Метод зниження інтенсивності відеопотіку для підвищення продуктивності телекомунікаційних систем

Abstract

UA: В дисертаційній роботі показано, що в процесі рішення завдань підвищення продуктивності телекомунікаційних систем виникає необхідність в зменшенні зниження інтенсивності відеопотіку. Ефективність рішення таких задач залежить від якості надання відеоінформаційних послуг, яка має бути забезпечена. Проте, на практиці інтенсивність відеопотіку, що виникає, збільшується кожен рік та у декілька разів перевищує необхідні значення. Основною причиною є з одного боку великі об'єми відеоданих, а з іншого боку обмежені технічні характеристики телекомунікаційних систем. Це приводить до збільшення часу затримки та імовірності втрат пакетів при обслуговуванні на вузлах комутації. Одним з напрямків рішення даної суперечності полягає у зменшені об'ємів відеоданих за рахунок використання методів стиску. В дисертаційній роботі розроблено методи стиснення і відновлення зображень для зниження інтенсивності відеопотіку в телекомунікаційних системах, що забезпечує зниження часу затримки та імовірності втрат пакетів в умовах обмежень на швидкодію обчислювальних систем та швидкість передачі даних телекомунікаційних систем. RU: В диссертации приведено решение научной задачи, состоящей в разработке метода повышения производительности телекоммуникационных систем на основе компрессии видеопотока для повышения качества предоставления услуг. Рост спроса на предоставление видеоинформационных услуг приводит к увеличению объемов передаваемых по телекоммуникационным сетям данных и следовательно к росту интенсивности нагрузки, обслуживаемой узлами коммутации. Существующие тенденции наращивания мощности узлов коммутации и пропускной способности каналов не могут обеспечить качественное обслуживание увеличивающейся нагрузки. Это приводит к потере информации и увеличению времени задержки, что является недопустимым по требованиям качества предоставления видеоинформационных услуг. В работе проведена классификация и анализ влияния интенсивности возникающей нагрузки на основные показатели производительности телекоммуникационных систем, такие как время задержки пакетов на узлах коммутации, загрузка узлов коммутации и вероятность потерь пакетов. На основе проведенного анализа был предложен подход снижения интенсивности возникающей нагрузки на основе компрессии видеоданных. Для этого рассмотрены существующие методы сжатия, выявлены их недостатки и определены пути дальнейшего повышения их эффективности. В диссертационной работе решены четыре частные задачи: 1. Обоснование направления для повышения производительности телекоммуникационных систем на основе снижения интенсивности входного видеопотока. 2. Разработка метода сжатия изображений для снижения интенсивности видеопотока. 3. Создание метода декомпрессии изображений для обеспечения заданного качества видеоинформационных услуг. 4. Построение программной реализации созданного метода. Это позволило увеличить коэффициент сжатия изображений при обеспечении требований качества предоставления видеоинформационных услуг и при этом снизить интенсивность возникающей нагрузки в телекоммуникационных системах, при этом уменьшается время задержки пакетов на узлах коммутации, загрузка узлов коммутации и вероятность потерь пакетов. Разработанные методы сжатия и восстановления изображений на основе двумерного полиадического кодирования квадратур вейвлет-преобразования, доведенные до программно-аппаратных реализаций, позволяют повысить значение коэффициента сжатия на 24% относительно известных технологий компрессии с использованием вейвлет-преобразований с заданным качеством реконструкции и при этом обеспечить снижение времени задержки пакета на 30%, а также уменьшить вероятность потерь пакетов на 66% за счет снижения длины очереди в узлах коммутации и с другой стороны обеспечить повышение производительности коммутационного оборудования за счет сокращения длины буферных устройств. EN: It is rotined in dissertation work, that in the process of tasks decision of the productivity increases of the telecommunication systems there is a necessity for decline diminishing intensity of video stream. Decision efficiency of such tasks depends on quality of video information services grant, which must be well-to-do. However, in practice intensity of video stream, that arises up, increased every year and exceeds necessary values. Principal reason is from one side large volumes of video information’s, and technical descriptions of the telecommunication systems are limited. It brings to the increase of time delays over and probabilities of packages losses at service on the knots of commutation. One of directions of decision of this contradiction consists in diminished volumes of video information’s due to the use methods of compression. In dissertation work the methods of compression and proceeding in images are developed for the decline of intensity of video stream in the telecommunication systems, that provides the decline of delay time and probability of packages losses in the conditions of limitations on the fast-acting of the computer systems and transmission speed of these telecommunication systems.