NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU ẢNH H264 - H265/MP-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 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM TUẤN HÙNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG 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 PHỊNG - 2016 BỘ GIAO THƠNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM TUẤN HÙNG “NGHIÊN CỨU PHƯƠNG 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 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Quốc Vượng HẢI PHÒNG - 2016 HẢI PHÒNG - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án thạc sỹ riêng Các lý thuyết mô luận văn chưa 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 tơi hồn 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 .8 Hình 1.5: Sự tổ hợp khung hình MPEG - 10 Hình 1.6: Cấu trúc mã hố 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 hố H.264 19 Hình 2.6 Lịch sử chuẩn nén Video 25 Hình 2.7 Xu hướng 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 thước 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 Hướng 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 lượng hình ảnh HEVC H.264 42 Hình 2.22 Chất lượng 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 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 ngược 62 Hình 3.10: Mơ hình dịch vụ phát trỉển lưu 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 làm tươi 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 làm tươi từ 10MB đến 50MB 73 Bảng 4.2 Mức tiêu hao nhớ làm tươi từ 10MB đến 50MB .73 Bảng 4.3 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ không làm tươi .75 Bảng 4.4 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ làm tươi 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 vii Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ NÉN TÍN HIỆU VIDEO VÀ CHUẨN NÉN MPEG .1 1.1 Mục đích nén Video 1.1.1 Chuẩn nén MPEG 1.1.2 Cấu trúc dòng bit MPEG video .3 1.2 Các loại ảnh chuẩn MPEG: 1.3 Nguyên lý nén MPEG .6 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 chương 1…………………………………………………… .13 CHƯƠNG 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 khơng gian lượng 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 chương 46 CHƯƠNG 3: TRUYỀN HÌNH TRÊN MẠNG INTERNET HIỆN TẠI VÀ HƯỚNG 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 49 3.3 Các kỹ thuật nén video truyền internet 53 3.3.1 Nén theo miền thời gian .53 3.3.2 Nén theo miền không gian 53 3.3.3.Bộ lọc tách khối 57 3.3.4 Kỹ thuật giải mã video 59 3.3.5 So sánh hiệu mã hoá H264/MPEG Part 10 với tiêu chuẩn trước 61 3.3.6 Giải pháp phát triển lưu trữ website 63 3.4 Qui trình sản xuất chương trình dựa tảng File quản lỹ liệu Media Asset Management (MAM) 63 3.4.1 Sơ đồ toàn hệ thống .64 3.4.2 Qui trình làm việc 64 3.4.3 Thông số kỹ thuật 65 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 vi 3.4.4 So sánh qui trình làm việc qui trình 65 3.5 Kết luận chương 3……………………………………………………… 67 CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT HIỀN THỊ NỘI DUNG SỐ CHUẨN MPEG4 68 4.1 Các tham số kỹ thuật…………………………………………………… 68 4.2 Giải pháp thực 68 4.3 Tính ưu việt bo mạch ARM 70 4.4 Đánh giá định hướng cho hoạt động hiển thị nội dung số chuẩn MPEG – bo đơn mạch họ ARM cho DCDDS 71 4.5 Kết luận chương 75 KẾT LUẬN .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 79 ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN 80 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 vii - Tạo môi trường làm việc chuyên nghiệp, an toàn thuận lợi việc khai thác, bảo mật an toàn liệu 3.4.1 Sơ đồ tồn hệ thống Hình 3.11 Sơ đồ tồn 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 tư liệu, chọn tư liệu bàn giao cho kỹ thuật để đưa vào hệ thống lưu trữ Đạo diễn thực sơ dựng, sau hồn tất kỹ thuật dựng hình tiến hành dựng hồn chỉnh chương trình tiến hành duyệt nháp, kỹ thuật dựng âm nhận lời bình duyệt tiến hành thu tiếng thực âm thanh, sau hoàn chỉnh bàn giao cho kỹ thuật dựng hình Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 65 để hồn chỉnh chương 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, lưu trữ, tư liệu, website), sau hoàn tất kỹ thuật chuyển kho lưu trữ sâu - LTO cập nhật lên server tư liệu nội Trong trình tìm kiếm tư liệu, Đạo diễn truy cập vào server tư liệu nội để trích lục tư liệu cần thiết cho chưống trình tự chép DVD để tặng khán giả 3.4.3 Thông số kỹ thuật - Máy quay dạng file chất lượng 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 - Lưu trữ với nhiều định dạng như: Master, Mix MOV, Mpeg - phát sóng Mpeg - H264 Part 10 - Lưu trữ sâu dùng dạng Tape LTO-4 3.4.4 So sánh qui trình làm việc qui trình Với qui trình cũ người 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 với qui trình người duyệt xem