multimédiá - files.gamepub.sk
TRANSCRIPT
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Audio
frekvenčný rozsah ľudského ucha: 20 Hz – 20 kHz
pomer dvoch zvukových signálov s výkonmi A a B:10 log10 (A/B) [dB]
ľudské ucho – veľmi citlivé na jitter niekoľko ms (oko nie)
vzorkovacia teoréma:fvz ≥ 2 fH,
fvz - vzorkovacia frekvencia, fH – horná frekvencia vzorkovaného signálu
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Audio
(a) sin (b) vzorkovanie (c) kvantovanie do 9 úrovní
kvantizačný šum
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Audio
telefónny systémtelefónny kanál: 300 – 3400 Hzfvz = 8 kHz, kvantovanie do 8 bitovvp = 64 kbit/s
audio CDfvz = 44100 Hz, fH = 22050 Hz, kvantovanie do 16 bitovvp = 705.6 kbit/s mono, 1.411 Mbit/s stereonekomprimované CD stereo v reálnom čase – pokryje celépásmo T1
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Audio - kompresia
napr. MP3 (MPEG audio layer 3)patrí do štandardu pre kompresiu videa MPEG
kompresia audio1. transformácia na frekvenčné komponenty2. perceptuálne kódovanie
využíva nedokonalosť ľudského sluchového systémuzaložené na psychoakustikeMP3 patrí do perceptuálneho kódovania
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Kompresia audia – MP3
(a) Prah počuteľnosti ako funkcia frekvencie (b) Maskovanie
perceptuálne kódovaniefrekvenčné maskovanie – schopnosť hlasného signálu v jednom frekv. pásme zakryť slabší zvuk v inom pásmečasové (temporálne) maskovanie – slabší signál ucho začuje až istý čas po skončení silného zvuku
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Kompresia audia – MP3netreba kódovať zvuky pod hranicou počuteľnostimožnosť zanedbať frekvencie v kódovanom signále
sledovaním, ktoré signály sú maskované silnejšími signálmi v blízkych frekvenčných pásmach
napr. 125 Hz signál sa môže zanedbať
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Kompresia audia – MP3
MP3 – Fourierova transformácia, frekvenčné koeficienty, kódovanie iba nemaskovaných, min. počtom bitovvzorkovanie
32, 44.1 alebo 48 kHzjeden al. dva kanály
monoduálne mono (napr. anglicky a nemecky)oddelené (disjunktné) stereo (každý kanál kódovaný nezávisle)vzájomné stereo (odstránenie medzikanálovej redundancie)
voľba výstupnej prenosovej rýchlosti96 kbit/s pre stereo CD s rock 'n rollom128 kbit/s pre klavírny koncert
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Kompresia audia – MP3
spracúvajú sa skupiny po 1152 vzoriek
každá skupina ide cez 32 digitálnych filtrov (32 frekv. pásiem)
určenie maskovaných frekvencií (podľa psychoakustického modelu)
ďalšia transformácia 32 frekv. pásiem
nemaskované pásma sa kódujú väčším počtom bitov
využitie ďalších techník – redukcia šumu, antialiasing, medzikanálová redundancia stereo kanálov, ...
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Streaming audio
zvuk cez internet, hudba na požiadanieMIME, napr. audio/mp3media player - RealOne Player, Windows Media Player, Winamp, ...
použ. rozhranie (skins), chyby pri prenose, dekompresia hudby, odstránenie jittera
nie TCP (znovuvysielanie by zaberalo veľa času), ale RTP
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Streaming audio
interleaving (prekladanie)pre nekomprimované audio:
napr. paket s 220 vzorkami stereo hudby (páry 16b čísel) pre 5 ms hudbyvyslanie 10 ms nepárnych vzoriek, potom 10 ms párnychstrata paketu potom nie je 5 ms prerušenie prehrávania, ale stratu každej druhej vzorky pre 10 ms
RFC 3119 – schéma pre komprimované audio
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Streaming audioprehrávanie nie až po stiahnutí celého súborumetafile: rtsp://nejaky-audio-server/song252.mp3buffering vstupu z media servera, prehrávanie z buffra
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Streaming audio
RTSP – Real Time Streaming ProtocolRFC 2326protokol pre diaľkové ovládanie media serveraprúd dát ide cez RTPpríkazy RTSP:
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
VoIP, H.323
H.323ITUnie jeden protokol, ale architektúra Internetovej telefóniekódovanie reči, signalizácia, transport dátH.323 brána (gateway), gatekeeper, zóna
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
H.323
G.711 – kódovanie reči, PCM, 64 kb/spovolené aj iné kompresné algoritmy
napr. G.723.1 – blok 240 vzoriek (30 ms reči), prediktívne kódovanie na 24 al. 20 bitov, prenos. rýchlosť 6.4 al. 5.3 kb/s
H.245riadenie hovoru, dohoda terminálov (´výber kompr. alg., ...)
RTP – prenos dátRTCP – riadenie RTPQ.931 – signalizáciaH.225 – protokol pre dohovor terminálov s gatekeeprom
RAS kanál – Regstration/Admission/Statusumožní terminálom vstup do zóny, výstup zo zóny, pridelenie šírky pásma, stav spojenia, ...
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SIP – Session Initiation Protocol
RFC 3261SIP – jeden modul
relácie (sessions):dvojbodové spojenia (tlf. hovory), konferenčné spojenia, multicast
relácie – audio, video, dáta
SIP – zostavenie, manažment a zrušenie reláciítransport dát – RTP/RTCPSIP – protokol aplikačnej vrstvy, beží nad TCP alebo UDP
URL v SIP:sip:[email protected] URL môže obsahovať Pv4 a IPv6 adresy al. tlf. čísla
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SIP – Session Initiation Protocol
SIP – textovo založený protokol modelovaný podľa HTTP (metódy, parametre, MIME typy, ...)
definované metódy SIP:
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SIPREGISTER
spojenie k používateľovi, ktorý je mimo domuvyužitie proxy a redirection servera
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SIP
aj iné vlastnosticall waitingcall screeningkryptovanieautentifikáciamožnosť volať z PC na telefón (treba vhodnú bránu)
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Kompresia
prečo kompresianapr. video 1024x768, 25 snímkov/s – 472 Mb/s
kódovaniestratovébezstratové
model efektívneho kódovania signálov:
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
JPEGDCT – diskrétna kosínusová transformácia
(b)(a)
(a) blok obrazových dát (b) DCT koeficienty
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
MPEG
Motion Pictures Experts Groupkompresia audia aj videaMPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7MPEG-1
352x240 pre NTSC, 1.2 Mb/s, kompresný pomer 40 (nekomprimované 50.7 Mb/s)prenos cez symetrické páry, uchovanie videa na CD-ROM
MPEG-24-6 Mb/s (pre PAL a NTSC vysielací kanál)DVD, digitálna satelitná televízia
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
MPEG-1Synchronizácia audio and video prúdov
systémové hodiny 90 kHz, výstup pre oba kódery
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
MPEG-1kompresia videa:
odstránenie redundancie - priestorovej a časovej4 typy snímiek (frame):
I (Intracoded)vnútrosnímkové koreláciesnímky kódované variantom štandardu JPEGperiodicky obsiahnuté vo výstupnom prúde (1x al. 2x za sekundu)
P (Predictive)medzisnímkové koreláciekódovanie rozdielov makroblokov aktuálnej a predchádzajúcej snímkyvektor pohybu (motion vector), motion compensation
B (Bidirectional)referenčný makroblok v predchádzajúcej a nasledujúcej snímke
D (DC-coded)iba priemery blokov pre rýchle prevíjanie
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
MPEG-2
I, P, B snímky (D nie)podporuje progressive aj interlaced obrazy
4 rozlíšenianízke: 352 x 240 (spätná kompatibilita s VCR)hlavné: 720 x 480 (pre bežné TV vysielanie)vysoké-1440: 1440 x 1152 (HDTV)vysoké: 1920 x 1080 (HDTV)
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
MPEG-4
MPEG-1 a MPEG-2 boli vyvinuté s ohľadom na CD-ROM a digitálnu televíziuMPEG-4 definuje „objekty v audio-videu alebo multimédiách“algoritmy pre efektívne uloženie, prenos a manipuláciu video dát v prostredí multimédií
VOP - Video Object Plane
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
MPEG-7
sept. 2001, ISO/IEC 15938 formálne označovaný ako „Multimedia Content Description Interface“
MPEG-7 sa sústreďuje na metadáta – indexovanie a organizáciu umožňuje multimediálne vyhľadávanie
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SS7 - riadiaca a používateľská rovina
sieť s prepájaním okruhov prekrytá signalizačnou sieťou s prepájaním paketov
STP - signalizačný prenosový bodSTP
SP - signalizačný bod
SP1
SP2
SP3
SS - spojovací systém
SS1 SS2 SS3
Riadiaca rovina - vytvorenie spojenia a dohľad nad spojením Používateľská rovina - prenos používateľskej informácie po zostavení spojenia
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Protokolováarchitektúra SS7
Aplikačná
Prezentačná
Transportná
Relačná
Sieťová
Linková
Fyzická
MTP3 Sieťová úroveň (signaling network)
MTP2 Linková úroveň (signaling link)
MTP1 n.Úroveň dátovej linky (sig data link)
Vrstvy modelu OSI Úrovne modelu CCS7
MTPNSP
OMAP ASE
TCAP
IS UP
SCCP
OMAP - Operations, maintenance and administration ASE - Application service element TCAP - Transaction capabilities application part
ISUP - ISDN user part SCCP - Signaling connection control part MTP - Message transfer part NSP - Network service part
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SS7
SS7 - 4 úrovne: MTP1MTP2MTP3 (MTP = Message Transfer Part)viacero typov UP (User Part)
MTP1, 2 a 3 poskytuje spoľahlivú službu pre smerovanie správ cez SS7 sieť, ide o službu bez spojovej orientácie, t.j. datagramovú. MTP nepokrýva celú vrstvu 3 modelu OSI, je vhodná pre telefónne aplikáciez dôvodu pokrytia všetkých vlastností 3. vrstvy modelu OSI je v SS7 pridaná úroveň SCCP (Signalling Connection Control Part).
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SS7
ISUP (ISDN User Part)zostavenie, zrušenie a dohľad nad spojeniami v úzkopásmovej ISDNISUP používa MTP pre prenos signalizačných správ týkajúcich sa hovoru a môže využiť SCCP pre end-to-end signalizáciu
B-ISUP (Broadband ISDN User Part)pre širokopásmovú ISDN sieť
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SS7
INAP (Intelligent Network Application Part) architektúra inteligentných sietí IN umožnila zaviesť pokročilé služby do verejnej telefónnej sieteprotokoly definované v INAP sa používajú pre architektúry inteligentných sietí a využívajú služby TCAP
MAP (Mobile Application Part) poskytuje aplikačnú vrstvu uzlom v mobilnej sieti (GSM)hlavné operácie vykonávané v MAP sú manažment mobility, údržba a dohľad, riadenie hovorov, doplnkové služby aj so službou krátkych správ SMS
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
SS7
TCAP (Transaction Capabilities Application Part) pre výmenu informácií, ktorá sa nevzťahujú na zostavenie okruhov
OMAP (Operation and Management Application Part) súvisiaca s procedúrami údržby a dohľadu
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Signalizačný systém DSS1
DSS1 (Digital Subscriber Signalling System No. 1)☺ viď predchádzajúce prednášky
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Signalizačný systém DSS2
DSS1 (Digital Subscriber Signalling System No. 2)signalizácia pre UNI v ATM sieťach (B-ISDN)správy definované podľa Q.2931
Fyzickávrstva
ATM vrstva
SAAL
Q.2931
KIS, M.Oravec, KTL FEI STU
Protokol SIP (Session Initiation Protocol)
☺ viď predchádzajúce prednášky