Tổng quan về luồng và tín hiệu video

1.2.1Nén tín hiệu video

• 
  Khung I hay ảnh gốc;
  
• 
  Khung P hay khung được mã hóa dự đoán trước;
  
• 
  Khung B hay còn gọi là khung được mã hóa dự đoán sau.
  

Mỗi dòng video được mã hóa bao gồm một chuỗi liên tiếp các nhóm GoP. Độ dài đặc trưng của một GoP đơn là từ 15 đến 20 khung tuy nhiên cấu trúc và độ dài của nhóm ảnh GoP có thể bị thay đổi. Một GOP bao gồm một khung I và một số khung P và B nối tiếp (ví dụ: I, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B) được gửi với tốc độ 30 khung hình trên giây, tốc độ này có thể thay đổi tùy thuộc vào số lượng và loại khung dư thừa mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh tại phía thu. Do trong các khung video có nhiều đoạn dư thừa (là những điểm ảnh nằm gần nhau, mang thông tin giống nhau trong một khung đơn) cũng như thời gian thừa trong các ảnh liền nhau và giống nhau trong một đoạn video nên quá trình mã hóa video tận dụng cả hai kiểu dư thừa đó để nén video theo hai cách. Đầu tiên là trộn nén trong khung (nén ảnh) để giảm không gian dư thừa trong ảnh gốc (ảnh I) và tiếp đến là nén liên khung (dự đoán động) để giảm thời gian dư thừa giữa các khung.

Trên thực tế hầu hết các bộ mã hóa-giải mã video (video codec) đều sử dụng cả hai kiểu nén trên để tiết kiệm băng thông trong khi vẫn đảm bảo được chất lượng của video. Trong quá trình mã hóa hoặc truyền làm mất gói dữ liệu khiến khung I bị hỏng thì các khung P và B trong GoP sẽ bị ảnh hưởng, nguyên nhân gây suy giảm này có thể được thấy trong vài giây. Khung P bị hỏng chỉ ảnh hưởng tới khung B và P còn lại. Một khung B bị hỏng thì nó chỉ ảnh hưởng tới chính bản thân các khung này (khoảng 15-30 ms).

Ngoài ra, chất lượng video bị ảnh hưởng bởi độ dài GoP. Một GoP dài sẽ làm giảm việc sử dụng băng thông nhưng đổi lại chất lượng video giảm do mất gói và lỗi trong quá trình mã hóa. Một GoP ngắn hơn sẽ làm giảm lỗi xảy ra nhưng số lượng ảnh I sẽ lớn hơn kéo theo yêu cầu băng thông tăng lên và quá trình mã hóa giải mã sẽ tốn thời gian hơn và đòi hỏi tải lớn hơn. Mỗi khung được phân chia thành các khối (tiêu biểu 16x16 pixel, được truyền tải bằng cách sử dụng phép biến đổi Cosin rời rạc, DCT). Hơn nữa, các hệ số được lượng tử hóa và nén thành các thực thể thực sự sau đó được gói hóa và gửi đi [2].

1.2.2Quá trình xử lý dòng video

Các khung sau khi được nén sẽ được phân chia thành một số đơn vị truyền tải và sau đó được đóng gói vào trong những gói truyền tải tại 3 lớp là: (1) RTP hoặc MPEG-2/4, (2) UDP hoặc TCP và (3) IP.

Một cấu trúc dòng video đặc trưng đó là:

[mào đầu IP] [mào đầu UDP hoặc TCP]

[mào đầu RTP hoặc truyền tải MPEG2] [tải nội dung video]

Để phòng tránh lỗi và mất gói, kỹ thuật sửa lỗi hướng đi (FEC) được áp dụng cho luồng gói dữ liệu, cung cấp một số lượng gói bị mất ở phía thu. Thêm vào đó, các giao thức sử dụng truyền lại để thay thế các gói bị mất.

Có 3 nguồn chính làm suy giảm chất lượng dịch vụ video đó là quá trình xử lý tín hiệu video, mạng và đầu cuối. Mỗi nguồn này tác động với các mức độ khác nhau. Cụ thể:

1.2.2.1Kết cuối người sử dụng (QoE)

QoE ở đây được hiểu là chất lượng tổng thể của hệ thống theo quan điểm của người sử dụng. QoE là số đo chất lượng đầu cuối-tới-đầu cuối tại mức các dịch vụ từ phương diện đối tượng sử dụng và chỉ thị hệ thống đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng tốt như thế nào. Điểm chung nhất của những suy giảm này là sự đóng khối, ảnh mờ, suy giảm màu sắc, đóng băng hình ảnh, che tối, giật hình và tạp nhiễu[2].

