goodfriendinlife
New Member
Download miễn phí Đồ án Điều khiển tốc độ video mã hóa chuẩn H.264 thích ứng trên mạng Ad-Hoc
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1
BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2
LỜI NÓI ĐẦU 3
TÓM TẮT ĐỒ ÁN 4
ABSTRACT 5
MỤC LỤC 6
DANH MỤC HÌNH VẼ 10
DANH MỤC BẢNG BIỂU 12
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 13
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG 16
1.1 Mục đích thiết kế 16
1.2 Phương pháp nghiên cứu 18
Chương 2
CHUẨN NÉN VIDEO H.264/MPEG-4 Part 10 19
2.1 Giới thiệu chung về bộ CODEC H.264 20
2.1.1 Bộ mã hoá (Encoder) 20
2.1.2 Bộ giải mã (Decoder) 23
2.2 Cấu trúc 23
2.2.1 Định dạng video (video format) 24
2.2.2 Định dạng dữ liệu được mã hóa 24
2.2.3 Slice 25
2.2.4 Macroblock 27
2.2.5 Ảnh tham chiếu(reference picture) 29
2.3 Profile 30
2.4 Lớp mạng trừu tượng (NAL) 31
2.4.1 Định nghĩa lớp mạng trừu tượng: 31
2.4.2 Cấu trúc của NAL unit 32
2.4.3 Tập tham số (parameter set) 35
2.5. Điều khiển tốc độ (Rate control) 43
2.5.1. Giới thiệu về điều khiển tốc độ trong H.264 43
2.5.2. Phân loại ratecontrol 44
2.5.2.1.Chế độ 2 pass 44
2.5.2.2Chế độ1 pass 44
a)1 pass ABR 44
b)1 pass CBR 45
c)1 pass CRF 45
d)1 pass CQP 46
2.5.3 Mô hình điều khiển tốc độ trong H.264 46
2.5.3.1Mô hình tốc độ méo (Rate-distortion model) 48
a)Mức độ nhóm ảnh (GOP level) 48
b)Mức độ khung (Frame level) 49
2.5.3.2Dự đoán độ phức tạp 56
2.5.3.3Mô hình bộ nhớ ảo 57
2.5.3.4Giới hạn Delta QP (Delta QP-limiter) 58
2.5.3.5Phân bố bit của đơn vị cơ b ản (Basic Unit Allocation) 58
2.5.4. Chế độ ratecontrol trong x264 58
a) Constant QP 58
b) Constant rate factor 59
2.5.5. Kết quả thu được 59
a) mối quan hệ giữa tốc độ bit đầu ra và các tham số điều khiển tốc độ: 59
b) Thiết kế xuyên tầng 63
Chương 3
GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OLSR 64
3.1 Giới thiệu 64
3.2 Một số khái niệm cơ bản: 64
3.3 Hoạt động 65
3.4 IBSS (IEEE Ad hoc mode) 67
3.5 Thông tin chất lượng đường truyền mở rộng (Link Quality Extension) 69
3.6 Debug output: 69
3.6.1 Phân tích bảng thông tin các liên kết: 69
3.6.2 Phân tích bảng thông tin các nút hàng xóm 70
3.6.3 Phân tích bảng thông tin về topo mạng 71
3.6.4 Phân tích bảng định tuyến tìm đường theo DIJKSTRA 71
Chương 4
GIỚI THIỆU VỀ THIẾT KẾ XUYÊN TẦNG
4.1 Mối liên hệ code giữa vlc, x264 và olsrd 73
4.2 Thiết kế xuyên tầng giữa vlc, x264 và olsrd 74
Chương 5
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 75
5.1 Test case 1: Thí nghiệm chứng tỏ etx là giá trị cần truyền cho vlc 75
5.1.1 Thí nghiệm 1: 75
5.1.2 Thí nghiệm 2: 77
5.2 Kết quả thu được: Thực thi thiết kế xuyên tầng thành công: 79
5.3 Kết luận 82
5.4 Hướng nghiên cứu tiếp theo: 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
iMb_qp_delta
Thay đổi tham số lượng tử hóa
Residual
Hệ số biến đổi đã được mã hóa ứng với mẫu dư thừa sau khi đoán
Ảnh tham chiếu(reference picture)
Hình 2. 10: Ảnh tham chiếu và bù chuyển động
Bộ mã hóa H.264 có thể sử dụng hai hay nhiều các ảnh được mã hóa trước đó để làm tham chiếu cho đoán bù chuyển động cho mã hóa ngoài các khối macro hay phân tách khối macro. Điều này cho phép bộ mã hóa tìm kiếm khối macro giống nhất với khối macro được tách ra từ bức ảnh vừa được mã hóa.Bộ mã hóa và giải mã luôn giữ một hay hai danh sách các ảnh tham chiếu, bao gồm ảnh đã vừa được mã hóa hay giải mã (xuất hiện trước hay sau ảnh hiện tại). Mã hóa ngoài các khối macro hay vùng của khối macro trong slice P được đoán từ một danh sách các ảnh –list 0. Mã hóa ngoài khối macro và vùng các khối macro trong slide B có thể được đoán từ hai danh sách list 0 và list 1.
Profile
Hình 2. 11: các profile
H264 định nghĩa 3 profile trong đó mỗi profile hỗ trợ 1 tập cụ thể các hàm mã hóa,và chỉ ra những gì đươc yêu cầu của bộ mã hóa/giải mã phù hợp với từng profile.Base profile hỗ trợ mã hóa trong và liên khung(sử dụng slice I và slice P ),và phương pháp mã hóa entropy CAVLC.Main profile bao gồm video quét xen kẽ,mã hóa liên khung sử dụng slice B ,mã hóa liên khung dùng đoán có trọng sô và phương pháp mã hóa entropy CABAC.Extended profile không hỗ trợ video quét xen kẽ và phương pháp mã hóa entropy CABAC,nhung có thêm chế dộ cho phép việc chuyển đổi giữa các luồng bit được mã hóa.
Ứng dụng tiềm năng của profile Baseline bao gồm thoại video, hội thảo truyền hình, và truyền thông không dây. Ứng dụng tiềm năng của Main profile là truyền hình quảng bá và lưu trữ dữ liệu. Profile mở rộng có thể hữu ích trong ứng dụng streaming. Tuy nhiên mỗi profile có sự mềm dẻo đủ để hỗ trợ một loại ứng dụng khác nhau.
Lớp mạng trừu tượng (NAL)
Hình 2. 12: Cấu trúc của bộ mã hóa H.264/AVC
Định nghĩa lớp mạng trừu tượng:
Lớp mạng trừu tượng được thiết kế nhằm mục đích cung cấp khả năng thân thiện với mạng cho phép tuỳ biến dễ dàng và hiệu quả. Lớp mạng trừu tượng có khả năng tương thích dễ dàng với dữ liệu của lớp truyền .
Các NAL unit chứa trong nó slice đầu ra của VCL (video coding layer), thích hợp cho việc truyền đi trên mạng gói (packet-oriented network) hay các mạng hướng luồng byte (byte-oriented networks)
Hình 2. 13: video coding layer và network abstract layer
Cấu trúc của NAL unit
Mào đầu của 1 đơn vị NAL
Hình 2. 14: Cấu trúc của đơn vị NAL
Trên hình là cấu trúc của NAL header có độ dài 1 byte,và là byte đầu tiên của 1 NAl unit. Trong đó:
F (1bit)
Forbidden_zero_bit: Giá trị 0 chỉ rằng octet NAL type và tải không chứa bit lỗi hay sai cú pháp.Và ngược lại.Khi bit F được đặt lên 1 thì bộ giải mã được chi rằng trong tải và octet NAL ype của NAL unit có chứa lỗi hay sai cú pháp,bộ giả mã có thể huỷ bỏ NAL unit và giấu đi dữ liệu của gói bị huỷ
NRI (2bit)
nal_ref_idc: giá trị 00 chỉ nội dung của NAL unit không được dùng đẻ tái xây dựng ảnh tham chiếu cho đoán liên ảnh,do vậy mà các NAl unit có thể bi huỷ mà không làm rủi ro toàn thể ảnh tham chiếu. Còn giá trị lớn hơn 00 chỉ rằng việc giải mã NAl unit được yêu cầu để duy trì sự toàn vẹn của ảnh tham chiếu.Mức độ ưu tiên truyền giảm dần theo trật tự:11,10,01,00 ,và giá trị của NRI tuỳ từng trường hợp giá trị của NAL type khi NAL=5 (ảnh IDR) thì giá trị của của NRI=11
Data type (5bit)
Bảng 4: Kiểu NAL
cAnnex B (byte stream)
Bảng 5: RBSP
Trật tự của NALU dạng luồng byte nên theo trật tự giải mã NALU trong luồng byte NALU
Bắt đầu mỗi NALU là chuỗi 3 byte được gọi là start_code_prefix_one_3byte =0x000001(theo hệ số đếm 16)
emulation_prevent_three_byte chứa bên trong của 1 NALU để thông báo là không có chuỗi liên tiếp byte-aligned bên trong NALU
Tập tham số (parameter set)
Hình 2. 15: cấu trúc tập tham số của H.264
Khi truyền video được mã hóa theo cách truyền thống qua mạng dễ xảy ra lỗi (error prone),một trong các vấn đè lớn hơn là khả năng mất 1 tiêu đẻ mang thông tin có liên quan tới nhiều gói.Ví dụ như việc mất tiêu đề (header)của ảnh , dẫn đến không có khả năng của bộ giải mã sử dụng bất kì gói thông tin nào sau đó liên quan tới bứ ảnh,thậm chí rất nhiều gói còn nguyên không bị thay đổi gi so với khi được kđongs gói tại phía phát.NHiều cơ chế được giới thiệu tới các chuẩn mã hóa video và sự sắp xếp đóng gói (packetization schemes) để giảm thiểu vấn đeg trên như cơ chế nhân bản tiêu đề trong MPEG-4.Tuy nhiên nhưng cớ chế này không thể giải quyết hoàn toàn vấn đề
Vấn đề cơ bản là việc đồng bộ của các thông tin cao hơn của tiêu đề với luồng bit.Ở bất kì trạng thái nào được nêu ra của bộ giải mã,có duy nhất 1 ngữ cảnh (context) của tiêu đề sẵn sàng ở bộ giải mã.Nếu ngữ cảnh bị mất vì bất kì lí do nào,bộ giải mã sẽ có vấn đề
Khái niệm NAL của H26L tránh được vấn đề này bằng cách tách biệt việc truyền của thông tin slice và tiêu đề của trật tự cao hơn (higher hierarchy).Bộ mã hóa và bộ giải mã duy trì nhiều địa điermer chứa cho toàn bộ nội dung của tiêu đề của ảnh/GOB/Slice.Mỗi 1 slice chứa trong tiêu đè 1 từ mã của tập tham số (parameter set) có chức năng như 1 chỉ số tới địa chỉ cuat tập tham số liên quan việc giải mả của slice đó. Do vậy , bộ giải mã có thẻ thay đổi không đồng bộ các tập tham số trong khi vẫn cho phép giải mã đúng slice mà không gửi (address)tham số các tập tham số đó.
Hình 2. 16: Tập tham số
Việc truyền các cập nhật của tập tham số phụ thuộc vào NAL.Tập tham số nên được thiết lập và cập nhật một cách cậy và theo 1 kênh truyền khác với kênh truyền video.Trong các ứng dụng hội thoại,thiết lập của tập tham sô sẽ thường là ảnh hưởn 1 phía của trao đổi khả năng (capability exchange) và sau đó những thay đổi sẽ được thực hiện thông qua giao thức điều khiển tin cậy như H.243>trong môi trường mà không có giao thức điều khiển nào ,tập tham số có thể được truyền trong cùng 1 kênh truyền
Hình 2. 17: luồng dữ liệu đi qua NAL và VCL
Thông thường các tập tham sô ảnh , tập tham số chuỗi được truyền trước các slice để bộ giải mã phía thu có thể thiết lập các giá trị phù hợp để giải mã đúng luồng dử liệu video truyền từ phía phát
PPS
Mỗi slice đều tham chiếu đến 1 tập tham số ảnh (picture parameter set) dùng cho việc giải mã dữ liệu video được mã hóa
Cấu trúc của PPS:
Bảng 6: Cấu trúc PPS
picture_parameter_set( ) {
Category
Mnemonic
parameter_set_id(picture_parameter_set)
parameter_set_id(independent_GOP_parameter_set)
parameter_set_id(presentation_parameter_set)
picture_width_in_MBs_minus_1
ecselbf
picture_height_in_MBs_minus_1
ecselbf
}
SPS
Mỗi tập tham số ảnh đều tham chiếu đến 1 tập tham số chuỗi (sequence parameter set).Mỗi tập tham số chuỗi chứa thông tin cho că chuỗi video dùng cho quá tŕnh giải mă cho toàn chuỗi ảnh
Trật tự của các NALU và lien kết tới các ảnh được mã hoá, đơn vị truy cập và chuỗi video
Trật tự của PPS và SPS
Tập tham số ảnh và tập tham số chuỗi phân tách việc truyền nhũng thông tin thay đổi không thường xuyên từ d