Απαιτήσεις Δικτύου για Ηχητικά και Video Σήματα

Παρουσίαση με θέμα: "Απαιτήσεις Δικτύου για Ηχητικά και Video Σήματα"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Απαιτήσεις Δικτύου για Ηχητικά και Video Σήματα
Δεν υπάρχει διαφορά στις απαιτήσεις δικτύου όσον αφορά τη ζωντανή μετάδοση και την ηχογράφηση. Ωστόσο, στις εγγραφές απαιτείται μεγαλύτερη πιστότητα και ελάχιστος αριθμός λαθών. Σημαντικός παράγων εδώ είναι η καθυστέρηση της μετάδοσης. (Στις ζωντανές επικοινωνίες μπορεί να γίνει ανεκτή κάποια καθυστέρηση, όχι όμως και στις αλληλεπιδραστικές Interactive) 10 November 2018

2 Ανθρώπινη αντίληψη Ηχου και Εικόνας
Το ανθρώπινο αφτί δρα σαν ένας διαφοριστής υπερτονίζοντας τις εναλλαγές Το ανθρώπινο μάτι δρα σαν ένας ολοκληρωτής φιλτράροντας τις εναλλαγές. 10 November 2018

3 Σφάλματα κατά τη Συμπίεση
10 November 2018

4 Ποιότητα ήχου Τηλεφωνική ποιότητα
Κωδικοποίηση G.711. Εύρος ζώνης 3.4 kHz. Το φάσμα της ανθρώπινης ομιλίας μπορεί να εκταθεί σε εύρος 10 kHz. CD ηχητική ποιότητα: 20 kHz μονοφωνικό Sound Studio Ποιότητα: Διπλάσια της προηγούμενης 10 November 2018

5 Απαιτήσεις Δικτύου για Ασυμπίεστα Σήματα
Τηλεφωνική Ποιότητα: 64 Kbps Το αναλογικό σήμα δειγματοληπτείται 8000/s και κάθε δείγμα κωδικοποιείται με 8 bits. CD ποιότητα στερεοφωνικά: 1.4 Mbps Δειγματοληψία στα 44.1 kHz με 16 bits/sample X 2 για τη στερεoφωνία δίνει Κbps. 10 November 2018

6 Απαιτήσεις Δικτύου για Συμπιεσμένα Σήματα
Τηλεφωνική ποιότητα: 32, 16 ακόμη και 4 Kbps, με τη κατάλληλη κωδικοποίηση. CD ποιότητα: 192 στερεοφωνικά 64 mono Διάφορες τεχνικές κωδικοποίησης επέτρεψαν τη μετάδοση σε τέτοιες χαμηλές ταχύτητες Παράδειγμα η εφαρμογή MUSICAM σε τεχνικές επιπέδων MPEG 10 November 2018

7 10 November 2018

8 Αλλες Απαιτήσεις Delay Jitter σε interactive εφαρμογή 0.1 με 0.5s (one way), ενώ η ολική round trip delay για real time ή/και virtual reality πρέπει να είναι μικρότερη των 100ms. Για ένα PC και για CD ποιότητα η transit delay variation δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100ms. Για εφαρμογές πολυμέσων θα πρέπει να κυμαίνεται 20 με 30ms. 10 November 2018

9 ... Αλλες Απαιτήσεις Η χωρητικότητα του buffer στον παραλήπτη: Δεν είναι απαραίτητο να είναι ιδιαίτερα μεγάλη, ακόμη και άν το offset delay ανέρχεται σε δεκάδες δευτερόλεπτα. Intermedia Synchronization (πχ. Audio και Motion Video) Error Rates: κάτω από 10-2 για τηλεφωνική ποιότητα, 10-3 για CD ποιότητα και ασυμπίεστα σήματα και 10-4 για συμπιεσμένα 10 November 2018

10 Motion Video Πέντε ποιότητες: High Definition Television (HDTV)
Studio-Quality digital television Current broadcast-quality television VCR-quality television Low-speed videoconferencing quality 10 November 2018

11 HDTV ή digital high definition television
Ποιοτικοί παράμετροι: Frames per second image resolution (picture elements per frame - pixels, pixel depth) image alteration (αλλοίωση εικόνας) οφειλόμενη στη συμπίεση 10 November 2018

12 Συνδυασμοί για την HDTV
High resolution/high frame rate (1920 x 1080/60 fps), 1920:pixels/line και 1080:lines/frame High resolution/conventional frame rate (1920 x 1080/30 fps) Το PAL και SECAM έχουν 25 fps ενώ το NTSC 30 fps Improved resolution/conventional frame rate (1280 x 720/30 or 24 fps) Aspect Ratio 16:9 αντί του σημερινού 4:3 10 November 2018

13 Ποιότητα HDTV Με τον παραπάνω όρο εννοούμε ένα τύπο high resolution/high-frame-rate, δηλαδή 1920 pixels ανά γραμμή και 1080 γραμμές στο frame, που παρουσιάζονται με ρυθμό 60 frames το δευτερόλεπτο Χρειάζεται να καθορισθούν επίσης τα standards του ήχου καθώς και η μίξη ήχου-εικόνας. 10 November 2018

14 Interlacing Interlaced HDTV χωρίζει το frame σε δύο πεδία, καθένα από τα οποία αντιστοιχεί σε διαφορετικές (άρτιες-περιττές) γραμμές της οθόνης. Ετσι λειτουργεί η συμβατική TV. Progressive scan έχει ένα πεδίο ανά frame. Οι περισσότερες οθόνες υπολογιστών δουλεύουν έτσι. Για το ίδιο bit rate το progressive scan είναι καλύτερο. 10 November 2018

15 Studio quality digital television
Digital Video Effects (DVE) 525 lines και 858 samples/line (NTSC) ή 625 lines και 864 samples/line (PAL-SECAM) all to “luminance” 30 ή 25 frames per second interlaced scan 8 bit * 3components/pixel = 24 bit per pixel 10 November 2018

16 Studio quality ITU-R 601 TV
10 November 2018

17 Sampling Freq. Stud qual.TV Luminance signal only
10 November 2018

18 Broadcast quality TV Digital TV cameras with sophisticated editing functions Modern TV sets, λαμβάνουν το αναλογικό σήμα και το μετατρέπουν σε ψηφιακό με πολλές βελτιώσεις και οπτικά «εφφέ» 10 November 2018

19 VCR quality TV H Διακριτική ικανότητα είναι περίπου η μισή από την PAL ή SECAM broadcast quality TV 10 November 2018

20 Videoconference quality
Low speed at 128 Kbps δηλαδή 2 γραμμές βασικής ISDN ζώνης. (Πάει και 384Kbps) Η Διακριτική ικανότητα είναι το το 1/4 της TV studio quality Common Intermetiate Format (CIF) ITU-TS standard called H.261 με 352 pixels και 288 lines per frame Το Frame Rate είναι 5 με 10 fps 10 November 2018

21 10 November 2018

22 Delay jitter for real time video
Lip synchronization για HDTV και VCR Variation of Network Transit Delay Μεγέθη : ~ 50 ms για HDTV ~ 100 ms για broadcast quality ~ 400 ms για videoconference quality 10 November 2018

23 Error Rates Intervals between affected frames: Εξαρτάται από το Bit Error Rate (BER) και τη ποιότητα της επικοινωνίας π.χ. VidConf Qual.: (100 Kbps) 1 sec για BER και 3 ώρες για BER 10-9 HDTV: 240 λανθασμένα bits/sec για BER και 1min για BER 10-9 10 November 2018

24 Αντιμετώπιση λαθών μετάδοσης
Forward Error Correction (FEC). Με τη μετάδοση επιπρόσθετων bits ελέγχου για non-grouped errors, μπορούμε να ελέγξουμε και να διορθώσουμε λάθη στη μετάδοση. 10 November 2018

25 Artifacts και αντιληπτότης λαθών
Εξαρτάται: π.χ. Αν το λάθος bit είναι σε Least Significant Bit και στη κωδικοποίηση χρώματος, ούτε που θα γίνει αντιληπτό. Πάντως: Μεγάλες συμπιέσεις θα επιφέρουν και μεγαλύτερες πιθανότητες λάθους. 10 November 2018

26 “Απόκρυψη” λαθών (Error concealment)
Αν Data blocks χαθούν ή ληφθούν βραδύτερα, υπάρχουν τεχνικές για επανόρθωση. (Extrapolating ή interpolating των απωλεσθέντων blocks.) Δηλαδή ανιχνεύουμε τα παραπλήσια και αναπλάθουμε τα χαμένα δεδομένα. 10 November 2018

27 Επίδραση της συμπίεσης στην Εκρηκτικότητα (Burst. Ratio 10 προς 1)
10 November 2018

28 Images as Data Files Uncompressed
Medium size image (640 X 480) : 900 Kbytes uncompressed. 640 pixels 480 lines 24 bits color. Οταν χρησιμοποιήσουμε 4 bits color, τότε απαιτούνται 150 Kbytes Large computer screen image (1280 X1024) : 4 Mbytes uncompressed. Color 24 bits 10 November 2018

29 Compressed Images Medium size (640 X 480) : 36 Kbytes
Large size image (1280 X 1024) : 160 KBytes 10 November 2018

30 Transmission Time for images
10 November 2018

31 Transmission and overall transfer delay
10 November 2018

32 Αλλες απαιτήσεις Multicasting ( audio-video διανομές, cooperative work, σεμινάρια, μαθήματα κτλ.) Cashing και mirroring 10 November 2018

33 Burstiness ratio 10 November 2018

34 Holding time 10 November 2018

35 Response time 10 November 2018