phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được chia thành 3 chương: Chƣơng 1: Giới thiệu về công nghệ Streaming và tổng quan về truyền hình di động Mobile TV Giới thiệu chung về công nghệ Streaming Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video Chƣơng 2: Mô hình kiến trúc hạn tầng kỹ thuật cho Streaming trên thiết bị di động Kiến trúc ứng dụng Kiến trúc dữ liệu Kiến trúc vật lý Một số phương thức phân luồng Video Xây dựng kiến trúc hệ thống streaming Chƣơng 3: Áp dụng xây dựng hệ thống xem video trực tuyến trên hệ điều hành Android. Tổng quan các nghiệp vụ bài toán, khái quát các đặc điểm hệ thống Cài đặt thử nghiệm và đưa ra kết quả Kết luận và kiến nghị Tổng kết các vấn đề Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Đưa ra đề xuất hướng phát triển tiếp theo, ứng dụng, cải tiến Tài liệu tham khảo CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ TỔNG QUAN VỀTRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG MOBILE THÀNH VIÊN 1.1 Giới thiệuchungvề công nghệ Streaming Video là một loại dữ liệu đa phương tiện, chủ yếu phục vụ cho truyền thông hoặc cho nhu cầu giải trí của con người trong nhiều thập niên.Trong thời kỳ đầu video được xử lý và truyền dưới dạng tín hiệu tương tự (analog).Với sự phát triển không ngừng của mạch điện tử và máy tính dẫn đến số hóa Video và mở ra một cuộc cách mạng về nén và truyền thông Video.Sự phát triển và phổ biến của Internet giữa những năm 90 đã định hướng truyền thông Video qua mạng chuyển mạch gói best – effort. Video qua mạng Internet gặp phải rất nhiều yếu tố bất lợi về băng thông, độ trễ và mất gói tin, cùng với một số vấn đề như làm thế nào để chia sẻ tài nguyên mạng giữa các luồng hay làm thế nào có thể triển khai hiệu quả phương thức truyền thông một – nhiều.
Từ đó đã có rất nhiều giải pháp được nghiên cứu và phát triển nhằm khắc phục những vấn đề này. Video Streaming được định nghĩa là một “dòng chảy” video, nghĩa là dữ liệu Video được truyền liên tục từ một nguồn đến một đích nào đó thông qua Internet. Video Streaming thường được sử dụng trong lĩnh vực giải trí hoặc dạy học, dùng để lưu trữ các tập tin Video hoặc các bài học, cung cấp cho người dùng các tiện ích như tìm kiếm, liệt kê và khả năng hiển thị hoặc hiển thị lại các dữ liệu Video theo yêu cầu.Với các định dạng tập tin Video truyền thống, dữ liệu chỉ có thể hiển thị khi đã được tải về (download) toàn bộ, vì vậy đối với các tập tin Video chất lượng cao có dung lượng lớn thì công việc này sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian. Video Streaming tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các công nghệ giải nén kết hợp với hiển thị dữ liệu đồng thời trong lúc vẫn tiếp tục tải Video về.
Quá trình này được gọi là kỹ thuật đệm (buffering): - Thay vì được gửi một lần duy nhất, dữ liệu Video Streaming sẽ được chiathành từng gói nhỏ, sau đó liên tục truyền những phần được chia ra. - Ban đầu bên nhận sẽ lấy về một phần chia nhỏ của dữ liệu Video và hiển thị Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 những phần Video đã nhận được, đồng thời trong lúc hiển thị các gói dữ liệucòn lại sẽ lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo. Hình 1-1: Mô hình Streaming Video Streaming được thể hiện dưới hai dạng: - Video theo yêu cầu (on demand): là các dữ liệu Video được lưu trữ trên máy chủ đa phương tiện và được truyền đến người dùng khi có yêu cầu, ngườidùng có toàn quyền để hiển thị cũng như thực hiện các thao tác (tua, dừng,quay lại…) với các đoạn dữ liệu này. - Video thời gian thực (live event): là các dữ liệu Video được biến đổi trực tiếp từ các nguồn cung cấp dữ liệu theo thời gian thực (máy camera, microphone,thiết bị phát dữ liệu Video…).
Streaming Video tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các công nghệ giải nén kết hợp với “phần mềm đa phương tiện” hiển thị dữ liệu đồng thời với quá trình download (diễn ra song song). Quá trình này được gọi là buffering và có thể được diễn giải là thay vì được gửi một lần duy nhất dữ liệu Streaming sẽ được truyền đi thành các gói nhỏ. Ban đầu “phần mềm đa phương tiện” sẽ lấy về một phần chia nhỏ đó của dữ liệu video trước khi hiển thị, đồng thời trong lúc hiển thị các gói dữ liệu còn lại sẽ lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo. Việc truyền các Streaming Video, Audio qua mạng internet sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các sản phẩm phần mềm dành cho máy chủ Video/Audio Streaming và máy người dùng Streaming.
Trong những năm gần đây có rất nhiều các chuẩn công nghệ Streaming được phát triển với các “phần mềm đa phương tiện”: Emblaze, Liquid Audio, Macromedia Shockwave, Microsoft Windows Media, RealNetworks RealMedia, VDOLive, Vosiac, Audioactive, Apple QuickTime. Một vấn đề lớn được đặt ra cùng với sự phát triển của các công nghệ streaming là sự gia tăng của các định Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 dạng dữ liệu riêng và sự không tương thích của chúng. Hiện tại các định dạng Video/Audio Streaming chỉ giới hạn bởi ba công ty được coi là dẫn đầu trong công nghệ Streaming với các sản phẩm: Apple với QuickTime, RealNetworks với RealMedia, và Microsoft với Windows Media. Các hãng này đều cung cấp các bộ công cụ trọn gói gồm máy chủ Streaming (lưu trữ, truyền phát dữ liệu theo các giao thức hỗ trợ .), “phần mềm đa phương tiện” (hiển thị dữ liệu tại phía người dùng), và công cụ kiến tạo dữ liệu với các chuẩn nén.
Công nghệ Streaming sử dụng các giao thức RTP, MMS, HTTP…. để truyền dữ liệu qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để giảm dung lượng dữ liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều kích thước hiển thị để có thể phù hợp với độ rộng băng thông của nhiều mạng truyền dẫn để tối ưu hoá việc truyền dữ liệu qua mạng.2 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV 1.1 Truyền hình di động Mobile TV Truyền hình di động (Mobile TV) là công nghệ mã hoá và truyền dẫn các chương trình truyền hình hoặc Video để có thể thu được trên các thiết bị di động như điện thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA), các thiết bị đa phương tiện vô tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động. Đối với Mobile TV, người xem có thể truy nhập các chương trình truyền hình trong khi di chuyển. Các chương trình truyền hình có thể được truyền tải dòng (Streaming) tới máy di động để xem ở tốc độ giống như khi được phát hoặc các chương trình có thể được xem với trễ thời gian hoặc có thể được ghi lại toàn bộ giống như băng cassette Video hoặc đĩa DVD.
Mobile TV không chỉ cho phép truyền dẫn một chiều thông thường mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác nhờ sử dụng các kênh phản hồi cung cấp bởi mạng tế bào. Các chương trình có thể được phát ở chế độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ sóng hoặc phát tới một người sử dụng theo yêu cầu (chế độ unicast) hoặc có thể phát tới một nhóm người sử dụng (chế độmulticast). Các công nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố định, có kích thước màn hình lớn trong đó công suất tiêu thụ không là vấn đề quan trọng. Trong khi đó các máy thu di động có công suất pin hạn chế, kích thước màn hình nhỏ, anten nhỏ được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa máy thu có thể chuyển động với tốc độ lên tới 200 km/h.
Do đó, Mobile TV là công nghệ được thiết kế để đáp ứng được các yêu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền hình trong môi trường vô tuyến di động có băng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 thông hạn chế, máy thu đầu cuối di động có công suất pin tiêu thụ nhỏ kích thước màn hình nhỏ, và giới hạn về tốc độ làm tươi. Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di động bao gồm truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler; trong khi đó hạn chế của máy thu di động là công suất pin nhỏ và anten tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các công nghệ Mobile TV đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di động nói trên. Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động là: - Truyền dẫn theo khuôn dạng lý tưởng phù hợp với các thiết bị truyền hình di động, ví dụ các độ phân giải QCIF (176 X 144 pixels), CIF (352 X 288 pixels),hoặc QVGA (320 X 240 pixels) với mã hoá hiệu quả cao; - Công nghệ tiêu thụ công suất thấp; - Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động; - Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và hiệu ứng đa đường; - Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250 km/h hoặc cao hơn; Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.Phương pháp thứ nhất là phát qua mạng tế bào hai chiều và phương pháp thứ hai là phát qua mạng quảng bá dành riêng, một chiều.
Mỗi phương pháp có các ưu nhược điểm riêng: - Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng thời, nhà khai thác đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này chỉ cần đăng ký dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng.Nhược điểm chính khi phát tín hiệu truyền hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề băng thông hạn chế, điều này có thể làm giảm chất lượng các dịch vụ thoại truyền thống. Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động có thể làm giảm dung lượng của mạng tế bào.