Đề tài sử dụng phần mềm hệ thống truyền hình ảnh kỹthuật số (digital video transport system – DVTS)

-1- Lời nói đầu Sự xuất phát triển internet tới ngày làm thay đổi hoàn tồn giới đóng góp to lớn Với ngày đầu phục vụ cho mục đích quốc phịng Mỹ vào cuối năm 1960 có tên ARPANET, qua năm phát triển sau internet lan rộng phục vụ cho mục đích dân Với khả kết nối mở, Internet trở thành mạng lớn giới, mạng mạng, chúng giao tiếp với qua giao thức Bởi tiện ích internet mang lại, nhiều doanh nghiệp muốn triển khai định hướng kinh doanh internet để cung cấp sản phẩm, dịch vụ cần thiết cho người dùng Bên cạnh số trường đại học, viện nghiên cứu, cho đời nhiều ứng dụng giúp ích cho người thuận tiện việc trao đổi thông tin từ xa Hội nghị truyền hình trực tiếp ứng dụng cụ thể cho thành tựu nghiên cứu trường đại học Keio, Nhật Bản chạy môi trường mạng khắc phục khó khăn mặt địa lí tiết kiệm thời gian chi phí Với kỹ thuật mới, ứng dụng giúp trao đổi hai đầu truyền hình đạt chất lượng cao Tại bệnh viện, hội chẩn đoán bệnh từ xa nhận ý kiến, thảo luận từ bác sĩ giỏi giới qua cầu truyền hình, đưa phương pháp tối ưu cho việc điều trị Hội nghị tạo điều kiện cho nhiều đơn vị, tổ chức, bệnh viên trao đổi kinh nghiệm, thắt chặt mối liên kết toàn cầu nghiên cứu đưa giải pháp y khoa Ngoài phục vụ cho chương trình học từ xa nhiều ứng dụng Do phát triển ngày mạnh mẽ khoa học công nghệ tạo nhiều ứng dụng thực tiễn, mơ hình cần trọng, nghiên cứu phát triển lan rộng tương lai -2- Chương 1: Tổng quan hệ thống DVTS 1.1 Hội nghi truyền hình(video conferencing) Để có hội nghị, hội thảo, diễn đàn từ xa điều kiện khơng thể thiếu cần phải có hỗ trợ phương tiện, thiết bị công nghệ Sử dụng thiết bị chuyên dụng dành cho Hội nghị truyền hình (Video Conferencing) giải pháp hữu hiệu Tuy nhiên, thiết bị dành cho hội nghị truyền hình có giá thành cao, khơng phải đơn vị tự mua sắm riêng bộ, số điểm truy cập từ xa bị hạn chế, việc cài đặt, sử dụng phần mềm điều khiển cần đào tạo hướng dẫn thời gian dài trước sử dụng thành thạo thiết bị chuyên dụng Một giải pháp đơn giản hiệu sử dụng phổ biến nhiều Mạng Nghiên cứu Đào tạo Quốc gia (NREN) nước khác như: Hàn Quốc, Nhật Bản, Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan, Indonesia, Malaysia, Philippine, Úc, Tây Ban Nha…đó sử dụng phần mềm Hệ thống truyền hình ảnh kỹ thuật số (Digital Video Transport System – DVTS) : Hệ thống đơn giản Kinh phí thấp Dễ sử dụng ( khơng cần đào tạo nhân lực) 1.2 Digital Video Transport System 1.2.1 Khái niệm Digital Video Transport System viết tắt DVTS phần mềm ứng dụng chạy đường truyền mạng máy tính 30Mbps khơng nén video để gửi nhận hình ảnh, âm chất lượng cao với độ trễ thấp DVTS chạy hệ điều hành khác hệ thống phân phối hình ảnh chất lượng việc kết nối DVTS với máy tính cá nhân thơng qua cổng giao tiếp IEEE1394 -3- Tổng quan DV Mode Application Support IEEE1394 output  Not support IEEE1394 output Please use HDVout tool instead!! HDV Mode Application DVTS Hình 1.1: Minh họa phần mềm DVTS Qua trình nghiên cứu triển khai ứng dụng thực tiễn tham gia vào diễn đàn CanalAVIST , trường Đại học Kyushu Nhật Bản tổ chức, thấy số ưu điểm việc sử dụng DVTS là: - Cài đặt phần mềm đơn giản, khơng nhiều thời gian, tải phần mềm Internet; - Giao diện đơn giản, dễ thao tác sử dụng; - Các đơn vị thành viên, cá nhân tham gia diễn đàn, hội nghị, hội thảo từ xa, đào tạo từ xa - Hình ảnh gửi nhận đến có chất lượng cao… - Âm phải sử dụng âm li điều chỉnh âm chất lượng tốt… - Phần mền không tự lưu trữ, việc lưu trữ phụ thuộc máy quay video - Khơng tích hợp truyền text(chat) -4- - Có khung hình nhận video 1.2.2 Khả dụng DVTS mang lại 1.2.2.1 Kết nối toàn cầu Thông qua đường truyền cáp quang băng thông rộng liên kết nhiều quốc gia DVTS cầu nối cho chuyên gia chia thuộc nhiều phạm vi Hình 1.2 : mơ hình mạng nghiên cứu giới 1.2.2.2 Ứng dụng giới Phần mền DVTS ứng dụng rộng rãi: • Các trường Đại học bang Florida Sở Dance sử dụng DVTS " thực hội nghị" • The New World Symphony sử dụng DVTS cho chương trình học từ xa cho nhạc sĩ lớp học thạc sĩ • Trung tâm Excellence for Remote and Medically Under Served Areas sử dụng DVTS phục vụ cho giáo dục y tế -5- • Nghiên cứu bệnh học Đại học Pennsylvania hệ thống y tế thử nghiệm với DVTS cho telemicroscopy • DVTS sử dụng cho kiện văn hóa khoa học, chẳng hạn nở hoa arum Titan 1.2.2.3 Ứng dụng mạng nghiên cứu đào tạo VinaREN VinaREN mạng Nghiên cứu Đào tạo[7] Việt Nam hoạt động tháng 3-2008, mang lại nhiều lợi ích hoạt động nghiên cứu đào tạo cho đơn vị thành viên tham gia kết nối sử dụng hệ thống DVTS Một lợi ích thiết thực đem lại hiệu cao cho thành viên việc tổ chức tham gia vào diễn đàn, hội nghị, hội thảo từ xa qua mạng VinaREN[2], mạng TEIN Khi tổ chức tham gia kiện, kỹ sư công nghệ thông tin, giáo sư, bác sĩ đến từ trường đại học, bệnh viện nước như: Đại học Bách Khoa Hà Nội, Đại học Thuỷ lợi, Đại học Y Hà Nội, Đại học Huế, Bệnh viện Trung ương Quân đội 108, Học viện Quân y, Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Nhi Trung ương, Bệnh viện Việt Đức,….đã có điều kiện phổ biến thêm kiến thức, kỹ thuật chun mơn Thơng qua việc truyền nhận hình ảnh qua DVTS, giáo sư, bác sĩ bệnh viện có điều kiện tham gia phẫu thuật nội soi thực trực tiếp phịng mổ bệnh viện nước ngồi như: Prince of Wales Hospital, Hong Kong Mạng VinaREN phối hợp với Bệnh viện 108 tổ chức tham gia kiện “International GI Endoscopy Live Demonstration” diễn Bangkok, Thailan Tại kiện này, bác sĩ Việt Nam tiếp tục có dịp tham gia vào ca mổ thực trực tiếp phòng mổ bệnh viện Ngoài mạng VinaREN số đơn vị thành viên phối hợp tổ chức thành công tham gia diễn đàn, hội nghị, hội thảo từ xa với tổ chức, mạng nghiên cứu đào tạo nước như: Về E-Learning: -6- - Diễn đàn CanalAVIST – ICT Forum, ngày 31/7 1/8/2008 Các nước tham gia: Việt Nam, Úc, Nhật Bản, Xingapo, Thái Lan (http://www.canalavist.org/ictforum) - Diễn đàn Asian School on Computer Science, ngày 16 17/11/2008 Các nước tham gia: Thái Lan, Việt Nam, Phillipin, Xingapo.( http://www.interlab.ait.ac.th/ascs/) Về Telemedicine: - Diễn đàn Medical, ngày 11 19/9/2008 Các nước tham gia:Việt Nam, Inđônêxia, Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaixia, Thái Lan, Xingapo (http://www.canalavist.org/med-forum) - Hội thảo “23rd International WorkshoponTherapeutic Endoscopy” (với phần trình diễn “Live Demonstration of Endoscopy”, tổ chức ngày 9/12/2008 Các nước tham gia: Nhật Bản, Hồng Kông, Thái Lan, Đài Loan, Việt Nam - Hội thảo chuyên đề “Tele-lecture of Laparoscopic Colo-Rectal Surgery” Hội nghi APAN lần thứ 27 (www.apan.net ) 1.3 Xây dựng mục tiêu Thực hội nghị truyền hình(video conferencing) điều kiện khơng thể thiếu cần phải có hỗ trợ phương tiện, thiết bị công nghệ Sử dụng thiết bị chuyên dụng giải pháp tốt Xong bên cạnh khơng phải đơn vị trang bị cho riêng Từ khó khăn trang thiết bị nêu trên, đưa giải pháp xây dựng hệ thống Digital Video Transport System(DVTS) truyền hình ảnh, âm chất lượng cao với mục tiêu sau: - Chạy mạng internet: - kết nối từ camera: IEEE 1394, USB 2.0 camera - kết nối sound on board - Truyền text(chat) - Lưu trữ video - Xem lại video -7- Để thực mục tiêu đề ta cần tới ứng dụng máy chủ RED5 máy chủ mã nguồn mở viết bẳng ngơn ngữ java đóng vai trị làm trung gian thực cơng việc trung chuyển hình ảnh, âm Trên máy chủ Red5 ta tạo gói AppServer phản hồi kết nối từ client, lưu trữ video sreaming video Ngoài tạo ứng dụng Client có tên LHDVTS viết ngơn ngữ Mxml + ActionScript thực cơng việc truyền, hiển thị hình ảnh, âm nhận từ server, chat xem lại video Nghiên cứu chuẩn nén : ™ Chuẩn nén âm High Efficiency AAC(HE-AAC) Hình 1.3: mơ hình tích hợp chuẩn nén HE-AAC ™ Chuẩn nén hình ảnh Moving Picture Experts Group/H264(MPEG4/H264) Hình 1.4: mơ hình chia nhỏ hình ảnh cosine MPEG-4/H264 -8- ™ Giao thức truyền thời gian thực RTMP(Real Time Messaging protocol) - RTMP chạy TCP với port 1935 - RTMP chạy đường hầm kết nối HTTP port 80 - RTMPS RTMPT kết nối bảo mật sử dụng cho HTTPS RTMP chế độ tiêu chuẩn RTMP chế độ đường hầm Hình 1.5: gói tin rtmp cắt nhỏ dạng đường truyền -9- Chương Mô hình hệ thống máy chủ Red5 2.1 Mơ hình hệ thống 2.1.1 Mơ hình Peer to Peer Hình 1: Mơ hình Peer to Peer DVTS Mơ hình Peer to Peer sử dụng số phần mềm cung cấp dịch vụ video Skype, DVTS, … Có nhiều giải pháp cho mơ hình Peer to Peer, DTVS hệ thống cho phép chuyển phát hình ảnh, âm nơi sử dụng mơ hình địa IP Multicast (như hình) Ưu điểm chủ yếu mơ hình khả tận dụng máy đầu cuối Tuy nhiên nhược điểm khơng thể quản lý người dùng mơ hình Peer to Peer truyền thống Do việc áp dụng rộng rãi mơ hình gặp nhiều khó khăn cho tổ chức nhỏ - 10 - 2.1.2 Mơ hình Client – Server Hình 2.2: Mơ hình Client – Server Mơ hình Client – Server mơ hình thơng dụng sử dụng nhà cung cấp dịch vụ video tiếng Yahoo, Youtube,… • Mơ hình có nhiều ưu điểm: - Khả đáp ứng nhanh: người dùng kết nối đến server dễ nhành để nhận cung cấp dịch vụ - Dễ dàng cho việc thi công cung cấp dịch vụ: nhà cung cấp dịch vụ cần thiết kế server quản lý cung cấp dịch vụ Sau để đưa tới tay người sử dụng cần sử dụng thêm tên miền địa IP sẫn sàng đáp ứng dịch vụ cho người dùng - Dễ dàng quản lý truy cập người dùng • Nhược điểm chủ yếu mơ hình : - Dễ dàng bị tải số người truy cập tăng Tuy nhiên giải vấn đề cách tuỳ thuộc vào khả máy làm server, người quản trị người thiết kế dịch vụ cần giới hạn khả đáp ... Nha…đó sử dụng phần mềm Hệ thống truyền hình ảnh kỹ thuật số (Digital Video Transport System – DVTS) : Hệ thống đơn giản Kinh phí thấp Dễ sử dụng ( khơng cần đào tạo nhân lực) 1.2 Digital Video Transport. .. việc áp dụng rộng rãi mơ hình gặp nhiều khó khăn cho tổ chức nhỏ - 10 - 2.1.2 Mơ hình Client – Server Hình 2.2: Mơ hình Client – Server Mơ hình Client – Server mơ hình thơng dụng sử dụng nhà... Peer to Peer Hình 1: Mơ hình Peer to Peer DVTS Mơ hình Peer to Peer sử dụng số phần mềm cung cấp dịch vụ video Skype, DVTS, … Có nhiều giải pháp cho mơ hình Peer to Peer, DTVS hệ thống cho phép