Detail předmětu

Multimediální služby

FEKT-BPC-MDSAk. rok: 2022/2023

Předmět Multimediální služby je rozdělen do tří částí. První část je zaměřena na síťové technologie a přenos multimediálních dat sítí Internet. Konkrétně se studenti seznámí se základy směrování v IP sítích, s možnosti vysílání na skupinovou adresu (MULTICAST), se základy pro zajištění kvality služeb (QoS) a kvality zážitků (QoE). Zvláštní pozornost je zaměřena na protokoly aplikační vrstvy modelu TCP/IP, které jsou používané pro přenos a kontrolu multimediálních dat. V druhé části předmětu se studenti detailně seznámí se současnými technologiemi využívanými při videokonferencích, internetové telefonii, internetové televizi a video streamingu. Poslední část předmětu je orientovaná na kompresní algoritmy obrazových a zvukových dat. Konkrétně se jedná o popis standardů JPEG, H.26x, MPEG-x a řečových kodeků G-7xx. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Číka, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Výsledky učení předmětu

Student získá teoretické základy z oblasti multimediálních služeb provozovaných v IP sítích. Na základě těchto znalostí bude schopen analyzovat a navrhovat multimediální systémy malého i velkého rozsahu. Student bude schopen vysvětlit principy distribuce multimediálních dat v reálném čase, principy služeb, mezi něž patří například internetová telefonie, videokonference, internetový televize a streaming. Student se bude dále orientovat v používaných kodecích pro kompresi audio/video signálů. 

Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti o IP sítích a základní znalosti jazyku JAVA. 

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Až 30 bodů za cvičení (body student získává za samostatné úkoly a samostatný projekt).
Až 70 bodů za závěrečnou zkoušku.

Osnovy výuky

1. Úvodní přednáška, zařazení multimediálních služeb

2. Síťový model TCP/IP – způsoby přenosu multimediálních dat v paketových sítích, definice skupinového vysílání – multicastu,

3.  Síťový model TCP/IP – zajištění kvality služeb (QoS) pro multimediální systémy, kvalita zážitků (QoE)

4. Síťový model TCP/IP - transportní vrstva a její využití při přenosu multimediálních dat, aplikační vrstva - protokoly RTP, RTCP

5. Internetová televize a videostreaming - protokoly MPEG-TS, RTSP, SDP MPEG-DASH, HLS

6. Videokonference, telepresence, webinář, webcast

7. Internetová telefonie - protokol SIP (Session Initiation Protocol)

8. Internetová telefonie - protokol SIP a H.323

9. Multimédia, parametry multimédií, základní vlastnosti obrazu a videa

10. Komprese statických bitmapových obrazů (Vlastnosti bitmapových obrazů - vlastnosti lidského zrakového systému, kompresní standard JPEG (Joint Picture Expert Group)

11. Komprese videa - rodina standardů MPEG (Motion Picture Expert Group)

11. Komprese videa - rodina standardů H.26x, kodeky využívané ve službách Google, Microsoft, Apple

12. Komprese řečových signálů využívaných při hlasové komunikaci prostřednictvím VoIP a videokonferencí - kodeky G.7xx

13. Shrnutí

 

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům jak praktické zkušenosti tak i základní teoretické znalosti o multimediálních komunikačních službách v současných přenosových sítích. 

 

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. 

Základní literatura

Benny Bing. Video Coding and Online Streaming Technologies: Principles and Practice of AVC, HEVC, AV1, VVC, HLS, MSS, and MPEG-DASH. ISBN 978-0976675235 (CS)
ČÍKA, P. Multimediální služby. Skriptum VUT v Brně. 2012, ISBN: 978-80-214-4443- 0. (CS)
ČÍKA, Petr. Přenos a komprese audio-video dat pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO. 1. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2014. ISBN: 978-80-214-5061- 5. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-IBE bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-MET bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Číka, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní přednáška, zařazení multimediálních služeb
2. Základy programování v JAVA FX a její využití pro multimédia a multimediální komunikaci
3. Síťový model TCP/IP – způsoby přenosu multimediálních dat v paketových sítích, definice skupinového vysílání – multicastu, streamingu, zajištění kvality služeb (QoS) pro multimediální systémy, kvalita zážitků (QoE)
4. Síťový model TCP/IP - transportní vrstva a její využití při přenosu multimediálních dat, aplikační vrstva - protokoly RTP, RTSP, RTCP, SDP, SAP
5. Možnosti přenosu audio/video dat dle standardu MPEG (IPTV, DVB), Program Stream vs. Transport Stream, Internetová televize, streaming, adaptivní streaming
6. Obousměrná audiovizuální komunikace v reálném čase, popis možností komunikace, protokol SIP (Session Initiation Protocol) - architektura, základní komunikace.
7. Protokol SIP - pokročilé metody
8. Obousměrná audiovizuální komunikace v reálném čase – obecný popis videokonferenční techniky, popis standardu H.323 a jeho srovnání se standardem SIP
9. Komprese statických bitmapových obrazů (Vlastnosti bitmapových obrazů - vlastnosti lidského zrakového systému, kompresní standard JPEG (Joint Picture Expert Group) JPEG 2000)
10. Komprese videa - Rodina standardů MPEG (Motion Picture Expert Group))
11. Komprese videa - Rodina standardů H.26x, kodeky využívané ve službách Google, Microsoft, Apple
12. Komprese řečových signálů využívaných při hlasové komunikaci prostřednictvím VoIP a videokonferencí - kodeky G.7xx
13. Shnutí

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Milan Bubniak
Ing. David Kohout

Osnova

Seznámení s přístrojovým vybavením laboratoře - výklad laboratorních úloh
Tvorba multimediálních aplikací v jazyce Java FX.
Samostatná práce - vývoj zadané aplikace v jazyce Java FX
Internetová telefonie – základní instalace SIP a H.323 telefonů
Internetová telefonie – pobočková ústředna, funkce, nastavení
Videokonference a telepresence
Distribuční služby na Internetu - audio-, video-streaming, VoD
Komprese digitálních obrazů a videa.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz