Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng ứng dụng truyền thông âm thanh trên mạng cục bộ

Đồ án tốt nghĐồ án tốt nghiệp: Xây dựng ứng dụng truyền thông âm thanh trên mạng cục bộ trình bày các mô hình điện thoại qua mạng, khảo sát các giao thức truyền thông, phương pháp mã hoá và nén âm thanh, tìm hiểu hỗ trợ của sdk windows trong việc xử lý và truyền nhận âm thanh,... iệp: Xây dựng ứng dụng truyền thông âm thanh trên mạng cục bộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ SẢN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG ÂM THANH TRÊN MẠNG CỤC BỘ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan Sinh viên thực hiện: Trần Việt Hùng NỘI DUNG BÁO CÁO  CÁC MƠ HÌNH ĐIỆN THOẠI QUA MẠNG  KHẢO SÁT CÁC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG  PHƯƠNG PHÁP MÃ HỐ VÀ NÉN ÂM THANH  TÌM HIỂU HỖ TRỢ CỦA SDK WINDOWS TRONG VIỆC XỬ LÝ VÀ TRUYỀN NHẬN ÂM THANH  PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG CÁC MƠ HÌNH ĐIỆN THOẠI QUA MẠNG  Máy tính đến máy tính (PC to PC) Máy tính IP Máy tính  Máy tính đến điện thoại (PC to phone) Máy tính IP Gateway PSDN Điện thoại  Điện thoại đến điện thoại (phone to phone) Điện thoại Điện thoại PSDN PSDN Gateway Gateway IP KHẢO SÁT CÁC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRÊN MẠNG IP Giao thức IP ( Internet Protocol)  Là giao thức không liên kết  Dùng cho mạng chuyển mạch gói  Phân đoạn hợp khối liệu  Cung cấp khả kết nối mạng thành liên mạng để truyền liệu Giao thức TCP ( Transmision Control Protocol)  Là giao thức có liên kết  Cung cấp khả truyền liệu an toàn  Kiểm tra tính xác liệu gửi gửi lại có lỗi xảy Giao thức UDP (User Datagram Protocol)  Là giao thức không liên kết  Truyền liệu khơng an tồn  Thích hợp cho ứng dụng đòi hỏi liệu truyền rộng rãi Khái niêm Socket  Đơn vị cấu trúc chiều  Có thể đọc hay ghi lên socket  Hai loại socket stream datagram Máy A Máy B Socket Port Port TCP/IP Interface Kiến trúc mạng TCP/IP Application Telnet FTP Presentation Session SMTP TCP DSN UDP Transport Network Internet & ICMP Data link Physical Ethenet Token bus Token ring  So sánh mơ hình OSI mơ hình TCP/IP Chức đặc điểm TCP/IP  Số lượng nút mạng lớn  Chạy hệ điều hành  Không phụ thuộc vào phần cứng  Cung cấp loạt dịch vụ FTP E mail TCP/IP Telnet DSN PHƯƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ NÉN ÂM THANH Mã hố dạng sóng (Waveform codec)  Đòi hỏi tốc độ liệu cao  Chất lượng âm tốt  Phương pháp dựa lấy mẫu tín hiệu lượng tử hố mẫu  Các phương pháp PCM, DPCM, ADPCM Mã hoá nguồn (Source codec)  Mã hoá tham số tạo tiếng nói, tổng hợp tiếng nói nhận  Chất lượng tiếng nói khơng trung thực  Độ phức tạp cao  Phương pháp LPC Mã hoá hỗn hợp (Hybrid codec)  Sử dụng kết hợp phương pháp để tạo tín hiệu âm có chất lượng tốt mức độ tốc độ liệu trung bình  Mơ hình máy phát âm (Tương tự LPC)  Xây dựng từ điển  Chuẩn GSM gồm 160 mẫu, lấy 8kHz, chu kỳ 20ms Chất lượng tiếng nói Mã hố hỗn hợp Mã hố dạng sóng Rất tốt Tốt Mã hố dự đốn tuyến tính Trung bình 16 32 64 Tốc độ TÌM HIỂU HỖ TRỢ CỦA WINDOWS SDK TRONG XỬ LÝ VÀ TRUYỀN NHẬN ÂM THANH Môi trường SDK  Môi trường lập trình đa phương tiện mơi trường Windows  Cung cấp lớp dẫn xuất phục vụ cho việc xử lý truyền âm qua mạng  Một số lớp tiêu biểu  CAsyncSocket cung cấp đối tượng hàm giúp ứng dụng giao tiếp socket  Csocket lớp dẫn xuất từ CAsyncSocket dùng xử lý truyền nhận liệu âm  Carchive dùng trình truyền nhận liệu giao thức TCP/IP Các hàm cấp thấp  AuxGetNumDevs : Truy xuất số lượng thiết bị  AuxGetDevCaps : Truy xuất khả thiết bị xuất  WaveInStart : Bắt đầu thu liệu  WaveInStop : Kết thúc việc thu liệu  WaveInPrepareHeader : Chuẩn bị khối liệu nhập vào  WaveOutPrepareHeader : Chuẩn bị khối liệu xuất  Accept : Xác nhận mối nối client  Bind : Kết buộc Socket với cổng  Connect : Nối client với server  Inet_ntoa : Đổi thành địa dạng chuỗi  Send : Gửi liệu qua socket  Mơ hình liên kết trao đổi liệu  Dùng giao thức TCP/IP  Trao đổi liệu thông qua socket  Dùng socket đảm nhận việc truyền nhận liệu Socket Yêu cầu truyền liệu Socket Socket Cơ chế gọi lắng nghe liên kết  Lắng nghe cổng quy ước trước  Liên kết xác lập -> trao đổi liệu Yêu cầu nhận liệu THIẾT KẾ ỨNG DỤNG TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG LAN Thiết kế mơ hình  Chương trình thiết kế theo mơ hình PC- PC gọi tên CPhone Cấu hình hệ thống  Trong mạng gồm server client  Micro, loa, vỉ mạch âm cho PC  Giao thức liên lạc TCP/IP  Một chương trình truyền thơng âm máy Các bước trình truyền thống âm  Âm anolog từ micro chuyển thành digital vỉ mạch âm (PCM, 8kHz, bits/mẫu)  Các mẫu chép vào đệm thành khối cĩ độ lớn định  Dùng thuật PCM để nén khối đĩ  Thêm vào khối thơng tin khác  Gửi khối liệu sau đĩng gĩi qua socket  Gĩi tin truyền qua mạng vật lý đến đầu  Loại bỏ thơng tin thêm vào, giải nén khối liệu, ghi khối liệu âm giải mã vào đệm  Chép mẫu đệm vào vỉ mạch âm  Vỉ mạch âm chuyển đổi mẫu đĩ âm Ưùng dụng gồm mơ đun  Mơ đun xử lý âm : Thu bắt trình diễn  Mơ đun mã hố / giải mã âm : PCM  Mô đun truyền / nhận âm Modul xử lý âm Micro Loa Thu tiếng nói Modul mã hoá (giải mã) Mã hoá Modul truyền nhận Truyền Mạng máy tình Phát tiếng nói Giải mã Nhận Lưu đồ mô đun thu âm (Capture) Mở soundcard chuẩn bị ghi Ghi tín hiệu âm vừa lấy mẫu vào đệm ghi Chưa đầy Bộ đệm ghi đầy chưa ? Đầy Kích hoạt modul mã hố Lưu đồ mơ đun trình diễn âm (Player) Mở soundcard chuẩn bị phát Khơng Có liệu đệm phát khơng ? Có Chuyển liệu từ đệm soundcard Loa Lưu đồ mơ đun mã hố âm Bắt đầu Khơng Có liệu đệm ghi khơng ? Có Lấy khung tiếng nói từ đệm ghi Mã hoá theo phương pháp PCM Chép tiếng nói mã hố vào đệm truyền Mơ đun truyền Lưu đồ mô đun giải mã âm Bắt đầu Khơng Có liệu đệm nhận khơng? Có Lấy khung tiếng nói từ đệm nhận Giải mã theo phương pháp PCM Chép tiếng nói giải mã vào đệm phát Mô đun phát Lưu đồ mô đun truyền / nhận âm Bắt đầu Khơng Có liệu đệm truyền / nhận khơng? Có Lấy khung tiếng nói từ đệm nhận / truyền Nhận / truyền theo giao thức TCP Mơ đun giải mã / mã hố KẾT LUẬN Các kết đạt  Về lý thuyết  Tìm hiểu mơ hình điện thoại qua mạng  Các phương pháp mã hoá nén âm  Kiến trúc TCP/IP  Trợ giúp môi trường SDK cho lập trình mạng  Về thực nghiệm  Xây dựng chương trình liên kết hai máy mơi trường mạng cục trao đổi liệu âm Nhận xét đánh giá kết  Chất lượng tiếng nói chấp nhận phạm vi mạng LAN  Có thể phát triển ứng dụng để sử dụng cho toán thực tế ... KẾ ỨNG DỤNG TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG LAN Thiết kế mơ hình  Chương trình thiết kế theo mơ hình PC- PC gọi tên CPhone Cấu hình hệ thống  Trong mạng gồm server client  Micro, loa, vỉ mạch âm. .. TRUYỀN NHẬN ÂM THANH  PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG CÁC MƠ HÌNH ĐIỆN THOẠI QUA MẠNG  Máy tính đến máy tính (PC to PC) Máy tính IP Máy tính  Máy... MƠ HÌNH ĐIỆN THOẠI QUA MẠNG  KHẢO SÁT CÁC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG  PHƯƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ NÉN ÂM THANH  TÌM HIỂU HỖ TRỢ CỦA SDK WINDOWS TRONG VIỆC XỬ LÝ VÀ TRUYỀN NHẬN ÂM THANH  PHÂN TÍCH THIẾT