Пристрій керування ущільненням відеопотоків сервера відеоконференцій

Винахід відноситься до галузі передачі зображень, зокрема, до телевізійних систем, а саме, до пристроїв керування відеоконференцзв'язком, та може бути використаний при створенні серверів керування відеозв'язком в спеціальних телекомунікаційних системах та систем з визначеним пріоритетом абонентів. Відомий пристрій керування ущільненням відеопотоків, який містить блок прийому параметрів абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку, та блок контролю якості [1]. Для вихідних відеопотоків пристрій керування ущільненням відеопотоків визначає параметри кодування в залежності від параметрів відеопотоку, які задаються блоком прийому параметрів абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку. Кожний користувач задає недетерміновані параметри зображення, у відповідності до яких кодуються неущільнені відеопотоки. Недоліками відомого пристрою керування ущільненням відеопотоків є те, що для передачі інформації користувачам, які мають різні можливості ліній зв'язку, потрібне перекодування інформації з ущільненого відеозображення до неущільненого відеозображення, та кодування в нове зображення з параметрами, які можуть бути прийняті або оброблені новим користувачем. Це викликає істотне погіршення якості зображення через накопичування помилок при перетвореннях зображення. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним за прототип, є пристрій керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій, який містить комунікаційний модуль з'єднаний з модулем інформації та модулем контролю якості загальною шиною (2). Недоліками відомого пристрою керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій, обраного за прототип, є те, що при використанні сумісного середовища в транспортній мережі обміном відеозображеннями для декількох абонентів, яке як правило, виникає в спеціалізованих мережах відеоконференцзв’язку та технічної відсутності пріоритетів для різних абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку при обміні потоковими відеозображеннями виникають явища перевантаження каналів зв'язку та втраті пакетів і, як слід, погіршення якості відеозв'язку. В основу винаходу поставлено задачу шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити підвищення ефективності використання серверів відеоконференцзв'язку в мережах із сумісним ресурсом перепускної спроможності, а саме цифрових широкосмугових мережах стільникового зв’язку та військових польових пакетних радіомережах. Суть винаходу в пристрої керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій, що містить комунікаційний модуль з'єднаний з модулем інформації та модулем контролю якості загальною шиною, досягається шляхом введення модулю вибору пріоритетів, модулю аналізу навантаження, та модулю формування параметрів квантизації, причому модулі вибору пріоритетів та модуль аналізу навантаження підключені паралельно між виходом модулю інформації та входом модулю формування параметрів квантизації, вихід якого підключений до входу модулю контролю якості, модуль контролю якості має інформаційний зв'язок з модулем аналізу навантаження. Порівняння технічного рішення, що заявляється, із прототипом, дозволяє зробити висновок, що пристрій керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій що заявляється, відрізняється тим, що до нього додатково введені модулі формування параметрів квантизації, вибору пріоритетів та модуль аналізу навантаження. Таким чином, пристрій керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій, що заявляється, відповідає критерію винаходу "новизна". Суть винаходу пояснюється за допомогою креслень, де на фіг. 1 показана загальна схема пристрою керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій, на фіг. 2 показана часова характеристика навантаження на канал та втрачених пакетів при використанні прототипу, на фіг. 3 показана часова характеристика навантаження на канал при використанні запропонованого пристрою. Пристрій керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій конструктивно містить (див. фіг. 1) комунікаційний модуль 1, модуль інформації 2, модуль контролю якості 3, які з'єднані загальною шиною, модуль вибору пріоритетів 4, модуль аналізу навантаження 5, та модуль формування параметрів квантизації 6. Пристрій керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій працює наступним чином. Модулі вибору пріоритетів 4 та модуль аналізу навантаження 5 підключені паралельно між виходом модулю інформації 2 та входом модулю формування параметрів квантизації 6, вихід якого підключений до входу модулю контролю якості 3. Модуль контролю якості 3 має інформаційний зв'язок з модулем аналізу навантаження 5. Інформація про параметри зображення які задаються користувачем через комунікаційний модуль 1 та модуль інформації 2 надходить до модуля вибору пріоритетів 4 та модуля аналізу навантаження 5. Модуль аналізу навантаження 5 обчислює загальний ресурс, який може бути наданий користувачем без втрат пакетів згідно з співвідношенням k С об = åс і , (1) і де С об - загальний ресурс перепускної спроможності каналу в кбіт/с, с і - потреба в ресурсі яка замовлена кожним і -м абонентським терміналом відеоконференцзв'язку. Модуль вибору пріоритетів 4 ранжирує запити ресурсу від абонентських терміналів згідно їх пріоритетів та визначає можливий канальний ресурс, який може бути наданий кожному абонентському пристрою відеоконференцзв'язку причому, в залежності від можливостей каналу зв'язку, запити абонентів поступово зменшуються доки не буде виконуватись співвідношення (1). Оптимальний вибір параметрів відеопотоків абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку забезпечується реалізацією цільової функції F(c ) = max n åa c z i i (2) де a z - коефіцієнти, за якими визначається замовлений кожним абонентом ресурс c i . Обчислення проводяться за допомогою математичного апарату лінійного програмування, обмеження задаються вимогами на ресурс від абонентських терміналів та перепускною спроможністю каналу зв'язку. Інформація з модулю вибору пріоритетів 4 та модуль аналізу навантаження 5 надходить до модулю формування параметрів квантизації 6 де саме формуються параметри вторинного потоку. Керуючий впив з модулю формування параметрів квантизації 6 через модуль контролю якості 3 та комунікаційний модуль 1 надається до серверу відеоконференцзв'язку для формування вторинних потоків. Модуль контролю якості 3 дозволяє проводити моніторинг кількості втрачених пакетів та у разі погіршення якості прийнятих кореспондентами потокових відео інформація про це надходить до модулю аналізу навантаження 5, який видає скориговані параметри навантаження до модулю формування параметрів квантизації 6, які змінюються з урахуванням пріоритетів абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку. Технічний результат, який досягається застосуванням запропонованого пристрою пояснюється за допомогою креслень фіг. 2 та 3. На фіг. 2 показана часова характеристика навантаження на канал при використанні прототипу та виникненні втрат пакетів які обумовлені недоліками прототипу. Загальна перепускна спроможність каналу 7 може змінюватись. На проміжку часу від t 0 до t 1 загальне навантаження потокового відео від різних абонентів приблизно дорівнює загальній перепускній спроможності спільного каналу. Це забезпечує ефективне використання канального ресурсу та відсутність втрачених пакетів. В проміжок часу від t 1 до t 2 за рахунок зменшення смуги перепускання каналу загальний ресурс для передачі потокового відео від абонентів перевищує існуючий канальний ресурс. Так як у прототипу відсутній механізм адаптивного аналізу параметрів потокового відео та канального ресурсу це приводить до виникнення помилок та втраті пакетів 8, на проміжку часу від t 1 до t 2 і, як слід, погіршенню якості відеозображень. Виникнення втрачених пакетів мусить пристрій керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій зменшити значення параметрів квантизації вторинних відеопотоків. Так як цей процес не скоригований між усіма абонентами, які використовують сумісний канальний ресурс, це приводить до загального та значного зменшення використання ресурсу каналу. Таким чином на проміжку часу від t 2 до t 3 канальний ресурс використовується не оптимально, так як сумарний ресурс абонентів відеоконференцзв'язку значно менший за перепускну спроможність каналу. При збільшенні канального ресурсу абоненти відеоконференцзв'язку підвищують якість зображення за рахунок збільшення значень квантизації вторинного потоку лише через деякий час який обумовлений особливостями функціонування серверів відеоконференцзв'язку. Завдяки цьому на проміжку часу від t 3 до t 4 канальний ресурс використовується також не оптимально. На фіг. 3 показана часова характеристика навантаження на канал при використанні запропонованого пристрою керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій. Так як на відміну від прототипу в пристрій керування ущільненням відеопотоків додатково введені модуль формуванняпараметрів квантизації, модуль вибору пріоритетів та модуль аналізу навантаження. Це дає можливість постійно аналізувати як існуючий канальний ресурс 11, так і параметри потокового відео які запрошують абонентські пристрої та сумарний потрібний ресурс для передачі потокового відео 12. У разі зменшення канального ресурсу модулями вибору пріоритетів та аналізу навантаження формуються оновлені параметри зображень відповідно до яких модуль формування параметрів квантизації керує параметрами вторинного потоку, що дає можливість постійно k åc i підтримувати С об приблизно рівним i , це зменшує проміжки часу t 1 - t 2 та t 3 - t 4 , що й приводить до забезпечення ефективного використання сумісного канального ресурсу, зменшення втрат пакетів, та врахування пріоритетів абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку при розподілі канального ресурсу та формуванні значень параметрів вторинних потоків які визначають якість зображення. Підвищення ефективності застосування пристрою керування ущільненням відеопотоків серверу відеоконференцій, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок додаткового введення модулів формування параметрів квантизації, вибору пріоритетів та модулю аналізу навантаження, що й приводить до забезпечення ефективного використання сумісного канального ресурсу, зменшення втрат пакетів, та врахування пріоритетів абонентських пристроїв відеоконференцзв'язку. Джерела інформації: 1. Патент США № 5,963,547 клас H04N 7/12, 1999 p. - аналог. 2. Патент США № 6,496,216 клас H04N 7/12, 2002 p. - прототип.