1. דחיסה ושידור וידאו ברשת IP
מגישים:
ירון אהרוני
ניר ואזנה
מנחה:
ד"ר שלמה גרינברג

2. רקע ומוטיבציה שידור וידאו באינטרנט נמצא כיום בתנופת פיתוח.
שימושים עכשוויים ועתידיים:
Video Conferencing
Video On Demand
Live Broadcasts
שידור וידאו באינטרנט מורכב מדחיסה ושידור (streaming)
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

3. דחיסת וידאו – למה? רוחב הפס הנתון להעברת סרט וידאו הוא מוגבל. לדוגמא:
בכל שניה 30 פריים
גודל פריים 300x400 pixels
לכל pixel B3
סה"כ 6.9MBps = 30*240*320*8*3
לא פרקטי לאחסון וגם לא לשידור.
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

4. דחיסת וידאו - עקרונות יתירות מרחבית – (spatial redundancy)
התמרת DCT מאפשרת להוריד מידע מהתמונה עם פגיעה מינימלית באיכות.
כימות – הפחתה שרירותית של מרחב הפיקסלים ע"מ לייצג כל פיקסל בפחות ביטים.
יתירות בזמן – (temporal redundancy)
העברה של השינויים מתמונה לתמונה. (שערוך תנועה)
קידוד אנטרופיה – ייצוג המידע בצורה יעילה (עצי האפמן)
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

5. דחיסת וידאו – פרמטרים עיקריים
יחס דחיסה
עמידות בפני שגיאות.
Scalability
סיבוכיות חישוב נמוכה בצד המפענח.
דוחסים קיימים:
MPEG1/2/4, H26x, DivX
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

6. Video Streaming Video streaming הוא העברה של סרט וידאו ללקוח בזמן אמת.
בעיות:
החבילות לא תמיד מגיעות בסדר הנכון.
הרכבת החבילות לסרט רציף בצד הלקוח.
תנאי התעבורה משתנים בזמן שידור הסרט.
יש צורך להתמודד עם אובדן של חבילות.
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

7. Video Streaming
פרוטוקולי תעבורה מודרניים (למשל RTP/RTCP) נותנים מענה לבעיות ע"י:
חתימות זמן (time stamps) בheader של כל חבילה מופיע הרגע בו היא אמורה להופיע בסרט.
הצד המפענח יפתח וירכיב את החבילות בתזמון הנכון (יזרוק כאלה שכבר אין טעם)
ישנם מנגנונים לניטור של התעבורה ושליטה בגודל החבילות וברוחב פס השידור.
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

8. הגישה – Compressed Analytical Video On Demand
מע' VOD ברשת IP.
המערכת מבצעת דחיסת וידאו בפורמטים שונים
ו-video streaming בפרוטוקולים שונים.
המערכת מורכבת על בסיס קוד פתוח למטרות מחקר עתידי.
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

9. מבנה המערכת .avi .mp4 C.A.V.O.D website RTP UDP TCP HTTP
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

10. C.A.V.O.D דחיסת וידאו בנוי על בסיס virtualdub
מבצע המרה בין פורמטים שונים של דחיסת וידאו תוך שליטה על פרמטרי הדחיסה:
שערוך תנועה.
גודל GOP
מטריצות כימות
מבוסס CBR (constant bit rate)
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

11. דוחס וידאו - אפשרויות בחירת פורמט כיווץ בחירת סוג כימות Bit Rate
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

12. דוחס וידאו -בפעולה פרמטרים אנליטיים
אלו הפרמטרים העיקריים שבעזרתם ניתן להשוות ביצועים של פלטפורמות כיווץ ושליחה שונות
כיווץ – הקטנה של גודל הקובץ ללא פגיעה באיכות.
עמידות בפני שגיאות. – יכולת שחזור של חבילות שהולכות לאיבוד
Scalability – יכולת לשדר את הסרט ברוחבי פס שונים
פרוטוקול תעבורה:
אמין – הפרוטוקול צריך "לעזור" למפענח
דינאמי – צריך להתאים עצמו לתנאי רשת שונים (וגם לפקח על התעבורה ברשת)
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

13. תוצאות ניסוי סרט בפורמט RGB (לא מכווץ) 58.4 MB
שינינו את פורמט הדחיסה ל 4MPEG בקצבים שונים:
סרט מכווץ בפורמט mpeg kbps
סרט מכווץ בפורמט mpeg4 100kbps
סרט מכווץ בפורמט mpeg4 10kbps
(540KB)
אלו הפרמטרים העיקריים שבעזרתם ניתן להשוות ביצועים של פלטפורמות כיווץ ושליחה שונות
כיווץ – הקטנה של גודל הקובץ ללא פגיעה באיכות.
עמידות בפני שגיאות. – יכולת שחזור של חבילות שהולכות לאיבוד
Scalability – יכולת לשדר את הסרט ברוחבי פס שונים
פרוטוקול תעבורה:
אמין – הפרוטוקול צריך "לעזור" למפענח
דינאמי – צריך להתאים עצמו לתנאי רשת שונים (וגם לפקח על התעבורה ברשת)
(382KB)
(158KB)
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

14. back

15. back

16. Go on

17. Video streamer מבוסס על תוכנת VLC נגן וידאו בפרוטוקולים שונים
Streaming server (UDP, TCP, RTP, HTTP)
Multicast/Unicast/V.O.D
אלו הפרמטרים העיקריים שבעזרתם ניתן להשוות ביצועים של פלטפורמות כיווץ ושליחה שונות
כיווץ – הקטנה של גודל הקובץ ללא פגיעה באיכות.
עמידות בפני שגיאות. – יכולת שחזור של חבילות שהולכות לאיבוד
Scalability – יכולת לשדר את הסרט ברוחבי פס שונים
פרוטוקול תעבורה:
אמין – הפרוטוקול צריך "לעזור" למפענח
דינאמי – צריך להתאים עצמו לתנאי רשת שונים (וגם לפקח על התעבורה ברשת)
Play vod
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP

18. Record 15 1min movies in a loop.
1. Web cam:
VB script:
Record 15 1min movies in a loop.
In read From dir.
2. compressor: VB script: Convert the files from read From dir into xvid(mp4) . Save converted files in apache dir
C.A.V.O.D
3. The web site
User chooses a stream .

20. סיכום המערכת מהווה בסיס לניסויים עתידיים, ולפיתוח אלגוריתמים חדשים.
סביבת הפיתוח היא visual studio
מחקר עתידי:
דחיסת הוידאו
שיפור ושינוי שערוך התנועה
בניית מטריצות כימות חדשות
Streaming:
השוואה בין פרוטוקולים שונים
סימלוץ עבודה בתנאי תעבורה שונים.
C.A.V.O.D :
פיתוח של המערכת לדחיסה בזמן אמת.

21. תודות המנחה ד"ר שלמה גרינברג. אנשי ה system יבגני צביקה ואופיר.
Avery Lee מפתח ה virtualdub
Gildas Bazin – מצוות הפיתוח של ה vlc
אמא
C.A.V.O.D פלטפורמה לכיווץ ושידור וידאו ברשת IP