1 / 31

بسم الله الرحمن الرحيم

بسم الله الرحمن الرحيم. دانشگاه صنعتی اميرکبير ( پلی تکنيک تهران ) دانشکده ی مهندسی کامپيوتر و فن آوری اطلاعات. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی. An Efficient Scheme for Video Transport Over Ad hoc Networks. جلسه دفاع از پايان نامه كارشناسي ارشد

Jims
Download Presentation

بسم الله الرحمن الرحيم

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. بسم الله الرحمن الرحيم

  2. دانشگاه صنعتی اميرکبير (پلی تکنيک تهران) دانشکده ی مهندسی کامپيوتر و فن آوری اطلاعات طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی An Efficient Scheme for Video Transport Over Ad hoc Networks جلسه دفاع از پايان نامه كارشناسي ارشد در رشته فناوري اطلاعات گرايش سيستم های چندرسانه ای نگارش و ارائه علی اصغر خواصی اساتيد راهنما جناب آقای دکتر رحمتی - جناب آقای دکتر دهقان

  3. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی • انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها • راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • نمونه هائی از کارهای مرتبط • طرح پيشنهادی • درستی سنجی • جمع بندی و کارهای آينده از 31

  4. انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها (ادامه) • اشاره ای کوچک به يکی از چالش ها در MANET 1 6 تحرک گره ها، پيدايش و از ميان رفتن مسيرها، بی ثباتی کانال بی سيم و ... 4 مبدا مقصد 5 2 7 3 از 31

  5. انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها (ادامه) • نتيجه ی حاصل از انتقال ويدئو بر روی مسيری با 11 گام در SANET ويدئوی انتقالی ويدئوی اصلی از 31

  6. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی • انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها • راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • نمونه هائی از کارهای مرتبط • طرح پيشنهادی • درستی سنجی • جمع بندی و کارهای آينده از 31

  7. کدگذار انتروپی کدگشای انتروپی کدگذار شکل موج کدگشای شکل موج راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • ساختار عمومی ارتباط ويدئويی کدگذار کدگذار کانال ويدئوی ورودی کانال بی سيم کدگشای کانال ويدئوی خروجی کدگشا از 31

  8. راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو (ادامه) • گسترش خطا • بعد مکان • بدليل استفاده از VLC، RLC، LPC و ... • بعد زمان • بدليل استفاده از تخمين حرکت به همراه جبران حرکت • تأثير خطا بر جريان ويدئو • دو صد گفته چو نيم کردار نيست! • شرائط آزمايش • کدگذارگشا: نرم افزار مرجع متن باز MPEG4 موسوم به “Mobile Multimedia Systems (MoMuSys)” • نرخ BER برابر با 10-4 لزوم استفاده از شگردهای بهبودپذيری ويدئو در برابر خطا از 31

  9. راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو (ادامه) • شگردهای بهبودپذيری ويدئو در برابر خطا [3-4] • شگردهای پيشرو (forward techniques) • تصحيح خطا در مقصد (FEC) • کدگذاری شکل موج بصورت مقاوم (robust waveform coding) • کدگذاری انتروپی بصورت مقاوم (robust entropy coding) • کدگذاری لايه ای با اولويت بخشی (layered coding with prioritization) • کدگذاری چند توصيفی (multiple description coding) • کدگذاری جاگذاری (interleaving coding) • شگردهای پس از پردازش (post-processing techniques) • بازگردانی خطا در بعد مکان • بازگردانی خطا در بعد زمان • بازگردانی خطا بصورت ترکيبی • شگردهای تعاملی (interactive techniques) • درخواست تکرار خودکار (ARQ) • انتخاب تصوير مرجع (RPS) بدون استفاده از شگردهای بهبودپذيری با استفاده از شگردهای بهبودپذيری از 31

  10. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی • انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها • راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • نمونه هائی از کارهای مرتبط • طرح پيشنهادی • درستی سنجی • جمع بندی و کارهای آينده از 31

  11. نمونه هائی از کارهای مرتبط • کدکردن چندلايه ای همراه با ARQ [23] • کدکردن چندتوصيفی و انتقال در چندمسير [24] • شبکه های موردی: تک مسيری در برابر چندمسيری [26] از 31

  12. نمونه هائی از کارهای مرتبط - کدکردن لايه ای همراه با ARQ [23] NACK3 ACK1 فريم 7 فريم 5 فريم 3 فريم 1 ACK5 مسير اول و ادامه ی داستان ...! فريم 8 فريم 6 فريم 4 فريم 2 مسير دوم NACK6 ACK4 ACK2 گره ميانی2 خطا فرستنده گره ميانی 1 گيرنده 5 7 6 4 3 2 1 8 گره ميانی 3 از 31

  13. نمونه هائی از کارهای مرتبط - کدکردن چندتوصيفی و انتقال در چندمسير [24] • خصوصيات جريان ويدئوی چندتوصيفی • امکان انتقال در چند کانال مجزا • عدم نياز به بازخورد • اهميت يکسان همه ی جريان ها • خصوصيات عمومی انتقال در چندمسير • افزايش ظرفيت تجمعي • متعادل سازي بهتر بار ترافيکی شبکه • افزونگي مسير براي بازيابي از خطا • فرضيات اساسی • عدم وابستگی مسيرهای مجزا • مستقل بودن احتمال رخداد خطا در مسيرهای مجزا از 31

  14. نمونه هائی از کارهای مرتبط - تک مسيری در برابر چندمسيری [26] • چندمسيری ايده آل • چندمسيری در عمل RTS (to 1) RTS (to 2) RTS (to Receiver) CTS (to Sender) CTS (to 2) عملکرد بهتر تک مسيری به همراه تک جريانی دربرابر چندمسيری با چندجريانی [26] گره ميانی 1 گره ميانی2 ارسال به گره 1 wait RTS (to Receiver) CTS (to Sender) CTS (to Sender) CTS (to Sender) CTS (to Sender) فرستنده فرستنده گره ميانی 1 گيرنده گيرنده RTS (to Receiver) ارسال به گيرنده ارسال به گره 2 گره ميانی 3 گره ميانی 2 RTS (to 2) RTS (to 1) CTS (to 2) CTS (to Sender) از 31

  15. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی • انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها • راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • نمونه هائی از کارهای مرتبط • طرح پيشنهادی • درستی سنجی • جمع بندی و کارهای آينده از 31

  16. طرح پيشنهادی - فرضيات • خواستگاه ارتباطات در شبکه [5-8] • ويدئو: تعداد گام های طولانی بين فرستنده و گيرنده • اشتراک، انتقال فايل: محلی، گام های کوتاه بين فرستنده و گيرنده • نتيجه • عدم وابستگی احتمال ازدحام، در ناحيه های مختلف در طول مسير گيرنده فرستنده ناحيه ی 1 شبکه ناحيه ی 2 شبکه از 31

  17. طرح پيشنهادی - ساختار • گره های کليدی • فرستنده (کدگذار) • گيرنده (کدگشا) • جانشين ويدئويی بدون تغيير فرستنده گيرنده شبکه ی سمت فرستنده شبکه ی سمت گيرنده از 31

  18. طرح پيشنهادی – شِمای ارتباطی اجزاء • انواع جريان ارتباطی • جريان ويدئو (از سمت فرستنده به گيرنده) • جريان بازخورد/ARQ (از سمت گيرنده به فرستنده) • بازخورد 1 (جانشين به فرستنده) • بازخورد 2 (گيرنده به جانشين) • بازخورد 3 (گيرنده به جانشين به فرستنده) بازخورد 1 بازخورد 3 بازخورد 2 بازخورد 2 فريم های ويدئو (جريان ويدئو) ؟ جانشين ويدئويی فرستنده گيرنده شبکه ی سمت فرستنده شبکه ی سمت گيرنده بافر بافر از 31

  19. طرح پيشنهادی – شبه کد جانشين ويدئويی Start {- Permanently check for probable loss of desired frames/packets and send "Feedback 1" to sender upon loss occurrence} 1. Wait for a packet; 2. Switch packet belong to Case "Desired Video Stream": Goto 3.1; Case "Feedback 2": Goto 3.2; Case "Other Streams": Goto 1; 3.1. If the frame/packet belongs to desired category Copy the packet in the buffer (cache); Goto 1; 3.2. If required frame/packet is in the buffer (cache) Retransmit frame/packet; Else Send feedback 3 to sender; Goto 1; End. از 31

  20. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی • انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها • راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • نمونه هائی از کارهای مرتبط • طرح پيشنهادی • درستی سنجی • جمع بندی و کارهای آينده از 31

  21. درستی سنجی – ساختار EvalVid [29] دريافتی (بدون خطا) ارسالی ويدئوی خام (YUV) ويدئوی خام (YUV) • ماژول های بنيادين • فرستده ی ويدئو (VS) • ارزيابی ردياب ها (ET) • تصحيح ويدئو (FV) دريافتی (خطادار) ويدئوی خام (YUV) FV ويدئوی فشرده Source.cmp ويدئوی فشرده Source.cmp محاسبه ی PSNR کدگذار وضعيت کدگشائی DF کدگشا ردياب فرستنده ST ردياب فرستنده ST VS ويدئوی فشرده (خطادار) Recived.cmp ET نسخه بردار فرستنده SD نسخه بردار فرستنده SD رابط شبکه نسخه بردار گيرنده RD نسخه بردار گيرنده RD رابط از 31

  22. درستی سنجی – ارتباط دهی NS2 با EvalVid [30] • رابط های افزوده شده به NS2 • MyTrafficTrace • MyUDP • MyUDPSink • ايجاد قابليت ARQ • در حال توسعه ... [35] • استفاده شده برای ارزيابی در [32-34] ردياب فرستنده ST 0.070430 id 0 udp 49 0.100701 id 1 udp 1020 0.131031 id 2 udp 1020 0.161362 id 3 udp 1020 0.180687 id 4 udp 56 0.205333 id 5 udp 679 0.210091 id 6 udp 377 0.235277 id 7 udp 394 0.242783 id 8 udp 713 0.260034 id 9 udp 440 0.283565 id 10 udp 480 0.349781 id 11 udp 1020 0.373695 id 12 udp 1020 0.033333 id 0 udp 29 0.066666 id 1 udp 1000 0.066666 id 2 udp 1000 0.066666 id 3 udp 1000 0.066666 id 4 udp 36 0.099999 id 5 udp 659 0.133332 id 6 udp 357 0.166665 id 7 udp 374 0.199998 id 8 udp 693 0.233331 id 9 udp 420 0.266664 id 10 udp 460 0.299997 id 11 udp 1000 0.299997 id 12 udp 1000 0.299997 id 13 udp 1000 0.299997 id 14 udp 183 0 H 29 1 segm at 33 ms 1 I 3036 4 segm at 66 ms 2 P 659 1 segm at 99 ms 3 B 357 1 segm at 132 ms 4 B 374 1 segm at 165 ms 5 P 693 1 segm at 202 ms 6 B 420 1 segm at 235 ms 7 B 460 1 segm at 268 ms 8 I 3183 4 segm at 301 ms 9 B 343 1 segm at 334 ms 10 B 372 1 segm at 367 ms 11 P 516 1 segm at 400 ms 12 B 261 1 segm at 433 ms ... MyTrafficTrace MyUDP شبکه MyUDPSink از 31

  23. درستی سنجی – نتايج ارزيابی حاصل از طرح معمول • سناريوی نمونه • 11 گام در مسير • بافر برگشت به عقب = 2 ثانيه • بافر جانشين = 30 فريم • جانشين ويدئويی در وسط مسير • ترافيک سمت فرستنده • روی گره های 2 و 3 • ترافيک CBR با نرخ kb 100 حاصل از طرح پيشنهادی از 31

  24. درستی سنجی – نتايج ارزيابی (ادامه) از 31

  25. طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی • انتقال ويدئو، شبکه های موردی، چالش ها • راهکارهای مقابله با خطا در جريان ويدئو • نمونه هائی از کارهای مرتبط • طرح پيشنهادی • درستی سنجی • جمع بندی و کارهای آينده از 31

  26. جمع بندی و کارهای آينده • ارائه ی طرحی کارا جهت انتقال ويدئو بر روی شبکه های موردی با ايجاد بهبود وابسته به مکان قرار گيری جانشين ويدئويی • مشکلات موجود • وابستگی بهبود به مکان قرارگيری جانشين • وابستگی بهبود به اندازه ی بافر جانشين و بافر برگشت به عقب • کارهای آينده • افزايش قابليت های جانشين ها • بکارگيری طرح حاضر در روش های چندمسيری احتمالی در آينده • گسترش کاربرد جانشين ها جهت پشتيبانی از استاندارد MPEG-21 از 31

  27. فهرست مراجع [1] S. Obana, B. Komiyama, K. Mase, “test-bed based research on ad hoc networks in japan”, IEICE Transactions Commune, vol. E88-B, No. 9, September 2005. [2] T. B. Reddy, I. Karthigeyan, B.S. Manoj, C. S. R. Murthy, "quality of service provisioning in ad hoc wireless networks: a survey of issues and solutions", Elsevier journal on ad hoc networks, 2004. [3] Y. Wang, S. Wenger, J. wen, and A. K. Katsaggelos, "error resilient video coding techniques“, IEEE Signal Processing Magazine, 17(4):61-82, July 2000. [4] Y. Wang and Q. Zhu, "error control and concealment for video communication: a review“, Proceedings of the IEEE, 86(5):974-997, May 1998. [5] A. Mena and J. Heidemann, "an empirical study of real audio traffic", IEEE Infocom, 2000. [6] D. Luparello, S. Mukherjee and S. Paul, "streaming media traffic: an empirical study", 6th International Workshop on Web Caching and Content Distribution, 2001. [7] Y. Wang, M. Claypool and Z. Zheng, "an empirical study of real-video performance across the internet", ACM SIGCOMM Internet Measurement Workshop, 2001. [8] S. Acharya, B. Smith and P. Parnes, "characterizing user access to videos on the world wide web", ACM/SPIE Multimedia Computing and Networking, 2000. [9] M. Sun, A. R. Reibman, “Compressed Video over Networks”, New York, Marcel Dekker, Inc., 2001. [10] M. E.Al-Mualla, C. Nishan Canagarajah, D. R. Bull, “Video Coding for Mobile Communications: Efficiency, Complexity, and Resilience”, Academic Press, Elsevier, 2002. از 31

  28. فهرست مراجع [11] M. Ghanbari, “two-layer coding of video signals for VBR networks”, IEEE Journal on Selected Areas Communications, vol. 7, pp. 801–806, June 1989. [12] W. Feng, A. A. Kassim, C. Tham, "a scalable video codec for layered video streaming“, Elsevier journal on signal processing: image communication, vol. 19, 2004. [13] W. Xu, S. S. Hemami, "robust adaptive transmission of images and video over multiple channels“, Elsevier journal on signal processing: image communication, vol. 18 pages: 981–1000, 2003. [14] H. Chao, M. Wei, "rate scalable video coding technology based on flexible block wavelet“, journal of computational and applied mathematics, vol. 163, no. 1, pages: 91-100, 2004. [15] T. Stockhammer, M. M. Hannuksela, and T. Wiegand, "H.264/AVC in wireless environments“, IEEE transactions on circuits and systems for video technology, vol. 13, no. 7, 2003. [16] T. Stockhammer, H. Jenkac, and G. Kuhn, "streaming video over variable bit-rate wireless channels“, IEEE transactions on multimedia, vol. 6, no. 2, 2004. [17] T. Yoo, E. Setton, X. Zhu, A. Goldsmith and B. Girod, "cross-layer design for video streaming over wireless ad hoc networks“, IEEE 6th workshop on multimedia signal processing, pages: 99-102, 2004. [18] E. Setton, X. Zhu and B. Girod, "minimizing distortion for multi-path video streaming over ad hoc networks“, information systems laboratory, department of electrical engineering stanford university proceedings - international conference on image processing, ICIP, vol. 3, pages: 1751-1754, 2004. از 31

  29. فهرست مراجع [19] Q. Li, and M. V. D. Schaar, " providing adaptive QoS to layered video over wireless local area networks through real-time retry limit adaptation“, IEEE transactions on multimedia, vol. 6, no. 2, 2004. [20] L. Huoa, W. Gao, Q. Huang, "robust real-time transmission of scalable multimedia for heterogeneous client bandwidths“, Elsevier journal on Real-Time Imaging, vol. (2005), pages: 1–10, 2005. [21] X. Zhu, E. Setton, B. Girod, "congestion–distortion optimized video transmission over ad hoc networks“, Elsevier journal on signal processing: image communication, vol. 20 (2005), 2005. [22] H. Gharavi and K. Ban, "rate adaptive video transmission over ad-hoc networks“, Electronics Letters, vol. 40, no. 19, pages: 1177-1178, 2004. [23] S. Mao, S. Lin, S. S. Panwar, Y. Wang, and E. Celebi, "video transport over ad hoc networks: multistream coding with multipath transport“, IEEE journal on selected areas in communications, vol. 21, no. 10, 2003. [24] S. Mao, S. Lin, S. S. Panwar, Y. Wang, and Y. Li, "multipath video transport over ad hoc networks“, IEEE journal on wireless communications, August 2005. [25] H. Yu, S. Yu, C. Wang, "a highly efficient, low delay architecture for transporting H.264 video over wireless channel“, Elsevier journal on signal processing: image communication vol. 19 (2004), pages: 369–385, 2004. [26] I. F. Diaz, D. Epema, J. D. Jough, “multipath routing and multiple description از 31

  30. فهرست مراجع coding in ad-hoc networks: a simulation study”, ACM 1-58113-959-4/04/0010, 2004. [27] http://ffmpeg.mplayerhq.hu/, ffmpeg’s Official Webpage, 2007/2/08. [28] K. Pawlikowski "do not trust all simulation studies of telecommunication networks“, Proceeding International Conference on Information Networking, ICOIN'03, Korea, Feb., pp. 3-12., 2003. [29] J. Klaue, B. Rathke, and A. Wolisz, “EvalVid – a framework for video transmission and quality evaluation", In Proceeding of the 13th International Conference on Modeling Techniques and Tools for Computer Performance Evaluation, Urbana, Illinois, USA, September 2003. [30] C. Ke, C. Lin, C. Shieh, W. Hwang, "a novel realistic simulation tool for video transmission over wireless network", The IEEE International Conference on Sensor Networks, Ubiquitous, and Trustworthy Computing (SUTC2006), Taiwan, 2006. [31] http://140.116.72.80/~smallko, Integrating EvalVid with NS2, 2007/2/08. [32] C. Ke, C. Shieh, W. Hwang, A. Ziviani, "a two markers system for improved mpeg video delivery in a diffserv network", IEEE Communications Letters, IEEE Press, ISSN: 1089-7798, vol. 9, no. 4, pp. 381-383, April 2005. [33] J. Naoum-Sawaya, B. Ghaddar, S. Khawam, H. Safa, H. Artail, and Z. Dawy, "adaptive approach for QoS support in IEEE 802.11e wireless LAN“, in IEEE International Conference on Wireless and Mobile Computing , Networking and Communications (WiMob 2005), Canada, August 2005. [34] H. Huang, J. Ou, and D. Zhang, “efficient multimedia transmission in mobile network by using PR-SCTP”, Communications and Computer Networks (CCN 2005), Marina del Rey, USA, 2005. [35] http://www.item.ntnu.no/~arnelie, Extending Evalvid Functionalities in NS2, 2007/2/08 از 31

  31. پاسخبه پرسش ها از توجه شما به اين بحث متشکرم سه چيز پايدار نماند: مال بی تجارت، علم بی بحث و ملک بی سياست از گلستان سعدی از 31

More Related