Resumen de Efficient wyner-ziv to h.264/avc-svc transcoding
Durante los últimos años, el número de servicios multimedia ha crecido incrementalmente como consecuencia de los recientes avances en las redes y el desarrollo de nuevos dispositivos. A pesar de que la mayoría de las veces no somos conscientes de la influencia de los servicios multimedia en nuestra sociedad actual, éstos están presentes en todas partes ofreciéndonos soluciones útiles en muchos ámbitos, como la atención médica, la monitorización de cualquier actividad, la extracción de información del entorno, las video conferencias, la video vigilancia, la seguridad industrial, el entretenimiento, etc. Por otro lado, para muchos de estos servicios la portabilidad es una propiedad necesaria, aunque ésta implica un suministro de energía a través de baterías y, a veces con recursos de bajo coste computacional debido a restricciones de tamaño/peso. Como consecuencia, los dispositivos portables deben ejecutar algoritmos de baja complejidad con el fin de prolongar la vida de sus baterías y hacer un uso más eficiente de los recursos disponibles.
Debemos tener en cuenta que los estándares de video tradicionales están pensados para dar soporte a servicios ¿down-link¿ (como la difusión de televisión), cuyo diseño está basado en arquitecturas donde los codificadores son mucho más complejos que los decodificadores. Por esta razón, este tipo de algoritmos no es apropiado para servicios ¿up-link¿, donde hay dispositivos portables dotados con cámaras que capturan y envían información multimedia a la red. Por esto, con el objetivo de satisfacer los requerimientos de los dispositivos portables de bajo coste, la codificación WZ (vista como una implementación con pérdidas basada en los principios de DSC) ofrece un nuevo paradigma de codificación, donde la complejidad del codificador es reducida trasladándola al decodificador.
Teniendo en cuenta las ventajas que ofrecen ambos paradigmas, en la comunidad multimedia se han propuesto transcodificadores WZ-H.26X para dar soporte a las comunicaciones de video entre dispositivos portables. Este entorno de transcodificación ofrece un esquema donde tanto el transmisor como el receptor ejecutan algoritmos de baja complejidad y la mayor parte de ésta es trasladada a la nube. Esta parte más costosa es asumida por un Transcodificador, que puede ejecutarse en un ponente servidor y por tanto posee más recursos computaciones y no tiene restricciones de batería.
En entornos de transcodificación basados en transcodificadores WZ-H.26X, el proceso de transcodificación acumula una gran complejidad, lo que implica una gran cantidad de tiempo de procesamiento. El tiempo que toma la transcodificación tiene un papel importante en aplicaciones que tienen restricciones de tiempo, como el servicio de video conferencia. Por esta razón, en esta Tesis se propone ofrecer soluciones para mejorar el proceso de transcodificación haciéndolo más eficiente.
En primer lugar, teniendo en cuenta que la computación en paralelo está tomando más peso a la hora de resolver tareas de alta complejidad computacional, y que el mercado está lleno de procesadores multicore, se han propuesto varios algoritmos paralelos para ejecutar la decodificación WZ, reduciendo mucho tiempo de ejecución. En concreto, se han propuesto cuatro algoritmos (basados en BP, división espacial, GOP e híbrido), que son extensibles para cualquier arquitectura multicore o implementación de WZ.
Por otro lado, en el desarrollo de esta Tesis se ha propuesto también un transcodificador WZ-H.264/AVC para ofrecer soporte de forma eficiente a las comunicaciones de video entre dispositivos portables de bajo coste. Con el objetivo de acelerar la etapa de codificación de H.264/AVC, la información sobre la cantidad de movimiento generada durante la fase de decodificación WZ es reutilizada durante el proceso de ME adaptando el área de búsqueda a la cantidad de movimiento analizada. Además, el transcodificador propuesto ofrece flexibilidad, ya que soporta cualquier GOP de WZ y varios perfiles de H.264/AVC.
Finalmente, dado que las redes son heterogéneas y los dispositivos multimedia tienen diferentes características y limitaciones (como el consumo de engería, la memoria disponible, el tamaño de pantalla, etc.), se introdujo la extensión H.264/SVC para proporcionar escalabilidad dentro de las comunicaciones de vídeo. De este modo, en esta Tesis también se propone un entorno de transcodificación WZ-H.264/SVC con escalabilidad temporal, cuya etapa de ME es acelerada haciendo uso de la información generada durante la fase de decodificación WZ.
Ambos propuestas de transcodificación han sido profundamente analizadas y puestas a prueba usando diferentes secuencias con múltiples configuraciones, así como diferentes tasas de frames, resoluciones espaciales, tamaños de GOP en WZ y perfiles de H.264/AVC-SVC. Como resultado pues, esta tesis propone un transcodificador que realiza este proceso de conversión de una manera más eficiente minimizando a despreciables las degradaciones de calidad y el caudal.
