Estándares MPEG recientes para el Ecosistema Futuro de Medios

Introducción del Editor Invitado • Christian Timmerer and Anthony Vetro • Octubre 2013

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Translated by Osvaldo Perez and Tiejun Huang

Recursos Multimedia Adicionales

MPEG

HEVC

Audio

DASH

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multimedia worldEn la década pasada los Multimedios se han transformado en omnipresentes gracias a la simple creación, distribución y consumo a través de una vasta cantidad de dispositivos y plataformas. Sin embargo el ecosistema de multimedios que posibilita los servicios que utilizamos en nuestra vida diaria puede ser algo complejo y típicamente involucra a actores múltiples, incluyendo desde diferentes proveedores, (red, contenido, servicios) a fabricantes de dispositivos y desarrolladores de software trabajando en diferentes capas y niveles de una arquitectura de sistemas de interoperación entre extremos, entre todos estos actores es un aspecto importante que debe ser considerado cuando se trabaja en este dominio. En general los estándares posibilitan la interoperabilidad ‘y existen demasiadas desde donde elegir- pero es importante que sean abiertas en el sentido que estén disponibles públicamente así como publicadas y mantenidas siguiendo un proceso abierto (que no sea propiedad de una sola empresa en el estándar final).

Una de tales organizaciones de desarrollo de estándares en el dominio de la multimedia es la Moving Picture Experts Groups, (MPEG), (Grupo de Experto en Filmes). Formalmente referido como ISO/IEC JTC 1/SC 29WG 11, la cual especifica los estándares para compresión, decompresión, procesamiento y representación de codificación de filmes, audio, y su combinación. MPEG se organiza en varios subgrupos, incluyendo requerimientos, sistemas, video, audio y compresión de gráficos en 3D, así como equipos colaborativos en codificación de video (2D/3D), en conjunto con el Sector de Estandarización de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, (ITU-T).

El tema del mes de Octubre de 2013 de Computing Now destaca algunos desarrollos recientes del conjunto MPEG, denominado High Efficiency Video Coding (HEVC) (Codificación de Video con Alta Eficiencia); Unified Speech and Audio Coding (USAC), (Codificación de Audio y Voz Unificada); y Dynamic Adaptive Streaming sobre HTTP, (DASH), (Flujos adaptativos Dinámicos sobre HTTP) para las cuales hemos reunido publicaciones científicas relevantes así como tutoriales de video de los actuales Presidentes y Editores de los Subgrupos y Estándares de MPEG, respectivamente.

Video

El estándar HEVC permitirá los servicios de la televisión de ultra alta definición (UHDTV) para los cuales están comenzando a aparecer en el mercado los primeros productos en el momento en que esto se escribe. Abrimos el tema con una presentación de video de Jens Rainer Ohm, vicepresidente del equipo conjunto de colaboración en codificación de video (JCT-VC), quien proporciona un tutorial en HEVC. Los lectores que buscan investigar con mayor profundidad pueden examinar el artículo "Descripción del Estándar de Codificación de Video de Alta Eficiencia (HEVC)" escrito por Gary Sullivan y sus colegas y publicado en el IEEE Transactions on Circuits and System para Tecnología de Video, el cual está disponible en la Biblioteca Digital IEEE Xplore para sus subscriptores, ver más en: http://www.computer.org/portal/web/computingnow/archive/october2013

Los investigadores también están explorando activamente varias optimizaciones de HEVC. Por ejemplo, Abdul Rehman y Zhou Wang proponen un "Codificador tipo SSIM para Video HEVC Perceptual", (2012 IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME)), el cual apunta a mantener una estructura similar durante el proceso de codificación, con lo cual se simplifica el procedimiento de optimización y la tasa de distorsión perceptual subsecuente y muestra una ganancia significativa en términos del desempeño de la codificación perceptual cuando se lo compara con la codificación convencional HEVC según el estado del arte. En el "Esquema de Control de Tasa Constante de Intra Tramas para la Codificación de Video de Alta Eficiencia" Xuecheng Ning, Ling Tin y Yimin Zhou presentan un enfoque para mejorar la eficiencia de codificación para las intra porciones HEVC, las cuales definen segmentos de la imagen.

Audio

Los estándares USAC incorporan los modelos existentes de percepción sonora así como los modelos de producción de sonido en una única tecnología capaz de comprimir un rango de señales de voz y música con una calidad que es mejor o igual a la de los mejores codificadores de referencia optimizados para voz o para música. En "Codificación Unificada de Voz y Audio MPEG" de IEEE Multimedia Schuyler Quackenbush presenta una descripción de la arquitectura USAC y sumariza el desempeño relativo al estado del arte de los codificadores de voz y audio. Adicionalmente proporciona un video tutorial sobre el particular. Puede ver más en: http://www.computer.org/portal/web/computingnow/archive/october2013

Sistemas

El estándar DASH permite el flujo de contenido multimedia en las infraestructuras existentes utilizando HTTP, lo cual posibilita una adaptación dinámica en el cliente, dependiendo del contexto actual (por ejemplo, resolución, ancho de banda, codificadores, e idioma), dentro de este ámbito, el artículo en IEEE Multimedia de Iraj Sodagar proporciona una visión de "El estándar de flujo multimedia MPEG DASH sobre Internet". En fo9rma adicional hemos incluido tutoriales en video de Thomas Stockhammer y Christian Timmerer, quienes discuten el estándar y herramientas disponibles de software de código abierto, respectivamente. Ver mas en: http://www.computer.org/portal/web/computingnow/archive/october2013

El estándar deliberadamente no define la forma en la cual el cliente adapta las sesiones de flujo en concordancia con las condiciones del contexto; el poder hacer esto requiere aun una investigación adicional. Un aspecto importante de las aplicaciones y servicios basados en DASH es la experiencia de calidad, (QoE) específicamente en las redes inalámbricas. Ozgur Oyman y Utsaw Kumar examinan la QoE en su artículo "Evaluación de la QoE para el Flujo de Video sobre eMBMS" que presenta prospectos interesantes sobre como eMBMS podría ser combinada con DASH. Pablo Bellavista, Antonio Corradi y Luca Foshini podrían también beneficiarse de los conceptos de DASH por su despliegue de "Flujos Multimedia Continuos Auto Organizados en Manets Densas". Ying Dar Lin y sus colegas podrían también adoptar DASH en su "Relay en Núcleo para Flujos Escalables de Uno a Muchos", lo cual reduce la potencia de cómputo y mejora la capacidad de suscriptores. Finalmente Michael Grati y sus colegas proporcionan una "Evaluación de Codificación de Video Hibrida Escalable para Flujo en Medio Adaptativos basados en HTTP. Con Contenidos de Alta Definición", permitiendo una eficiente compromiso entre una codificación de video escalable y DASH.

MPEG está actualmente trabajando en correcciones y una nueva edición de los estándares presentados en el tema de este mes, en particular se están desarrollando las extensiones de 3D y de escalado para HEVC. EL subgrupo de audio esta también ingresando el dominio de 3D y ha evaluado exitosamente las respuestas para el llamado de propuestas del Julio de 2013. Finalmente la segunda edición de DASH ha sido ratificada y los subgrupos del sistema están trabajando en nuevos formatos para viabilizar los medios de transporte MPEG. Para más información lo invitamos a explorar los enlaces que proporcionamos de recursos multimedia adicionales.

Citation

C. Timmerer and A. Vetro, "Recent MPEG Standards for Future Media Ecosystems," Computing Now, vol. 6, no. 10, Oct. 2013, IEEE Computer Society [online]; http://www.computer.org/portal/web/computingnow/archive/october2013.

Christian TimmererChristian Timmerer es un investigador, emprendedor y docente en comunicación inmersiva multimedia, adaptación de flujos y experiencia de calidad. Es un editor asociado de Computing Now y Presidente del Comité Técnico Especial de la IEEE Computer Society, (STC) en Redes Sociales. Timmerer fue el Presidente de la WAMIS 2008 y QoMEX 2013 y ha participado en varios proyectos fondeados por EC, entre ellos DANAE, ENTHRONE, P2P-NEXT, ALICANTE, SocialSensor y el COST Action IC1003 QUALINET. También ha participado en trabajos de la ISO/MPEG por varios años, entre ellos en las áreas de MPEG-21, MPEG-M, MPEG-V y MPEG-DASH. Posee un Doctorado en Ciencias de la Computación de Alpen-Adria-Universitat de Lagenfurf, Austria. En 2012 ha cofundado bitmovin para ofrecer servicios profesionales en MPEG-DASH. Puede seguir sus actividades en: http://www.twitter.com/timse7 y subscribirse a su blog http://blog.timmerer.com.

Anthony VetroAnthony Vetro es un gerente de equipo de los Laboratorio de Investigación de Mitshubishi Electric, en donde es el responsable de la investigación y la estandarización de la codificación de video, así como trabajos en procesamiento de imagen, seguridad de la información, procesamiento de voz e imagines de radar. Posee título de grado, maestría y Doctorado en Ingeniería Eléctrica de la Polytecnic University de Brooklyn, NY. Vetro ha publicado más de 150 papers en estas áreas y es miembro de varios comités técnicos y comités editoriales. Durante muchos años ha sido un miembro activo de comités de estandarización de la ISO/IEC y la ITU-T en codificación de video y actualmente es el encargado de la delegación de EEUU en MPEG. Vetro también es miembro Fellow del IEEE.

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