Beornheard
New Member
Download miễn phí Đồ án Truyền video đa chặng trong mạng AD hoc
Lời nói đầu
Ngày nay, trước nhu cầu bùng nổ của việc trao đổi thông tin, nội dung thông tin
ngày càng đa dạng phong phú và không chỉ giới hạn ở các dữ liệu text đơn thuần mà đã chuyển sang cả dữ liệu multimedia. Bởi sự phát triển nhanh chóng của cơ sơ hạ tầng mạng cũng như các công nghệ nền tảng, ngày nay thông qua mạng internet chúng ta có thể dễ dàng nghe và xem tin tức, xem phim trực tuyến, chia sẻ các video clip với bạn bè và người thân tại khắp nơi trên thế giới. Sự thành công của các trang web chia sẻ ảnh số và video clip như youtube, myspace , flickr là minh chứng cho những nhu cầu ngày càng gia tăng trong lĩnh vực này. Mặt khác nhu cầu chia sẻ dữ liệu thời gian thực cho các ứng dụng truyền hình,các ứng dụng hiện trường như camera theo dõi từ xa, vvv hoạt động môi trường không dây có xu hướng phát triển rất mạnh.
Do việc không cố định vào cơ sở hạ tầng mạng nào cụ thể nên mang ad hoc ngày càng được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên do tính chất thay đổi không đoán được chất lượng kênh truyền trong mạng không dây ad hoc nên việc truyền các dữ liệu multimedia trên mạng không dây ad hoc gặp nhiều thử thách như hạn chế về tài nguyên đường truyền, tài nguyên của thiết bị phần cứng.Vì vậy trong đồ án tập trung vào việc xây dựng cơ chế truyền thông minh (smart transmission mechanism) dựa trên bộ mã hóa H264 để giải quyết vấn đề về truyền video với tốc độ thay đổi dựa trên chất lượng kênh truyền được phản hồi từ client về ,với chất lượng của video thu được tại client có chấp nhận được
Tóm tắt đồ án
Đồ án tập trung xây dựng cross-layer cho và cơ chế phản hồi chất lượng kênh cho mạng không dây ad hoc .Cơ chế phản hồi được xây dựng với mục đích giúp cho phía phát truyền video có tốc độ thay đổi theo chất lượng kênh truyền,dể thicsf ứng với sự thay đổi của tài nguyên mạng
Trong đồ án đã xây dựng hoàn chỉnh cơ chế phản hồi chất lượng từ client (phía thu) vế phía phát và việc thay đổi thông số bộ mã hóa từ đó dẫn tới việc thay đổi tốc độ theo ý muốn
Nội dung đồ án bao gồm 5 chương :
ØChương 1 Giới thiệu vấn đề cần giái quyết trong đồ án
ØChương 2 Tổng quan về chuẩn nén video H264
ØChương 3 Giới thiệu về giao thức truyền thời gian thực RTP
ØChương 4 Thiết kế của cross-layer cho mạng ad hoc
ØChương 5 Kết quả nghiên cứu ,kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo
Mục lục
Lời nói đầu. 1
Tóm tắt đồ án. 2
Abstract3
Lời cảm ơn. 4
Mục lục. 5
Danh sách hình vẽ. 7
Thuật ngữ viết tắt9
Thuật ngữ viết tắt9
Chương 1Giới thiệu chung. 11
1.1Mục đích thiết kế. 11
1.2Phương pháp nghiên cứu. 12
Chương 2Chuẩn nén video H.264. 14
2.1Giới thiệu chung về bộ codec h264. 14
2.1.1Encoder14
2.1.2Decoder15
2.2Cấu trúc của H264. 16
2.2.1Định dạng video (video format)16
2.2.2Định dạng dữ liệu được mã hóa. 16
2.2.3Slice. 17
2.2.4Macroblock. 17
2.2.5Ảnh tham chiếu (reference picture)18
2.2.6Profile. 20
2.3Lớp mạng trừu tượng. 21
2.3.1Cấu trúc của NAL unit21
2.3.2Tập tham số (parameter set)25
2.3.3Trật tự của các NALU và liên kết tới các ảnh được mã hóa,đơn vị truy cập và chuỗi video27
2.4Điều khiển tốc độ (Rate control)33
2.4.1Tham số lượng tử (QP)33
2.4.2Mô hình rate control trong h264. 33
2.4.3Phân loại ratecontrol43
Chương 3Giao thức truyền tải thời gian thực RTP. 46
3.1Giao thức truyền dữ liệu RTP. 46
