Univerzitet u Nišu
Elektronski fakultet
seminarski rad na temu
predmet: Računarske mreže i
interfejsi
profesor: Mile Stojčev
studenti:
Ivan Stanimirović 11889
Milenko Jovanović 11775
smer: Multimedijalne tehnologije
1
SADRŽAJ
Uvod ..................................................................................................................................3
1. Digitalizacija zvuka i slike ..........................................................................................4
1.1 Digitalizacija zvuka................................................................................................4
1.2 Digitalizacija slike ..................................................................................................4
2. Kompresija zvuka i slike.............................................................................................4
2.1 Kompresija zvuka ..................................................................................................4
2.1.1 Prediktivno kodiranje .....................................................................................4
2.1.2 Perceptualno kodiranje (MP3).......................................................................4
2.2 Video kompresija ...................................................................................................5
2.2.1 JPEG.................................................................................................................5
2.2.2 MPEG ...............................................................................................................8
3. Streaming snimljenog audio/video materjala..........................................................10
3.1 Prvi pristup: Web Server ....................................................................................10
3.2 Drugi pristup: Web Server sa Metafile-om .......................................................10
3.3 Tre
ć
i pristup: Media Server................................................................................ 11
3.4
Č
etvrti pristup: Media Server i RTSP...............................................................12
4. Streaming živog audio/videa. ....................................................................................13
5. Interaktivna audio/video komunikacija u realnom vremenu. ..............................13
5.1 Karakteristike ......................................................................................................13
5.1.1 Odnos u vremenu...........................................................................................13
5.1.2 Timestamp (vremenski kod) ..........................................................................14
5.1.3 Playback Buffer (Bafer reprodukcije).........................................................15
5.1.4 Sortiranje........................................................................................................15
5.1.5 Multikasting ...................................................................................................16
5.1.6 Prevodioci (translators) .................................................................................16
5.1.7 Mešanje (mixing) ...........................................................................................16
5.1.8 Podrška transportnog sloja (OSI model) ....................................................16
6. RTP (Real-time Transfer Protocol)..........................................................................17
6.1 Format RTP datagrama ......................................................................................18
7. RTCP (Real-time Transport Control Protocol) ......................................................19
7.1.1 Sender report (Izveštaj pošiljaoca) ..............................................................20
7.1.2 Receiver report (Izveštaj prijemnika) .........................................................20
7.1.3 Source Description Message (Opis izvora)..................................................20
7.1.4 Bye Message (Pozdravna poruka) ...............................................................20
3
Uvod
Pojam multimedija odnosi se na takav sadržaj koji od nas zahteva upotrebu više
č
ula da bi smo ga shvatili u potpunosti. Recimo, televizija je tipi
č
an primer
multimedijalnog sadržaja, zato što nam na raspolaganje stavlja i sliku i zvuk, aktivira
nam i
č
ulo vida, i
č
ulo sluha, dok nam na primer
č
itanje ili gledanje fotografija aktivira
samo
č
ulo vida.
Napredak tehnologije promenio je na
č
in na koji koristimo zvuk i sliku. Ranije
smo slušali radio i gledali program preko televizije, koristili smo telefon za interaktivnu
komunikaciju, ali vremena su se promenila. Ljudi žele da koriste Internet ne samo za
prenos teksta i stati
č
nih slika, ve
ć
i za audio i video komunikaciju.
Audio i video Internet servise delimo u tri kategorije. Streaming snimljenog
audio/video zapisa, streaming žive slike i zvuka i interaktivni audio/video, Kao na slici
(1). Termin streaming zna
č
i da korisnik može da sluša ili gleda fajl nakon što je
download po
č
eo.
SLIKA 1. Podela audio/video Internet servisa.
Pri streaming-u snimljenog audio/videa fajlovi su komprimovani i
č
uvaju se na
serveru. Klijent download-uje fajove preko Interneta. Ovo se ponekada naziva video-
audio na zahtev. Primeri snimljenog audio zapisa su pesme, simfonije, knjige,
predavanja. Primeri snimljenog video zapisa su filmovi TV emisije i muzi
č
ki spotovi.
Za streaming audio/video materjala potrebna je kompresija tog materjala.
Pri streaming-u živog materjala korisnik prati emisiju putem Interneta. Dobar
primer ovoga je Internet radio. Neke radio stanice svoj program emituju samo preko
Interneta; dok mnoge emituju i preko Interneta i u etar. Internet TV je sve popularniji,
ali mnogi ljudi veruju da
ć
e klasi
č
na telivizija još dugo opstati.
Termin streaming živog audio/videa odnosi se na emitovanje radio i TV programa
putem Interneta.
Što se ti
č
e interaktivnog audio/video on se sada koristi za komunikaciju na
daljinu. Dobar primer za to Intrenet telefonija i telekonferencije.
4
1. Digitalizacija zvuka i slike
Pre nego što se zvu
č
ni i video signali mogu poslati putem Interneta moraju se
digitalizovati.
1.1 Digitalizacija zvuka
Kada mikrofon detektuje zvu
č
ni talas na svom izlazu daje analogni signal koji
predstavlja amplitudu tog zvuka. Ovaj signal se zove analogni audio signal. Prema
Nyquist-ovoj teoremi ako je najve
ć
a frekvncija signala f moramo ga uzorkovati 2f puta
u sekundi. Postoje i druge metode za digitalizaciju zvuka ali je princip isti.
Ljudski glas se uzorkuje 8000 puta u sekundi sa 8 bita po uzorku. Rezultuju
ć
i
signal je 64 Kbps. Muzika se uzorkuje sa 44100 uzorka u sekundi sa 16 bita po uzorku.
To daje signal 705,6 Kbps za mono ili 1,411 Mbps za stereo.
1.2 Digitalizacija slike
Video snimak se sastji od sekvence frame-ova. Ako se ti frame-ovi pokazuju
dovoljno brzo imamo utisak pokretne slike. Razlog za to je tromost oka. Postoje više
standarda za broj frame-ova u sekundi (fps) : 25 fps PAL, 30 fps NTSC ... Da bi se
izbeglo treperenje slike svaki frame se prikazuje dva puta.
Svaki frame je podeljen na male delove koji se zovu pikseli. Za crno-belu sliku to
je 8 bita (256 nijansi sivog), a za kolor 24 bita (po 8 za svaku od osnovnih boja).
Možemo da izra
č
unamo broj bitova u jednoj sekundi za odredjenu rezoluciju. Na
primer za rezoluciju 1024 x 768 potrebno je 2 x 25 x 1024 x 768 x 24 = 944 Mbps.
2. Kompresija zvuka i slike
Da bi se zvuk i slika poslali putem Interneta moraju se komprimovati.
2.1 Kompresija zvuka
Potrebni su razli
č
iti stepeni komresije za prenos govora i muzike. Za govor je to
64 KHz digitalni signal, a za muziku 1,411 MHz signal. Postoje dve tehnike za
komprimovanje zvuka: prediktivna i perceptualna.
2.1.1 Prediktivno kodiranje
Kod ovakvog tipa kodiranja beleže se razlike izmedju uzoraka umesto vrednosti
svih uzoraka. Ovakva vrsta komresije se obi
č
no koristi za govor. Postoje nekoliko
definisanih standarda kao što su GSM (13 Kbps), G.729 (8 Kbps), G.723.3(6,4 Kbps ili
5,3 Kbps).
2.1.2 Perceptualno kodiranje (MP3)
Naj
č
eš
ć
e koriš
ć
ena tehnika kompresije koja daje CD kvalitet zvuka je zasnova na
perceptualnom kodiranju. MP3 je deo mpeg standarda koji koristi ovu tehniku.
6
SLIKA 3. Tri faze JPEG kompresije: DCT, kvantizacija, kompresija podtatka.
Prvi slu
č
aj. U ovom slu
č
aju imamo ravnomerno sivi blok. Vrednost svakog
piksela je 20. Nakon DCT transformacije dobijamo vrednost samo za prvi element ostali
pikseli se postvljaju na nulu. Vrednost prvog elementa je prose
č
na vrednost blokakoja se
č
esto naziva jednosmerna kompnenta. Ostatak vrednosti, naizmeni
č
ne komponente
predstavljaju promene vrednosti piksela. Pošto nema promena ostale vrednosti su nule.
SLIKA 4. Primer JPEG kompresije, jednobojni blok.
Drugi slu
č
aj. Sada imamo blok podeljen na dva dela. Jedna polovina je jedna
nijansa sive a druga polovina je druge nijanse. Postoji oštra razlika izme
ñ
u vrednosti
piksela. Nakon DCT-a dobijamo jednosmernu komponentu kao i naizmeni
č
nu.
Me
ñ
utim postoje samo nekoliko vrednosti razli
č
itih od nule.
SLIKA 5. Primer JPEG kompresije, oštar prelaz.
