分散式物件網路中即時影像傳輸系統的設計與實現

Abstract

本論文利用分散式物件技術，設計及實作即時影像傳輸系統於分散式物件環境中，至於影像壓縮法則是採用JPEG影像壓縮標準。由於本系統的應用對於跨平臺的需求，也開發了影像解壓縮端的應用軟體於Windows及Linux的平臺上。此外，也使用Embedded Linux為嵌入式作業系統，發展了影像資訊家電(Video Information Appliance)的原型機，使影像的資訊也能透過分散式物件網路成功的傳送到嵌入式系統上。

This thesis describes the exploitation of distributed object network technology in IA (Information Appliance) development. Xcamba, a real-time system, has been built that transmits motion pictures, compressed in JPEG, over distributed network, with client applications successfully ported on Linux and MS-Windows platforms. Combining language- and platform-independent advantages in Corba and embedded Linux, Xcamba features flexibility and scalability that most characterize a cost-optimal multimedia system. 英文摘要 ii 誌謝 iii 目錄 iv 表列 vii 圖列 viii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目標 2 1.3 論文內容概述 2 第二章 分散式物件環境 4 2.1 分散式物件環境 4 2.1.1 關於分散式物件環境 4 2.1.2 應用軟體架構 5 2.1.2.1 Centralize Architecture 5 2.1.2.2 File System Architecture 6 2.1.2.3 Client/Server Architecture 6 2.1.2.4 3-Tier Architecture 8 2.2 三層架構的實現要素 10 2.2.1 分散式物件基礎環境的完備 10 2.2.2 分散式物件 10 2.3 分散式物件環境技術 11 第三章 Common Object Request Broker Architecture 13 3.1 CORBA標準製訂之緣起與目前的發展 13 3.2 CORBA標準中的重要組成元件 14 3.3 COMMON OBJECT SERVICES SPECIFICATION 19 3.4 應用程式物件 (APPLICATION OBJECTS) 20 第四章 影像壓縮 22 4.1 基本原理說明 22 4.1.1 影像壓縮簡介 22 4.1.2 無失真壓縮 23 4.1.3 轉換編碼 23 4.1.4 Intra Frame Coding / Inter Frame Coding 24 4.1.5 影像壓縮對策 26 4.2 JPEG影像壓縮法則 26 4.2.1 影像壓縮端 26 4.2.2 影像解壓縮端 34 第五章 Linux與Embedded Linux 37 5.1 關於LINUX 38 5.1.1 Linux簡介 38 5.1.2 Linux的特點 39 5.1.3 Linux、分散式物件環境與多媒體應用 41 5.2 關於EMBEDDED LINUX 41 5.2.1 Embedded Linux簡介 41 5.2.2 Embedded Linux、分散式物件環境與影像資訊家電 42 第六章 XCamba系統設計 43 6.1 系統架構 43 6.1.1 分散式影像物件環境架構 43 6.1.1.1 完整的多媒體分散式物件環境 43 6.1.1.2 選擇CORBA為分散式物件技術 45 6.1.1.3 Object Request Broker與VisiBroker 48 6.1.1.4 架構Xcamba系統 51 6.1.2 關於跨平臺及嵌入式系統應用 52 6.1.3 影像壓縮法則的選擇 52 6.2 XCAMBA的實作 53 6.2.1 分散式網路程式設計 53 6.2.1.1 Interface Definition Language 54 6.2.1.2 Pipe Design 56 6.2.1.3 Server Skeleton Implementation 58 6.2.1.4 用戶端網路程式實作 59 6.2.2 影像壓縮程式設計 60 6.2.2.1 USB Camera的影像擷取 60 6.2.2.2 Discrete Cosine Transform 62 6.2.2.3 Huffman Coding/Decoding 64 6.2.2.4 Image Drawing 67 6.2.3 Xcamba Server實作 68 6.2.4 Xcamba Client跨平臺實作 69 6.2.4.1 MS Windows version on MS Windows 98 69 6.2.4.2 Linux version on Slackware Distribution 70 6.2.4.3 Embedded Linux version on Rose Linux 71 6.2.5 結果討論 72 第七章 結論與未來展望 73 7.1 結論 73 7.2 未來展望 73 參考文獻 75