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ì MPEG 2 – MPEG 4 – Canales de Retorno José Alejandro Franco Calderón

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1. MPEG Generalidades. 2.  Por que digitalizar? 3. MPEG – 2. 4. MPEG – 4. 5.  Diagrama del sistema general. 6. MPEG – 2 Vs. MPEG – 4. 7.  Canales de Retorno.

•  Satelital. •  Cable. •  DSL. •  PLC. •  UMTS.

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MPEG -‐ Generalidades

MPEG: Moving Picture Experts Group “Grupo de Expertos en Imágenes Móviles”.

Encargado de desarrollar estándares de codificación y decodificación de imágenes, audio y vídeo.

Primera reunión del grupo fue alrededor de 1985 en Canadá

MPEG ha normalizado los siguientes formatos de compresión y normas auxiliares:

•  MPEG – 1 •  MPEG – 2 •  MPEG – 3 •  MPEG – 4 •  MPEG – 7 •  MPEG – 21

MPEG – Generalidades

El MPEG u]liza códec (codificadores-‐decodificadores) de compresión.

Presenta bajas pérdidas de información usando códec de transformación.

Las muestras tomadas de imagen y sonido son par]das en pequeños fragmentos.

MPEG solamente normaliza el formato del flujo binario y el decodificador.

hbp://es.wikipedia.org/wiki/Moving_Picture_Experts_Group

hbp://www.mpeg.org/

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Por que digitalizar?

Ejemplo: 1.  Una señal gpica de Televisión por ejemplo PAL se define por:

•  625 líneas en 2 campos de 312,5 cada uno. •  Solo 576 líneas visibles. •  30 imágenes por segundo: 60 campos por segundo (60 Hz) •  Relación de aspecto 4:3 – Estándar.

2.  Haciendo los cálculos:

•  576 líneas x 720 muestras por línea. •  8 bits B/N por muestra + 8 bits Color por muestra. •  30 X 576 x 720 x 16 = 199Mbits/s!! •  Aun falta el audio y la información de sincronismo.

Para DVB-‐T Flujo Máximo es de 23.4MBits/s



Con la modulación más moderna y en condiciones idóneas, se consigue en torno a 30 Mbits/s en un canal de TDT... Igual se requiere COMPRESIÓN!!

Que trabajan los expertos: Mo]on Pictures Expert Group (MPEG)

1.  MPEG-‐1: Estándar inicial de compresión de audio y vídeo. Usado después como la norma para CD de vídeo, incluye el popular formato de compresión de audio Capa 3 (MP3).

2.  MPEG-‐2: Normas para audio y vídeo para difusión de calidad de televisión. U]lizado para servicios de TV por satélite como DirecTV, señales de televisión digital por cable y televisión digital terrestre como también para los discos de vídeo DVD.

3.  MPEG-‐3: Diseñado originalmente para HDTV (Televisión de Alta Definición), pero abandonado posteriormente en favor de MPEG-‐2.


4.  MPEG-‐4: Expande MPEG-‐1 para soportar "objetos" audio/vídeo, contenido 3D, codificación de baja velocidad binaria y soporte para ges]ón de derechos digitales (protección de copyright) actualmente se emplea como codec HDTV en detrimento de MPEG-‐2.

5.  MPEG-‐7: Sistema formal para la descripción de contenido mul]media. 6.  MPEG-‐21: MPEG describe esta norma futura como un “Gran marco

mul]media”.

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MPEG 2

Compresión de cada imagen de un vídeo:

•  Cada punto es similar a los que le rodean. •  Mejora la compresión con pérdidas: JPEG.

Compresión entre imágenes consecu]vas:

•  Cada imagen es similar a la anterior y posterior.

•  Predicción de movimiento y información “diferencia”.

•  Compresión con pérdidas.

MPEG 2

Transformada Discreta del Cosenos (DCT)

MPEG 2 Compresión de Audio:

•  Se aprovecha del modelo psico-‐acús]co del oído humano: enmascaramiento de frecuencia

•  No se envía la información enmascarada. •  Compresión con pérdidas – MP3!!

MPEG 2

²  Compresión estadís]ca:

•  Similar a lo que haría un “ZIP”. •  Compresión sin perdidas.

² MPEG 2 también define compresión para Alta

Definición (HD):

•  1080 X 1440 X 30 •  1080 X 1920 30 30 ...pero > 23.4 Mbps!!

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MPEG 4

MPEG-‐4 fue introducido a finales de 1998.

Los usos principales del estándar MPEG-‐4 son: 1. Los flujos de medios audiovisuales 2. La distribución en CD, DVB. 3. La transmisión bidireccional por video llamadas. 4. Emisión de televisión.

MPEG 4

² MPEG-‐4 toma muchas de las caracterís]cas de MPEG-‐1 y MPEG-‐2 así como de otros estándares relacionados:

1. VRML (Virtual Reality Modeling Language) extendido para Visualización 3D.

2. Archivos compuestos en orientación a objetos (incluyendo objetos audio, vídeo y VRML).

3. Soporte para la ges]ón de derechos digitales externos. 4. Soporte para ges]ón variados ]pos de interac]vidad.

MPEG 4 1.  La mayoría de las caracterís]cas que conforman el estándar MPEG-‐4 no ]enen que

estar disponibles en todas las implementaciones.

2.  Es posible que no existan implementaciones completas del estándar MPEG-‐4.

3.  Para manejar esta variedad, el estándar MPEG 4 incluye el concepto de perfil (profile), parte y/o nivel, esto permite definir conjuntos específicos de capacidades que pueden ser implementados para cumplir con obje]vos par]culares

4.  MPEG 4 define 27 partes diferentes dentro de su implementación. 5.  Para Colombia se adopto el estándar MPEG-‐4 parte 10 nivel H.264 de codificación de

audio y video.

Advanced Video Coding (AVC): Un códec de señales de vídeo técnicamente idén]co al estándar ITU-‐T H.264.

MPEG 4

6.  La clave tecnológica que representa la diferencia fundamental de MPEG-‐4 es la habilidad de codificar objetos visuales de formas arbitrarias no rectangulares.

7.  Actualmente, disposi]vos Pocket PC, como el iPaq, y unidades basadas en Windows CE como otros ecosistemas de disposi]vos móviles y portá]les, pueden reproducir MPEG-‐4.

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Diagrama Sistemas General

Diagrama Sistemas General

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MPEG 2 Vs. MPEG 4

Antecedentes 1.  Como el video, audio y datos en su forma de almacenamiento y

transmisión es problemá]co en dichos términos se hace necesario comprimir

2.  Ej: Un video no comprimido, de pantalla completa significa la

necesidad de 30 archivos de imagen a 1MB, cada uno, por segundo, sin incluir las señales de sonido. Problemas de almacenamiento y transmisión !!

MPEG 2 Vs. MPEG 4

1.  Para ahorrar espacio, MPEG-‐4 reconoce objetos individualmente dentro de la trama, MPEG-‐2 NO !!

2. Manipulando cada objeto en forma individual, MPEG-‐4 es capaz de desechar una mayor can]dad de información, obteniendo órdenes de compresión menores que van de 8 a 12 veces con relación a MPEG-‐2.

3. MPEG-‐4 puede comprimir la información de un DVD de 8GB en un CD de 700MB, MPEG-‐2 NO !!

MPEG 2 & MPEG 4

4.  El poder real de MPEG-‐4 es que su codificación basada en objetos permite que una gran variedad de funciones interac]vas sean introducidas en los archivo de video o streams.

5.  Desde que el video es aislado en objetos, los productores de mul]media, desarrolladores de sozware y juegos, pueden aislar parte del video para efectos especiales par]culares.

