Инверсное дискретное преобразование N x N должно удовлетворять определенному в стандарте «IEEE Standard Specification for the Implementations» инверсному дискретному косинусному преобразованию 8 х 8.

2.2 Исследование способов представления видеоданных

Представление видеоданных в экономичном цифровом виде рассмотрим на примере стандарта MPEG-2, являющегося сейчас де факто стандартом для всего цифрового спутникового, эфирного и кабельного телевидения. MPEG-2 является семейством алгоритмов, которые обеспечивают разное качество изображения и потому работают на разных скоростях цифровых потоков. Классификация алгоритмов внутри семейства основана на двух "измерениях" - "профилях" (которых 6 видов) и "уровнях" (4 вида) (см таблицу 4). Профили отвечают за качество, а уровни - за разрешение, с которым сжимается изображение. Используются не все возможные сочетания профилей и уровней, а только 13 из них, со скоростями примерно от 20 до 100 Мбит/с и разрешением от 325х288 до 1920х1152 пиксела.

Таблица 4

Сравнение уровней MPEG2

Название уровня	Разрешение	Максимальный битрейт	Качественное соответствие
Low	352*240*30	4 Mbps	CIF, бытовая видео кассета
Main	720*480*30	15 Mbps	CCIR 601, студийное TV
High 1440	1440*1152*30	60 Mbps	4x601, бытовое HDTV
High	1920*1080*30	80 Mbps	Hi-End видеомонтажное оборудование

Структура элементарного потока видеоданных

Поток видеоданных, определяемый спецификацией ISO IEC 13818-2, представляет собой иерархическую структуру, элементы которой строятся и объединяются друг с другом в соответствии с определенными синтаксическими и семантическими правилами. Существует 6 типов элементов этой иерархической структуры:

- видеопоследовательность;

- группа изображений;

- изображение;

- срез;

- макроблок;

- блок;

Видеопоследовательность - элемент потока видеоданных высшего уровня. Она представляет собой серию последовательных кадров телевизионного изображения. MPEG-2 допускает как построчные, так и чересстрочные последовательности. Чересстрочная последовательность - это серия телевизионных полей. В процессе компрессии поля могут кодироваться раздельно. Это дает изображения типа "поле". Два поля, кодируемые как телевизионный кадр, образуют изображение типа "кадр". В одной чересстрочной последовательности могут использоваться и изображения-поля, и изображения-кадры. В последовательностях с построчным разложением каждое изображение представляет собой кадр.

В соответствии с используемыми методами дифференциального кодирования различают три типа изображений: I, P и B.

I (Intra-coded picture) - изображение кодируется с использованием только той информации, которая содержится в нем самом. В нем устраняется только пространственная избыточность;

P (Predictive-coded picture) - изображение, при кодировании которого формируется разность между исходным изображением и предсказанием, полученным на основе предшествующего или последующего изображения типа I;

B (Bidirectionally-predicted-coded picture) - изображение, u1086 при? кодировании которого используется предсказание, сформированное на основе предшествующего и последующего изображений типа I или P.

При кодировании P и B изображений используется межкадровое кодирование. В них устраняется и пространственная, и временная избыточность.



Рис. 9 Видеопоследовательность и группа изображений

Серия изображений, содержащих одно I-изображение, называется группой изображений. Пример видеопоследовательности с различными типами изображений показан на рис. 9 (стрелками показаны направления предсказания в пределах одной группы изображений). Чем больше группа изображений, тем большая степень компрессии может быть достигнута.

Рис. 10 Структуры отсчетов яркости и цветности формата 4:2:0

С информационной точки зрения каждое изображение представляет собой три прямоугольных матрицы отсчетов изображения: яркостную Y и две матрицы цветности Cb и Cb. Стандарт MPEG-2 допускает различные структуры матриц. Соотношение между количеством отсчетов яркости и цветности определяется форматом дискретизации. В случае формата 4:2:0 размеры матриц Cb и Cb в 2 раза меньше, чем Y, и в горизонтальном, и в вертикальном направлениях (рис. 10). Формат 4:2:2 отличается тем, что все три матрицы имеют одинаковые размеры по вертикали, но в горизонтальном направлении матрицы цветности имеют в два раза меньшее количество элементов. В формате 4:4:4 все матрицы одинаковы (рис. 11).

Каждое изображение делится на срезы, которые состоят из макроблоков (рис. 12). Макроблок складывается из блоков размером 8х8 элементов изображения (пикселов). Каждый макроблок содержит группу из 4 блоков с отсчетами яркости (из области изображения с размерами 16х16 пикселов) и группу блоков с отсчетами цветности, взятых из той же области изображения, что и отсчеты блоков яркости (рис. 13).

Рис. 11 Структуры отсчетов яркости и цветности формата 4:2:2 и 4:4:4

Рис. 12 Изображение со срезами и макроблоками

Рис. 13 Структура видеопотока MPEG-2

Число блоков с отсчетами цветности зависит от формата дискретизации: по одному блоку Cb и Cb в формате 4:2:0, по два - в формате 4:2:2, по 4 - в формате 4:4:4 (рис. 14). В изображениях типа "кадр", в которых может использоваться и кадровое, и полевое кодирование, возможны 2 варианта внутренней организации макроблока (рис. 15). В случае кадрового кодирования каждый блок яркости Y образуется из чередующихся строк двух полей (рис. 15а). При полевом кодировании каждый блок Y образован из строк только одного из двух полей (рис. 15б). Блоки цветности образуются по таким же правилам в случае форматов дискретизации 4:2:2 и 4:4:4. Однако при использовании формата 4:2:0 блоки цветности организуются для выполнения дискретного косинусного преобразования в рамках кадровой структуры (рис. 15а).

Рис. 14 Структуры макроблоков

Рис. 15 Структура макроблока Y при кадровом (а) и полевом кодировании (б)

Все структурные элементы потока видеоданных, полученного в результате внутрикадрового и межкадрового кодирования (кроме макроблока и блока), дополняются специальными и уникальными стартовыми кодами. Каждый элемент содержит заголовок, за которым следуют данные элементов более низкого уровня. В заголовке видеопоследовательности (как элемента высшего уровня) приводится разнообразная дополнительная информация, например, размеры и соотношение сторон изображения, частота кадров, скорость потока данных, матрица квантования, формат дискретизации цветности изображения, координаты основных цветов и белого цвета, параметры матрицы для формирования яркостного и цветоразностных сигналов, параметры передаточной характеристики (гамма).

Кодирование

Структурная схема кодера MPEG2 приведена на рис. 16.



Рис. 16 Блок схема видеокодера MPEG2

Кодирование исходного I-фрейма осуществляется с помощью дискретного косинусного преобразования, преобразующее пространственное распределение яркости и цвета в частотное распределение. В MPEG-2 для компрессии используются два принципа:

- подавление несущественных для визуального восприятия мелких деталей пространственного распределения отдельных кадров;

- устранение временной избыточности в последовательности кадров.

Для этого используется экспериментально установленная малая чувствительность человеческого восприятия к искажениям мелких деталей изображения. Глаз быстрее замечает неоднородность равномерного фона, чем искривление тонкой границы или изменение яркости и цвета малого участка. Поскольку передачу плавных изменений фона обеспечивают низкочастотные (центральные) значения частотного распределения, а за мелкие детали пространственного распределения отвечают высокочастотные коэффициенты, то это позволяет использовать следующий алгоритм сжатия: кадр разбивается на блоки размером 16х16 (размеру 720х576 соответствует 45х36 блоков), каждый из которых ДКП переводится в частотную область. Затем соответствующие частотные коэффициенты подвергаются квантованию (округлению значений с задаваемым интервалом). Если само по себе ДКП не приводит к потере данных, то квантование коэффициентов, очевидно, вызывает огрубление изображения. Операция квантования выполняется с переменным интервалом - наиболее точно передается низкочастотная информация, в то время как многие высокочастотные коэффициенты принимают нулевые значения. Это обеспечивает значительное сжатие потока данных, но приводит к снижению эффективного разрешения и возможному появлению незначительных ложных деталей (в частности, на границе блоков).

Очевидно, что чем более грубое квантование используется, тем больше степень сжатия, но и тем ниже качество результирующего сигнала.

Для I-фреймов стандарт MPEG-2 определяет следующую матрицу квантования по умолчанию (для яркости и для цветности):

8 16 19 22 26 27 29 34

16 16 22 24 27 29 34 37

19 22 26 27 29 34 34 38

22 22 26 27 29 34 37 40

22 26 27 29 32 35 40 48

26 27 29 32 35 40 48 58

26 27 29 34 38 46 56 69

27 29 35 38 46 56 69 83

Для P- и B-фреймов:

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

16 16 16 16 16 16 16 16

Также могут определенным в стандарте образом задаваться другие пользовательские матрицы квантования, обеспечивающие необходимый уровень потерь качества. Далее двумерный массив квантованных коэффициентов ДКП преобразуется в одномерный путем зиг-заг сканирования (см. рис.17).

Рис. 17 ДКП и инверсное ДКП. Зиг-заг сканирование

Само по себе ДКП, как впрочем и квантование коэффициентов ДКП не обеспечивает компрессии (преобразование обратимое), а наоборот увеличивает размер исходной матрицы из-за увеличенной размерности коэффициентов ДКП (12 бит против 9 бит на значение). Но, поскольку в результате квантования высокочастотные коэффициенты обращаются в 0 (вследствие выбранных коэффициентов квантования, см. рис. 18), то в результате зиг-заг преобразования двухмерного массива в одномерный будет получена последовательность с большим количеством нулей.

Последним шагом, на котором происходит собственно компрессия видеопотока данных, является кодирование одномерного массива кодом переменной длины (метод Хаффмана) [9,13]. Каждый код переменной длины обозначает ряд нулей, с последующим не нулевым коэффициентом соответствующего уровня. Код переменной длины предполагает, что короткие ряды нулей встречаются чаще длинных и маленькие коэффициенты встречаются чаще больших. Соответственно выделяется различные кодовые слова в соответствии с вероятностью появления того или иного значения. Для того, чтобы декодер смог распознать необходимое значение, в коде переменной длины используется свойство, что ни одно полное кодовое слово не является префиксом какого либо другого.

Для иллюстрации процесса кодирования кодом переменной длины, возьмем следующую последовательность, которая могла бы быть получено после ДКП и квантования коэффициентов ДКП:

12, 6, 6, 0, 4, 3, 0, 0, 0...0

Первым шагом является группировка значений в ряды нулей (ни одного или несколько штук) с последующим ненулевым коэффициентом. Последний заключительный ряд нулей заменяется специальным маркером конца блока EOB. Таким образом получим:

(12), (6), (6), (0, 4), (3) EOB

Рис. 18 «Типовое» распределение коэффициентов ДКП в матрице

Далее на основе полученных значений генерируется код переменной длины соответствующий каждой группе (ряд нулей и ненулевой коэффициент) с последующим EOB маркером. В таблице 5 приведена выдержка из описанной в стандарте нулевой таблицы коэффициентов ДКП (DCT coefficients Table zero) [17]:

Таблица 5

Выдержка из нулевой таблицы коэффициентов ДКП

Length of run of zeros	Value of non-zero coefficient	Variable-length codeword
0	12	0000 0000 1101 00
0	6	0010 0001 0
1	4	0000 0011 000
0	3	0010 10
EOB		10

Таким образом в рассматриваемом примере будет получена следующая последовательность:

0000 0000 1101 00, 0010 0001 0, 0010 0001 0, 0000 0011 000, 0010 10, 10

Временная MPEG-компрессия использует высокую избыточность информации в изображениях, разделенных малым интервалом. Действительно, между смежными изображениями обычно меняется только малая часть сцены - например, происходит плавное смещение небольшого объекта на фоне фиксированного заднего плана. В этом случае полную информацию о сцене нужно сохранять только выборочно - для опорныхизображений. Для остальных достаточно передавать только разностную информацию: о положении объекта, направлении и величине его смещения, о новых элементах фона (открывающихся за объектом по мере его движения). Причем эти разности можно формировать не только по сравнению с предыдущими изображениями, но и с последующими (поскольку именно в них по мере движения объекта открывается часть фона, ранее скрытая за объектом). Отметим, что математически наиболее сложным элементом является поиск смещающихся, но мало изменяющихся по структуре блоков (16х16) и определение соответствующих векторов их смещения. Однако это элемент наиболее существенен, так как позволяет существенно уменьшить объем требуемой информации. Именно эффективностью выполнения этого "интеллектуального" элемента в реальном времени и отличаютсяразличные MPEG-кодеры. Стандарт MPEG-2 определяет только формат представления векторов смещения (векторов движения) для возможности декодирования изображения, но никоим образом не определяет сам алгоритм нахождения этих векторов. Таким образом объектом исследования может стать нахождение оптимального алгоритма вычисления векторов смещения (однонаправленных и двунаправленных) для использования в системах кодирования реального масштаба времени.

Декодирование

Структурная схема декодера MPEG-2 приведена на рис. 19.

Из блок схемы можно увидеть, что процесс декодирования является инверсным по отношению к кодированию. Последовательность действий при работе декодера следующая:

а) декодирование кода переменной длины;

б) инверсное сканирование (преобразование одномерного массива в двумерный);

в) инверсное квантование;

г) инверсное ДКП;

д) компенсация движения.



Рис. 19 Блок схема видеодекодера MPEG-2

Используются все те же методы, какие были использованы при кодировании, но в обратном порядке. С точки зрения симметричности (отношение времени компрессии ко времени декомпрессии), MPEG-2 обладает практически единичной симметричностью, что заметно увеличивает его вес для кодирования/декодирования в реальном масштабе времени.

2.3 Исследование способов представления аудиоданных

Наиболее распростран?нный на данный момент формата аудиоданных - MPEG1 Layer III (чаще называемый просто MP3) (ISO 11172-3, Уровень II), Именно этот стандарт, называемый кратко ISO/MPEG (Уровень II/II A) и его расширение MUSICAM (Уровень II), разработанное специалистами Corporate Computer Systems, Inc. (США) используется сейчас для звукового сопровождения телевизионных программ MPEG-2. Кроме этого, алгоритм ISO/MPEG (Уровень II/II A) реализован в аппаратуре для цифрового спутникового радиовещания.

Общая структура процесса кодирования MPEG1 Layer I, Layer II и Layer III одинакова для всех уровней. Для каждого уровня определен свой формат записи бит-потока и свой алгоритм декодирования. Алгоритмы MPEG основаны в целом на изученных свойствах восприятия звуковых сигналов слуховым аппаратом человека (то есть кодирование производится с использованием так называемой "психоакустической модели"). То есть, человеческий слух не идеален и восприимчивость слуха на разных частотах, в разных композициях - разная. Этим и пользуются при построении "психоакустической модели", которая учитывает, какие звуки, частоты, можно вырезать не нанося ущерба слушателю композиции.

Стандарт MPEG-2 был специально разработан для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения. Особый интерес представляет продолжение стандарта, разработанное в апреле 1997 в виде алгоритма MPEG-2 AAC (MPEG-2 Advanced Audio Coding - продвинутое аудио кодирование). Стандарт MPEG-2 AAC стал результатом кооперации усилий института Fraunhofer, компаний Sony, NEC и Dolby. MPEG-2 AAC является технологическим приемником MPEG-1.

Формат MPEG-2 AAC изначально позиционировался разработчиками как преемник MPEG1 Layer3, так как обладал по сравнению с последним рядом несомненных достоинств.

Как и в MPEG1 Layer3 в основе алгоритма AAC лежит психоакустическая модель кодирования, то есть при сжатии какая-то часть звукового спектра удаляется. При этом алгоритм AAC содержит большое количество усовершенствований, направленных именно на улучшение качества выходного аудиосигнала. Кроме того, в MPEG-2 AAC используются другие алгоритмы преобразований, улучшенные обработчики шумов и новый банк фильтров.

Из специальных возможностей можно назвать, так называемые "водяные знаки" (watermarks) - информацию об авторских правах, которую AAC позволяет хранить в теле аудиокомпозиции, причем удалить эту информацию не разрушив целостность аудиоданных невозможно. При всем при этом MPEG-2 AAC обладает высочайшим качеством звучания и очень хорошей степенью компрессии аудиокомпозиций. Так, например, аудиокомпозиция в формате AAC с bitrate 96 kbs обеспечивает качество звучания, аналогичное потоку MPEG-1 Layer III bitrate128 kbs. При сравнении же файлов AAC с bitrate 128 kbs, качество звучания ощутимо превосходит MPEG-1 Layer III с такой же степенью сжатия.

На данный момент существуют четыре разновидности формата AAC: Homeboy AAC, AT&T a2b AAC, Liquifier PRO AAC (LQT), Astrid/Quartex AAC [12]. Все эти модификации несовместимы между собой, имеют собственные кодеры/ декодеры и неодинаковы по качеству.

Кодек MP3 Pro анонсирован в июле 2001 года компанией Coding Technologies вместе с Tomson Mulimedia и институтом Fraunhofer [30]. Формат MP3Pro является продолжением, или, точнее, развитием старого MPEG1 Layer3. MP3Pro является совместимым с MPEG1 Layer3 назад (полностью) и вперед (частично). То есть файлы, закодированные с помощью MP3Pro, можно воспроизводить в обычных проигрывателях, однако качество звучания при этом заметно хуже, чем при воспроизведении в специальном проигрывателе. Это связано с тем, что файлы MP3Pro имеют два потока аудио, в то время как обычные проигрыватели распознают в них только один поток, то есть обычный MPEG-1 Layer 3. В MP3Pro использована новая технология - SBR (Spectral Band Replication). Эта технология предназначена для передачи верхнего частотного диапазона. Идея технологии и предпосылки таковы. Дело в том, что технологии использования психоакустических моделей имеют один общий недостаток: все они работают качественно до битрейта 128 Kbps. На более низких битрейтах начинаются различные проблемы: либо для передачи аудио необходимо обрезать частотный диапазон, либо кодирование приводит к появлению различных артефактов. Этот ключевой момент показывает, что использования психоакустической модели не достаточно при работе с битрейтами ниже 128 Kbps. Новая технология SBR дополняет использование психоакустических моделей. Работает это так: в файле передается (кодируется) чуть более узкий диапазон частот чем обычно (то есть с обрезанными "верхами"), а верхние частоты воссоздаются (восстанавливаются) уже самим декодером на основе информации о более низких частотных составляющих. Таким образом, технология SBR применяется фактически не столько на стадии сжатия, сколько на стадии декодирования. "Загадочный" второй "параллельный" поток данных, о котором говорилось выше, как раз и есть та минимальная необходимая информация, которая используется при воспроизведении для восстановления верхних частот. Эта информация - есть усредненная мощность сигнала в верхнем (обрезанном) диапазоне частот.

Таким образом, использование информационного сжатия позволяет передать звук с высоким качеством, используя очень узкую полосу частот. Это, в свою очередь, делает возможной двойную экономию - меньше стоимость аренды спутникового канала, меньше диаметры передающей и приемной антенн. С точки зрения применения сжатого аудиосопровождения для ТВ программ, транслируемых в рамках высокоскоростной сети позволяет производить экономию пропускной способности каналов связи.

