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實驗八 影像傳輸效能分析與評估

實驗八 影像傳輸效能分析與評估. 指導教授：許子衡 教授 學生：王志嘉. 實驗目的. 暸解各種影響影像傳輸之因素 暸解各種因素之間的相關性. 背景知識. 在這個章節中，列出了會影響傳輸品質的幾個因素： GOP(Group of Picture) pattern 、壓縮量化參數 (Quantization value) 、封包長度 (Packet Size) 和封包錯誤率 (Packet Error rate). 名詞解釋.

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實驗八 影像傳輸效能分析與評估

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Presentation Transcript

  1. 實驗八 影像傳輸效能分析與評估 指導教授：許子衡 教授 學生：王志嘉

  2. 實驗目的 • 暸解各種影響影像傳輸之因素 • 暸解各種因素之間的相關性

  3. 背景知識 • 在這個章節中，列出了會影響傳輸品質的幾個因素：GOP(Group of Picture) pattern、壓縮量化參數(Quantization value)、封包長度(Packet Size) 和封包錯誤率(Packet Error rate)

  4. 名詞解釋 • GOP(Group of Picture) pattern：一般來說，MPEG的影像可以被分解為以GOP為單位去進行編碼的動作。一個GOP的式可以用兩個參數表示GOP(N,M)；N值代表是從一個I-frame到下一個I-frame之間的畫面數；M表示的是從I-frame到下一個P-frame或B-frame之間的畫面數。

  5. 名詞解釋 • 壓縮量化參數(Q value)：量化(Quantization)是用來減少描述各係數的位元數，也就是用較粗糙的度量單位描述各係數 • 量化是破壞性壓縮技巧，經過量化後的資料再將之還原時，不會與原來的資料完全相同，因此壓縮失真的程度，主要決定於量化位階(Quantization Scale)。

  6. 名詞解釋 • 進行影像編碼時，我們可以選用不同的quantization scale去進行影像壓縮，但是選用較大的quantization scale會讓編碼出來的影像品質變得較差，但其資料量會較小。

  7. 實驗步驟—模擬的網路架構圖 模擬網路架構圖

  8. Step1&2

  9. Step2解釋 • ./ffmpeg.exe -s qcif -vcodec mpeg4 -r 30 -g 9 -bf 2 -qscale 31 -i foreman_qcif.yuv foreman_qcif.m4v • 我們利用ffmpeg.exe來對YUV檔案進行轉檔，轉成m4v的檔案 • -s為set frame size；qcif指的是176*144；-vcodec參數是指定壓縮的方式；這裡用mepg4去壓縮。 • -r為set frame rate；這裡設計30 frame/sec • -g為set the group of picture size；這裡設定9 frame/gop

  10. Step2解釋 • -bf為use “frames” B frames，這裡設定I與P之間或P與P之間有兩個B frame • -i為input file name，輸入影片檔名為foreman_qcif.yuv；處理後的檔名為foreman_qcif.m4v • qscale是一個量化階級；值的範圍在2~31之間，31為所有的量化階級

  11. Step3 • 轉成m4v檔案後，接著要使用MP4Box檔案將影片再轉成mp4檔案。

  12. Step4

  13. Step4 解釋 • ./mp4trace.exe -f -s 192.168.0.2 12346 foreman_qcif.mp4 > foreman_qcif.st • 在把影片轉成mp4的檔案後，利用mp4trace程式將影片中的每一個frame相關資訊擷取出來並存放到副檔名為st的檔案中 • 這裡設定的192.168.0.2為要傳送出去的目的IP，12346為目標的port。

  14. foreman_qcif.st 檔案內容

  15. 執行lab 8.tcl的結果

  16. Step 6 • 在這裡會使用模擬過程中產生的傳送端記錄檔sd、接收端記錄檔rd及影片記錄檔foreman_qcif.st檔案和mp4檔案，經由etmp4程式產生一個有畫面遺失的影片mp4檔

  17. Step 7 • 再使用ffmpeg程式將上一步驟所得之重建後之mp4回復成yuv影片檔。

  18. Step 8 • 在這裡我們可以使用avgpsnr程式去針對重建後的yuv影片檔及原始yuv影片檔，獲得重建後yuv影片的PSNR值的大小。

  19. 影響影像傳輸因素之探討 • 我們在這裡會把前面幾項跟影像品質有關的因素其關聯性做探討。主要針對網路上不同的封包錯誤率和GOP pattern之間的關聯性作探討。(在這裡qscale固定為10和mtu為1024)

  20. 影響影像傳輸因素之探討 • 產生GOP length 9的方式：

  21. 影響影像傳輸因素之探討 • 產生GOP length 15的方式：

  22. 影響影像傳輸因素之探討

  23. 影響影像傳輸因素之探討 • 接著討論量化參數跟影像品質之間的關聯性，packet error 設為0.01，mtu設1024,GOP length設為9，下表是模擬結果的平均PSNR值

  24. 影響影像傳輸因素之探討 • 最後，討論封包長度跟影像品質之間的關聯性，packet error 設為0.05,Q value設為10,GOP length設為9，下表是模擬結果的平均PSNR值

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