3.2Giao thức điều khiển luồng RTCP. 51
3.2.1RTCP RR: Receiver Reports. 53
3.2.2RTCP SR: Sender Reports. 55
3.3Tải dữ liệu của RTP cho h264. 56
3.3.1Đơn vị NAL đơn (single nal unit)57
3.3.2Gói tích lũy đơn thời gian (STAP)58
3.3.3Gói tích lũy đa thời gian (Multi time aggregate packet hay MTAP)59
3.3.4Đơn vị phân đoạn (Fragmentation Unit hay FU)61
Chương 4Cross-layer design cho mạng adhoc. 63
4.1Giới thiệu về cross-layer63
4.2Sơ đồ thiết kế. 64
4.2.1Module transcode. 65
4.2.2Module transport68
4.2.3Module routing. 77
Chương 5Kết quả nghiên cứu, kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo. 79
5.1Test case. 79
5.1.1Test case 1: Streaming server không thay đổi tham số mã hóa khi hoạt động. 79
5.1.2Test case 2: Streaming server thay đổi tham số trong thời gian thực khi truyền thành công 50 gói RTP liên tiếp80
5.1.3Test case 3: Streaming server thay đổi tham số trong thòi gian thực khi nhận thông tin từ phản hồi từ client81
5.2Kết quả thu được. 82
5.2.1Test report82
5.2.2Khi thay đổi tham số mã hóa. 84
5.2.3Danh sách gói mất tại phía phát và phía thu. 88
5.3Kết luận. 89
5.4Hướng nghiên cứu tiếp theo. 90
Tài liệu tham khảo. 92
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:
định nghĩa trước cho mỗi ảnh được lưu trữ tùy thuộc số bit được mã hóa của ảnh IDR đầu tiên và ảnh được lưu trữ đầu tiên và độ phức tạp trung bình của ảnh.Sau khi mã hóa ảnh được lưu trữ ởnhóm ảnh thứ j, giá trị khởi đầu của cấp độ(level) của bộ đệm mục tiêu được đặt :Cấp độ của bộ đệm mục tiêu cho ảnh được lưu trữ của chuỗi phụ được xác định bới
(2-5)
Với là trọng số phức tạp trung bình của ảnh được tham chiếu , là giá trị trung bình của ảnh không được tham chiếu :
(2-6)
Khi không có ảnh không được lưu trữ giữa 2 ảnh được lưu trữ thì công thức được tính đơn giản như sau
(2-7)
Tính toán lượng bít mong muốn cho ảnh được lưu trữ hiên tại:
Lượng bít mong muốn được phân phối cho ảnh được lưu trữ thứ j của nhóm ảnh được xác định dựa trên cấp độ của bộ đệm mong muốn, tốc độ khung,băng thông hiệu dụng và sự chiếm dụng của bộ đệm hiện thời:
(2-8)
Trong đó g là hằng số và giá trị điển hình là 0.5 khi không có ảnh không được lưu trữ và 0.25 cho các trường hợp còn lại..
Đồng thời, lượng bit còn lại cũng nênđược xem xét khi lượng bít mong muốn được tính
(2-9)
Với và lần lượt là số bít còn lại của ảnh được tham chiếu và ảnh không được tham chiếu
Số bít mong muốn được kết hợp có trọng số của và :
(2-10)
Với β là hằng số có giá trị là 0.5 khii không có ảnh không tham chiếu và bằng 0.9 trong các trường hợp còn lại
Để phù hợp với yêu cầu của bộ giải mã HRD; lượng bít mong muốn được giới hạn bởi :
(2-11)
Với Zi(j) và Ui(j) được tính bởi công thức
(2-12)
(2-13)
Trong đó t(1)là thời gian xóa bỏ của ảnh đầu tiên từ bộ đệm ảnh được mã hóa ,là hằng số với giá trị đặc trưng bằng 0.9
-Bước 2: Tính toán giá trị QP và thực hiên RDO (rate-distortion optimization)
MAD của ảnh được lưu trữ tạm thời được đoán bởi mô hình tuyến tính sử dụng MAD hiện tại của ảnh lưu trữ trước đó
(2-14)
Trong đó a1 và a2 là 2 hệ sô. Gái trị khởi đầu của a1 và a2 được đặt lần lượt là 1 và 0 .Hai hệ số trên được cập nhật bởi phương pháp hồi quy tuyến tính sau khi mã hóa 1 ảnh hoăc 1 đơn vị cơ bản.
Bước lượng tử liên quan tới lượng bit mong muốn đuocj tính theo công thức sau
(2-15)
Trong đó là tổng số bit của tiêu đề và vector chuyển động, và là 2 hệ số.