Все алгоритмы представления звуковых данных в цифровом виде базируются на теореме Котельникова, которая говорит о том, что чтобы восстановить без искажений аналоговый сигнал после его преобразования в цифровой, необходимо, чтобы частота выборки (дискретизации) была хотя бы вдвое выше верхней граничной частоты исходного сигнала. Для записи звука на компакт-диски используется частота выборки 44,1 кГц - это позволяет получить частотный диапазон до 20 кГц. Другим фактором, влияющим на качество воспроизводимого звука - количество двоичных разрядов квантования. Во-первых, им определяется передаваемый динамический диапазон звука. Во вторых, после цифроаналогового преобразования уровень воспроизводимого сигнала может принимать некоторое множество фиксированных значений. Исходный же аналоговый сигнал изменяется непрерывно. В результате восстановленный сигнал неизбежно отличается по форме от исходного, и отличие это тем больше, чем меньше разрядов использовалось для квантования сигнала. Искажение формы сигнала при воспроизведении эквивалентно добавлению некоего шума - шума квантования. Чтобы достичь полной неразличимости шумов квантования, в технике компакт-дисков используется 16-ти разрядное квантование, при этом уровень воспроизводимого сигнала может принимать одно из 65536 значений.

Таким образом, для передачи по каналу связи двух каналов звука с качеством CD без применения сжатия требуется передать 44,1 кГц * 16 бит* 2 канала = 1411 Кбит в секунду. Следовательно на передачу такого аудиосигнала будет требоваться около 200Кбайт/с (а в условиях плохого качества сигнала при гарантии доставки и того больше) пропускной способности канала передачи данных, что является неприемлемым в случае, если стоит задача передача большого числа каналов в разделяемом канале передачи данных. В случае же предварительного сжатия с использованием алгоритма MUSICAM, достаточно скорости 200 Кбит/сек и меньше, при согласии с некоторым снижением качества.

Формат аудиоданных

На рис. 20 приведена структура кадра ISO/MPEG (уровень II/IIA). Заголовок кадра содержит специальные данные, необходимые декодеру для корректного восстановления сигнала - масштабные коэффициенты, информация о распределении битов, признак режима обработки стереофонического сигнала (независимые или совмещенные каналы) и другие служебные данные. Поле данных звука содержит выборки звукового сигнала. Поле дополнительных данных может содержать данные, которые формируются вне кодера и передаются в едином цифровом потоке - команды системы сетевого администрирования, команды управления абонентскими приемниками и периферийной аппаратурой радиостанций-ретрансляторов, а также любые данные пользователя с низкой скоростью. Если сжимается стереофонический сигнал и скорость цифрового потока на выходе кодера 256 Кбит/с, то длина одного кадра составляет 6.144 бит, из них примерно 300 бит приходится на заголовок, остальные - на данные звука и дополнительные данные.

Рис. 20 Формат кадра аудиоданных ISO/MPEG

Кодирование

Функциональная схема кодера звука ISO/MPEG представлена на рис. 21. Цикл кодера (1 кадр) составляет 24 мс. Звуковой сигнал, поданный на вход кодера, поступает на гребенку фильтров, где разделяется на 32 частотных полосы. Аналого- цифровое преобразование (дискретное косинусное преобразование) выполняется кодером отдельно в каждой полосе. Частота выборки составляет 48 кГц.

Для каждого кадра процессор кодера рассчитывает спектр входного сигнала и границу маскирования, которая служит психоакустической моделью человеческого уха. Далее психоакустическая модель дважды используется для минимизации объема данных. Первый раз: если в одной или нескольких частотных полосах ни одна выборка не превышает минимального значения границы маскирования в этой полосе - вся информация, связанная с этой полосой (полосами), исключается из передаваемого сигнала. Второй раз: для квантования сигнала в тех полосах, где его уровень выше границы маскирования, количество разрядов динамически изменяется таким образом, чтобы шумы квантования при этом оставались ниже границы маскирования.

Рис. 21 Функциональная схема кодера ISO/MPEG (уровень II/IIa)

Из вышеизложенного видно, что для аналого-цифрового преобразования в каждой полосе от кадра к кадру используется разное количество битов. Для восстановления декодером истинной величины сигнала в кодере формируются масштабные коэффициенты. Коэффициенты вычисляются так: в каждой полосе определяется выборка с максимальным значением, затем это значение подвергается 16-разрядному квантованию. Динамический диапазон масштабных коэффициентов ? 120 дБ. Этого достаточно для кодирования сигнала с таким же динамическим диапазоном.

Если в результате ошибки искажается один из битов заголовка, весь кадр может быть воспринят декодером неверно, и 24 мс сигнала будут искажены. Если искажается один из битов поля данных, это приводит к искажению всего одной выборки. Заметность такого искажения зависит от того, приходился ли этот бит на старший (более значимый) или на младший (менее значимый) разряд выборки. В любом случае искажение будет занимать очень короткий отрезок времени и вряд ли будет воспринято слушателем. Исходя из этого, заголовок кадра защищается от ошибок помехозащитным кодом, а остальная часть кадра остается незащищенной. При обнаружении неисправимой ошибки в заголовке декодер вместо скомпрометированного кадра повторяет предыдущий. Если ошибки обнаруживаются в заголовках второго и последующих кадров, декодер отключает звук на своих выходах.

Описанная здесь стратегия защиты данных от ошибок обеспечивает полное отсутствие ощутимых искажений при коэффициенте ошибок на входе декодера 10-5. При увеличении коэффициента ошибок искажения увеличиваются незначительно, если же количество ошибок становится слишком большим, декодер просто отключает звук.

Алгоритм ISO/MPEG (уровень II/IIA) предполагает сжатие и передачу одного монофонического канала (режим работы кодера mono), стереофонического звука с раздельными каналами или двух разных монофонических каналов одновременно (stereo или dual mono), или стереофонического звука со совмещенными каналами (режим joint-stereo).

С точки зрения кодирования, режимы stereo и dual mono абсолютно идентичны. Каналы от начала и до конца обрабатываются кодером раздельно. Ровно половина битов каждого кадра отводится для данных "левого" канала, вторая половина - для "правого" канала.

Правый канал всегда остается правым, левый - левым, смешивания и наложения сигналов двух каналов не происходит.

В режиме joint stereo кодер динамически перераспределяет биты в кадре между левым и правым каналами, в зависимости от того, какой канал требует в данный момент большего количества битов для кодирования. В результате в режиме joint stereo удается передать более широкий диапазон частот и больший динамический диапазон, чем в режиме stereo (при одинаковой скорости цифрового потока на выходе кодера). Кроме того, в режиме joint stereo некоторые процессы обработки левый и правый каналы проходят совместно. При этом сигналы разных каналов частично смешиваются. Однако при прослушивании "настоящего" стерео в реальной аудитории тоже происходит пространственное смешение двух каналов.

Результаты тестирования показывают, что значительная часть слушателей даже предпочитает режим joint stereo режиму stereo, особенно при больших степенях сжатия.

Стандарт ISO/MPEG не содержит четких инструкций по реализации алгоритма сжатия. По сути своей он определяет не сам алгоритм, а набор инструментов и правил, используемых для сжатия данных. Основное назначение стандарта - обеспечить совместимость оборудования, использующего базовый стандарт и все его последующие модификации, по принципу "вниз". Например, оборудование, поддерживающее расширение этого стандарта MUSICAM, будет работать с оборудованием, изготовленным для работы в стандарте ISO/MPEG (уровень II/IIA), при этом вероятно, что оборудование стандарта ISO/MPEG (уровень II/IIA) не сможет реализовать все возможности расширения.

Главной находкой разработчиков стандарта является то, что часть инструкций по обработке сжатого сигнала содержится в самом сигнале. Это позволяет совершенствовать алгоритм сжатия, изменяя аппаратно только кодер. Любой декодер стандарта ISO/MPEG автоматически является совместимым не только с любым из существующих кодеров, но и с кодерами, которые будут когда-либо созданы. Собственно, апгрейд программного обеспечения приемника тоже не представляет проблемы - данные нового ПО могут быть переданы одновременно с сигналом ISO/MPEG. Не в последнюю очередь именно этими качествами объясняется то, что оборудование, использующее стандарт ISO/MPEG (уровень II/IIA), так широко применяется и постоянно совершенствуется.

Для стандарта MPEG2 был разработана обновленная структура расширенного аудио кодека (MPEG Advanced Audio Coding, MPEG AAC), представленная на рис.22.

Рис. 22 Функциональная схема кодека MPEG AAC

Отличия заключается в применении фильтров высокого разрешения, технологий предсказания и был основан на последних достижениях и разработках технологии.

Дополнительно MPEG AAC может включать предобработку сигнала, а также временное подавление шумов. Банк фильтров представляет собой 1024 точечное дискретное косинусное преобразование.

Стандарт MPEG4 разделяет весь диапазон звукового сопровождения на ряд групп: звук естественного происхождения, синтезированный звук и речь.

Таким образом в MPEG-4 заложены большие возможности по кодированию как видео-, так и звуковых данных, однако программно-аппаратные затраты на вычленение из оцифрованного мультимедиа потока данных отдельных звуковых компонент является совершенно неоправданным занятием, поскольку хоть и дает большой относительный выигрыш по сжатию, но в абсолютном выражении является достаточно малым, поскольку звуковая доля в мультимедийном контенте составляет достаточно малую часть.

Декодирование

Структурная схема декодера приведена на рис 23.

Рис. 23 Схема декодера звука

Процесс декодирования является прямым: последовательности частотных полос восстанавливаются на основе 12-ти образцов частотных полос, принимая во внимания степень сжатия и распределение битов. Если декодированная полоса частот не имеет соответствующих данных, они дополняются нулями. Таким образом каждый раз рассчитываются все 32 полосы частот, после чего используя банк фильтров синтеза получается 32 16-ти битных звуковых данных.



Выводы по главе II

Алгоритмы сжатия делятся на следующие типы: потоковые и статические алгоритмы, алгоритмы сжатия с потерями и без потерь данных. В категории алгоритмов сжатия с потерями выделено сжатие без заметных потерь с точки зрения восприятия человека, сжатие с естественной потерей качества и сжатие с неестественной потерей качества.

В процессе исследования способов представления мультимедийного контента в цифровом виде было выявлено, что в основе множества алгоритмов компрессии и видео- и аудиоданных лежит дискретное косинусное преобразование.

Исследование структуры элементарного потока видеоданных на примере стандарта MPEG-2 показало, что поток видеоданных представляет собой иерархическую структуру, элементы которой строятся и объединяются друг с другом в соответствии с определенными синтаксическими и семантическими правилами (видеопоследовательность, группа изображений, изображение, срез, макроблок, блок). Анализ процессов кодирования и декодирования видеоизображения показал, что в основе сжатия видеопотока лежат два основных принципа: подавление несущественных для визуального восприятия мелких деталей пространственного распределения отдельных кадров и устранение временной избыточности в последовательности кадров.

Использование информационного сжатия позволяет передать звук с высоким качеством, используя очень узкую полосу частот. Все алгоритмы представления звуковых данных в цифровом виде базируются на теореме Котельникова, которая говорит о том, что чтобы восстановить без искажений аналоговый сигнал после его преобразования в цифровой, необходимо, чтобы частота выборки (дискретизации) была хотя бы вдвое выше верхней граничной частоты исходного сигнала.



3. Реализация аппаратно-программного комплекса потокового мультимедийного вещания

В данной главе описана методика выбора программного обеспечения для разрабатываемой системы, описана методика анализа работы и исходного кода выбранного программного обеспечения для кодирования и вещания мультимедийных потоков на основе открытого программного кода, описаны разработанные методы и приемы оптимизации работы и обеспечения стабильности системы, а также структура разрабатываемой системы. Описывается программная реализация разработанных методов и приемов, описывается методология разработки аппаратно-программного комплекса мультимедийного вещания. Проводится анализ полученных результатов. Подводятся итоги исследований.

Для проведения анализа работы выбранной схемы собран опытный образец системы мультимедийного вещания с использованием программного обеспечения на основе открытого исходного кода.

В ходе испытаний опытного образца выявлены недостатки в работе программного обеспечения. В связи с этим проведены исследование работы и анализ исходного кода программного обеспечения, в ходе которых найдены программные неточности и недоработки, влияющие на производительность и стабильность системы.

По результатам анализа разработаны соответствующие методы и приемы улучшения работы системы, внесены изменения в программное обеспечение и разработано дополнительное программное обеспечение для разрабатываемой системы.



3.1 Разработка методики выбора программного обеспечения

Исходя из требований, предъявленных к разрабатываемой системе в главе 1, характеристик и возможностей программного обеспечения сторонних производителей для решений мультимедийной системы вещания, на рассмотрение было выбрано несколько программных продуктов для реализации системы потокового мультимедийного вещания. В их числе решения VideoLAN, FFmpeg, LinuxTV, dvbtools, Wowza Media Systems и Adobe Media Systems.

Для адекватного выбора оптимального программного обеспечения необходимо проанализировать несколько аспектов. Во-первых, необходимо выбрать программное обеспечение для выделения спутниковых каналов и их кодирования. Во-вторых, нужно выбрать программное решение для сервера вещания. В-третьих, исходя из возможностей сервера вещания, необходимо принять решение выбора программного обеспечения для транскодирования мультимедийных потоков, если это необходимо.

Выбор программного обеспечения для выделения спутниковых каналов, их кодирования и ретрансляции в локальную сеть.

Исходя из возможностей выбранного на рассмотрение программного обеспечения, для выделения спутниковых каналов подходят программные решения, предлагаемые проектами VideoLAN (VLC), LinuxTV(dvb-apps) и dvbtools (dvbtune/dvbstream). Так как данная возможность в рассматриваемых решениях работает только при условии развертывания их в операционной системе Linux, то для сервера, работающего со спутниковой DVB-S картой, был выбран дистрибутив операционной системы Linux “Ubuntu” с версией ядра 3.2.

Для выбора определенного решения были проведены тесты на совместимость программного обеспечения со спутниковой картой.

Затем были проведены тесты на производительность, потребления системных ресурсов, качество вещания и стабильность системы.

Параметры тестирования:

Процессор: Intel(R) Pentium(R) CPU B940 @ 2.00GHz 2.00GHz

Операционная система: Ubuntu 12.04

Версия ядра: 3.2

Спутниковая карта: TeVii DVB-S2 S464 PCI

Спутник: Eutelsat Hot Bird 13.0°E

Частота транспондера: 10719 МГц

Поляризация: V (Вертикальная)

Символьная скорость: 27500 кбод

Канал: 4 Fun TV.

Тестирование на совместимость.

Совместимость со спутниковой картой прошли два продукта - это dvb-apps проекта LinuxTV и dvbtools. VLC (VideoLAN) не прошел тест на совместимость, так как в ходе тестирования невозможно было выделить спутниковый канал. Результаты тестирования на совместимость с системой и спутниковой картой показаны в таблице 6.

Таблица 6

Результаты тестирования программных продуктов на совместимость

Программный продукт	VLC(VideoLAN)	dvb-apps (LinuxTV)	dvbtools
Инсталляция	Успешно	Успешно	Успешно
Определение спутниковой карты	Успешно	Успешно	Успешно
Сканирование каналов	Не требуется	Успешно	Успешно
Выделение канала	Тест не пройден	Успешно	Успешно
Трансляция потока	Тест не пройден	Успешно	Успешно

Таким образом, для дальнейшего рассмотрения выбраны два программных продукта: dvb-apps и dvbtools.

Данные продукты были протестированы на анализ производительности, потребления системных ресурсов, качество вещания и стабильность системы.

Тестирование качества вещания.

В результате тестирования качества вещания оба продукта показали примерно одинаковые результаты, удовлетворяющие требованиям системы.

Тестирование на производительность и потребление системных ресурсов.

Для тестирования на производительность и потребление системных ресурсов были сделаны замеры потребляемой оперативной памяти (Таблицы 7 и 8 и Рис. 24 и 25).

Таблица 7

Потребление оперативной памяти продуктом dvb-apps

Время работы приложения	Размер потребляемой памяти (кбайт)
00:00:08	75268
00:00:30	75284
00:01:21	75466
00:02:30	75462
00:05:16	75502
00:08:14	75656
00:18:45	75896
00:35:47	76326
01:06:21	77364
02:07:07	79520
04:15:33	83603

Рис. 24 График потребления оперативной памяти продуктом dvb-apps

Таблица 8

Потребление оперативной памяти продуктом dvbtools

Время работы приложения	Размер занимаемой памяти (кбайт)
00:00:12	64125
00:00:37	64162
00:01:04	64248
00:02:54	64295
00:08:01	64466
00:12:33	64848
00:24:07	65439
00:31:01	66592
01:00:14	69043
02:00:08	73705
04:45:07	83242

Рис. 25 График потребления оперативной памяти продуктом dvbtools

Судя по результатам тестирования на производительность и потребление системных ресурсов, оба продукта удовлетворяют требованиям системы. Однако продукт dvb-apps проекта LinuxTV показал более лучшие результаты по сравнению с продуктом dvbtools.

Тестирование на стабильность системы.

Для тестирования на стабильность работы было измерено среднее время работы систем до первого сбоя (таблицы 9 и 10).



Таблица 9

Результаты тестирования на стабильность dvb-apps

Время запуска	Время остановки	Время работы
06.10.2012 10:26:11	08.10.2012 05:13:05	42:46:54
08.10.2012 10:30:58	10.10.2012 01:57:19	39:26:21
10.10.2012 10:42:32	12.10.2012 00:02:44	37:20:12
12.10.2012 09:20:19	13.10.2012 22:28:14	37:07:55
14.10.2012 09:04:52	15.10.2012 14:54:01	29:49:09
15.10.2012 15:15:01	17.10.2012 07:29:45	40:14:44
17.10.2012 09:36:15	18.10.2012 22:54:59	37:18:44
19.10.2012 09:45:45	21.10.2012 03:53:34	42:07:49
21.10.2012 10:53:53	22.10.2012 18:02:55	31:09:02
22.10.2012 18:19:55	24.10.2012 10:39:38	40:19:43
25.10.2012 09:43:15	27.10.2012 00:08:15	38:25:00
27.10.2012 09:12:27	28.10.2012 13:45:08	28:32:41
28.10.2012 13:55:08	29.10.2012 16:33:50	26:38:42
Среднее время работы	36:15:09

Таблица 10

Результаты тестирования на стабильность dvbtools

Время запуска	Время остановки	Время работы
01.11.2012 10:26:11	01.11.2012 12:05:38	01:39:27
01.11.2012 12:32:38	01.11.2012 16:39:35	04:06:57
01.11.2012 17:03:35	01.11.2012 20:04:33	03:00:58
01.11.2012 20:47:33	02.11.2012 01:28:50	04:41:17
02.11.2012 09:21:17	02.11.2012 14:04:13	04:42:56
02.11.2012 14:10:13	02.11.2012 16:51:45	02:41:32
02.11.2012 17:42:45	02.11.2012 22:38:05	04:55:20
03.11.2012 09:06:59	03.11.2012 11:53:01	02:46:02
03.11.2012 12:47:01	03.11.2012 16:16:08	03:29:07
03.11.2012 17:11:08	03.11.2012 19:45:03	02:33:55
03.11.2012 19:57:03	04.11.2012 00:51:57	04:54:54
04.11.2012 09:43:45	04.11.2012 13:22:58	03:39:13
04.11.2012 13:35:58	04.11.2012 15:17:55	01:41:57
Среднее время работы	03:27:12

В результате тестирования на стабильность системы были выявлены недостатки в обоих продуктах, связанные с непредвиденным завершением работы в результате «утечки памяти» и кратковременных задержек в работе DVB-S карты. Однако продукт dvb-apps проекта LinuxTV показал лучшие результаты по сравнению с продуктом dvbtools исходя из расчета количества сбоев на единицу времени и способности программного обеспечения самостоятельно возобновлять работу после кратковременных некритических сбоев в работе.

По итогам тестирования построена таблица итоговой оценки критериев программного обеспечения. Одновременно с этим была дана оценка важности критериев для оптимального выбора программного обеспечения. Максимальная оценка 4, минимальная -1 (Таблица 11).

Таблица 11

Оценка программного обеспечения для выделения спутниковых каналов

Решение Критерий	dvbtools	dvb-apps	Коэффициент важности критерия
Качество вещания	4	4	4
Производительность	4	4	2
Потребление системных ресурсов	3	4	1
Стабильность	1	3	3
Общая оценка	30	37

Таким образом, для выделения спутниковых каналов и трансляции их на сервер потокового вещания наиболее оптимальным является вариант решения, предлагаемый проектом LinuxTV, - dvb-apps.

Выбор программного обеспечения для сервера потокового мультимедийного вещания

Для выбора программного обеспечения сервера потокового мультимедийного вещания били расммотрены программные решения серверов вещания Adobe Flash Media Server и Wowza Media Server. Исходя из характеристик рассматриваемых продуктов были даны сравнительные оценки характеристик рассматриваемых систем (Таблица 12).

Анализ поддерживаемых протоколов.

Обе системы поддерживают семейство протоколов реального времени RTMP (Real-time Messaging Protocols), удобные приема потоков и вещания в сеть. Кроме того данные продукты поддерживают протоколы вещания HTTP Streaming для iPhone/iPad.

Продукт Wowza поддерживает дополнительно протоколы вещания Silverlight (Smooth Streaming), QucikTime/3GPP (RTSP/RTP) и IPTV (MPEG-TS).

Таким образом решение Wowza в данном случае выигрывает по сравнению с решением Adobe.

Анализ поддерживаемых платформ.

Исходя из того факта, что в плане быстродействия и финансовых затрат эффективнее было бы использовать операционную систему Linux, делаем вывод, что Wowza Media Server в данном случае более приемлем, по сравнению с Adobe Flash Media Server, так как Wowza может быть развернут на любой операционной системе. Flash Media Server же может быть развернут только на операционных системах семейства Windows NT и на дистрибутиве Linux Red Hat.

Объясняется этот факт тем, что Wowza Media Server написан на языке Java и работает под управлением виртуальной Java машины. То есть он платформонезависимый. Adobe Flash Media Server написан на языке Action Script, который поддерживается далеко не всеми платформами.

Анализ форматы вещания и записи мультимедийного контента.

В плане форматов вещания и записи мультимедийного контента оба продукта несильно отличаются друг от друга. Они поддерживают все необходимые для вещания и записи форматы.

Анализ возможностей перекодирования «на лету».

В данном плане Wowza Media Server значительно опережает Flash Media Server, поддерживая перекодирование на лету множества форматов, в отличие от Adobe Flash Media Server, который поддерживает только формат RTMP (Flash & H.264/AAC), что значительно будет влиять на гибкость разрабатываемой системы.

Таблица 12

Оценка программного обеспечения для организации сервера потокового вещания

Продукт Возможности	Adobe Flash Media Server 4.5	Wowza Media Server 3	Коэффициент важности критерия
Поддерживаемые протоколы	4	5	5
Цена	3	4	1
Поддерживаемые платформы	3	5	2
Форматы вещания и записи мультимедийного контента	5	5	4
Возможность перекодирования «на лету»	3	5	3
Итоговая оценка	58	74

Таким образом, для организации сервера потокового мультимедийного вещания наиболее оптимальным является вариант решения, предлагаемый Wowza Media Systems, - Wowza Media Server.

В связи с тем, что сервер Wowza не предоставляет возможность перекодирования формата MPEG-2 в формат MPEG-4, необходимо выбрать программное обеспечение для транскодирования цифровых потоков, поступающих в формате MPEG-2 c сервера, работающего с DVB-картой, в формат MPEG-4 AVC (H.264) и дальнейшей его трансляции на сервер вещания Wowza Media Server.

Выбор программного обеспечения для транскодирования потоков

Для выбора программного обеспечения для транскодирования цифровых потоков из формата MPEG-2 в формат MPEG-4 AVC были рассмотрены программные решения, разрабатываемые проектами VideoLAN (VLC) и FFmpeg.

Оба проекта предоставляют библиотеки кодирования, декодирования, мультиплексирования и вещания цифровых мультимедийных потоков.

По возможностям библиотеки очень похожи друг на друга. Они предоставляют возможность перекодирования цифрового мультимедийного потока из одного формата в другой.

Для выбора определенного решения были проведены тесты на производительность, потребление системных ресурсов, качество кодирования и стабильность работы.

Параметры тестирования:

Процессор: Intel(R) Core(TM) i7 950 @ 3.07GHz

RAM: 6 GB

Операционная система: Microsoft Windows Server 2008

Входной цифровой поток: HTTP/ MPEG-2 TS/ 720x576/ 25 к/с/ ~3Мбит/с.

Выходой цифровой поток: UDP/ MPEG-4 AVC (H.264 + AAC)/ 720x576/ 17к/c/ 512+128 кбит/с

Тестирование качества кодирования.

В плане качества вещания оба продукта показали примерно одинаковые результаты, удовлетворяющие требованиям системы.

Тестирование на производительность и потребление системных ресурсов.

Для тестирования на производительность и потребление системных ресурсов были сделаны замеры потребляемой оперативной памяти (таблицы 13 и 14 и рис. 26 и 27).

Таблица 13

Потребление оперативной памяти продуктом VLC

Время замера	Размер занимаемой памяти (кбайт)
00:00:10	85789
00:00:21	86112
00:01:02	86668
00:02:15	87106
00:04:41	88398
00:08:33	91122
00:18:00	96238
00:30:10	106506
01:00:10	127187
01:55:01	168542

Рис. 26 График потребления оперативной памяти продуктом VLC

Таблица 14

Потребление оперативной памяти продуктом FFmpeg

Время работы приложения	Размер занимаемой памяти (кбайт)
00:00:00	75214
00:00:42	76218
00:01:21	77268

Подобные документы

• Разработка мультимедийного отчёта коммерческой фирмы

  Составление мультимедийного годового отчета предприятия на примере ОСАО "Ингосстрах", "Ленэнерго", группы "Альфа-страхование". Поиск аналогов разработки, формулирование требований. Выбор программной платформы для реализации. Обзор мультимедийного отчета.
  
  курсовая работа [3,7 M], добавлен 10.03.2015
  

• Проектирование информационной системы проект мультимедийного портала

  Жанры и форматы мультимедиа. Специфика интернета как медиаплатформы. Способы создания и распространения мультимедийного контента. Разработка контента мультимедийного интернет-портала о городских экстремальных видах спорта: аудитория, рубрикация и пр.
  
