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Normas ISO de codificación de contenidos audiovisuales

-MPEG 1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG 7 y MPEG 21-

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La familia MPEG

� MPEG 1 (1992): codificación digital de audio y vídeo hasta 1.5 Mbit/s para almacenamiento local (CD-ROM =entorno libre de errores). IMPLEMETADA EN PRODUCTOS COMERCIALES

� MPEG 2 (1994): codificación genérica de audio y vídeo para distribución (TV digital). IMPLEMETADA EN PRODUCTOS COMERCIALES

� MPEG 4 (1998): codificación de objetos audio-visuales naturales y sintéticos. YA EXISTEN LAS PRIMERAS IMPLEMENTACIONES

� MPEG 7 (2002): descripción de contenido multimedia (búsquedas por contenidos, filtrados,...)

� MPEG 21(200x): nuevos paradigmas multimedia (“Objeto Digital Estructurado” )

Futu

ro

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3

MPEG 1 - 2

4

Jerarquía de capas

3

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Group of Pictures (GOP)

6

Redundancia temporal

Imágenes P Imágenes B

4

7

Redundancia temporal

8

Transformada Discreta del Coseno

5

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Redundancia espacial

10

Redundancia espacial

6

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Redundancia espacial

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MPEG 2: Niveles y perfiles

7

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MPEG 2. Niveles y perfiles

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MPEG 2. Niveles y perfiles

8

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MPEG 2. Niveles y perfiles

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Jerarquía MPEG 2

9

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Jerarquía MPEG 2: Elementary Stream

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Jerarquía MPEG 2: Packetized Elementary Stream

10

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Jerarquía MPEG 2: Program Stream

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Jerarquía MPEG 2: Transport Stream

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Jerarquía MPEG 2: Transport Stream

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Jerarquía MPEG 2

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Packet Identification (PID)

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MPEG-4

� NO ES una simple norma de codificación digital de audio y vídeo

� Trata de facilitar la manipulación digital interactiva de información audio visual desde el punto de vista de:

� Creadores de Contenido� Proveedores de Servicios y Redes�Usuarios finales

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Datos técnicos MPEG-4

� Ancho de banda desde 5 kbit/s a 10 Mbit/s� Resolución vídeo desde sub-QCIF a TV Alta Definición.� Pausa, rebobinado rápido hacia delante y hacia atrás con

todos los objetos sincronizados.� Escalabilidad espacial y temporal de todos los objetos

(imágenes, textos, gráficos animados,...)� Tratamiento similar de objetos naturales o sintéticos (voz

sintética, imágenes creadas en ordenador,...)� Calidad de audio desde telefonía (4 kHz) a calidad CD

estéreo (20 kHz)

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MPEG-4 para Creadores de Contenido

� mayor flexibilidad en el uso y manipulación de audio, vídeo, gráficos animados, fotos, texto,.....

� posibilidad de re-utilización de partes o totalidad del contenido� mayor protección de partes o totalidad del contenido� integra elementos de TV digital, gráficos animados, World Wide

Web,......

� El autor del contenido tiene en sus manos una herramienta para “fragmentarlo en objetos” a su gusto. La capacidad de interacción del usuario final con el contenido dependerá de ese grado de fragmentación. La transmisión de ese contenido por redes de distinta tecnología será también más flexible y eficiente cuanto mayor sea el grado de fragmentación.

La clave de la eficiencia del MPEG-4 reside en cómo se cree el contenido en origen.

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MPEG-4 para Proveedores deServicios y Redes

� Define el encapsulamiento de cada tipo de objeto para su posterior transmisión a través de redes de distinta tecnología y ancho de banda.

� Cada tipo de objeto se codifica y comprime en base a normas ya existentes (ej.. el vídeo en H.263 o MPEG-2, el texto en HTML, las fotos en JPEG o GIF,....)

� Cada objeto puede transmitirse por redes de distinto ancho de banda consiguiendo mayor eficiencia final (hasta un 50% mayor que trabajando con audio y vídeo comprimidos “a pelo” en MPEG-2)

� Se definen distintas QoS para cada tipo de objeto

Todas estas ventajas no son de aplicación si los contenidos no se han creado fragmentados en

objetos

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MPEG-4 para Usuarios Finales

� Total interacción con el contenido hasta el límite definido por el autor (ej.. poder cambiar el fondo de un Telediario o el color de los textos sobreimpresos, recibir sólo el audio y fotos fijas de una película en un terminal móvil,....)

� Nuevas aplicaciones sobre contenidos multimedia: más allá de la pura recepción de TV digital (para eso ya está MPEG-2).

� El disfrute de todas las posibilidades de MPEG-4 precisa una plataforma de usuario con capacidad de proceso (PC).

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MPEG-4

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Un ejemplo: “contenido MPEG-2”frente a “contenido MPEG-4”

� Tomemos un Telediario

� Si se toma el audio y el vídeo analógicos y se codifican en MPEG 2 “como un todo indivisible” tendremos un “contenido MPEG-2” . Se transmite como un bloque y el usuario final sólo puede modificar volumen, tono, brillo,contraste,... El contenido “o lo toma o lo deja”.

� En MPEG-4 se fragmenta el contenido: fondo fijo salvo una ventana con gráficos 3D animados, mesa del presentador (objeto 3D), folios del presentador (objeto 2D), presentador (voz y busto), textos sobreimpresos, logotipo del programa, logotipo de la cadena de TV, música de fondo, .....

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“contenido MPEG-2” frente a “contenido MPEG-4”

� El Telediario en “contenido MPEG-4” tiene la siguiente estructura:

2D fijo

Gráfico animado 3D

Música

FondoFondo PresentadorPresentador ObjetosObjetos Textos Textos

ESCENA

Voz

Logotipo 1ImagenImagen

Mesa

Folios

Subtítulos

Logotipo 2Lo único que precisa“ ancho de banda”

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“contenido MPEG-2” frente a “contenido MPEG-4”

� Cada uno de los elementos se puede codificar del modo deseado (más o menos calidad, frente a más o menos ancho de banda)

� La sincronización de los objetos está definida en la norma MPEG-4

� El usuario final podría manipular cada uno de los “objetos”, ej. eliminar o modificar la música de fondo, girar o cambiar la textura de la mesa del presentador, seleccionar el idioma en los textos sobreimpresos,.... (según se haya creado el contenido, ej, para seleccionar idioma en los textos tienen que haberse introducido las diferentes versiones)La pregunta clave es: ¿se van a utilizar todas las posibilidades de MPEG-4?. ¿Se van a molestar los creadores de contenidos en fragmentar los elementos de su “creación audiovisual”?,...........

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Productos MPEG-4

� En 1999 se creó el “MPEG-4 Industry Forum” para promocionar la implementación de MPEG-4

� Hoy cuenta con 100 miembros entre fabricantes de HW y SW, proveedores de contenidos, laboratorios y centros de I+D,....

� 17 empresas cuentan ya con prototipos técnicamente estables� se anuncian productos comerciales para la segunda mitad del año

2002.� Web de este Foro Industrial:

www.m4if.org

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MPEG-7

� Norma de “Descripción de Contenidos Multimedia”. No es una norma de codificación.

� Norma completada técnicamente. En fase de aprobación formal en ISO. Se publicará a mediados de 2002.

� Estandariza la descripción de los distintos tipos de informaciónaudiovisual

� MPEG 1, 2 y 4 tratan sobre los contenidos (“los bits”); MPEG-7 trata de la información sobre los contenidos.

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Aportaciones de MPEG-7

� Una nueva generación de aplicaciones multimedia interactivas, por ejemplo:� búsqueda de una película tarareando un poco de su banda sonora.� búsqueda de todas las obras de un determinado compositor que

contengan un solo de oboe.� conexión automática al canal de TV del partido de fútbol cuando un

determinado jugador se acerca al área de gol.� búsqueda de delincuentes en bases de datos de vídeos de supervisión

aportando fotografías o descripciones.� filtrados de audio y/o vídeo de contenido pornográfico, violento,....

� No hay fecha aún para primeros prototipos.

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MPEG-21

� Iniciada en Mayo 2000� Se ha publicado en Julio 2001 un informe previo sobre

“Visión, Tecnologías y Estrategias” de un nuevo paradigma multimedia

� Se introduce el concepto de “Objeto Digital Estructurado” cuya descripción, identificación, manipulación, protección de la propiedad intelectual, representación,....... es el objetivo de esta nueva norma.

� Los primeros documentos técnicos estarán listos en 2003.

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