Skaalautuvan videon käyttäytyminen pakettikytkentäisissä verkoissa: Diplomityö

Janne Vehkaperä

    Research output: ThesisMaster's thesis

    Abstract

    Videon suoratoisto langattomalla päätelaitteella on yksi nykyisiltä ja lähitulevaisuuden tietoliikennejärjestelmiltä toivotuista ominaisuuksista. Videon siirto langattomassa tiedonsiirtokanavassa on kuitenkin haastavaa, johtuen muun muassa kanavan muuttuvista olosuhteista ja kompressoidun videon virheherkkyydestä. Lisäksi tulevaisuudessa on käytössä rinnakkain useita erilaisia tietoliikennejärjestelmiä, joiden tiedonsiirtokapasiteetit ovat myös erilaisia. Käytössä voi olla myös useita erilaisia päätelaitteita, joiden laskentakapasiteetti, muistin määrä tai näytön koko voivat vaihdella. Jotta tiedonsiirtokanavan siirtokapasiteetti ja päätelaitteen ominaisuudet tulisivat mahdollisimman tehokkaasti hyödynnetyiksi, on videon oltava mukautuvaa. Skaalautuva videonkoodaus on yksi mahdollinen menetelmä, jonka avulla video saadaan sovitettua tiedonsiirron muuttuviin olosuhteisiin. Tässä diplomityössä perehdytään skaalautuvan videon käyttäytymiseen pakettikytkentäisissä verkoissa. Työssä keskitytään erityisesti MPEG-4-standardin mukaiseen hienorakeisesti skaalautuvaan videonkoodaukseen ja sen virhesietoisuuteen. Työssä on toteutettu pakettivirhesietoinen dekooderi, joka pystyy dekoodaamaan pakettivirheitä sisältävää hienorakeisesti skaalautuvaa MPEG-4-bittivirtaa. Dekooderin avulla tutkitaan skaalautuvan videon priorisoinnin vaikutusta videon kuvanlaatuun. Lisäksi työssä tutkitaan skaalautuvan videon adaptoinnin tehokkuutta ja verrataan sitä skaalautumattoman videon adaptoinnin tehokkuuteen tiedonsiirtokanavassa, joka on altis bittinopeuden muutoksille. Tulokset osoittavat, että skaalautuvan videon adaptoinnilla saavutetaan tasaisempi kuvanlaatu kuin skaalautumattoman videon adaptoinnilla. Myös skaalautuvan videon kuvanlaatuun enemmän vaikuttavan datan priorisoinnilla saavutetaan parannusta kuvanlaadussa, mutta parannus on kuitenkin pientä varsinkin pienillä virhetodennäköisyyksillä käytettäessä työssä toteutettua dekooderia.
    Original languageFinnish
    QualificationMaster Degree
    Awarding Institution
    • University of Oulu
    Place of PublicationOulu
    Publisher
    Publication statusPublished - 2004
    MoE publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

    Keywords

    • MPEG-4
    • skaalautuva videonkoodaus
    • hienorakeinen skaalautuvuus
    • virheiltä suojautuminen
    • digitaalinen video

