Kỹ thuật truyền thông đa phương tiện và ứng dụng trong giảng dạy trực tuyến

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Giao tiếp one-to-one qua cuộc gọi point-to-point 3 Hình 1.2: Giao tiếp one-many qua

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mẫu 3 Trang phụ bìa luận văn (title page)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Trang 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mẫu 4 Trang bìa 1 tóm tắt luận văn thạc sĩ (khổ 140 x 200 mm)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VIỆT BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2010

Trang 3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này do tôi tự nghiên cứu, tìm hiểu và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau Luận văn tốt nghiệp là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện hoàn toàn nghiêm túc, trung thực của bản thân Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung và sự trung thực trong luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ của mình

Trang 4

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Giao tiếp one-to-one qua cuộc gọi point-to-point 3 Hình 1.2: Giao tiếp one-many qua cuộc gọi point-to-point 3 Hình 1.3: Giao tiếp many-many qua cuộc gọi point-to-point 4 Hình 1.4: Video conference có nhiều bên tham gia qua cuộc gọi đa

Hình 1.5: Nhiều giáo viên cùng giảng một lớp học sử dụng video

Hình 2.6 Các vị trí của MC và MP trong hệ thống H.323 28

Hình 2.8 Gatekeeper tìm đường báo hiệu

Hình 2.10 Thiết lập kênh điều khiển H.245

trực tiếp giữa các Endpoint

34

Hình 2.12: Sự phụ thuộc giữa tỉ lệ mất gói

tin với thời gian làm trễ việc chạy q

47

Hình 2.13: Chèn thêm thông tin bổ xung là

các gói tin tốc độ bit thấp vào gói tin bình

thường

50

Hình 2.14: Cơ chế khôi phục gói tin bị mất

theo kiểu xen kẽ

Trang 5

viên

Hình 3.5 Biểu đồ usecase của tác nhân

người dạy

57

Hình 3.7 Biều đồ trình tự module voice

Hình 3.16 Giao diện nhận hình ảnh của

module Video Service

Trang 6

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN 3

1.1 Giới thiệu về truyền thông đa phương tiện 4

1.2 Phân loại ứng dụng truyền thông đa phương tiện: 4

1.2.1 Truyền video và audio đã được lưu trữ trên server (streaming stored audio and video) 4

1.2.2 Truyền trực tiếp audio/video (Streaming live audio/video) 5

1.2.3 Ứng dụng tương tác audio/video thời gian thực: 5

1.2.4 Ứng dụng video conference 5

1.2.4.1 Meetings (họp) 6

1.2.4.2 Classroom (giảng dạy) 9

1.2.4.3 Các cơ chế sử dụng trong video conference 11

1.2.5 Các thành phần chất lượng dịch vụ trong ứng dụng mạng đa phương tiện và video conference nói riêng 11

1.2.5.1 Sự mất mát gói tin (packet loss) 11

1.2.5.2 Độ trễ end-to-end (end-to-end delay) 12

1.2.5.3 Jitter - Sự thăng giáng độ trễ 12

1.3 Nén dữ liệu audio/video 14

1.3.1 Một số kĩ thuật nén audio 14

1.3.2 Nén video 18

1.4 Những vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ (QoS) của Multimedia 19

1.4.1 Khái niệm về đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS): 19

1.4.2 Ứng dụng đa phương tiện qua mạng 21

1.4.3 Các ứng dụng đa phương tiện mạng : 21

1.4.4 Ví dụ về các ứng dụng đa phương tiện: 21

1.4.5 Rào cản đối với multimedia trên mạng Internet 22

1.4.5.1 Đặc điểm truyền dữ liệu trên Internet hiện nay 22

1.4.5.2 Cách khắc phục: 23

CHƯƠNG II: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN 26

2.1 Kỹ thuật H323 26

2.1.1 Giới thiệu H323: 26

2.1.2 Các thành phần cơ bản của kỹ thuật H.323: 26

2.1.2.1 Các ưu điểm của H.323: 26

2.1.2.2 Kiến trúc hệ thống của H.323: 28

2.1.3 Sơ đồ cấu trúc phân lớp: 35

2.1.3.1.Video Codec: 35

2.1.3.2 Audio Codec: 36

2.1.3.3 Data Channel (Kênh dữ liệu): 36

2.1.4 Điều khiển hệ thống 36

2.1.4.1 Chức năng điều khiển H.245: 36

2.1.4.2 Chức năng báo hiệu RAS H.225.0: 37

2.1.4.3 Chức năng báo hiệu cuộc gọi H.225.0: 38

2.2 Kỹ thuật lập trình socket và công nghệ Silverlight 41

2.2.1 Lập trình socket 41

2.2.2 Silverlight 45

2.2.2.1 Định nghĩa Silverlight 45

2.2.2.2 Đặc tính của Silverlight 45

Trang 7

2.2.2.3 Kiến trúc tổng thể và các mô hình lập trình của Silverlight 46

2.2.2.4 Khả năng hỗ trợ trình duyệt, hệ điều hành và các công nghệ liên quan 49

2.3 Kỹ thuật làm tăng chất lượng dịch vụ cho ứng dụng đa phương tiện 50

2.3.1 Những nhược điểm của mạng IP với dịch vụ cố gắng tối đa (best effort) 50

2.3.2 Sử dụng giao thức UDP ở tầng giao vận 50

2.3.3 Cơ chế loại bỏ jitter ở phía nhận 51

2.3.3.1 Làm trễ việc chơi với thời gian cố định (fixed playout delay) 52

2.3.3.2 Làm trễ thời gian thích nghi (adaptive playout delay) 53

2.3.4 Khôi phục các gói tin bị mất tại phía nhận 55

2.3.4.1 FEC 55

2.3.4.2 Cơ chế xen kẽ (interleaving) 56

2.3.4.3 Cơ chế khôi phục gói tin bị mất chỉ dựa trên phía nhận (receiver- based) 57

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 59

3.1 Phân tích thiết kế chương trình 59

3.1.1 Giới thiệu bài toán 59

3.1.2 Phân tích 59

3.1.2.1 Mô hình Client/Server 59

3.1.2.2 Mô hình Peer to Peer 60

3.1.3 Thiết kế 61

3.1.3.1 Sơ đồ hệ thống 61

3.1.3.2 Biểu đồ Usecase 62

3.1.4 Biểu đồ trình tự 64

3.1.4.1 Biểu đồ trình tự của chức năng truyền nhận âm thanh 64

3.1.4.1 Biểu đồ trình tự của chức năng truyền nhận hình ảnh 65

3.1.4.3 Biểu đồ trình tự của chức năng truyền nhận desktop 66

3.1.4.4 Biểu đồ trình tự của server 67

3.2 Kết quả của chương trình 68

3.2.1 Cài đặt chương trình 68

3.2.1.1 Cài đặt Silverlight 68

3.2.1.2Cài đặt IIS 69

3.2.2 Kết quả chương trình 70

3.2.2.1 Khởi tạo Server 70

3.2.2.2 Voice Service 71

3.2.2.3 Video Service 72

3.2.2.4 Desktop Service 73

3.2.2.5 Text Chat 74

Trang 8

MỞ ĐẦU

Ngày nay, truyền thông nói chung, và truyền thông đa phương tiện nói riêng đang rất được quan tâm, bởi tính thực tiễn và kinh tế Nhờ có truyền thông đa phương tiện con người trao đổi thông tin từ xa thông qua văn bản, hình ảnh và âm thanh

Bên cạnh đó, mạng máy tính đã và đang phổ biến trong cơ quan, doanh nghiệp, nên ứng dụng mạng như chia sẻ dữ liệu, phần mềm trực tuyến ngày càng được ưa chuộng và trở thành yếu tố không thể thiếu trong xã hội thông tin hiện đại

Bởi vậy, việc nghiên cứu kỹ thuật truyền thông nói chung, truyền thông đa phương tiện nói riêng nhằm làm chủ và tạo nền tảng phát triển ứng dụng truyền thông mạng như dạy học trực tuyến đang trở thành chủ đề nghiên cứu của nhiều tổ chức nghiên cứu trong và ngoài nước

Luận văn gồm 3 chương:

Chương I: Tổng quan về truyền thông đa phương tiện

Chương này giới thiệu về truyền thông đa phương tiện, phân loại ứng dụng truyền thông đa phương tiện và những vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ truyền thông

đa phương tiện

Chương II: Kỹ thuật truyền thông đa phương tiện

Trong chương này nghiên cứu một số kỹ thuật trong truyền thông đa phương tiện như H323, kỹ thuật lập trình Socket, công nghệ Silverlight

Chương III: Xây dựng ứng dụng

Chương này trình bày về ứng dụng một số kỹ thuật đã nghiên cứu để thiết kế chương trình và cài đặt và cấu hình hệ thống

Trang 9

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

1.1 Giới thiệu về truyền thông đa phương tiện

1.1.1 Khái niệm

Hệ mang tin phương tiện là hệ thống cung cấp tích hợp các chức năng lưu trữ, truyền dẫn và trình diễn các kiểu phương tiện mang tin rời rác (văn bản, đồ hoạ, ảnh…)

và liên tục (audio, video) trên máy tính

Các kiểu media trong hệ thống đa phương tiện gồm:

- Media độc lập với thời gian: thông tin không liên quan gì đến việc định thời luồng dữ liệu, ví dụ như văn bản, đồ hoạ, ảnh

- Media phụ thuộc thời gian: thông tin có quan hệ chặt chẽ với thời gian, phải được trình diễn tới người sử dụng vào những thời điểm xác định.ví dụ: animation, audio, video, game online

Hệ thống đa phương tiện cũng là hệ thống thời gian thực

1.2 Phân loại ứng dụng truyền thông đa phương tiện:

Chúng ta có thể chia các ứng dụng mạng đa phương tiện thành 3 lớp lớn

1.2.1 Truyền video và audio đã được lưu trữ trên server (streaming stored audio and video)

Trong lớp ứng dụng này, client yêu cầu các file audio, video đã được nén và được lưu trữ trên server Các file audio có thể là: bài giảng, bài hát … Các file video có thể là: phim, clips… Tại một thời điểm nào đó, client yêu cầu file audio, video từ server Trong hầu hết các ứng dụng loại này, sau một thời gian trễ vài giây, client sẽ chạy file audio, video trong khi tiếp tục nhận file từ server Đặc tính vừa chạy file, trong khi tiếp tục nhận những phần sau của file gọi là streaming Nhiều ứng dụng còn cung cấp tính năng tương tác người dùng (user interactivity) Ví dụ: pause, resume, jump, skip Khoảng thời gian từ lúc người dùng đưa ra yêu cầu (play, skip, forward, jump) tới khi bắt đầu nghe thấy trên máy client nên nằm trong khoảng

từ 1 – 10 giây để người dùng có thể chấp nhận được Yêu cầu đối với độ trễ và thăng giáng độ trễ - jitter của ứng dụng loại này không chặt chẽ bằng ở trong ứng dụng thời gian thực như : điện thoại internet, video conference thời gian thực Hiện nay có các chương trình hỗ trợ streaming stored audio/video như: RealPlayer, Netshow …

Trang 10

1.2.2 Truyền trực tiếp audio/video (Streaming live audio/video)

Các ứng dụng loại này cũng tương tự như phát thanh và truyền hình quảng bá (broadcast) truyền thống chỉ có điều nó được thực hiện trên internet Nó cho phép người dùng nhận được audio/video trực tiếp được phát ra từ bất kỳ nơi nào trên thế giới Trong lớp ứng dụng mạng đa phương tiện loại này, audio/video được truyền trực tiếp, không được lưu trữ trên server như loại ứng dụng mạng đa phương tiện đã nói ở trên, client không thể tương tác người dùng như: pause, forward, rewind,

… Tuy nhiên, nếu các file audio/video được lưu giữ cục bộ tại các client, một số ứng dụng có thể pause, rewind… Truyền hình, phát thanh trực tiếp thường được phát broadcast tới nhiều client qua kĩ thuật multicast hoặc qua nhiều luồng unicast riêng Hạn chế về thời gian trễ (độ trễ) của truyền hình, phát thanh trực tiếp là khắt khe hơn các ứng dụng truyền audio/video được lưu trữ; Độ trễ tới 10 giây là có thể chấp nhận được

1.2.3 Ứng dụng tương tác audio/video thời gian thực:

Lớp ứng dụng này cho phép mọi người dùng audio, video để tương tác thời gian thực với người dùng khác Một ví dụ về audio tương tác thời gian thực là điện thoại internet Nó cung cấp dịch vụ điện thoại với giá rất rẻ so với dịch vụ điện thoại truyền thống nhưng bù vào đó là chất lượng không được tốt và ổn định như điện thoại truyền thống Với tương tác video thời gian thực, còn gọi là video-conferenceing, mọi người có thể giao tiếp với nhau một cách rất trực quan Trong các ứng dụng tương tác audio/video thời gian thực thì độ trễ nên nhỏ hơn vài trăm miligiây Ví dụ với

âm thanh: độ trễ nên nhỏ hơn 400 ms

1.2.4 Ứng dụng video conference

Như đã đề cập ở trên, video conference là ứng dụng mạng đa phương tiện thuộc lớp thứ ba: ứng dụng tương tác thời gian thực Đây là lớp ứng dụng đòi hỏi chất lượng dịch vụ mạng (độ trễ, jitter, sự mất mát gói tin) cao nhất trong ba lớp ứng dụng ở trên để thoả mãn nhu cầu của người dùng Video conference hiện nay được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực: trong cuộc họp của các công ty, các tổ chức; trong giáo dục: đào tạo từ xa; trong y tế: khám chữa bệnh, phẫu thuật từ xa Sau đây là một số ứng dụng tiêu biểu của video conference

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	596,12 KB