  дипломная работа [3,1 M], добавлен 20.08.2017
  

• Потоковое видео и открытые системы

  Потоковое мультимедиа - мультимедиа, которое непрерывно получается пользователем от провайдера потокового вещания. Попытки отображения мультимедиа информации на компьютерах. Разработка сетевых протоколов потокового вещания и развитие интернет технологий.
  
  курсовая работа [386,3 K], добавлен 21.12.2010
  

• Разработка мультимедийного электронного учебника

  Разработка проекта мультимедийного электронного учебника по дисциплине "Компьютерные сети". Формирование требований пользователя. Структура входных и выходных данных, алгоритмы обработки. Рабочая документация: исходные модули, предварительные испытания.
  
  курсовая работа [227,8 K], добавлен 09.03.2013
  

• Оценка и анализ экономической эффективности обработки и продажи мультимедийного контента. Разработка промо-сайта

  Необходимые стандарты и форматы. Извлечение графики для верстки. Современные стандарты верстки. Разработка 3D-моделей и основных ракурсов. Интеграция системы статистики. Выбор методики и показателей экономической эффективности мультимедийного контента.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.05.2014
  

• Выполнение работ по оборудованию мультимедийного класса

  Внешний вид и преимущества проектора Acer, разрешение его матрицы и особенности передачи изображения. Обоснование выбора и технические характеристики проекционного экрана. Основные компоненты ноутбука. Работа по установке мультимедийного оборудования.
  
  контрольная работа [472,9 K], добавлен 14.10.2012
  

• Наблюдение за передачей данных в сети организации с помощью средств оценки безошибочности передачи данных

  Беспроводные и проводные системы передачи данных. Методы обеспечения безошибочности передачи данных в сетях. Оценка зависимости показателей эффективности. Снижение вероятности появления ошибки сбора данных в соответствии с предъявленными требованиями.
  
  дипломная работа [309,0 K], добавлен 14.10.2014
  

• Проектирование мультимедийного обучающего курса

  Разработка и практическое внедрение мультимедийного обучающего курса по дисциплине "НЭК АСОИУ". Анализ свойств модифицированной LMS MOODLE и ее возможности по оказанию поддержки и структурированию контента. Эффективность подхода к формированию курса.
  
  дипломная работа [3,2 M], добавлен 21.05.2009
  

• Разработка мультимедийного электронного учебника

  Разработка и реализация мультимедийного электронного учебника по дисциплине "Мультимедиа–технологии". Использование векторной графики. Передача данных в потоковом режиме. Работа со звуком. Применение Macromedia Flash в Web. Технология Symbol Conversation.
  
  курсовая работа [2,8 M], добавлен 16.08.2012
  

• Создание электронного каталога музыки, посвященного деятельности музыкальной группы "Аквариум"

  Использование программы Adobe Flash CS4 Professional для создания анимации и мультимедийного контента. Проектирование интерфейса электронного каталога музыкальной группы "Аквариум". Программная документация и способы загрузки мультимедийного содержимого.
  
  курсовая работа [4,6 M], добавлен 05.12.2012
  

• Средства передачи информации в компьютерных сетях

  Изучение понятия локальной вычислительной сети, назначения и классификации компьютерных сетей. Исследование процесса передачи данных, способов передачи цифровой информации. Анализ основных форм взаимодействия абонентских ЭВМ, управления звеньями данных.
  
  контрольная работа [37,0 K], добавлен 23.09.2011
  

• Средства передачи информации в компьютерных сетях

  Назначение и классификация компьютерных сетей. Распределенная обработка данных. Классификация и структура вычислительных сетей. Характеристика процесса передачи данных. Способы передачи цифровой информации. Основные формы взаимодействия абонентских ЭВМ.
  
  контрольная работа [36,8 K], добавлен 21.09.2011
  

• Эксплуатация мультисервисной сети

  Анализ применяемых технологий в мультисервисных сетях. Сосуществование сетей АТМ с традиционными технологиями локальных сетей. Характеристика сети передачи данных РФ "Электросвязь" Кемеровской области. Схема организации сети передачи данных, каналы связи.
  
  дипломная работа [642,3 K], добавлен 02.11.2010
  

• Принципы построения и функционирования сетей передачи данных в распределенных корпоративных сетях

  Структура современных корпоративных сетей. Применение технологии Intranet в корпоративных сетях передачи данных. Принципы их построения и главные тенденции развития. Особенности стандартов Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Технология 100VG-AnyLAN.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 02.07.2011
  

• Анализ алгоритмов шифрования в сетях передачи данных

  Краткое описание терминологии, используемой в криптологии. Определение места криптографических методов защиты в общей системе обеспечения безопасности информации. Изучение простых шифров и оценка методов их взлома. Методы современного криптоанализа.
  
  курсовая работа [52,3 K], добавлен 13.06.2012
  

• Модернизация локально вычислительной сети Администрации города Вологды

  Технологии высокоскоростной передачи данных в локальных сетях. Расчет информационных потоков. Выбор сетевых стандартов. Разработка структуры сети, схемы прокладки кабелей. Выбор аппаратного и программного обеспечения. Разработка системы защиты информации.
  
  дипломная работа [555,3 K], добавлен 19.01.2017
  

• Сравнительный анализ производительности методов типа "Алоха"

  Разработка программы, моделирующей работу методов случайного доступа к каналу передачи данных в локальных вычислительных сетях. Величины нормированной пропущенной нагрузки. Нормированная производительность протокола передачи. Протоколы канального уровня.
  
  курсовая работа [141,2 K], добавлен 24.06.2013
  

• Расчет параметров пропускной способности транспортной магистрали

  Расчет нагрузки от трансляции цифрового видеопотока в районы обслуживания провайдера для вещания в стандарте DVB-T. Обеспечение трафика услуг транспортной магистрали. Каналы передачи данных VoIP, IPTV, Интернет. Оборудование и системы управления сетью.
  
  курсовая работа [756,8 K], добавлен 08.02.2016
  

• Управление процессами

  Взаимодействие компьютеров, работающих в сетях разнообразной структуры, с использованием различного программного обеспечения. Стандарты беспроводной передачи данных. Стандарты проводных ethernet-сетей. Нормы технической организации компьютерных сетей.
  
  реферат [28,3 K], добавлен 26.05.2015
  

• Создание сайта для размещения музыки

  Выбор технологий и дизайнерских решений. Создание мультимедийного продукта. Проектирование содержания и среды представления приложения. Верстка страниц и таблиц стилей для форматирования. Функциональные элементы, реализованные на стороне клиента.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.01.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам