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ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LAS TÉCNICAS UTILIZADAS PARA LA TRANSMISIÓN DE VÍDEO EN 3D
Escuela Técnica Superior de IngenieríaUniversidad de Sevilla
Proyecto Fin de CarreraVíctor José Venegas LumpiéSevilla, 20 de Marzo de 2014
•Introducción
•Formatos de vídeo 3D
•Codificación
•Estudio de las tasas de bits
•Análisis de transmisión
•Resultados de las pruebas
•Conclusiones y líneas de desarrollo
2/24
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
Índice
Introducción• Objetivo del proyecto y conceptos básicos
Cadena de transmisión del vídeo estéreo
Principios Físicos de la visión 3D
3/24
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Tecnologías para la visualización de imágenes estereoscópicas
Aided-Viewing
Free-Viewing
4/24
Introducción
Multiplexado de colores
Multiplexado mediante polarización
Multiplexado en tiempo
1) Oclusión 2) Refracción
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Adquisición de contenidos 3D
A través de 2 lentes (Cámara Estereoscópica)
A través de múltiples cámaras (Sistema Multivista)
A través de cámara 2D + Z-CAM (TOF)
A través de cámara 2D (Conversión 2D-3D)
5/24
Introducción
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Anáglifo Cromático Optimizado (OCA)
• Procesamiento independiente de las señales de vídeo (CSV)
6/24
Formatos de Vídeo 3D
Dual Stream Simulcast
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
Procesado
Procesado
Transmisión
Procesado
Procesado
Transmisión
Transmisión
• Formato Compatible con el cuadro HD (CFC)
7/24
Formatos de Vídeo 3D
Empaquetamiento de Cuadro Tablero de ajedrez Campos alternados
Side by Side (SbS) Top and Bottom (TaB)
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Vídeo + Profundidad (V+D) Generación del mapa de profundidad a partir de 2D
Generación del mapa de profundidad a través de Cámara infrarroja
Generación del mapa de profundidad a través de Cámara Estéreo
• Multi-View Video Coding (MVC)
8/24
Formatos de Vídeo 3D
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• MVD (MVC+D)
• Layered Depth Video (LDV)
• Depth Enhaced Video (DES)
9/24
Formatos de Vídeo 3D
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• H.264, MPEG-4 Parte 10
▫ Perfil de línea Base▫ Perfil Principal▫ Perfil Extendido
• HEVC/H.265▫ Proporcionar un promedio de reducción de la tasa de bits de
50% para obtener una calidad de vídeo fija, en comparación con el H.264.
▫ Proporcionar mayor calidad conla misma tasa de bits.
▫ Seguir propiciando el trabajo en red,es decir, en flujos de transporte MPEG.
10/24
Codificación
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• H.264 AVC en OCA
• H.264 AVC en CSV
11/24
Codificación
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
Dual Stream Simulcast
• H.264 AVC en CFC+
• Codificación para el formato V+D
12/24
Codificación
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
MPEG-C parte 3 H.264 - Imágenes auxiliares
• H.264 MVC
• Codificación para el formato MVD
• Codificación para el formato LDV
• Codificación para el formato DES
13/24
Codificación
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Tasa de Bits para OCA
14/24
3000 3500 4000 4500 5000 550049.5
50
50.5
51
51.5
52
52.5
53
1024x768
Bitrate (kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700 2900 310047
47.548
48.549
49.550
50.551
51.552
720x576
Bitrate (kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
3500 4000 4500 5000 5500 6000 650049.5
50
50.5
51
51.5
52
52.5
53
53.5
1280x720
Bitrate (kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 1500053
53.2
53.4
53.6
53.8
54
54.2
54.4
1920x1080
Bitrate (kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
Estudio de las tasas de bits
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Tasa de Bits para CSV▪ SD ≈ 6Mbps ▪ HD ≈ 28Mbps
• Tasa de Bits para CFC+
15/24
3500 4000 4500 5000 5500 6000 650043
44
45
46
47
48
49
1280x720
Bitrate (kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 1500048
48.549
49.550
50.551
51.552
52.5
1920x1080
Bitrate (kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
Estudio de las tasas de bits
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Tasa de Bits para V+D
• Tasa de Bits para MVC
16/24
400 600 800 1000 1200 1400 160029303132333435363738
MVC n=8
Bitrate (Kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
Estudio de las tasas de bits
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
MPEG-C parte 3
MVC y n=2
Vídeo Auxiliar - H.264
MVC y n=8
• Tasa de Bits para MVD
• Tasa de Bits para LDV
• Tasa de Bits para DES
17/24
1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 250037.5
38
38.5
39
39.5
40
40.5
MVD
Bitrate (Kbps)
PSN
R (
Y)
(dB
)
Estudio de las tasas de bits
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Transmisión de señales 3DTV sobre IPTV
▫Unicast▫Broadcast▫Multicast
18/24
Análisis de transmisión
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
Anchos de banda referenciales requeridos para IPTV
• Transmisión de señales 3DTV en el estándar DVB-T▫ La norma DVB-T permite canales de 6, 7 u 8 MHz de
ancho de banda ▫ Se transmite mediante una modulación de espectro
digital COFDM
▫ El estándar DVB 3D TV
▫ Generación del Transport Stream
19/24
Análisis de transmisión
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
• Vídeos y configuración utilizada
• Transmisión de 3DTV en el estándar DVB-T Tasas de transmisión en DVB-T para losformatos de 3DTV
20/24
Resultados de las pruebas
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
Side by Side (SbS) Top and Bottom (TaB)
• Valores de los parámetros de calidad al hacer la medición de la señal COFDM en la toma de antena
• Análisis de los Transport Streams (TS)
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Resultados de las pruebas
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
Valores para la correcta recepción
TaB
SbS
• Transmisión de 3DTV sobre IPTV Unicast
Multicast
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Resultados de las pruebas
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
TaB con resolución 720p
TaB con resolución 1080i
SbS con resolución 720p
SbS con resolución 1080i
TaB con resolución 720p
SbS con resolución 720p
TaB con resolución 1080i
SbS con resolución 1080i
• Conclusiones▫ La codificación de vídeo 3D se fundamentan en la norma H.264 / MPEG-4.▫ En la actualidad los métodos más aplicados son los basados en 2 vistas
(L+R).▫ Las técnicas que usan el mapa de profundidad como información
importante, presentan un ahorro en tasas de bits.▫ El desarrollo de la HDTV va íntimamente ligado al desarrollo de la 3DTV.▫ En IPTV, uno de los inconvenientes es que el sistema debe soportar tasas
de transferencia muy elevadas para garantizar la calidad de servicio contratada por los clientes.
• Líneas de desarrollo▫ Con la aparición del nuevo códec HEVC o H.265 se abrirán nuevas líneas de
desarrollo de la 3DTV debido al mayor nivel de compresión de este códec con su antecesor.
▫ La nueva Ultra HD será un nuevo desafío para el desarrollo de la tecnología de vídeo 3D.
▫ Es necesario establecer el grado de aceptación del servicio por parte de los consumidores en la sociedad, por lo tanto se recomienda realizar estudios de mercado considerando aspectos sociales y económicos.
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Conclusiones y líneas de desarrollo
Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
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Análisis y Evaluación de las Técnicas Utilizadas para la Transmisión de Vídeo en 3D
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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