• 
  Hình khối (Blockiness) là một ảo giác về các khối nhỏ trên hình ảnh, nói chung do quá trình xử lý không đủ dòng video trong suốt quá trình mã hóa xử lý. Do vậy, các chi tiết của hình ảnh không được hiển thị đầy đủ, chính xác;
  
• 
  Ảnh mờ (Blurriness) là những ảo giác về các vật thể thể hiện với độ sắc nét thấp nhất trên hình ảnh. Hiệu ứng này có thể phát sinh do sự suy hao tại tần số cao (trong suốt quá trình nén và giải nén) hoặc do nội dung với các hình ảnh động (ví dụ thể thao, phim ảnh) được truyền đi với băng thông hạn chế. Tốc độ bít quá thấp, không đảm bảo để mã hóa chính xác các nội dung với các hình ảnh động;
  
• 
  Suy giảm màu sắc (Colorfulness) được hiểu là cường độ màu sắc bị bão hòa, trải rộng và phân bổ trong hình ảnh. Hiệu ứng này do quá trình xử lý mã hóa gây ra;
  
• 
  Đóng băng hình ảnh (Freezing) là hiện tượng hình ảnh bị tê liệt trong một khoảng thời gian và sau đó hiển thị lại với một đoạn nội dung bị mất. Nguyên nhân chủ yếu là do mất gói dữ liệu. Nếu ảnh bị mất là ảnh I, lúc đó hình ảnh sẽ chỉ xuất hiện khi ảnh I đến đầu tiên không bị lỗi. Trong trường hợp mất tất cả các gói dữ liệu thì hình ảnh có thể xuất hiện với một lớp tối mờ che phủ, nguyên nhân chủ yếu liên quan đến băng thông, chuyển giao hay vùng phủ sóng;
  
• 
  Giật hình (Jerkiness) là hình ảnh liên tiếp xuất hiện như là một chuỗi các đoạn nhảy, nguyên nhân chủ yếu là do băng thông hạn hẹp hoặc quá tải hay tràn bộ đệm;
  
• 
  Tạp nhiễu (Noise), nguyên nhân là do xử lý lượng tử hóa trong suốt quá trình nén.
  

1.2.2.2Mạng truyền tải (QoS)

Các tham số ảnh hưởng đến chất lượng mạng truyền tải chủ yếu là các tham QoS liên quan đến mạng như: Jitter, băng thông bị giới hạn, mất gói[2].

• 
  Jitter là sự biến đổi thời điểm đến của gói, nguyên nhân chủ yếu là do nghẽn mạng. Bộ đệm trong các player client có thể bù được giá trị jitter (5-20ms). Trễ biến động lớn (do nghẽn máy chủ) có thể là do các vấn đề liên quan đến bộ đệm;
  
• 
  Băng thông bị hạn chế dẫn đến nhiều gói tin bị loại bỏ, kéo theo suy giảm chất lượng;
  
• 
  Ảnh hưởng mất gói có thể gây cảm giác khó chịu cho người xem, tùy theo sự tương quan giữa các hệ số gồm cả nội dung video (cấu tạo, độ sáng, lượng chuyển động, …), các tiêu chuẩn nén được sử dụng và các giao thức truyền tải mà các gói có ảnh hưởng đến chất lượng video khác nhau. Khi mạng bị nghẽn, thiếu băng thông hay lỗi xảy ra trong khi truyền dữ liệu thì sẽ các gói dữ liệu sẽ bị mất, nếu hiện tượng mất dữ liệu xảy ra theo các chu kỳ liên tiếp nhau thì hình ảnh sẽ bị gián đoạn. Việc suy giảm chất lượng do mất gói còn phụ thuộc vào loại giao thức truyền tải được sử dụng (UDP hoặc TCP).
  

1.2.2.3 Đầu cuối thiết bị

Suy giảm chất lượng do đầu cuối thiết bị được gây ra bởi hiệu năng hoạt động kém của chương trình phát lại (player client) tại đầu cuối, bộ giải mã tốc độ thấp, khả năng sửa lỗi kém của chương trình phát lại và chất lượng của chính đoạn video gốc.

Каталог: Upload -> Store -> tintuc -> vietnam
vietnam -> BỘ thông tin truyềN thông thuyết minh đỀ TÀi xây dựng quy chuẩn kỹ thuật thiết bị giải mã truyền hình số MẶT ĐẤt set – top box (stb)
vietnam -> Kết luận số 57-kl/tw ngày 8/3/2013 của Ban Bí thư về tiếp tục đẩy mạnh công tác đào tạo, bồi dưỡng lý luận chính trị cho cán bộ lãnh đạo, quản lý các cấp
vietnam -> BỘ thông tin và truyềN thôNG
vietnam -> Quyết định số 46-QĐ/tw ngày 1/11/2011 của Ban Chấp hành Trung ương do đồng chí Nguyễn Phú Trọng ký về Hướng dẫn thực hiện các quy định về công tác kiểm tra, giám sát và kỷ luật của Đảng trong Chương VII và Chương VIII điều lệ Đảng khoá XI
vietnam -> Lời nói đầu 6 quy đỊnh chung 7
vietnam -> Mẫu số: 31 (Ban hành kèm theo Quyết định số 1131/2008/QĐ ttcp ngày 18 tháng 6 năm 2008 của Tổng thanh tra)
vietnam -> BỘ thông tin và truyềN thông học viện công nghệ BƯu chính viễN thông việt nam viện khoa học kỹ thuật bưU ĐIỆN
vietnam -> Quy định số 173- qđ/TW, ngày 11/3/2013 của Ban Bí thư về kết nạp lại đối với đảng viên bị đưa ra khỏi Đảng, kết nạp quần chúng VI phạm chính sách dân số và kế hoạch hóa gia đình vào Đảng
vietnam -> RÀ soáT, chuyểN ĐỔi nhóm các tiêu chuẩn ngành phao vô tuyến chỉ VỊ trí khẩn cấp hàng hảI (epirb) sang qui chuẩn kỹ thuậT
vietnam -> HÀ NỘI 2012 MỤc lục mở ĐẦU 2 chưƠng tổng quan về DỊch vụ truy nhập internet cố ĐỊnh băng rộng tại việt nam 3

tải về 317.43 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: