Mjukvarurealiserad bildtelefoni - Umeå universitet

Inledning
Detta examensarbete har utförts som en del av civilingenjörsutbildningen Teknisk Datavetenskap
180p vid Umeå Universitet och omfattar 20 högskolepoäng, motsvarandes en termins heltidsstudier.
Ämnesområdet har valts av författaren själv, efter personligt intresse för de involverade
teknikerna och inte på uppdrag av någon extern organisation eller intressegrupp.
Mål
Detta arbete studerar i första hand de olika delar som ingår i mjukvarurealiserade applikationer för
bildtelefoni, med fördjupning mot ämnesområdena bildbehandling (framförallt bildkompression)
samt säkerhet. Målet med detta arbete har varit att studera och öka studentens förståelse för några
av de metoder och komponenter som vanligen ingår i dagens system för visuell kommunikation.
Arbetets fokus har medvetet förlagts mot studier av teorierna snarare än produktionen av en prototyp
för ett sådant system.
Metod
I tidsdispositionen för detta arbete har en stor del av arbetstiden förlagts gentemot studier av
teorier och implementationsdetaljer hos bildkomprimeringsalgoritmer och symmetriska
krypteringsalgoritmer. Detta speglas inte alltid på ett rättvist sätt i redovisningen av detta arbete
men motiveras av att dessa två områden är oerhört komplexa och beräkningsintensiva. Dessa
måste sålunda implementeras på ett så effektivt sätt som möjligt för att kunna användas i rena
mjukvarulösningar. Den naturliga (eller snarare industriella) ansatsen av detta problem är att
realisera dessa delar i dedikerad hårdvara eftersom detta dels kommer att avlasta systemet och dels
kommer att resultera i en fysisk produkt som är lättare att föra ekonomiskt. Undvikandet av detta
har varit ett medvetet val – en av grundstenarna i detta examensarbete har hela tiden varit att
undersöka vad som går att göra med endast de resurser som gemene datoranvändare har till sitt
förfogande.
Den praktiska delen av det här arbetet har bestått i att utveckla en modell för ett bildtelefonisystem
samt att implementera delar av denna modell. Huvudsakligen har det gällt kompressionsdelarna,
men även en symmetrisk krypteringsalgoritm (DES) samt en klient för bildanskaffning via
TWAIN har implementerats. Andra implementationsdelar som studerats i detta arbete har varit
alternativa metoder för bildanskaffning, överföring av bilddata på paketbaserade nät samt utbytesförhållanden
mellan olika samverkande delar av arbetets mer komplicerade algoritmer.
Det finns ett flertal naturliga förlängningar av detta arbete, exempelvis hur audiell information
skulle inkorporeras i systemet eller hur systemet skulle kunna realiseras på en viss plattform. De
verktyg som utvecklats i detta examensarbete har gjorts så i pedagogiskt syfte och står naturligtvis
till andra studenter av ämnesområdets förfogande.
Översikt
Det här arbetet består huvudsakligen av tre delar, det inleds med en kortare introduktion till
applikationsområdet bildtelefoni, där inledande definitioner och frågeställningar ställs upp. Efter
detta följer en teoretisk genomgång av fälten kryptering och komprimering, var för sig och ur
applikationsområdets synvinkel. Som tredje del finns sedan en diskussion av en modell för ett
mjukvarurealiserat bildtelefonisystem, där vissa utbytesförhållanden demonstreras med hjälp av
4