    Cite this

    Vehkaperä, Janne. / Skaalautuvan videon käyttäytyminen pakettikytkentäisissä verkoissa : Diplomityö. Oulu : University of Oulu, 2004. 73 p.
    @phdthesis{6944a1131ada414fbf0b7a36b2851db6,
    title = "Skaalautuvan videon k{\"a}ytt{\"a}ytyminen pakettikytkent{\"a}isiss{\"a} verkoissa: Diplomity{\"o}",
    abstract = "Videon suoratoisto langattomalla p{\"a}{\"a}telaitteella on yksi nykyisilt{\"a} ja l{\"a}hitulevaisuuden tietoliikennej{\"a}rjestelmilt{\"a} toivotuista ominaisuuksista. Videon siirto langattomassa tiedonsiirtokanavassa on kuitenkin haastavaa, johtuen muun muassa kanavan muuttuvista olosuhteista ja kompressoidun videon virheherkkyydest{\"a}. Lis{\"a}ksi tulevaisuudessa on k{\"a}yt{\"o}ss{\"a} rinnakkain useita erilaisia tietoliikennej{\"a}rjestelmi{\"a}, joiden tiedonsiirtokapasiteetit ovat my{\"o}s erilaisia. K{\"a}yt{\"o}ss{\"a} voi olla my{\"o}s useita erilaisia p{\"a}{\"a}telaitteita, joiden laskentakapasiteetti, muistin m{\"a}{\"a}r{\"a} tai n{\"a}yt{\"o}n koko voivat vaihdella. Jotta tiedonsiirtokanavan siirtokapasiteetti ja p{\"a}{\"a}telaitteen ominaisuudet tulisivat mahdollisimman tehokkaasti hy{\"o}dynnetyiksi, on videon oltava mukautuvaa. Skaalautuva videonkoodaus on yksi mahdollinen menetelm{\"a}, jonka avulla video saadaan sovitettua tiedonsiirron muuttuviin olosuhteisiin. T{\"a}ss{\"a} diplomity{\"o}ss{\"a} perehdyt{\"a}{\"a}n skaalautuvan videon k{\"a}ytt{\"a}ytymiseen pakettikytkent{\"a}isiss{\"a} verkoissa. Ty{\"o}ss{\"a} keskityt{\"a}{\"a}n erityisesti MPEG-4-standardin mukaiseen hienorakeisesti skaalautuvaan videonkoodaukseen ja sen virhesietoisuuteen. Ty{\"o}ss{\"a} on toteutettu pakettivirhesietoinen dekooderi, joka pystyy dekoodaamaan pakettivirheit{\"a} sis{\"a}lt{\"a}v{\"a}{\"a} hienorakeisesti skaalautuvaa MPEG-4-bittivirtaa. Dekooderin avulla tutkitaan skaalautuvan videon priorisoinnin vaikutusta videon kuvanlaatuun. Lis{\"a}ksi ty{\"o}ss{\"a} tutkitaan skaalautuvan videon adaptoinnin tehokkuutta ja verrataan sit{\"a} skaalautumattoman videon adaptoinnin tehokkuuteen tiedonsiirtokanavassa, joka on altis bittinopeuden muutoksille. Tulokset osoittavat, ett{\"a} skaalautuvan videon adaptoinnilla saavutetaan tasaisempi kuvanlaatu kuin skaalautumattoman videon adaptoinnilla. My{\"o}s skaalautuvan videon kuvanlaatuun enemm{\"a}n vaikuttavan datan priorisoinnilla saavutetaan parannusta kuvanlaadussa, mutta parannus on kuitenkin pient{\"a} varsinkin pienill{\"a} virhetodenn{\"a}k{\"o}isyyksill{\"a} k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} ty{\"o}ss{\"a} toteutettua dekooderia.",
    keywords = "MPEG-4, skaalautuva videonkoodaus, hienorakeinen skaalautuvuus, virheilt{\"a} suojautuminen, digitaalinen video",
    author = "Janne Vehkaper{\"a}",
    note = "CA: ELE Diplomity{\"o} Oulun yliopisto, s{\"a}hk{\"o}- ja tietotekniikan osasto",
    year = "2004",
    language = "Finnish",
    publisher = "University of Oulu",
    address = "Finland",
    school = "University of Oulu",

    }

    Vehkaperä, J 2004, 'Skaalautuvan videon käyttäytyminen pakettikytkentäisissä verkoissa: Diplomityö', Master Degree, University of Oulu, Oulu.

    Skaalautuvan videon käyttäytyminen pakettikytkentäisissä verkoissa : Diplomityö. / Vehkaperä, Janne.

    Oulu : University of Oulu, 2004. 73 p.

    Research output: ThesisMaster's thesis

    TY - THES

    T1 - Skaalautuvan videon käyttäytyminen pakettikytkentäisissä verkoissa

    T2 - Diplomityö

    AU - Vehkaperä, Janne

    N1 - CA: ELE Diplomityö Oulun yliopisto, sähkö- ja tietotekniikan osasto

    PY - 2004

    Y1 - 2004

    N2 - Videon suoratoisto langattomalla päätelaitteella on yksi nykyisiltä ja lähitulevaisuuden tietoliikennejärjestelmiltä toivotuista ominaisuuksista. Videon siirto langattomassa tiedonsiirtokanavassa on kuitenkin haastavaa, johtuen muun muassa kanavan muuttuvista olosuhteista ja kompressoidun videon virheherkkyydestä. Lisäksi tulevaisuudessa on käytössä rinnakkain useita erilaisia tietoliikennejärjestelmiä, joiden tiedonsiirtokapasiteetit ovat myös erilaisia. Käytössä voi olla myös useita erilaisia päätelaitteita, joiden laskentakapasiteetti, muistin määrä tai näytön koko voivat vaihdella. Jotta tiedonsiirtokanavan siirtokapasiteetti ja päätelaitteen ominaisuudet tulisivat mahdollisimman tehokkaasti hyödynnetyiksi, on videon oltava mukautuvaa. Skaalautuva videonkoodaus on yksi mahdollinen menetelmä, jonka avulla video saadaan sovitettua tiedonsiirron muuttuviin olosuhteisiin. Tässä diplomityössä perehdytään skaalautuvan videon käyttäytymiseen pakettikytkentäisissä verkoissa. Työssä keskitytään erityisesti MPEG-4-standardin mukaiseen hienorakeisesti skaalautuvaan videonkoodaukseen ja sen virhesietoisuuteen. Työssä on toteutettu pakettivirhesietoinen dekooderi, joka pystyy dekoodaamaan pakettivirheitä sisältävää hienorakeisesti skaalautuvaa MPEG-4-bittivirtaa. Dekooderin avulla tutkitaan skaalautuvan videon priorisoinnin vaikutusta videon kuvanlaatuun. Lisäksi työssä tutkitaan skaalautuvan videon adaptoinnin tehokkuutta ja verrataan sitä skaalautumattoman videon adaptoinnin tehokkuuteen tiedonsiirtokanavassa, joka on altis bittinopeuden muutoksille. Tulokset osoittavat, että skaalautuvan videon adaptoinnilla saavutetaan tasaisempi kuvanlaatu kuin skaalautumattoman videon adaptoinnilla. Myös skaalautuvan videon kuvanlaatuun enemmän vaikuttavan datan priorisoinnilla saavutetaan parannusta kuvanlaadussa, mutta parannus on kuitenkin pientä varsinkin pienillä virhetodennäköisyyksillä käytettäessä työssä toteutettua dekooderia.

    AB - Videon suoratoisto langattomalla päätelaitteella on yksi nykyisiltä ja lähitulevaisuuden tietoliikennejärjestelmiltä toivotuista ominaisuuksista. Videon siirto langattomassa tiedonsiirtokanavassa on kuitenkin haastavaa, johtuen muun muassa kanavan muuttuvista olosuhteista ja kompressoidun videon virheherkkyydestä. Lisäksi tulevaisuudessa on käytössä rinnakkain useita erilaisia tietoliikennejärjestelmiä, joiden tiedonsiirtokapasiteetit ovat myös erilaisia. Käytössä voi olla myös useita erilaisia päätelaitteita, joiden laskentakapasiteetti, muistin määrä tai näytön koko voivat vaihdella. Jotta tiedonsiirtokanavan siirtokapasiteetti ja päätelaitteen ominaisuudet tulisivat mahdollisimman tehokkaasti hyödynnetyiksi, on videon oltava mukautuvaa. Skaalautuva videonkoodaus on yksi mahdollinen menetelmä, jonka avulla video saadaan sovitettua tiedonsiirron muuttuviin olosuhteisiin. Tässä diplomityössä perehdytään skaalautuvan videon käyttäytymiseen pakettikytkentäisissä verkoissa. Työssä keskitytään erityisesti MPEG-4-standardin mukaiseen hienorakeisesti skaalautuvaan videonkoodaukseen ja sen virhesietoisuuteen. Työssä on toteutettu pakettivirhesietoinen dekooderi, joka pystyy dekoodaamaan pakettivirheitä sisältävää hienorakeisesti skaalautuvaa MPEG-4-bittivirtaa. Dekooderin avulla tutkitaan skaalautuvan videon priorisoinnin vaikutusta videon kuvanlaatuun. Lisäksi työssä tutkitaan skaalautuvan videon adaptoinnin tehokkuutta ja verrataan sitä skaalautumattoman videon adaptoinnin tehokkuuteen tiedonsiirtokanavassa, joka on altis bittinopeuden muutoksille. Tulokset osoittavat, että skaalautuvan videon adaptoinnilla saavutetaan tasaisempi kuvanlaatu kuin skaalautumattoman videon adaptoinnilla. Myös skaalautuvan videon kuvanlaatuun enemmän vaikuttavan datan priorisoinnilla saavutetaan parannusta kuvanlaadussa, mutta parannus on kuitenkin pientä varsinkin pienillä virhetodennäköisyyksillä käytettäessä työssä toteutettua dekooderia.

    KW - MPEG-4

    KW - skaalautuva videonkoodaus

    KW - hienorakeinen skaalautuvuus

    KW - virheiltä suojautuminen

    KW - digitaalinen video

    M3 - Master's thesis

    PB - University of Oulu

    CY - Oulu

    ER -