Информатизации и телекоммуникационных технологий республики узбекистан



страница12/12
Дата01.12.2017
Размер0.91 Mb.
ТипИсследование
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

6. Анализ полученных результатов


В результате работы создан аппаратно-программный комплекс потокового мультимедийного вещания, отвечающий требованиям стабильности и быстродействия. Данный комплекс был протестирован на базе существующей системы предоставления доступа к мультимедийному контенту (портал Mytube.uz). Комплекс имеет следующие технические характеристики:

Входной поток: DVB-S/S2 /MPEG-2 / 3Мбит/с.

Выходной поток: RTP/RTSP/MPEG-4 (H.264+AAC) / ~600 кбит/с.

Данный комплекс может быть использован для вещания спутниковых телевизионных каналов в сети Интернет при условии высокой пропускной способности от сервера до клиента (порядка 500-600 кбит/с).

Тесты на стабильность системы при первоначальных входных параметрах. Результаты тестирования представлены в таблицах 18 и 19.

Таблица 18



Результаты тестирования системы на стабильность

Время запуска

Время остановки

Время работы

05.03.2013 10:15:07

07.03.2013 02:35:51

40:20:44

07.03.2013 10:10:18

09.03.2013 09:34:25

47:24:07

09.03.2013 09:22:45

11.03.2013 08:56:36

47:33:51

11.03.2013 09:12:49

12.03.2013 13:10:22

27:57:33

12.03.2013 13:52:22

14.03.2013 04:32:51

38:40:29

14.03.2013 09:40:12

15.03.2013 16:06:22

30:26:10

15.03.2013 16:43:22

17.03.2013 14:14:09

45:30:47

18.03.2013 10:18:14

19.03.2013 20:49:18

34:31:04

19.03.2013 21:16:18

21.03.2013 11:01:50

37:45:32

25.03.2013 10:07:44

26.03.2013 10:45:08

24:37:24

26.03.2013 10:59:08

28.03.2013 00:22:09

37:23:01

28.03.2013 10:20:19

29.03.2013 14:10:09

27:49:50

29.03.2013 14:37:09

31.03.2013 06:25:21

39:48:12

Среднее время работы

36:54:31

Таблица 19

Результаты тестирования системы транскодирования на потребление системных ресурсов после внесения изменений


Время работы

Размер потребляемой памяти (кбайт)

00:00:16

79129

00:00:44

79138

00:01:15

79308

00:02:01

79226

00:10:21

79517

00:30:04

79793

01:02:21

80535

02:00:58

81486

04:10:45

83879



До

После



Кб
а)


После

До

б)

Рис. 36. Сравнительный график стабильности работы системы (а) и потребления системных ресурсов (б) до и после внесения изменений.


Результаты тестирования комплекса после применения разработанных методов оптимизации и обеспечения стабильности показали увеличение показателя стабильности системы до 9 раз – с 4 до 36 часов бесперебойной работы. Дальнейшая бесперебойная работа системы обеспечивается дополнительным программным обепечением. Таким образом, можно сделать вывод о том, что разработанные методы построения аппаратно-программного комплекса, включая методы оптимизации и обеспечения стабильности, имеют хорошие результаты применения и могут быть использованы для аналогичных систем с варьирующимися характеристиками.

Выводы по главе III


Методология разработки аппаратно-программного комплекса мультимедийного вещания включает в себя методику выбора программного обеспечения для системы потокового мультимедийного вещания, методику анализа работы и сходного кода выбранного программного обеспечения на основе структурного анализа, разработку методов и приемов оптимизации работы и обеспечения стабильности системы, разработку дополнительного программного обеспечения для обеспечения удобства пользования и мониторинга за системой.

В данной задаче решено на первый план вынести модульность, то есть разбиение системы на отдельные модули (подсистемы), выполняющие решение различных задач, причем модули должны работать независимо друг от друга, взаимодействуя друг с другом по стандартизированным протоколам.

В разработке программного комплекса мультимедийного вещания необходим комплексный подход. Комплексный подход предполагает анализ возможных программных продуктов и выделение наиболее подходящих исходя из результатов тестирования на совместимость, качество, потребление системных ресурсов, стабильность и сравнительной оценки характеристик.

Применение разработанной методологии выбора программного обеспечения исследования были выделены программные продукты, наиболее подходящие для поставленных задач. Это следующие программные продукты: набор инструментов для работы со спутниковой DVB-S картой dvb-apps, предлагаемый проектом LinuxTV; набор программных библиотек для кодирования, декодирования, мультиплексирования и вещания цифровых мультимедийных потоков VLC, предлагаемый проектом VideoLAN; и программный коммерческий сервер потокового вещания Wowza Media Server, предлагаемый компанией Wowza Media Systems.

Методика анализа работы системы транскодирования основана на анализе исходного кода и программной отладки набора библиотек кодирования, декодирования и мультиплексирования цифровых мультимедийных потоков на основе открытого кода VLC, написанного на языке программирования С++.

В ходе анализа работы набора программных библиотек были найдены проблемные участки кода, требующие модификации и разработки дополнительных методов обеспечения стабильности программной системы потокового вещания. В соответствие с этим, были разработаны методы и приемы оптимизации работы и стабильности системы, основанные на внесении изменений в программный код и создания дополнительного программного обеспечения, контролирующего сбои в работе системы.

Также было разработано дополнительное программное обеспечение для удобства пользования системой с использованием технологий Java и .NET. Разработанный комплекс был протестирован на базе существующей системы предоставления доступа к мультимедийному контенту Mytube.uz.

Исходя из анализа полученных результатов, можно сделать вывод, что разработанный аппаратно-программный комплекс отвечает предъявленным требованиям и может использоваться в качестве средства вещания спутниковых каналов в сеть Интернет при условии обеспечения необходимой пропускной способности канала. В частности, данный комплекс подходит для вещания в сети TAS-IX.


Заключение


Исследования в области технологий потокового мультимедийного вещания – это одна из актуальных задач сферы информационных технологий и компьютерных коммуникаций. На сегодняшний день существует множество форматов представления и передачи мультимедийного контента в цифровом виде.

В работе приведена классификация и анализ форм и форматов представления мультимедийных данных. Исходя из анализа форматов представления мультимедийных данных, наиболее подходящими и перспективными формами представления мультимедийных данных являются форматы MPEG-2 и MPEG-4. На сегодняшний день на формате MPEG-2 базируются стандарты цифрового телевидения и радио (DVB, ATSC, ISDB, DAB). Однако данный формат предъявляет высокие требования к пропускной способности сети передачи данных (4-10 Мбит/с на один ТВ канал), серьезно ограничивает применение этого формата в рамках мультимедийного вещания. Решение проблем, связанных с требованиями к пропускной способности, лежит в применении формата MPEG-4, который требует гораздо меньшую пропускную способность канала (0,5-3 Мбит/с).

Также в работе дана классификация алгоритмов сжатия: потоковые и статические алгоритмы, алгоритмы сжатия с потерями и без потерь данных. Представлено математическое определение дискретного косинусного и инверсного дискретного косинусного преобразования, лежащих в основе множества алгоритмов компрессии и видео и аудиоданных. На примере стандарта MPEG-2 рассмотрена структура элементарного потока видеоданных. Поток видеоданных представляет собой иерархическую структуру, элементы которой строятся и объединяются друг с другом в соответствии с определенными синтаксическими и семантическими правилами (видеопоследовательность, группа изображений, изображение, срез, макроблок, блок).

Был проведен анализ процессов кодирования и декодирования видеоизображения, который показал, что в основе сжатия видеопотока лежат два основных принципа: подавление несущественных для визуального восприятия мелких деталей пространственного распределения отдельных кадров и устранение временной избыточности в последовательности кадров.

Одной из приоритетных задач в данной сфере исследований является задача создания комплексов потокового мультимедийного вещания. Однако финансовые ограничения и характерные особенности готовых бюджетных решений делают эту задачу трудной для конкретного типа источника и приемника мультимедийного контента.

Для эффективного решения данной задачи в рамках требований к техническим характеристикам и финансовых ограничений необходим комплексный подход, основанный на тщательном анализе возможных рисков, выборе подходящего программного обеспечения. Причем выбор программных продуктов основывается на анализе возможностей, достоинств и недостатков группы программных продуктов, выделении из нее тем самым подгруппы продуктов, которые составят основу будущей системы.

Дальнейшая работа в построении программной системы заключается в том, что выбранные программные продукты необходимо тщательно изучить, проанализировать их структуру, выявить проблемы влияющие на стабильность системы в целом. На основе этих результатов необходимо предпринять меры по обеспечению стабильности и быстродействия системы.

Для этого в работе разработана методика анализа исходного кода и программной отладки набора библиотек кодирования, декодирования и мультиплексирования цифровых мультимедийных потоков на основе открытого кода, написанного на языке программирования С++. Разработаны методы и приемы оптимизации работы и стабильности системы, основанные на внесении изменений в программный код и создания дополнительного программного обеспечения, контролирующего сбои в работе системы. Также было разработано дополнительное программное обеспечение для удобства пользования системой с использованием технологий Java и .NET.

Результатом работы является совокупность методик для построения комплекса потокового мультимедийного вещания, нацеленного на работу в сетях передачи данных со средней пропускной способностью.

Практический результат работы – программный комплекс системы мультимедийного потокового вещания спутниковых каналов с DVB-S карты в сеть Интернет, в ходе построения которого использовалась методология разработки, оптимизации и обеспечения стабильности, разработанная в данной работе. Разработанный комплекс был протестирован на базе существующей системы предоставления доступа к мультимедийному контенту Mytube.uz. В ходе тестирования были сделаны выводы, что разработанный аппаратно-программный комплекс отвечает предъявленным требованиям и может использоваться в качестве средства вещания спутниковых каналов в сеть Интернет при условии обеспечения необходимой пропускной способности канала, в частности в сети пирингового взаимодействия операторов.


Библиографический список


  1. Закон Республики Узбекистан №560-II «Об информатизации» от 11.12.2003.

  2. Постановление Президента Республики Узбекистан №ПП-1730 «О мерах по дальнейшему внедрению и развитию современных информационно-коммуникационных технологий» от 21.03.2012.

  3. Постановление Президента Республики Узбекистан №ПП-1920 «О государственной программе «Год благополучия и процветания» от 14.02.2013.

  4. Постановление Президента Республики Узбекистан №ПП-1957 «О дополнительных мерах по ускоренному развитию сферы услуг и сервиса в сельской местности в 2013 - 2016 годах» от 17.04.2013.

  5. Каримов И.А. Последовательное продолжение курса на модернизацию страны – решающий фактор нашего развития / Доклад Президента Ислама Каримова на торжественном собрании, посвященном 18-летию Конституции Республики Узбекистан. – Ташкент, 07.12.2010.

  6. Каримов И.А. Наша главная задача – дальнейшее развитие страны и повышение благосостояния народа / Доклад Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на заседании Кабинета Министров, посвященном итогам социально-экономического развития страны в 2009 году и важнейшим приоритетам экономической программы на 2010 год. – Ташкент, 29.01.2010.

  7. Каримов И.А. Все наши устремления и программы – во имя дальнейшего развития родины и повышения благосостояния народа / Доклад Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на заседании правительства по итогам социально-экономического развития страны в 2010 году и важнейшим приоритетам на 2011 год. – Ташкент, 21.01.2011.

  8. Каримов И.А. 2012 год станет годом поднятия на новый уровень развития нашей родины / Доклад Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на заседании Кабинета Министров, посвященном основным итогам 2011 года и приоритетам социально-экономического развития на 2012 год. – Ташкент, 19.01.2012.

  9. Артюшенко В.М., Шелухин О.И., Афонин М.Ю. Цифровое сжатие видеоинформации и звука. – М.: Дашков и Ко, 2004. – 426 с.

  10. Карякин В.Л. Цифровое телевидение. – М.: Солон-Пресс, 2013. – 448 с.

  11. Ефимов С.Н. Цифровая обработка видеоинформации. – М.: Science Press, 2007. – 272 с.

  12. Сергеенко B. C., Баринов. В. В. Сжатие данных, речи, звука и изображений в телекоммуникационных системах. – М.: РадиоСофт, 2011. – 360 с.

  13. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. – М.: Техносфера, 2006. – 368 с.

  14. Jesse Russell. MPEG transport stream. – 2012. – 105 с.

  15. Jesse Russell. MPEG-2. – 2012. – 102 с.

  16. Jesse Russell. H.264/MPEG-4 AVC. – 2012. – 101 с.

  17. Jesse Russell. MPEG-2. – 2012. – 102 с.

  18. Jeroen Breebaart, Christof Faller. Spatial Audio Processing: MPEG Surround and Other Applications. – Wiley-Interscience, 2008. – 224 с.

  19. Ричардсон Я. Видеокодирование. H.264 и MPEG-4 - стандарты нового поколения. – М.: Техносфера, 2005. – 368 с.

  20. Wu D., Hou Y.T., Zhu W., et al. On end-to-end architecture for transporting MPEG-4 video over the Internet/ IEEE Trans. Circ. Syst. Video Technol. – 2000. – с. 923-941.

  21. D.D.Clark, D.L.Tennenhouse, "Architectural considerations for a new generation of protocols," / SIGCOMM Symposium on Communications Architectures и Protocols , (Philadelphia, Pennsylvania),– Sept.  1990 – cc. 200–208.

  22. Дональд Кнут. Искусство программирования (The Art of Computer Programming). – Т. 1: Основные алгоритмы. – М.: Вильямс, 2006. – 720 с.

  23. Дональд Кнут. Искусство программирования (The Art of Computer Programming). – Т. 2: Получисленные алгоритмы.– М.: Вильямс, 2007. – 832 с.

  24. Дональд Кнут. Искусство программирования (The Art of Computer Programming). – Т. 3: Сортировка и поиск. – М.: Вильямс, 2007. – 824 с.

  25. http://press-service.uz (Пресс-служба Президента Республики Узбекистан)

  26. http://uzdtv.uz (UZDIGITAL TV)

  27. http://www.cisco.com (Cisco Systems, Inc)

  28. http://www.alcatel.ru (Alcatel)

  29. http://www.minervanetworks.com (Minerva Networks)

  30. http://www.mp3prozone.com (Coding Technologies)

  31. http://www.divx-digest.com (DivX Digest)

  32. http://www.dolby.com (Dolby Laboratories)

  33. http://www.dvb.org (DVB Project)

  34. http://www.mpeg.org (Index of MPEG resources on the Internet)

  35. http://www.atsc.org (The Advanced Television Systems Committee, Inc.)

  36. http://www.worlddab.org (The World DMB Forum)

  37. http://www.videolan.org (VideoLAN, École Centrale Paris)

  38. http://www.vorbis.com (Vorbis.com. Open, Free Audio)

  39. http://ffmpeg.org (FFmpeg)

  40. http://linuxtv.org (LinuxTV)

  41. http://www.wowza.com (Wowza Media Systems, Inc.)

  42. http://www.adobe.com (Adobe Media Systems, Inc.)



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница