Diseño y Desarrollo de un modelo de i-TV para usuarios marginales de Internet

Luis Manuel CallejasYannier NievesEric Simancas

Agenda

• Antecedentes• Definición del Problema• Metodología• Propuesta de Solución• Resultados• Desarrollos Futuros

Antecedentes• El Internet Protocol Television (IPTV o iTV) se ha convertido en la denominación

más común para los sistemas de distribución de vídeo que utilizan conexiones de banda ancha.

• IPTV no es un protocolo en sí mismo y ha sido desarrollado basándose en el

denominado “video-streaming”.

• Este tipo de tecnología permite que difundir video en tiempo real, sin embargo para que esto suceda es necesario contar con acceso de un ancho de banda de no menos de 1.5 Mbps para que se pueda garantizar la calidad en el servicio.

• Actualmente se ha desarrollado otra tecnología para poder transmitir video, por medio de la cual el proveedor no emite sus contenidos esperando que el espectador se conecte, sino que los contenidos llegan solo cuando el cliente los solicite; esta tecnología se denomina video bajo demanda.

Definición del Problema• Para que IPTV pueda desarrollarse de una manera completa es necesario

que la velocidad de las conexiones actuales aumente o que el método de envió se optimice.

• Ya que si se requiere una conexión con definición estándar, se requiere un canal de al menos 1.5 Mbps, pero si tenemos varios receptores en uso simultaneo se requiere de más ancho de banda.

• Además, a este ancho de banda hay que sumarle el que se requiere para la conexión a Internet.

• Esto vuelve que en los actuales enlaces usados en los hogares tipicos de las naciones en desarrollo no pueda implementar de manera fiable y con la calidad de servicio que se requiere.

Definición del Problema• También es cierto que el método de compresión / codificación del

video juega un gran papel, sin embargo para obtener un servicio de calidad estándar se requiere del uso de la tecnología de compresión / codificación MPEG-2, la cual solo trabaja con tasas de 1 Mbps, lo cual aun demanda de un gran ancho de banda.

• En la actualidad existe una gran variedad de tecnologías de compresión / codificación de video y audio, sin embargo estas no ofrecen la calidad de video estándar, y además están determinadas por el uso de una determinada aplicación cliente-servidor, que en muchos de los casos no son de uso publico.

• Cual sería el CODEC deseable a utilizar para resolver este problema.

Definición del Problema

• Existe ese CODEC deseable.

• Se amolda a las necesidades actuales y Futuras.

• O, debemos desarrollar un CODEC nuevo.

Metodología

• Que es un CODEC– Un códec no es más que un programa que incluye un

conjunto de algoritmos e instrucciones para codificar y decodificar vídeo o audio digital, de forma que se reduzca el tamaño que ocupan.

– De hecho, códec son las iníciales de COdificador / DECodificador.

– Los codec degradan en mayor o menor medida la calidad de los archivos originales

Metodología

• CODECs sin pérdida, es decir, los que conservan los datos originales y aseguran que las imágenes sean las mismas después de la compresión y posterior descompresión. Estos CODECs usan normalmente el sistema RLE (Run Length Encoding). Éste consiste en descartar regiones o bloques de similares colores entre imagen e imagen. Esta técnica funciona bien con imágenes generadas por computadora, donde existen áreas de color uniforme. El ratio típico de estos CODECs es de 1:2.

Metodología

• CODECs con pérdidas, intentan eliminar información de las imágenes de forma que sea lo más inapreciable posible por el espectador. Estos sistemas eliminan información que no puede ser recuperada. La cantidad de información perdida depende de¡ grado de compresión y es proporcional a la disminución de calidad – Maxima calidad = máximo tamaño de archivo = mínima compresión– Mínima calidad = mínimo tamaño de archivo=máxima compresión

Metodología

• Los codec de video almacenan en un solo archivo los stgreams de audio y video,aunque existen codecs exclusivos para audio y para video.

• Existen cientos de codecs para video• Los que más se ajustarón al modelo de solución

fuerón:– MPEG1 - DIVX - WMV– MPEG2 - H.261 - VC-1– MPEG4 - H.263 - H.254

Propuesta de Solución

• El Objetivo principal del proyecto es desarrollar un programa de computadora que permita recibir video digital bajo los esquemas denominados bajo demanda y streamming, que utilice un método de compresión que no lo limite a los anchos de banda comunes en nuestro país, y con lo cual sé de apoyo a plataformas de e-learning, videoconferencia e incluso voz sobre IP.

Propuesta de Solución

• Realizar una evaluación de los principales CODECS de compresión de video y sonido existentes, para poder determinar si existe algún CODEC que pudiera ser utilizado en el modelo de solución del proyecto.

• De no existir un CODEC que satisfaga los requerimientos, se procederá a desarrollarlo bajo los estándares comerciales establecidos.

Propuesta de Solución

• Posteriormente, se procederá a desarrollar una aplicación de software cliente que permita la recepción de video bajo demanda y/o streamming video desde algún servidor de video open sources existente, y que cumpla con los requerimientos técnicos del proyecto.

Resultados

• Para la evaluación se utilizo un archivo de 17,936 KB y codificado en MPEG2 con una duración de 32 segundos, con una resolución de 720 x 576 pixeles y un bitrate de 9800kbps.

• El archivo se sometio a la conversión en distintos formatos para ser comparados y solo se redujo el bitrate a 780 kbps.

ResultadosCODEC Tiempo de

compresiónTamaño de archivo en KB

Calidad

DIVX 00:31 2.977 Buena

MPEG4 00:33 3.223 Buena

WMV 03:31 3.475 Muy buena

MPEG2 01:05 22,596 Excelente

H.264 02:39 20,750 Excelente

H.263 01:50 3,068 Satisfactoria

Desarrollos Futuros

• Desarrollar un sistema cliente – servidor basado en plataforma Open Source para envio y recepción de video bajo demanda, así como video en streamming.

• Diseñar y desarrollar un hardware de bajo costo que permite la aplicación de software para servir como receptor y decodificador de video sobre IP y que opere sobre redes mesh, WiMax y WiFi

Graciasmanuel.callejas@gmail.com

http://www.grupomca.org/lmcs/research.htm