Giá trị QP đúng được tính dựa theo bước lượng tử hóa và tham sô lượng tử của AVC(advance video coding).Để duy trì sự trơn tru chắt lượng nhìn thấy giữa các khung hình liên tiếp nhau,giá trị QP được điều chỉnh
Gía trị QP cuối cùng dược giới hạn bởi 0 và 51.Tham số lượng tủ hóa sau đó được dùng để thực hiên RDO cho mỗi macroblock của khung hiên tại
2)Giai đoạn post-encode
Sau khi mã hóa 1 ảnh,tham số a1 và a2 của mô hình đoán tuyến tính,và cững như c1 và c2 của mô hình R-D bình phương được cập nhật.Phương pháp hòi quy tuyến tính đươck dung để cập nhật những tham sô đấy
Trong khi ấy, luồng bit được tạo ra hiện thời được thêm vào bộ đệm.Để đảm bảo sự chiếm dụng của bộ đệm được cập nhật không quá cao,1 số ảnh có thê được bỏ qua
3)Điều khiển tốc độ mức độ đơn vị cơ bản (Basic unit level rate control)
Giả thiết 1 bức ảnh được tạo bởi Nmbpicmacroblock.Môtij đơn vị cơ bản được định nghĩa là 1 nhóm liên tục của macroblock và bao gồm Nmbunit macroblock với Nmbunit là 1 phần của Nmbpic.Nếu Nmbunit = Nmbpic ,đây sẽ là điều khiển tốc độ cấp ảnh (picture level).Nếu Nmbunit =1 thì đây sẽ là điều khiển tốc độ cấp macroblock
Tổng số đơn vị cơbản trong 1 khung hình Nunitđược tính toán bởi công thức sau
(2-16)
Nếu đơn vị cơ bản không được chọn như là 1 khung hình, điều khiển tốc đọ cấp đơn vị cơ bản nên được thêm vào
Gióng với điều khiển tốc độ cấp đô frame, giá trị QP cho ảnh IDR và ảnh không được lưu trữ giống nhau cho tất cả các đơn vị cơ bản trong cùng 1 ảnh và đực tính toán tương tự cấp khung hình được cung cấp mà, được thay thế bằng giá trị trung bình cho các đơn vị cơ bản trong bức ảnh tương ứng
Điều khiển tốc độ cấp đơn vị cơ bản lựa chọn giá trị QP của tất cả đơn vi cơ bản trong 1 khung hình để tổng số bit được sinh ra gần với đích ngắm đến của khung hình
Mô tả theo từng bước của phương pháp
+Bước 1: Dự doán MAD của các đơn vịcơ bản còn lại trong ảnh được lưu trữ hiện tại bằng mô hình có sử dụng MAD hiện tại của ảnh được lưu trữ trước đây
+Bước 2:Tinh toán số bít dư thừa (texture bit hoăc residual bít) cho đơn vị cơ bản thứj.Bước này bao gồm 3 bước phụ
-Bước2.1: Tính toán lượng bít mong muốn cho dơn vịcơ bản thứ j
Để chỉ số bit còn lại cho khung hình hiện tại và gía trị khởi đầu được đặt là
Số bit mong muốn cho đơn vị cơ bản thứ l được tính như sau:
(2-17)
-Bước2.2: Tính toán lựơng bit tiêu đề trung bình được tạo ra bởi tất cả đơn vị cơ bản được mã hóa:
(2-18)
Trong đó là sốbít tiêu đềđược tạo ra hiên thời bởi đơn vịcơ bản thứ l trong ảnh được lưu trữ.được tính toán từ tất cả các đơn vị cơ bản của ảnh tham chiếu hiện tại
-Bước 2.3:Tính toán số bit dư thừa cho đơn vị cơ bản thứ l
(2-19)
+Bước 3: Tính toán bước lượng tử cho đơn vị cơ bản thứ l của ảnh thứ j trong nhóm ảnh thứ i bằng cách sử dụng mô hình R-D, và được chuyển thành giá trị QP đúng.Xét 3 trường hợp sau
-Trường hợp 1: Đơn vị đầu tiên của khung hình hiện tại
(2-20)
Trong đó lá giá trị trung bình của gía trị QP cho tất cảcác đươn vịcơ bản của ảnh lưu trữtrước đó
-Trường hợp 2 Khi lượng bít còn lại ít hơn 0, giá trị QP phải lớn hơn giá trị QP của đươn vị cơ bản trước đấy để trong lượng bít được tạo ra gần với lượng bit yêu cầu
(2-21)
Trong đó khoảng biến đổi của giá trị QP đi cùng với đơn vịcác cơ bản , là 1 nếu lớn hơn 8 và bằng 2 trong các trường họp còn lại. được cập nhật sau khi mã hóa 1đơn vị cơ bản:
(2-22)
Trong đó là khoảng biến đổi của giá trị QP đi cùng với khung hình và được định nghĩa bởi :
(2-23)
-Trường hợp 3 Còn lại , chúng ta nên tính toán bước lượng tử đầu tiên bằng cách sử dụng mô hình R-D bình phương (quadric R-D model) và chuyển giá trị bước lượng tử thành giá trị QP tương ứng
(2-24)
+Bước 4:Thực hiện RDO cho tất cả các macroblock trong đơn vị cơ bản hiện tại và mã hóa chúng.
+Bước 5:Cập nhật số bit còn lại ,các hệ số của mô hình đoán tuyến tính và của mô hình R-D bình phương.
Tính toán độ phức tạp (Complexity Estim...