 191020 Cache used Buffers used Mem after used (KB) 37000 53088 68260 84588 130168 (KB) 212 792 804 820 13480 (KB) 85860 101236 118100 134112 169952 Bảng 4.2 Mức tiêu hao nhớ làm tươi từ 10MB đến 50MB Mức tiêu hao nhớ đƣợc làm tƣơi cho tập tin từ 10MB đên 50MB File size Mem used (KB) Cache usedBuffers used Mem after 10MB 20MB 30MB 40MB 50MB 100828 108508 108576 109624 109260 (KB) 37004 40724 40724 40852 40980 (KB) 64 56 52 56 56 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 (KB) 64988 64884 64980 64988 64996 73 used Hình 4.3 Mức tiêu hao nhớ không làm tươi cho tập tin từ 10MB đến 50MB Biểu đồ cho thấy đồ thị nhớ sử dụng tăng lên đáng kể theo kích thƣớc tập tin Trong kịch này, kết thu đƣợc từ công thức nhƣ sau: MemFree = MemTotal - MemOrigin (4.1) = 447864 KB - 66048 KB = 381816 KB MemUsed = Meml0MB - MemOrigin (4.2) = 85860 KB - 66048 KB = 19812 KB n10MB  MemFree 381816   20 files MemUsed 19812 (4.3) TimeTotal = 2.5 minutes * 20  50 minutes Sau khoảng 50 phút, có chậm trễ tốc độ đáp ứng cho việc hiển thị 20 tâp tin bo đơn mạch Khoảng thời gian ngắn nhƣ không đáp ứng ngày làm việc Bằng việc đƣợc lập trình xóa toàn bộ nhớ cache, dentries inodes Biểu đồ cho thấy đồ thị nhớ sử dụng hoàn toàn ổn định theo thời gian hay kích thƣớc tập tin Trong kịch này, kết thu đƣợc từ công thức nhƣ sau: Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 74 MemFree = MemTotal - MemOrigin (4.4) = 447864 KB - 66048 KB = 381816 KB MemUsed = Meml0MB – MemOrigin (4.5) = 64988 KB - 66048 KB = -1060 KB  KB n10MB  MemFree 381816   MemUsed (4.6) TimeTotal = 2.5 minutes *    Bảng 4.3 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ không làm tươi MemTotal Tổng nhớ khả dụng bo đơn mạch 512MB  447864 KB MemOrigin Bộ nhớ ban đầu chạy với hệ điều hành khoảng 65MB  66048 KB MemlOMB Bộ nhớ dùng cho hiên thị tập tin 10MB Memllsed Bộ nhớ sau sử dụng cho tập tin 10MB (hệ điều hành xử lí) n10MB Số lƣợng tập tin 10MB 2.5minutes Thời lƣợng tập tin 10MB TimeTotal Thời lƣợng 20 tập tin 10MB Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 75 Bảng 4.4 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ làm tươi MemTotal Tống nhớ khả dụng bo đơn mạch 512MB  447864 KB MemOrigin Bộ nhớ ban đầu chạy với hệ điều hành khoảng 65MB  66048 KB Meml0MB Bộ nhớ dùng cho hiên thị tập tin 10MB MentUsed Bộ nhớ sau sử dụng cho tập tin 10MB (đƣợc lập trình xử lí) n10MB Sô lƣợng tập tin 10MB 2.5minutes Thời lƣợng tập tin 10MB TimeTotal Thời lƣơng 20 tập tin 10MB Hoàn toàn chậm trễ tốc độc khả hiển thị 20 tâp tin bo đơn mạch Kết  cho thấy bo mạch đƣợc điều chế lại đáp ứng ngày làm việc 4.5 Kết luận chƣơng DCDDS với bo đơn mạch họ ARM ứng cử viên tốt cho hệ thống đa phƣơng tiện sẵn có Việt Nam DCDDS cho khả cung cấp nội dung số bắt mắt theo chuẩn HD, chi phí hiệu kích thƣớc tập tin lƣu trữ nhỏ, chế vận hành quản lí tiết kiệm phƣơng thức hoạt động môi trƣờng mạng không dây Hơn nữa, bo đơn mạch ARM đƣợc nhúng hệ điều hành Linux dịch vụ hiển thị nội dung số với khả làm tiêu thụ nhớ tốt, thực góp phần nhỏ việc nghiên cứu ứng dụng cho lĩnh vực truyền hình nói chung lĩnh vực truyền thông đa phƣơng tiện nói riêng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 76 KẾT LUẬN Luận văn " Nghiên cứu phƣơng pháp xử lý tín hiệu ảnh H264-H265 MP4 chuẩn nén, sâu chuẩn MP4 - Ứng dụng truyền hình mạng internet"đã đạt đƣợc số kết sau: Nêu lên đƣợc truyền hình mạng Internet cách thức truy cập để xem đƣợc chƣơng trình truyền hình Tìm hiểu đƣợc nguyên tắc chung việc nén tín hiệu video nhóm MPEG nén ảnh nén liên ảnh kết hợp với dự đoán bù chuyển động- đầy khác biệt so với chuẩn nén JPEG, M-JPEG trƣớc Và tập hợp chuẩn nén MPEG, chuẩn nén khác có nhiệm vụ khác đƣợc đặt MPEG -4 với nhiệm vụ nhằm phát triển chuẩn xử lý, mã hoá hiển thị ảnh động, audio tổ hợp chúng MPEG -4 khác so với MPEG -2 khung hình không mã hoá toàn khung hình mà miêu tả đối tƣợng riêng rẽ sau mã hoá đối tƣợng MPEG -4 chia Macro-Block thành Block nhỏ Trong bù chuyển động MPEG-2 Part đƣợc hạn chế đến nội suy hai chiều ^ pixel H264/MPEG Part 10 cho phép Vector chuyển động xác đến V pixel sau dùng nội suy nhiều chiều(Bi-cubic) Và nhiều điểm ƣu việt khác Do hiệu nén chuẩn nén MPEG -4 tốt so với MPEG -2 H264/MPEG Part 10 cho phát sóng số mặt đất, cho thu di động, khả khả tiềm ẩn chuẩn mã hoá trình diễn video H264/MPEG Part 10 Do vậy, đề tài nghiên cứu bƣớc nghiên cứu ứng dụng H264/MPEG Part 10 cho truyền hình số cho thu di động hay cải tạo chất lƣợng truyền hình Internet để đạt đƣợc chất lƣợng hình ảnh tốt nhƣ truyền hình số Tiêu chuẩn mã hóa video hiệu cao HEVC (High Efficiency Video Coding) hay gọi H.265 chuẩn nén video đƣợc cộng tác phát triển nhóm ITU-T VCEG (Video Coding Expert Group) Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 77 nhóm ISO/IEC MPEG (Moving Picture Experts Group) HEVC tiêu chuẩn video hệ sau H.264/AVC Mục tiêu nỗ lực tiêu chuẩn hóa HEVC nhằm làm tăng gấp đôi hiệu mã hóa video so với H.264/AVC tồn tại, hỗ trợ cho tất ứng dụng tiềm khác nhƣ: Cuộc gọi Video, lƣu trữ, quảng bá, streaming cho video kích thƣớc hình lớn (định dạng 4k x 2k) Bài viết trình bày kết đánh giá chủ quan chất lƣợng nhận thức hay QoE video streaming, dẫn từ việc cung cấp dòng mã hóa bit HEVC qua kênh mạng yếu Tính kịp thời tầm quan trọng nghiên cứu phát sinh từ việc hoàn thành gần chuẩn H.265, mà báo trƣớc phát triển hệ ứng dụng video thiết bị ngƣời tiêu dùng Các kết quan sát đƣợc thực nghiên cứu đóng vai trò dẫn dắt cho phát triển H.265 Nhƣ qua chƣơng trình bày, luận mong muốn mang đến nhìn tổng quan Kỹ thuật truyền file truyền hình truyền video mạng internet với ứng dụng xử lý tín hiệu H264 - H265/MP- xu hƣớng tất yếu thời đại truyền thông đa phƣơng tiện, sở chuẩn nén mà cụ thể chuẩn nén MPEG mang lại tiện ích truyền video mạng internet, tiến tới chuẩn nén 1K, 4K, 6K, 8K 16 K tƣơng lai gần Luận văn mang đến phân tích khách quan đƣa giải pháp thiết thực hữu ích nhằm đóng góp phần nhỏ vào cách định vị truyền hình mạng internet tới công chúng Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn thầy Phó Giáo sƣ, Tiến sĩ Lê Quốc Vƣợng, định hƣớng, giúp đỡ, bảo tận tình trình làm luận văn, xin cảm ơn thầy Khoa Kỹ thuật điện tử Viện Đào tạo sau đại học Trƣờng Đại học HHVN tạo điều kiện cho hoàn thành tốt luận văn này./ Xin trân trọng cảm ơn Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Quốc Tuấn - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp nghành “Truyền hình mạng Internet giải pháp cung cấp chƣơng trình VTV qua mạng Internet ”, Trung tâm tin học Đo lƣờng - ĐTHVN, Hà Nội - 7/2004 Đỗ Hoàng Tiến, Vũ Đức Lý - Truyền hình số, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội - 2001 Nguyễn Minh Hồng - Chuyên đề “Chuẩn nén MPEG -4 khả ứng dụng truyền hình”, Trung tâm Tin học Đo lƣờng - ĐTHVN,Hà Nội1/2001 H.264 & IPTV Over DSL - White Paper On H264/MPEG-4 -2004, http://www.envivio.com Soon-kak Kwon, A Tamhankar, K.R Rao - “Overview of H.264 / MPEG-4 Part 10 ” http://www.mpeg.org ITU, "Mã hóa video hiệu suất cao ", ITU-TRec H.265, tháng năm 2013 JCT-VC, "Xem xét mô hình thử nghiệm HEVC (TMuC) phiên 8.0, JCTVC Đóng góp HM 8.0, tháng nảm 2012 R Garcia H Kalva, "Sự tác động lẫn thiết bị di động đánh giá chủ quan HEVC H.264 cho việc sử dụng video môi trƣờng di đọng," Proc Hội nghị quốc tế IEEE Điện tử (ICCE 2013), tháng năm 2013 Ngô Thái Trị - Truyền hình số, Hà Nội - 2002 10 Mai Thị Lan Oanh - K46DB, Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 78 ... dựng hình, kiểu nén Video, kỹ thuật truyền tải Với đề tài “NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU ẢNH H2 64 H265/MP -4 VÀ CÁC CHUẨN NÉN, ĐI SÂU CHUẨN MP4 - ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH TRÊN MẠNG INTERNET ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM TUẤN HÙNG “NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU ẢNH H2 64- H265/MP4AVC VÀ CÁC CHUẨN NÉN ĐI SÂU CHUẨN MP4 - ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH TRÊN INTERNET ... TRÊN MẠNG INTERNET em xin vào nghiên cứu ứng dụng xử lý tín hiệu ảnh H2 64- H265/MP4AVC truyền hình để đạt đƣợc hiệu cao đồng thời trình bày số ứng dụng truyền hình mạng internet Sau thời gian tìm