Методи підвищення якості відеозв’язку в системах дистанційного консультування
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Забезпечення стабільного та якісного відеозв’язку є необхідним для ефективної взаємодії між користувачами в системах дистанційного консультування. Від якості відео- та аудіопотоку залежить точність переданої інформації, можливість проведення первинної діагностики, а також комфорт і результативність спілкування між лікарем і пацієнтом. У реальних умовах мережі (мобільний інтернет, перевантажений Wi-Fi, нестабільні канали зв’язку) виникають значні перешкоди, що призводять до втрат пакетів, збільшення затримки, падіння бітрейту, погіршення чіткості зображення та звуку. Тому дослідження та реалізація методів підвищення якості відеозв’язку в умовах нестабільних мереж є актуальними та мають важливе практичне значення для розвитку сучасних систем дистанційного обслуговування та телемедичних сервісів. Метою роботи є дослідження методів підвищення якості відеозв’язку, розробка веб-системи для дистанційного консультування на основі технології WebRTC, з використанням запропонованих методів та метрик QoS (Quality of Service) і QoE (Quality of Experience) для об’єктивної оцінки ефективності роботи системи у різних умовах мережі. Завдання дослідження: провести аналіз сучасних систем для проведення дистанційних консультацій та виявити їх основні функціональні можливості та визначити типові проблеми якості відеозв’язку; дослідити метрики QoS (Quality of Service) і QoE (Quality of Experience) та встановити їх кореляцію; обґрунтувати вибір методів для покращення якості відео- та аудіопотоку, включаючи адаптивну зміну бітрейту та роздільності, компенсацію втрат пакетів (FEC), оптимізацію jitter buffer, підвищення якості аудіо за допомогою шумозаглушення (Noise Suppression) та усунення ефекту ехо (Echo Cancellation), а також покращення зображення з використанням алгоритмів AI Upscaling; розробити прототип системи дистанційного консультування на основі технології WebRTC, який забезпечує відео- та аудіозв’язок у реальному часі між користувачами; реалізувати обрані методи підвищення якості відеозв’язку у прототипі веб-системи дистанційного консультування; провести експериментальні дослідження в різних мережевих сценаріях, включаючи локальні мережі (LAN), бездротові Wi-Fi та мобільні 3G і 4G; виконати порівняльний аналіз результатів «до» та «після» застосування методів покращення якості відеозв’язку та оцінити ефективність впроваджених алгоритмів.
Об’єкт дослідження – моделі процесів передачі аудіо- та відеопотоків у системах відеозв'язку реального часу на базі WebRTC.
Предмет дослідження – методи та алгоритми підвищення якості відеозв'язку в системах дистанційного консультування, включаючи компенсацію втрат пакетів, адаптивну передачу відео, оптимізацію буферизації та застосування штучного інтелекту для покращення роздільності відеопотоку. Практична цінність роботи полягає у можливості інтеграції отриманих результатів у різні системи дистанційного консультування та комунікації, зокрема у телемедичні платформи, онлайн-освітні сервіси, психологічну допомогу, юридичні консультації, бізнес-комунікації, HR-співбесіди, технічну підтримку та інші сервіси, що використовують відеозв’язок у реальному часі. Запропоновані методи та алгоритми, включаючи адаптивне керування параметрами медіапотоків, компенсацію втрат пакетів та оптимізацію аудіо- і відеопотоків, дозволяють значно підвищити стабільність та якість відеокомунікації навіть за умов нестабільних мереж. Це робить систему ефективною та практично придатною для широкого спектру застосувань, де важлива безперервність та точність переданої інформації.
Апробація результатів дисертації. Основні положення даної роботи на тему «Методи підвищення якості відеозв’язку в системах дистанційного консультування» доповідались та обговорювались на 3 Міжнародній науково-практичній конференції «Innovative Approaches is Modern Science and Technology», що проходила 12-14 листопада 2025 року у м. Лісабон, Португалія.
Дисертація складається зі вступу, п’ятьох розділів та висновків. Повний обсяг дисертації складає 90 сторінок, в тому числі 80 сторінок основного тексту, 10 таблиць, 16 рисунків, 4 сторінки списку використаних джерел у кількості 35 найменувань.
Опис
Розроблена система дистанційного відеоконсультування забезпечує стабільний відеозв’язок на основі технології WebRTC та автоматично контролює ключові показники мережевої якості (QoS) і показники якості сприйняття (QoE). Програма дозволяє користувачам підключатися до кімнати, здійснювати відеодзвінки, керувати мікрофоном і камерою, а також отримує реальні мережеві метрики у режимі реального часу. Система використовує адаптивні методи покращення відеозв’язку - оптимізацію jitter buffer, адаптивний бітрейт та механізми компенсації втрат пакетів, що робить відеокомунікацію стабільнішою при різних умовах мережі (LAN, WiFi, 4G, 3G). Архітектура включає клієнтську частину (React + WebRTC), сигнальний сервер (Node.js + Socket.io) та модулі збору й аналізу метрик. Програма є легкою, масштабованою та може бути інтегрована в більші телемедичні або консалтингові системи.
Ключові слова
WebRTC, якість відеозв’язку, QoS (Quality of Service), QoE(Quality of Experience), відеоконсультації, компенсація втрат пакетів, WebRTC, video communication quality, QoS (Qualityof Service), QoE (Quality of Experience), video consultations, packet loss compensation
Бібліографічний опис
Ткачук, А. Ю. Методи підвищення якості відеозв’язку в системах дистанційного консультування : магістерська дис. : 122 Комп’ютерні науки / Ткачук Анна Юріївна. – Київ, 2025. – 90 с.