Τεχνολογίες ανοικτού κώδικα για τη μετάδοση βίντεο σε ασύρματα δίκτυα 4ης γενιάς χρησιμοποιώντας το πρότυπο κωδικοποίησης HEVC

Abstract

Στις μέρες μας η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας έχει κάνει σημαντικά βήματα προόδου και στον τομέα των τηλεπικοινωνιών. Ταυτόχρονα βέβαια αυτή η εξέλιξη έχει κάνει και τους χρήστες των δικτύων πιο απαιτητικούς σε σχέση με το παρελθόν, όπου πλέον θεωρείται αυτονόητο ότι οι κινητές συσκευές δε χρησιμεύουν μόνο για την μετάδοση της φωνής, αλλά όλο και περισσότερο γίνονται απαραίτητες για την μεταφορά δεδομένων. Η μετάδοση βίντεο μέσω ασύρματων δικτύων είναι μια υπηρεσία που γίνεται όλο και δημοφιλέστερη και γι’ αυτό δίνεται μεγάλο βάρος για την βελτιστοποίηση της εμπειρίας του χρήστη κατά την αναπαραγωγή του βίντεο. Σε αυτή τη μεταπτυχιακή διατριβή πραγματοποιήθηκε μια σειρά πειραματικών μετρήσεων πάνω στο αναδυόμενο πρότυπο κωδικοποίησης High Efficiency Video Coding (HEVC) για την αξιολόγηση της αποδοτικότητάς του στη κωδικοποίηση βίντεο σε σχέση με το σημερινό πρότυπο Advanced Video Coding (AVC). Ο στόχος είναι να αναδειχθούν και να αναλυθούν τα προτερήματα του νέου προτύπου και κυρίως το πόσο μεγαλύτερη συμπίεση επιτυγχάνει, έτσι ώστε να προσφέρει ποιοτικότερες υπηρεσίες στο χρήστη κατά την μετάδοση του βίντεο μέσω των ασύρματων καναλιών. Για την υλοποίηση των πειραματικών μετρήσεων χρησιμοποιήθηκαν μόνο εφαρμογές ανοικτού κώδικα, οι οποίες διατίθενται δωρεάν, κυρίως μέσω του διαδικτύου και προσφέρουν ακριβή αποτελέσματα. Η αξιολόγηση της απόδοσης των δύο προτύπων έγινε σε συνάρτηση των αντικειμενικών μετρικών αξιολόγησης και του απαιτούμενου εύρους ζώνης. Τα δύο πρότυπα δοκιμάστηκαν υπό τις ίδιες συνθήκες με τα ίδια βίντεο, ώστε να κριθεί με ακρίβεια το ποσοστό βελτίωσης της συμπίεσης που προσφέρει το πρότυπο HEVC. Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική μείωση στο απαιτούμενο εύρος ζώνης, που σε κάποιες περιπτώσεις αγγίζει και το 80%, διατηρώντας στα ίδια επίπεδα την ποιότητα της εικόνας. Σε συνδυασμό με τις νέες τεχνολογίες ασύρματων επικοινωνιών, που προσφέρουν όλο και μεγαλύτερες ταχύτητες, το νέο πρότυπο HEVC αποτελεί προπομπός για το πέρασμα στην επόμενη εποχή της ανάλυσης εικόνας, την εποχή της υπέρ-υψηλής ευκρίνειας.