LAN VSS-SVR Mỏy chủ Truyền dũng Video Video Store VSS-PL Mỏy trạm phỏt Video RTP /RTSP Phỏt lại Video Phỏt Video hiện thời VSS-ST Mỏy trạm thu tớn hiệu Video và mó húa MPEG-4 Mạng vệ tinh VSAT Hỡnh 33.Sơđồ hoạt động hệ thống truyền dũng Video 5.1.2 Cỏc thành phần của hệ thống
Theo sơ đồ hoạt động của hệ thống được thiết kế như ở trờn, hệ thống truyền dũng Video bao gồm cỏc thành phần sau:
+ Mỏy trạm thu tớn hiệu Video:
Mỏy trạm thu tớn hiệu Video được cài đặt card capture DVP-7010B và phõn hệ phần mềm VSS-ST. Mỏy trạm thu cú nhiệm vụ thu tớn hiệu Video từ Camera
cài đặt phõn hệ phần mềm VSS-SVR.. + Mỏy chủ Video:
Mỏy chủ được cài đặt phõn hệ phần mềm VSS-SVR cú chức năng nhận Video packet từ mỏy trạm thu tớn hiệu Video, ghi lại thành file AVI và đỏp ứng yờu cầu truyền Video cho mỏy trạm phỏt cú cài đặt phõn hệ phần mềm VSS-PL.
+ Mỏy trạm phỏt Video:
Mỏy trạm phỏt Video được cài đặt phõn hệ phần mềm VSS-PL cú chức năng phỏt dũng Video trực tiếp hoặc phỏt lại Video từ mỏy chủ Video.
5.1.3 Nguyờn lý hoạt động của hệ thống
+ Tại mỏy trạm thu VSS-ST:
Card capture DVP-7010B liờn tục nhận tớn hiệu từ Camera chuyển thành dạng số theo hệ màu YUYV (hệ PAL/NTSC, FrameRate 25,30 Fps) và đưa vào một vựng nhớ pBuf. Truy xuất vựng nhớ pBuf một cỏch liờn tục để đọc cỏc Frame chưa nộn. Sử dụng cỏc hàm SDK để nộn cỏc Frame này theo chuẩn MPEG4. Cỏc Frame sau khi đó nộn sẽ được đưa vào vựng nhớ pBufStream. Sử dụng cỏc hàm CALLBACK để đọc cỏc dữ liệu đó được nộn. Cỏc dữ liệu đọc được sẽ phõn làm nhiều gúi nhỏ để truyền lờn vệ tinh. Cỏc gúi sẽ được đúng gúi và truyền về mỏy chủ Video qua kờnh vệ tinh bằng giao thức UDP. Quỏ trỡnh truyền cú sử dụng phương thức xỏc nhận ACK để đảm bảo cỏc Video packet khụng bị mất.
+ Tại mỏy chủ Video VSS-SVR:
Tại mỏy chủ Video, cỏc gúi nhận được sẽ được tỏch phần dữ liệu rồi đưa vào 1 Buffer để ghi thành file AVI. Đồng thời VSS-SVR sẽ đọc file AVI liền trước đú
để truyền dũng Video cho mỏy trạm phỏt VSS-PL.
Khi cú yờu cầu phỏt lại Video, VSS-SVR sẽ sinh một tiến trỡnh. Tiến trỡnh này sẽ đọc file AVI theo yờu cầu và truyền thành dũng Video cho VSS-PL bằng giao thức RTP/RTSP
+ Tại mỏy trạm phỏt VSS-PL:
playback cỏc dũng Video lờn màn hỡnh hiển thị VMR-7 hoặc VMR-9.
5.2 Cài đặt và thử nghiệm
5.2.1 Cụng cụ và mụi trường phỏt triển
+ Ngụn ngữ lập trỡnh VC++6.0. Hệ điều hành WindowXP
+ Cụng nghệ hiển thị hỡnh ảnh DirectX DirectShow, VMR-7, VMR-9 + Giao thức mạng: UDP/TCP/IP, RTP/RTCP/RTSP
+ Camera Canon VC-C4 (PAL/NTSC, S-Video/Composite). + Card capture Advantech DVP-7010B with SDK.