6.  MPEG-‐4 no ]ene como finalidad reemplazar a MPEG-‐2, por lo contrario ofrece nuevas aplicaciones y nuevos ]pos de contenidos.

MPEG 2 & MPEG 4

7.  El estándar MPEG-‐4 nos brinda una solución al problema de la demanda de contenidos, gracias al alto grado de compresión que se alcanza y al grado de interac]vidad que puede ofrecer en múl]ples equipos.

8.  En la medida en que la difusión de información se realice en

formatos digitales tanto MPEG-‐2 como MPEG-‐4 serán necesarios en el gran numero de equipos terminales como Televisores, teléfonos celulares, PDA, etc, estos se convierten en equipos audiovisuales interac]vos dando paso a una nueva etapa en la era de la mul]media.

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Canales de Retorno

1.  El canal de retorno es la base de todo sistema interac]vo.

2.  Si el canal de retorno no existe no habría respuesta de parte del sistema hacia el usuario que realizo la pe]ción.

3.  Existen varias tecnologías existentes que m permiten tener un canal de retorno tales como:

•  Satélite, Cable, xDSL, PLC, UMTS.

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Canales de Retorno – Satélite

1.  Sistema con una alta calidad de emisión de datos pero con los limitantes de costo, sistema muy costoso.

2.  Tiene una amplia cobertura en donde por ejemplo un solo satélite ]ene un sin numero de lugares disponibles.

3.  Es un sistema asimétrico grandes caudales de flujo binario de bajada pero menor caudal en la subida de datos.

4.  Para que sea efec]vo como canal de retorno es necesario muchos satélites para poder superar los problemas de atenuación y retardo.


Existen tres ]pos de arquitecturas satelitales: 1.  Redes unidireccionales: Red sin canal de retorno únicamente

u]lizada para difusión.


2.  Redes hibridas: Red con canal de retorno que permite una interacción entre la cabecera y el usuario final pero con la limitante de que la red de retorno no es satelital.


3.  Redes bidireccional: Redes que permiten interacción entre cabecera y usuario, no dependen de canales de retorno diferentes pero se incrementa el costo de implementación.

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Canales de Retorno – Cable

Al hacer uso de esta tecnología se hace necesario las siguientes premisas: 1.  Disponer de una zona o espectro radioeléctrico exclusivo: no

tener gran can]dad de servicios al rededor para evitar interferencias electromagné]cas.

2.  Considerando redes de cable coaxial y sus anchos de banda hasta de 1GHz.

Canales de Retorno – Cable

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Canales de Retorno – DSL

1.  xDSL tecnologías que describen la trasmisión de alto flujo de caudal de datos pero por medio de redes telefónicas existentes.

2.  Una de las caracterís]cas mas importantes es el uso simultaneo de telefonía y acceso a la red por medio de protocolos IP

3.  Inconvenientes al poseer un ancho de banda bajo, depende de la codificación, mul]plexación y modulación de la información a trasmi]r.

Canales de Retorno – DSL

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Canales de Retorno – PLC

1.  Tecnología basada en la versa]lidad de la red eléctrica.

2.  No es la mejor opción en redes de banda ancha pero puede ser demasiado compe]]va en tasas binarias en redes de banda estrecha.

3.  NO existe mucha inves]gación en esta tecnología que permita evaluar su impacto a nivel social en medios de telecomunicaciones.

Canales de Retorno – PLC

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Canales de Retorno – UMTS

1.  Siglas que hacen referencia a los Servicios Universales de Telecomunicaciones Móviles.

2.  UMTS incluye dos estándares W-‐CDMA & TD-‐CDMA.

3.  Nace para dar un mayor caudal de información en redes móviles con respecto a estándares GSM-‐GPRS.

4.  A mayor distancia entre el usuario y la radio base móvil menos será la velocidad de transferencia de datos.



¿Preguntas? – Gracias

José Alejandro Franco Calderón

[email protected]

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