Đồ án Đánh giá, xây dựng và tối ưu thuật toán định tuyến trên mạng Ad-Hoc

MỤC LỤC

 

LỜI NÓI ĐẦU 1

TÓM TẮT ĐỀ TÀI 2

ABSTRACT 3

DANH SÁCH HÌNH VẼ 7

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 10

CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ MẠNG AD-HOC VÀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG 11

1.1. Tổng quan về mạng Ad-hoc. 11

1.1.1. Giới thiệu. 11

1.1.2. Ứng dụng của mạng Ad-hoc. 12

1.1.2.1. Ứng dụng về môi trường. 13

1.1.2.2. Ứng dụng trong nông nghiệp. 14

1.1.2.3. Ứng dụng trong giao thông. 15

1.1.2.4 Ứng dụng trong quân sự. 16

1.1.3 Những khó khăn trong việc xây dựng mạng Ad-hoc. 17

1.2 Thiết kế mạng Ad-hoc. 18

1.2.1 Ý tưởng thiết kế. 18

1.2.2 Mô hình thiết kế. 21

1.3 Các giao thức định tuyến trên mạng Ad-hoc. 23

1.3.1 Các giao thức PROACTIVE. 24

1.3.2 Các giao thức REACTIVE. 25

1.3.3 Các giao thức HYBRID. 29

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG THỨC MÃ HOÁ VÀ TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN MẠNG AD-HOC 30

2.1 Chuẩn nén video H.264. 30

2.1.1 Giới thiệu chung về bộ codec H.264. 30

2.1.1.1 Encoder. 31

2.1.1.2 Decoder. 32

2.1.2 Cấu trúc H.264. 33

2.1.2.1 Định dạng video. 34

2.1.2.2 Định dạng dữ liệu được mã hoá. 34

2.1.2.3 Slice. 35

2.1.2.4 Macroblock. 35

2.1.2.5 Ảnh tham chiếu. 36

2.1.2.6 Profile 38

2.1.3 Lớp mạng trừu tượng. 39

2.1.3.1 Cấu trúc của NAL unit. 40

2.1.3.1.1 NAL unit header. 40

2.1.3.1.2 Cấu trúc gói dạng byte stream. 42

2.1.3.2 Tập tham số 43

2.1.3.3 Trật tự của các NALU và liên kết tới các ảnh được mã hoá, đơn vị truy cập và chuỗi video. 45

2.1.3.3.1 Trật tự của PPS và SPS. 45

2.1.3.3.2 Trật tự của các đơn vị truy cập và gắn với chuỗi video được mã hóa. 47

2.1.3.3.3 Trật tự của các đơn vị NAL và ảnh được mã hóa và sự gán kết tới các đơn vị truy cập. 47

2.1.3.3.4 Dò tìm đơn vị NAL đầu tiên của 1 ảnh chính được mã hoá (primari codec picture ). 50

2.2 Chương trình VLC. 51

2.2.1 Giới thiệu. 51

2.2.2 Cài đặt và hoạt động. 52

CHƯƠNG 3. GIAO THỨC OLSR 57

3.1 Tổng quan. 57

3.2 Một số thuật ngữ. 58

3.3 Cấu trúc bản tin. 59

3.3.1 Định dạng gói tin cơ bản. 59

3.3.2 Định dạng bản tin Hello. 60

3.3.3 Định dạng bản tin TC ( Topology Control ). 62

3.3.4 Định dạng bản tin MID (Multiple Interface Declaration). 63

3.3.5 Định dạng bản tin HNA (Host and Network Associate). 63

3.4 Hoạt động. 64

3.5 Thông số cần quan tâm. 67

3.5.1 Link quality. 67

3.5.2 ETX-Expected Transmission Count. 68

3.6 Phân tích bảng định tuyến. 68

3.7 Cài đặt và sử dụng. 70

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU , KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 75

4.1 Mục tiêu nghiên cứu. 75

4.2 Thí nghiệm. 76

4.2.1 Thí nghiệm 1. 76

4.2.2 Thí nghiệm 2. 80

4.2.3 Thí nghiệm 3. 83

4.3 Kết luận chung. 85

4.4 Hướng nghiên cứu tiếp theo. 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

 

 

 

 

doc87 trang | Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 2099 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Đánh giá, xây dựng và tối ưu thuật toán định tuyến trên mạng Ad-Hoc, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ến RDT – Route Discovery Table ) để tiếp tục tìm đường tới node “T”. Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tuyến đường tới node “T” được xác định. Hình 1.14 Phương thức ISM Phương thức SRM : để triển khai phương thức này mỗi node phải lưu giữ “next hop” và “next to next hop” cho mỗi đích trong bảng định tuyến của nó. Phương thức này hoạt động ở cả hai loại giao thức Proactive và Reactive. Để hiểu rõ phương thức này ta xét ví dụ trong hình 1.15 dưới đây. Mỗi node “A” khi phát hiện đường link tới node hàng xóm, node “B”, bị hỏng sẽ ngay lập tức dùng phương thức SRM cho tất cả các node trong bảng định tuyến hoạt động ( ART – Active Routing Table ) coi node B như “next hop”. Node “A” cố gắng chỉnh sửa mỗi tuyến trong bảng ART của nó sử dụng node “B” như “next hop” bằng cách tìm một tuyến luân phiên tới node “C” ( next to next hop của “A” ) hướng về node đích “T”. Trong ví dụ này tuyến “A-B-C” được thay thế bởi tuyến “A-N-C”. a) mất kết nối A- B b) thay thế tuyến mới Hình 1.15 Phương thức SRM Đặc tính của các giao thức Reactive : Ưu điểm : Với việc sử dụng phương thức ISM để dò tìm tuyến, giao thức Reactive có ưu điểm là ít chiếm dụng băng thông. Giao thức Reactive chỉ dò tìm tuyến khi có yêu cầu chứ không gửi bản tin cập nhật trên mạng một cách tuần tự nên không gây ra lãng phí tài nguyên mạng Nhược điểm : Ngoài ưu điểm kể trên, việc dò tìm tuyến khi có nhu cầu lại gây ra tình trạng trễ trên mạng do phải chờ đợi tìm tuyến. Khó có thể sử dụng trong việc truyền thời gian thực. Một số giao thức định tuyến Reactive : AODV : Ad-hoc On-demand Distance Vector Routing. DSR : Dynamic Source Routing. TORA : Temporally Orde-red Routing Algorithm. ABR : Associativity-Based Routing. BSR : Backup Source Routing. ……… Các giao thức HYBRID. Các giao thức định tuyến Hybrid là dạng giao thức thế hệ mới. Dạng giao thức này kết hợp các đặc tính của cả hai dạng giao thức Proactive và Reactive để cân bằng trễ và điều khiển overhead. Việc sử dụng đặc tính của giao thức Proactive trong những mạng nhỏ (để giảm thiểu trễ ) và giao thức Reactive trong những mạng lớn (để giảm thiểu việc điều khiển overhead) được giao thức Hybrid tận dụng để tăng tối đa tính năng của nó. Giao thức được thiết kế để tăng khả năng mở rộng mạng bằng cách cho phép các node có trạng thái tương tự nhau hoạt động cùng nhau từ một vài dạng đường trục để giảm overhead trong việc dò tìm tuyến. Việc định tuyến sẽ được khởi tạo ngay lập tức sau một vài lần thăm dò tuyến và sau đó phục vụ những yêu cầu từ những node hoạt động thông qua việc flooding yêu cầu. Tuy nhiên, giao thức Hybrid cũng có một số nhược điểm như : Làm sao để tổ chức mạng theo các thông số của nó. Node có thông tin về topo mạng ở mức cao phải duy trì nhiều thông tin định tuyến dẫn đến tiêu tốn nhiều bộ nhớ và tài nguyên mạng. Một số giao thức dạng Hybrid : ZRP : Zone Routing Protocol. HRPLS : Hybrid Routing Protocol for Large Scale Mobile Ad Hoc Networks with Mobile Backbones. HSLS : Hazy Sighted Link State routing protocol. .......... CHƯƠNG 2 PHƯƠNG THỨC MÃ HOÁ VÀ TRUYỀN DỮ LIỆU TRÊN MẠNG AD-HOC 2.1 Chuẩn nén video H.264. 2.1.1 Giới thiệu chung về bộ codec H.264. H.264 là chuẩn nén mở được công bố chính thức vào năm 2003, hiện là chuẩn hỗ trợ công nghệ nén tiên tiến và hiệu quả nhất hiện nay. Và nó đang dần được đưa vào thành chuẩn nén tiêu chuẩn của ngành công nghệ an ninh giám sát bằng hình ảnh. H.264 (còn được gọi là chuẩn MPEG-4 Part 10/AVC for Advanced Video Coding hay MPEG-4 AVC) nó kế thừa những ưu điểm nổi trội của những chuẩn nén trước đây. Đồng thời sử dụng những thuật toán nén và phương thức truyền hình ảnh mới phức tạp, phương pháp nén và truyền hình ảnh mà chuẩn H.264 sử dụng đã làm giảm đáng kể dữ liệu và băng thông truyền đi của video. Với cách nén và truyền thông tin bằng chuẩn H.264 làm giảm đến 50% băng thông và kích thước file dữ liệu lưu trữ so với cách nén thông thường hiện nay (chuẩn nén thông thường hiện nay đang được sử dụng rộng rãi là MPEG-4 Part 2) và giảm tới hơn 80% băng thông và kích thước file dữ liệu lưu trữ so với nén bằng chuẩn Motion JPEG. Điều đó cho chúng ta thấy với cùng một hệ thống nếu chúng ta sử dụng chuẩn nén mới chúng ta có thời gian lưu trữ gấp đôi và băng thông mạng giảm đi một nửa, lợi ích mà chúng ta thấy ngay đó là chi phí cho lưu trữ dữ liệu video giảm một nửa so với dùng hệ thống có chuẩn nén thông thường. Ngoài ra việc truyền hình ảnh chiếm băng thông giảm một nửa, vì vậy chi phí dành cho thuê băng thông mạng cũng giảm đáng kể. Hoặc chúng ta có thể tăng chất lượng hình ảnh giám sát lên gấp đôi nhưng vẫn đảm bảo được băng thông và thời gian lưu trữ như trước đây. Đây là một lợi thế rất lớn, bởi với một hệ thống an ninh lớn, giải quyết vấn đề băng thông mạng và thời gian lưu trữ là rất phức tạp. Với chuẩn nén H.264 nó đã giải quyết được rất nhiều những khó khăn như vậy. Với việc giảm được băng thông của chuẩn nén H.264 đã thúc đẩy cho dòng camera độ nét cao (hay còn gọi Camera Megapixel) có cơ hội phát triển mạnh mẽ. Với những hệ thống giám sát quan trọng cần hình ảnh rõ nét thì lựa chọn các camera độ nét cao và đầu ghi hỗ trợ chuẩn nén H.264 là hoàn toàn hợp lý. Chuẩn nén H.264 được kỳ vọng là cơn gió mới, tạo thêm sinh khí để thúc đẩy sự phát triển của ngành an ninh giám sát phát triển mạnh mẽ hơn. Chuẩn nén H.264 bao gồm hai thành phần chính : Bộ mã hoá Encoder. Bộ giải mã Decoder. Encoder. Hình 2.1 : Sơ đồ bộ mã hoá H.264 Bộ mã hóa bao gồm hai luồng dữ liệu, luồng thuận từ trái sang phải, và luồng tái tạo từ phải sang trái trong hình. Một khung đầu vào hay một trường Fn được xử lý theo từng khối macro. Mỗi khối được mã hóa theo mô hình mã hóa trong hay ngoài, đối với mỗi khối macro, một ảnh tham chiếu để dự đoán PRED ( điểm P trên vẽ) được tái tạo từ các mẫu của bức ảnh. Trong chế độ mã hóa trong, PRED được tạo bởi các mẫu trong slice hiện tại trước đó đã được mã hóa, giải mã và tái tạo (xem uF_n, chú ý rằng các mẫu chưa được lọc sẽ được sử dụng để tạo lên PRED). Trong chế độ mã hóa ngoài, PRED được tạo bởi dự đoán bù chuyển động từ một hoặc hai ảnh tham chiếu được lựa chọn từ tập danh sách các ảnh tham chiếu 0 hay 1. Trong hình minh họa ảnh tham chiếu là Fn-1 nhưng tham chiếu dự đoán cho một vùng của khối macro có thể chọn là ảnh tham chiếu (đã được mã hóa, tái tạo và lọc trước đó) ở tương lai hay là quá khứ ( theo thứ tự hiển thị) PRED sẽ được loại bỏ đi từ khối hiện tại để tạo ra khối dư thừa còn lại Dn (sai khác). Dn sẽ được biến đổi và lượng tử hóa để tạo ra X một tập các hệ số biến đổi lượng tử hóa . Các hệ số này sẽ được xắp xếp lại thứ tự và sau đó mã hóa entropy. Các hệ số được mã hóa entropy kết hợp với các thông tinh cần thiết để giải mã mỗi khối trong khối macro (chế độ dự đoán, tham số lượng tử hóa, thông tin vector chuyển động) tạo thành luồng bit được nén sẽ được chuyển tới Lớp mạng trừu tượng- NAL để truyền đi hay lưu trữ.Đồng thời khi mã hóa và truyền đi, mỗi khối trong khối macro sẽ được bộ mã hóa tái tạo lại để làm tham chiếu cho việc dự đoán. Các hệ số X sẽ được tái tạo qua các khối biến đổi ngược Q-1, T-1 để tạo thành Dn. Khối dự đoán PRED được cộng vào với Dn để tạo ra khối uFn ( bản giải mã của khối nguyên thủy). Tiền tố “u” để chỉ khối này chưa được lọc. Bộ lọc dùng để giảm méo và ảnh tham chiếu được tái tạo từ nhiều khối. Decoder. Hình 2.2 Sơ đồ bộ giải mã H.264 Bộ mã hóa nhận được 1 luồng dữ liệu nén từ NAL và giải mã entropy nhưng thành phần cơ bản của dữ liệu để tạo ra tập các hệ số được lượng tử hóa X. Những hệ số này được “scale” và chuyển dổi ngược thành .Dn.Sử dụng thông tin tiêu đề được giải mã từ lượng bit, bộ giải mã tạo ra khối dự đoán PRED, phân biệt với khối PRED được tạo ở bộ mã hóa. 2.1.2 Cấu trúc H.264. Hình 2.3 Mô hình cấu trúc H.264 2.1.2.1 Định dạng video. H.264 hỗ trợ mã hóa và giải mã video 4:2:0 quét liên tục hoặc xen kẽ. Khung quét xen kẽ bao gồm 2 trường (trên và dưới) tách biệt theo thời gian với định dạng mặc định. 2.1.2.2 Định dạng dữ liệu được mã hoá. H.264 phân biệt lớp mã hóa video (Video Coding layer – VCL) và lớp mạng trừu tượng (Network Abstraction Layer – NAL). Đầu ra của quá trình mã hóa là dữ liệu lớp mã hóa video VCL (chuỗi bit biểu diễn dữ liệu video đã được mã hóa) sẽ được ánh xạ và các đơn vị của lớp mạng trừu tượng- NAL trước khi truyền dẫn hay lưu trữ. Mỗi đơn vị NAL bao gồm chuỗi byte thô về thứ tự tải, và một tập các thông tin ứng với dữ liệu video hay còn gọi là thông tin header. Một chuỗi video được mã hóa được biểu diễn bởi chuỗi các đơn vị NAL mà có thể được truyền dẫn trên các mạng gói hay luồng bit trên đường truyền hay lưu ra file. Mục đích của việc phân chia các lớp VCL và NAL là để phân biệt đặc tính mã hóa tại lớp VCL và đặc tính truyền dẫn tại lớp NAL. Hình 2.4 Luồng dữ liệu cơ bản H.264 Header slice định nghĩa loại slice và ảnh mã hóa mà slice đó thuộc về và có thể kèm theo các thông tin hướng dẫn liên quan đến quản lý ảnh tham chiếu. Phần dữ liệu của slice bao gồm chuỗi các khối macro được mã hóa và chỉ thị bỏ qua ( không được mã hóa) khối macro. Mỗi khối macro bao gồm chuỗi các thành phần header và dữ liệu dư thừa được mã hóa. 2.1.2.3 Slice. Một ảnh video được mã hóa gồm một hay nhiều slide. Mỗi slice bao gồm số nguyên các khối macro. Số lượng khối macro trong một bức ảnh có thể không cố định. Có sự phụ thuộc lẫn nhau tối thiểu giữa các slide đã được mã hóa để giúp giảm sự lan truyền lỗi.Có 5 loại slide được mã hóa và một ảnh được mã hóa có thể bao gồm nhiều loại slide khác nhau ví dụ ảnh được mã hóa trong profile cơ bản có thể bao gồm các slide I và P và ảnh được mã hóa ở profile chính hay mở rộng có thể gồm I, P, B slide. Hình 2.5 Cấu trúc Slice 2.1.2.4 Macroblock. Một khối macro bao gồm các dữ liệu được mã hóa ứng với vùng 16x16 mẫu của khung video.( 16x16 mẫu độ chói, 8x8 Cb và 8x8 Cr) và bao gồm các thành phần cú pháp theo bảng ở . Khối macro được đánh số theo thứ tự quét trong khung. Mb_type Xác định liệu khối macro là loại I hay P, xác định kích cỡ một vùng trong khối macro Mb_pred Xác định chế độ mã hóa trong ( khối macro intra), danh sách tham chiếu List 0 hay List 1 và mã hóa các vector chuyển động khác nhau cho mỗi phần của khối macro Sub_mp_pred Xác định kích cỡ khối macro con. Danh sách tham chiếu List 0 hay 1 cho mỗi vùng khối macro và mã hóa các vector chuyển động khác nhau cho mỗi vùng con Coded_block_pattern Xác định khỗi 8x8 nào ( độ chói hay sắc) sẽ mang hệ số biến đổi Mb_qp_delta Thay đổi tham số lượng tử hóa Residual Hệ số biến đổi đã được mã hóa ứng với mẫu dư thừa sau khi dự đoán 2.1.2.5 Ảnh tham chiếu. Bộ mã hóa H.264 có thể sử dụng hai hoặc nhiều các ảnh được mã hóa trước đó để làm tham chiếu cho dự đoán bù chuyển động cho mã hóa ngoài các khối macro hoặc phân tách khối macro. Điều này cho phép bộ mã hóa tìm kiếm khối macro giống nhất với khối macro được tách ra từ bức ảnh vừa được mã hóa.Bộ mã hóa và giải mã luôn giữ một hoặc hai danh sách các ảnh tham chiếu, bao gồm ảnh đã vừa được mã hóa hay giải mã (xuất hiện trước hoặc sau ảnh hiện tại). Mã hóa ngoài các khối macro hay vùng của khối macro trong slice P được dự đoán từ một danh sách các ảnh –list 0. Mã hóa ngoài khối macro và vùng các khối macro trong slide B có thể được dự đoán từ hai danh sách list 0 và list 1. Loại Slice Mô tả Profile I (Intra) Chỉ bao gồm khối macro I (mỗi khối hoặc khối macro được dự đoán từ dữ liệu được mã hóa trước đó trong cùng một slide) Tất cả P (Predicted) Bao gồm khối macro P (mỗi khối macro hoặc vùng macro được dự đoán từ danh sách các ảnh trong list 0 hoặc là khối macro I Tất cả B (Dự đoán hai chiều) Bao gồm các khối macro B( mỗi khối hay một vùng khối macro được dự đoán từ danh sách ảnh list 0 hoặc list 1) hoặc là khối macro I Mở rộng hoặc chính SP (Swiching P) Tạo điều kiện thuận lợi Mở rộng Profile Hình 2.6 Profile trong H.264 H264 định nghĩa 3 profile trong đó mỗi profile hỗ trợ 1 tập cụ thể các hàm mã hóa, và chỉ ra những gì đươc yêu cầu của bộ mã hóa/giải mã phù hợp với từng profile. Base profile hỗ trợ mã hóa trong và liên khung (sử dụng slice I và slice P ),và phương pháp mã hóa entropy CAVLC. Main profile bao gồm video quét xen kẽ,mã hóa liên khung sử dụng slice B ,mã hóa liên khung dùng dự đoán có trọng sô và phương pháp mã hóa entropy CABAC. Extended profile không hỗ trợ video quét xen kẽ và phương pháp mã hóa entropy CABAC, nhưng có thêm chế dộ cho phép việc chuyển đổi  giữa các luồng bit được mã hóa. Ứng dụng tiềm năng của profile Baseline bao gồm thoại video, hội thảo truyền hình, và truyền thông không dây. Ứng dụng tiềm năng của Main profile là truyền hình quảng bá và lưu trữ dữ liệu. Profile mở rộng có thể hữu ích trong ứng dụng streaming. Tuy nhiên mỗi profile có sự mềm dẻo đủ để hỗ trợ một loại ứng dụng khác nhau. Lớp mạng trừu tượng. Hình 2.7 Lớp NAL trong H.264 Các NAL unit chứa trong nó slice đầu ra của VCL (video coding layer), thích hợp cho việc truyền đi trên mạng gói (packet-oriented network) hoặc các mạng hướng luồng byte (byte- oriented networks). Hình 2.8 Đơn vị dữ liệu ứng với các lớp trong H.264 2.1.3.1 Cấu trúc của NAL unit. 2.1.3.1.1 NAL unit header. Hình 2.9 Cấu trúc dữ liệu phân mảnh Trên hình là cấu trúc của NAL header có độ dài 1 byte,và là byte đầu tiên của 1 Nal unit. F (forbidden_zero_bit) : Giá trị 0 chỉ rằng octet NAL type và tải không chứa bit lỗi hoặc sai cú pháp.Và ngược lại.Khi bit F được đặt lên 1 thì bộ giải mã được chi rằng trong tải và octet NAL ype của NAL unit có chứa lỗi hoặc sai cú pháp,bộ giả mã có thể huỷ bỏ NAL unit và giấu đi dữ liệu của gói bị huỷ. NRI(nal_ref_idc) : giá trị 00 chỉ nội dung của NAL unit không được dùng đẻ tái xây dựng ảnh tham chiếu cho dự đoán liên ảnh,do vậy mà các Nal unit có thể bi huỷ mà không làm rủi ro toàn thể ảnh tham chiếu. Còn giá trị lớn hơn 00 chỉ rằng việc giải mã Nal unit được yêu cầu để duy trì sự toàn vẹn của ảnh tham chiếu. Mức độ ưu tiên truyền giảm dần theo trật tự:11, 10, 01, 00 ,và giá trị của Nri tuỳ thuộc giá trị của NAL type. Datatype : Hình 2.10 Loại dữ liệu chứa trong một đơn vị NAL Khi NAL=5 (ảnh IDR) thì giá trị của của NRI=11 Hình 2.11 Cấu trúc gói NAL 2.1.3.1.2 Cấu trúc gói dạng byte stream. Trật tự của NALU dạng luồng byte nên theo trật tự giải mã NALU trong luồng byte NALU. Bắt đầu mỗi NALU là chuỗi 3 byte được gọi là start_code_prefix_one_3byte =0x000001(theo hệ số đếm 16). Emulation_prevent_three_byte chứa bên trong của 1 NALU để thông báo là không có chuỗi byte liên tiếp byte-aligned bên trong NALU,hay nois cách khác là dảm bảo trong luồng dữ liệu của nal unit không chứa mã mở đầu(prefix start code :0x000001). 2.1.3.2 Tập tham số Hình 2.12 Tập tham số Khi truyền video được mã hóa theo cách truyền thống qua mạng dễ xảy ra lỗi (error prone),một trong các vấn đề lớn hơn là khả năng mất 1 tiêu đề mang thông tin có liên quan tới nhiều gói.Ví dụ như việc mất tiêu đề (header) của ảnh, dẫn đến không có khả năng của bộ giải mã sử dụng bất kì gói thông tin nào sau đó liên quan tới bức ảnh, thậm chí rất nhiều gói còn nguyên không bị thay đổi gi so với khi được đóng gói tại phía phát. Nhiều cơ chế được giới thiệu tới các chuẩn mã hóa video và sự sắp xếp đóng gói (packetization schemes) để giảm thiểu vấn đề trên như cơ chế nhân bản tiêu đề trong MPEG-4. Tuy nhiên những cơ chế này không thể giải quyết hoàn toàn vấn đề. Vấn đề cơ bản là việc đồng bộ của các thông tin cao hơn của tiêu đề với luồng bit.Ở bất kì trạng thái nào được nêu ra của bộ giải mã, có duy nhất 1 ngữ cảnh (context) của tiêu đề sẵn sàng ở bộ giải mã.Nếu ngữ cảnh bị mất vì bất kì lí do nào, bộ giải mã sẽ có vấn đề Khái niệm NAL của H26L tránh được vấn đề này bằng cách tách biệt việc truyền của thông tin slice và tiêu đề của trật tự cao hơn (higher hierarchy). Bộ mã hóa và bộ giải mã duy trì nhiều địa điermer chứa cho toàn bộ nội dung của tiêu đề của ảnh/GOB/Slice. Mỗi 1 slice chứa trong tiêu đề 1 từ mã của tập tham số (parameter set) có chức năng như 1 chỉ số tới địa chỉ của tập tham số liên quan việc giải mả của slice đó. Do vậy, bộ giải mã có thể thay đổi không đồng bộ các tập tham số trong khi vẫn cho phép giải mã đúng slice mà không gửi (address) tham số các tập tham sô đó. Hình 2.13 Sự liên kết giữa các tập tham số Việc truyền các cập nhât của tập tham số phụ thuộc vào NAL.Tập tham số nên được thiết lập và cập nhật một cách cậy và theo 1 kênh truyền khác với kênh truyền video.Trong các ứng dụng hội thoại, thiết lập của tập tham sô sẽ thường là ảnh hưởn 1 phía của trao đổi khả năng (capability exchange) và sau đó những thay đổi sẽ được thực hiện thông qua giao thức điều khiển tin cậy như H.243 trong môi trường mà không có giao thức điều khiển nào, tập tham số có thể được truyền trong cùng 1 kênh truyền. Hình 2.14 Cơ chế truyền tập tham số ảnh Thông thường các tập tham sô ảnh , tập tham số chuỗi được truyền trước các slice để bộ giải mã phía thu có thể thiết lập các giá trị phù hợp để giải mã đúng luồng dử liệu video truyền từ phía phát. Tập tham số ảnh (PPS) : Mỗi slice đều tham chiếu đến 1 tập tham số ảnh (picture parameter set) dùng cho việc giải mã dữ liệu video được mã hóa của 1 hay nhiều ảnh. Tập tham số chuỗi (SPS) : Mỗi tập tham số ảnh đều tham chiếu đến 1 tập tham số chuỗi (sequence parameter set). Mỗi tập tham số chuỗi chứa thông tin cho cả chuỗi video dùng cho quá tŕnh giải mã cho toàn chuỗi ảnh. 2.1.3.3 Trật tự của các NALU và liên kết tới các ảnh được mã hoá, đơn vị truy cập và chuỗi video. 2.1.3.3.1 Trật tự của PPS và SPS. Tập tham số ảnh và tập tham số chuỗi phân tách việc truyền những thông tin thay đổi không thường xuyên từ dữ liệu của các macroblock được mã hóa. Tập tham số ảnh và tập tham số chuỗi được truyền “out-of-band” dùng cơ chế truyền tin cậy. RBSP của tập tham số ảnh có thể được chiếu đến bởi các đơn vị NAL của slice được mã hóa hoặc phân vùng dữ liệu. RBSP của mỗi tập tham số ảnh ban đầu không hoạt động lúc bắt đầu hoạt động của quá trình giải mã. Một tập tham số ảnh được xem là hoạt động tại bất kì thời điểm nào của quá trình giải mã,và dẫn đến sự vô hiệu hóa của một tập tham số ảnh trước đấy. Và khi có một tâp tham số ảnh mới thì tập tham số ảnh hiện tại sẽ bị vô hiệu hóa. Bất kì đơn vị NAL chứa giá trị của pic_parameter_set_id cho RBSP của tập tham số ảnh hoạt động sẽ có cùng nội dung như của RBSP tập tham số ảnh hoạt động trừ phi nó theo sau đơn vị NAL VCL cuối cùng của một ảnh được mã hóa và dứng trước đơn vị NAL VCL đầu tiên của ảnh được mã hóa khác. Một tập tham số chuỗi chứa thông số có thể được chỉ đến bỏi một hay nhiều tập tham số ảnh hoặc một hay nhiều thông điệp SEI. Mỗi tập tham số chuỗi ban đầu không hoạt động lúc bắt đầu hoạt động của quá trình giải mã và hoạt động tại bất kì thời điểm nào của quá trình giải mã,và dẫn đến sựu vô hiệu hóa của một tập tham số ảnh trước đấy. Và khi có một tâp tham số chuỗi mới thì tập tham số chuỗi hiện tại sẽ bị vô hiệu hóa. Bất kì đơn vị NAL chứa cụ thể giá trị của seq_parameter_set_id cho RBSP của tập tham số chuỗi không sắn sàng hoạt động như của RBSP tập tham số chuỗi hoạt động trừ phi nó theo sau đơn vị NAL VCL cuối cùng của một ảnh được mã hóa và dứng trước đơn vị NAL, VCL đầu tiên của ảnh được mã hóa khác. Bất kì đơn vị NAL chứa cụ thể giá trị của seq_parameter_set_id cho RBSP của tập tham số chuỗi không sắn sàng hoạt động như của RBSP tập tham số chuỗi hoạt động trừ phi nó theo sau đơn vị NAL, VCL cuối cùng của một ảnh được mã hóa và dứng trước đơn vị NAL, VCL đầu tiên của ảnh được mã hóa khác. Do đơn vị truy cập IDR bắt đầu một chuỗi video được mã hóa mới và một RBSP của tập tham số chuỗi phải duy trì hoạt động cho toàn thể chuỗi video được mã hóa, RBSP của tập tham số chuỗi chỉ có thể được hoạt động bới một thông điệp SEI đang đệm theo chu kì. Bất kì đơn vị NAL chứa giá trị của seq_parameter_set_id cho RBSP của tập tham số chuỗi hoạt động sẽ có cùng nội dung .RBSP tập tham số chuỗi hoạt động trừ phi nó theo sau đơn vị NAL, VCL cuối cùng của một ảnh được mã hóa và dứng trước đơn vị NAL VCL đầu tiên của ảnh được mã hóa khác,và đơn vị SEI chứa thông điệp SEI của chuỗi video được mã hóa khác.Khi trình bày,RBSP của tập tham số chuỗi mở rộng có chức năng tượng tự các RBSP của tập tham số chuỗi. 2.1.3.3.2 Trật tự của các đơn vị truy cập và gắn với chuỗi video được mã hóa. Một chuỗi video bao gồm hay nhiều đơn vị truy cập. Đợn vị truy cập đầu tiên của mỗi chuỗi video được mã hóa là 1 đơn vị IDR và tất cả các chuỗi video là các đơn vị truy cập không phải IDR. Giá trị của só đếm trật tự của ảnh cho các ảnh được mã hóa trong các đơn vị truy cập liên tiêp nhau theo trật tự giải mã đàg chứa ảnh không được tham chiếu sẽ không tăng. Khi hiển thị, một đơn vị truy cập theo sau 1 đơn vị truy cập cuối cùng của 1 chuỗi NAL sẽ là 1 đơn vị truy cập của ảnh IDR. Khi một dơn vị NAL SEI chứa dữ liệu là thuộc tính của nhiều đơn vị truy cập, đơn vị NAL SEI sẽ được chứa trong đơn vị truy cập đầu tiên nó áp dụng Khi kết thúc của luồng NAL được trình bày ở trong 1 đơn vị truy cập,đơn vị truy cập này nên là đơn vị cuối cùng của chuỗi bit và kết thúc của chuỗi đơn vị NAL sẽ là đơn vị NAL cuối cùng trong đơn vị truy cập này. 2.1.3.3.3 Trật tự của các đơn vị NAL và ảnh được mã hóa và sự gán kết tới các đơn vị truy cập. Hình 2.15 Cấu trúc đơn vị truy nhập Một đơn vị truy cập chứa 1 ảnh được mã hóa chính,không hoặc nhiều ảnh dược mã hóa dư thừa liên quan và không hoặc nhiều đơn vị NAL không phải là của VCL. Đơn vị đầu tiên của các đơn vị NAL theo sau đơn vị NAL của lớp VCL của một ảnh được mã hóa chính : Đợn vị NAL phân chia đơn vị truy câp (access unit delimiter NAL unit). Đơn vị NAL của tập tham số chuỗi ( sequence parameter set NAL unit). Đơn vị NAL của tập tham số ảnh (picture parameter set NAL unit). SEI NAL unit (when present). Đơn vị NAL với nal_unit_type trong khoảng 14 từ 18. Đơn vị NAL VCL đầu tiên của một ảnh được mã hóa. Những hạn chế sau sẽ được điều khiển được trật tự của các ảnh được mã hóa và các đơn vị của NAL không phải của lớp VCL bên trong một đơn vị truy cập. Khi một đơn vị NAL phân chia các đơn vị truy cập được trình bày,nó sẽ là đơn vị NAL đầu tiên.Nên có ít nhât 1 đơn vị phân chia đơn vị truy cập ở bất kì đơn vik truy cập nào. Khi các đơn NAL SEI bất kì được trình bày, chúng sẽ thep trước ảnh được mã hóa. Khi một đơn vị NAL SEI chứa thông điệp SEI đang được đệm,thông điệp SEI đang được đệm sẽ là tải của thông điệp SEI đầu tiên của đơn vị NAL đầu tiên tron đơn vị truy cập. Ảnh được mã hóa chính sẽ di trước các ảnh được mã hóa dư thừa liên quan. Khi ảnh được mã hóa dư thừa được trình bày,nó sẽ là đơn vị NAL tiếp theo và theo trật tự của giá trị của redundant_pic_cnt. .Các đơn vị NAL thuộc cùng 1 chuỗi thì có cùng số seq_parameter_set_id. Khi đơn vị NAL của tập tham số chuỗi đươc trình bày,nó sẽ là đơn vị NAL tiếp theo sau đơn vị NAL của tập tham số chuỗi có cùng giá trị seq_parameter_set_id khi có 1 hay nhiều slice được mã hóa của một ảnh được mã hóa phụ không có các đơn vị NAL của các phân vùng được trình bày,chúng sẽ theo sau ảnh được mã hóa chính và tất cả các ảnh được mã hóa dư thừa. Khi đơn vị NAL kết thúc của chuỗi được trình bày, nó sẽ theo sau ảnh được mã hóa chính và tất cả các ảnh được mã hóa dư thừa. Khi đơn vị NAL của luồng kết thúc được trình bày,nó sẽ là đơn vị NAL cuối cùng. Đơn vị NAL có nal_unit_type từ 0 đến 12 hoặc trong khoảng 20 đến 31,sẽ không theo sau đơn NAL lớp VCL đầu tiên của ảnh được mã hóa chính. Đơn vị NAL của tập tham số chuỗi hoặc của tập tham số ảnh có thể được trình bày trong 1 đơn vị truy câp nhưng không đi sau đơn vị NAL VCL cuối cùng của ảnh đươc mã hóa chính bên trong 1 đơn vị truy cập, khi điều kiện này sẽ được chỉ bát đầu của một đơn vị truy cập mới. Khi một NAL có nal_unit_type là 7,8 được trình bày bên trong một đơn vị truy cập,nó có the hoăc không được tham chiêu tới bên trong ảnh được mã hóa của một đơn vị truy cập. Cấu trúc của đơn vị truy cập không chứa bất kì đơn vị NAL có nal_unit_type là 0, 7, 8 hoặc 12. 2.1.3.3.4 Dò tìm đơn vị NAL đầu tiên của 1 ảnh chính được mã hoá (primari codec picture ). Bất kì đơn vị NAL của slice được mã hóa hoặc phân vùng dữ liệu của slice được mã hóa của ảnh được mã hóa chính trong đơn vị truy cập hiện tại sẽ phân biệt với bất kì đơn vị NAL ckủa slice được mã hóa hoặc phân vùng dữ liệu của slice được mã hóa của ảnh đươc mã hóa trước đó theo những cách sau: • frame_num :khác biệt giá trị .Giá trị của frame_num được dùng đề kiểm tra điều kiện này được xuất hiện trong cú pháp của tiêu đề của slice bất kể giá trị được ngụ ý là 0 cho việc dùng các chuỗi con trong quá trình giải mã vi việc xuất hiện của hoạt động điều khiển quản lí bộ nhớ bằng 5 • pic_parameter_set_id khác giá trị • field_pic_flag khác giá trị • bottom_field_flag khác giá trị • nal_ref_idc khác giá trị với nal_ref_idc có giạ trị là 0. • pic_order_cnt_type là 0 và pic_order_cnt_lsb khác giá trị hoặc delta_pic_order_cnt_bottom khác giá trị . • pic_order_cnt_type là 1 cho cả 2 ảnh delta_pic_order_cnt[ 0 ] khác giá trị or delta_pic_order_cnt[ 1 ] .kh

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docdo_an_cuong.doc
Tài liệu liên quan