5.2.2 Cỏc phõn hệ phần mềm được nghiờn cứu phỏt triển
+ Phõn hệ phần mềm VSS-ST (Ngụn ngữ C++) + Phõn hệ phần mềm VSS-SRV (Ngụn ngữ C++)
+ Phõn hệ phần mềm VSS-PL (Ngụn ngữ C++).
5.2.3 Một số thuật toỏn cơ bản trong hệ thống
5.2.3.1 Thuật toỏn truyền dũng Video qua mạng vệ tinh sử dụng tại phõn hệ phần mềm VSS-ST và VSS-SVR VSS-ST capture và mó húa Video Truyền dũng Video Cú lỗi VSS-SVR nhận dữ liệu Gửi trả bản tin kiểm lỗi VSS-ST nhận bản tin kiểm lỗi Gửi lại packet bị lỗi VSS-SVR ghi thành file Avi Hỡnh 34.Truyền dũng Video từ VSS-ST về VSS-SVR
5.2.3.2 Thuật toỏn phỏt dũng Video tại phõn hệ phần mềm VSS-PL Khởi tạo Source Filter Add Filter vào Graph Khởi tạo out pins và in pins Đọc dữ liệu ở cỏc pin Render lờn VMR Cú tớn hiệu Khởi tạo Giao diện VMR Hỡnh 35.Playback dũng Video
5.2.4 Giao diện chương trỡnh thử nghiệm
5.2.4.2 Giao diện của trạm phỏt Video VSS-PL
5.2.5 Mụi trường thử nghiệm hệ thống
Sau khi xõy dựng cả 3 phõn hệ VSS-ST, VSS-SVR và VSS-PL, hệ thống được đưa ra thử nghiệm ở 2 mụi trường: Mụi trường trong phũng thớ nghiệm và mụi trường thực tế. Cả hai mụi trường đều thử nghiệm với đường truyền vệ tinh cú tốc độ là 1024Kbps băng tần C.
Mụ hỡnh mụi trường thử nghiệm trong phũng thớ nghiệm như sau: VSS-ST Trạm VSAT phũng LAB Vệ tinh
Vinasat-1 Trạm HUB đường trục Mạng SDH VSS-SVR Mạng LAN VSS-PL Camera
Canon-VCC4 PHềNG LAB TRUYTHễNG TIN VỆ TINH ỀN DẪN
Hỡnh 36.Thử nghiệm hệ thống truyền dũngVideo ở phũng LAB
Thử nghiệm thực tế với mụ hỡnh như sau:
VSS-ST VSAT Trạm Vệ tinh Vinasat-1 Trạm HUB Mạng đường trục SDH VSS-SVR Mạng LAN VSS-PL Camera Analog TÀU BIỂN PHềNG LAB TRUYỀN DẪN THễNG TIN VỆ TINH
5.3 Đỏnh giỏ kết quả
Kết quả được đỏnh giỏ theo cỏch trực quan như sau: + Thử nghiệm trong phũng LAB
Trong điều kiện thời tiết tốt, kết quả đạt được tại trạm thu Video như sau: Với chế độ phõn giải từ 320x240 trở xuống : Hỡnh ảnh đẹp, khụng thấy cú hiện tượng vỡ hỡnh hoặc giật hỡnh.
Với chế độ phõn giải 640x480: Hỡnh ảnh đẹp, tuy nhiờn thi thoảng thấy xuất hiện hiện tượng vỡ hỡnh hoặc giật hỡnh
Với chế độ phõn giải 768x576: Hỡnh ảnh Video bị vỡ. + Thử nghiệm ở mụi trường thực tế.
Trong điều kiện thời tiết tốt, khụng mưa, kết quả đạt được như sau:
Với chế độ phõn giải từ 320x240 trở xuống: Hỡnh ảnh đẹp, tuy nhiờn vẫn cũn hiện tượng vỡ hỡnh hoặc giật hỡnh.
Với chế độ phõn giải 640x480 trở lờn: Hỡnh bị vỡ hẳn một phần bờn dưới, thậm chớ khụng cũn nhỡn thấy gỡ.
KẾT LUẬN
Việc nghiờn cứu và đưa ra giải phỏp truyền dũng Video qua kờnh vệ tinh VSAT đó đỏp ứng nhu cầu quan sỏt và nắm chắc tỡnh hỡnh trờn biển một cỏch trực quan sinh động. Từ đú giỳp cho cụng tỏc tham mưu về tỡnh hỡnh xảy ra trờn biển trong lĩnh vực an ninh quốc phũng được rừ ràng hơn, sỏt với thực tế hơn. Sản phẩm nghiờn cứu cú giỏ thành cạnh tranh với cỏc thiết bị cú cựng tớnh năng trờn thị trường. Hơn nữa, việc sản xuất ra sản phẩm sẽ tăng tớnh chủ động và tăng tớnh bảo mật an toàn thụng tin về cung cấp dữ liệu Video trờn biển.
Để đưa sản phẩm nghiờn cứu ra ứng dụng thực tế, cần phải cú thờm thời gian để tối ưu thiết kế và nghiờn cứu tối ưu chương trỡnh cho sản phẩm. Cần phải cú thử nghiệm thật kỹ nhằm tăng tớnh ổn định cho sản phẩm.
Hướng nghiờn cứu mở rộng trong thời gian tới:
Trong thời gian tới, hướng nghiờn cứu sẽ được thực hiện trong 2 giai đoạn, giai đoạn thứ nhất là tiếp tục nghiờn cứu phỏt triển giải phỏp trờn nền PC, giai đoạn thứ hai là nghiờn cứu phỏt triển giải phỏp trờn nền nhỳng.
+ Với giai đoạn 1: Tiếp tục nghiờn cứu mó húa và giải mó H.264 bằng phần mềm đối với cỏc tớn hiệu Video chưa mó húa thu được từ card capture. Lựa chọn card capture cú độ ổn định cao, chất lượng tốt, giỏ thành trong phạm vi chấp nhận được.
+ Với giai đoạn 2: Sau khi đó hoàn toàn làm chủ được mó húa H.264, tiếp tục nghiờn cứu số húa Video bằng phần cứng và mó húa H.264 bằng phần mềm trờn cỏc hệ nhỳng. Sản phẩm sau khi nghiờn cứu xong sẽ được đúng vỏ hộp và cú tớnh đơn giản đối với người sử dụng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đỗ Hoàng Tiến, Vũ Đức Lý (2001), Truyền hỡnh số, NXB KHKT, Hà Nội
2. Nguyễn Thị Hoàng Lan (2008), Bài giảng xử lý ảnh và chuỗi ảnh, Đại học Bỏch Khoa Hà Nội
3. Trung tõm KTTT Cụng nghệ cao (2010), Huấn luyện khai thỏc hệ thống thụng tin vệ tinh, Bộ tư lệnh Thụng tin Liờn lạc
4. Nguyễn Phạm Anh Dũng (2007), Giỏo trỡnh Thụng tin vệ tinh, Học viện Bưu chớnh Viễn thụng
5. Vũ Văn San (1998), Kỹ thuật thụng tin quang, Nxb Bưu điện
6. Brandon C. Taylor (2000), Live Via Satellite and Streaming Media:Taking Satellite Courses Via Streaming Media, ION’s Case Studies in Online Education – Volume 1, Number 1 – September 2000
7. Christophe Selier, Nicolas Chuberre, Satellite Digital Multimedia Broadcasting (SDMB) system presentation, Alcatel Space
8. Chin Lin Chen (1998), Elements of Optoelectronics & Fiber Optics, Irwin. 9. Denis J.G. Mestdagh (1997), Fundamental of Multiaccess Optical Fiber
Networks, Artech House.
10. Jain E. G. Richard son (2003), H.264 and MPEG-4 Video Compression Video coding for Next generation Multimedia, John Willey & Son
11. Jirka Klaue, Berthold Rathke, and Adam Wolisz (2003), EvalVid - A Framework for Video Transmission and Quality Evaluation, Technical University of Berlin, Telecommunication Networks Group
12. Max Ming - Kang Liu (1996), Principles and Application of Optical Communication, McGraw-Hill
13. Web ProForum Tutorials http://www.iec.org, Multimedia Boardcasting Via Satellite, The International Enginneering Consortium
14. Pesce M.D (2003), Programming Microsoft Directshow for digital video and television, Microsoft Press.