Detail předmětu

Multimediální služby

FEKT-BPC-MDSAk. rok: 2027/2028

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 možnostmi vysílání na skupinovou adresu (multicast), s transportními protokoly TCP, UDP a QUIC a s protokoly pro přenos v reálném čase (RTP/RTCP, SDP) včetně technik pro překonání NAT. Samostatná pozornost je věnována zajištění kvality služby (QoS) a kvality zážitku (QoE). V druhé části předmětu se studenti detailně seznámí se současnými technologiemi adaptivního streamingu a doručování obsahu, tedy s protokoly pro přenos obrazu ke streamovacímu serveru (RTMP, SRT), formáty MPEG-DASH a HLS, sítěmi CDN, multimediálními kontejnery a ochranou obsahu (DRM), a dále s internetovou telefonií a signalizací SIP, videokonferencemi a technologií WebRTC. Poslední část předmětu je orientovaná na kompresní algoritmy obrazových a zvukových dat. Konkrétně se jedná o popis standardů JPEG, H.26x a MPEG-x, moderních kodeků AV1 a Opus a řečových kodeků G.7xx. Závěr předmětu je věnován využití umělé inteligence v multimédiích a očekávaným trendům. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Číka, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány základní znalosti o IP sítích.

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.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

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

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

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům jak praktické zkušenosti, tak i základní teoretické znalosti o multimediálních komunikačních službách v současných přenosových sítích.
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 a principy služeb, mezi něž patří internetová telefonie, videokonference, internetová televize a adaptivní streaming. Bude se dále orientovat v přenosových a signalizačních protokolech, na kterých tyto služby stojí, i v kodecích pro kompresi obrazových a zvukových signálů. Student bude rovněž schopen posoudit kvalitu multimediální služby z pohledu sítě (QoS) i z pohledu koncového uživatele (QoE) a navrhnout opatření k jejímu zajištění. V rámci cvičení student prakticky sestaví celý řetězec pro doručování videa – od volby kodeku a kontejneru přes streamovací server až po webový přehrávač – a ověří si funkci adaptivního streamování v reálném provozu. 

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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný, je součástí profilujícího základu

  • 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-NCP bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Číka, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní přednáška, zařazení multimediálních služeb
2. Síťový model TCP/IP – způsoby přenosu multimediálních dat v paketových sítích, definice skupinového vysílání – multicastu, streamingu
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. IP televize a video streaming - protokoly RTSP, SDP, SAP, RTMP, MPEG-DASH, HLS, SRT, MPEG-2 TS
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)
10. Komprese videa - Rodina standardů MPEG (Motion Picture Expert Group) a H.26x
11. Komprese řečových signálů využívaných při hlasové komunikaci prostřednictvím VoIP a videokonferencí - kodeky G.7xx
12. Shnutí 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Číka, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní cvičení + Video na vyžádání (VoD, Unicast/Broadcast/Multicast)
2. Práce s nástrojem FFmpeg, adaptivní streaming
3. Protokol RTMP, vytvoření streamu, konfigurace OBS
4. Konfigurace RTMP serveru s ohledem na bezpečnost
5. Konfigurace překladu RTMP do HLS
6. Konfigurace SW telefonní ústředny Asterisk
7. Test
8. Programování přehrávače pro adaptivní streaming
9. Programování přehrávače pro adaptivní streaming
10. Samostatná práce na projektu
11. Samostatná práce na projektu
12. Kontrola projektu
12. Kontrola projektu