máy tính kỹ thuật dựng hình khơng thời gian qui trình cũ, việc tiết kiệm thời gian nhiều Với qui trình cũ kỹ thuật dựng hình phải sửa theo ý kiến người duyệt Mixdown, Export chép cho kỹ thuật âm tiến hành dựng âm thanh, vỉệc làm nhiều thời gian với qui trình kỹ thuật dựng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 66 cần export chương 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 hồn chỉnh chương trình (cả hình ảnh âm thanh) tiến hành Mixdow, Export chép lên server để tiến hành duyệt hồn chỉnh chương trình phải chiếm dụng máy dựng để thực ảnh hưởng đến tiến độ chung chương trình khác khơng thể 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 hồn 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 lưu kho với qui trình khơng 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 với qui trình tiến hành server nên thời gian giảm nhiều Qui trình cũ khơng qua cơng tác sơ dựng, qui trình đòi hỏi Biên tập Đạo diễn phải thực cơng tác sơ dựng Hình 3.12 Quy trình làm việc – dự phòng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 67 Ngoài việc tiết kiệm thời gian việc liệu lưu trữ Server dùng chung hạn chế việc đầu tư 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 hưởng đến tồn chương trình nên việc tăng cường cơng tác quản trị, bảo trì bảo dưỡng ekip thực biết rõ, tuân thủ qui định cách nghiêm khắc điều quan trọng để hạn chế rủi ro thật phát huy hiệu qui trình 3.5 Kết luận chương 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 người xem Vì nén video theo chuẩn, chọn giải pháp kỹ thuật hiển thị để truyền nội dung internet đến gần với người 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 Chương 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 cơng nghệ thơng 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 thước nhỏ gọn, nhiều chức năng, có tính di động Nhiều nhà sản xuất tập trung vào sản xuất máy tính đơn mạch có kích thước thẻ ATM với đầy đủ cổng máy tính vật lí Những máy tính đơn mạch ngày có xu hướng 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 đa dạng mục đích sử dụng sẵn sàng kết nối với thiết bị hình hiển thị đa phương tiện có 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 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 lưu trữ phát sóng đài truyền hình Việt Nam) Tồn qui trình từ việc chuyển mã đến việc phân phối lưu 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 truyền tải sang khu vực đầu cuối, đề cập trên, bo mạch kích thước thẻ ATM kết nối với thiết bị hình hiển thị đa phương tiện có HDTV để hiển thị nội dung số “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 lượng 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 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 tương đương với loại điện thoại thông minh hạng trung phổ biến nay, nhúng chạy hệ điều hành Linux RedHat, Centos, Fedora, Ubuntu, Tất nhiên, hiệu hoạt động công bo mạch khác tùy thuộc vào cách bo mạch nhúng hệ điều hành biên dịch gói dịch vụ cho hệ điều hành đồ Vậy bo mạch đạt tốc độ chập nhận điện thoại thông minh tầm trung kích thước nhỏ gọn ? Câu trả lời tất thành phần bo mạch CPU, GPU, Memory tích hợp chip Các chip khác với CPU máy tính Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 71 nhân (PC) 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 Ngược 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 trường máy tính cá nhân máy chủ 4.4 Đánh giá định hướng 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 Nhưng chế khơng thể làm tươi nhớ hồn tồn Nghĩa thu hồi lại toàn bộ nhớ sử dụng Hơn nữa, toán DCDDS việc hiển thị nội dung số ngày Như 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 đề cập Đánh giá định lượng sau thực cho kịch hiển thị tập tin H264 đoạn trailer quảng cáo có dung lượng từ 10MB đến 50MB Các số liệu nhớ sử dụng, nhớ đệm, nhớ cache thu thập xác khách quan Hai bảng liệu thống kê sau cho trường hợp: nhớ không làm tươi (do hệ điều Linux quản lí) nhớ làm tươi (các lệnh xóa nhớ cache, nhớ đệm lập trình xử lí) Bảng 4.1 Mức tiêu hao nhớ khơng làm tươi từ 10MB đến 50MB Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 72 Mức tiêu hao nhớ không làm tươi 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 làm tươi cho tập tin từ 10MB đên 50MB File size Mem used (KB)Cache usedBuffers usedMem 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 thước tập tin Trong kịch này, kết thu từ công thức sau: MemFree = MemTotal - MemOrigin (4.1) = 447864 KB - 66048 KB = 381816 KB MemUsed = Meml0MB - MemOrigin (4.2) = 85860 KB - 66048 KB = 19812 KB n10 MB  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 không đáp ứng ngày làm việc Bằng việc lập trình xóa tồn bộ nhớ cache, dentries inodes Biểu đồ cho thấy đồ thị nhớ sử dụng hoàn toàn ổn định theo thời gian hay kích thước tập tin Trong kịch này, kết thu từ công thức sau: MemFree = MemTotal - MemOrigin (4.4) = 447864 KB - 66048 KB = 381816 KB MemUsed = Meml0MB – MemOrigin (4.5) = 64988 KB - 66048 KB = -1060 KB  KB Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 74 n10 MB  MemFree 381816   MemUsed (4.6) TimeTotal = 2.5 minutes *    Bảng 4.3 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ không làm tươi MemTotal MemOrigin Tổng nhớ khả dụng bo đơn mạch 512MB  447864 KB Bộ nhớ ban đầu chạy với hệ điều hành khoảng 65MB  66048 MemlOMB Memllsed n10MB 2.5minutes TimeTotal KB Bộ nhớ dùng cho hiên thị tập tin 10MB Bộ nhớ sau sử dụng cho tập tin 10MB (hệ điều hành xử lí) Số lượng tập tin 10MB Thời lượng tập tin 10MB Thời lượng 20 tập tin 10MB Bảng 4.4 Bảng tham số cho tiêu hao nhớ làm tươi MemTotal MemOrigin Meml0MB MentUsed n10MB 2.5minutes TimeTotal Tống nhớ khả dụng bo đơn mạch 512MB  447864 KB Bộ nhớ ban đầu chạy với hệ điều hành khoảng 65MB  66048 KB Bộ nhớ dùng cho hiên thị tập tin 10MB Bộ nhớ sau sử dụng cho tập tin 10MB (được lập trình xử lí) Sơ lượng tập tin 10MB Thời lượng tập tin 10MB Thời lương 20 tập tin 10MB Hồn tồn khơng có chậm trễ tốc độc khả hiển thị 20 tâp tin bo đơn mạch Kết  cho thấy bo mạch điều chế lại đáp ứng ngày làm việc Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 75 4.5 Kết luận chương DCDDS với bo đơn mạch họ ARM ứng cử viên tốt cho hệ thống đa phương tiện sẵn có Việt Nam DCDDS cho khả cung cấp nội dung số bắt mắt theo chuẩn HD, chi phí hiệu kích thước tập tin lưu trữ nhỏ, chế vận hành quản lí tiết kiệm phương thức hoạt động môi trường mạng không dây Hơn nữa, bo đơn mạch ARM 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 thơng đa phương tiện nói riêng KẾT LUẬN Luận văn " Nghiên cứu phương pháp xử lý tín hiệu ảnh H264-H265 MP4 chuẩn nén, sâu chuẩn MP4 - Ứng dụng truyền hình mạng internet"đã đạt số kết sau: Nêu lên truyền hình mạng Internet cách thức truy cập để xem chương trình truyền hình Tìm hiểu 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 trước Và tập hợp chuẩn nén MPEG, chuẩn nén khác có nhiệm vụ khác 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 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 76 khung hình khơng mã hố tồn khung hình mà miêu tả đối tượng riêng rẽ sau mã hố đối tượng MPEG -4 chia Macro-Block thành Block nhỏ Trong bù chuyển động MPEG-2 Part 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 ưu 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 hố trình diễn video H264/MPEG Part 10 Do vậy, đề tài nghiên cứu bước nghiên cứu ứng dụng H264/MPEG Part 10 cho truyền hình số cho thu di động hay cải tạo chất lượng truyền hình Internet để đạt chất lượng hình ảnh tốt truyền hình số Tiêu chuẩn mã hóa video hiệu cao HEVC (High Efficiency Video Coding) hay gọi H.265 chuẩn nén video cộng tác phát triển nhóm ITU-T VCEG (Video Coding Expert Group) 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 đơi hiệu mã hóa video so với H.264/AVC tồn tại, hỗ trợ cho tất ứng dụng tiềm khác như: Cuộc gọi Video, lưu trữ, quảng bá, streaming cho video kích thước hình lớn (định dạng 4k x 2k) Bài viết trình bày kết đánh giá chủ quan chất lượng 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 trước phát triển hệ ứng dụng video thiết bị người tiêu dùng Các kết quan sát thực nghiên cứu đóng vai trò dẫn dắt cho phát triển H.265 Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 77 Như qua chương 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 hướng tất yếu thời đại truyền thông đa phương 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 tương lai gần Luận văn mang đến phân tích khách quan đưa giải pháp thiết thực hữu ích nhằm đóng góp phần nhỏ vào cách định vị truyền hình mạng internet tới cơng chúng Một lần nữa, tơi xin trân trọng cảm ơn thầy Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Quốc Vượng, định hướng, giúp đỡ, bảo tận tình trình làm luận văn, xin cảm ơn thầy Khoa Kỹ thuật điện tử Viện Đào tạo sau đại học Trường 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 chương trình VTV qua mạng Internet ”, Trung tâm tin học Đo lường - 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 lường - 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 mơ 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 trường 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, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 78 ... 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... 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 ... để em hồn thành luận án tốt nghiệp Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Học viên : Phạm Tuấn Hùng Học viên: Phạm Tuấn Hùng – KTĐT 2014-2016 viii Chương KHÁI QUÁT VỀ NÉN TÍN HIỆU VIDEO VÀ CHUẨN NÉN MPEG