A utilização de vídeos em laboratórios baseados em redes de computadores (weblabs) para pesquisa de abelhas está sendo conduzida como parte do projeto ViNCES (Virtual Network Center of Ecosystem Services), um consórcio de pesquisa composto pelo LAA (Laboratório de Automação Agrícola da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo) e o Laboratório de Abelhas do Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. O ViNCES é um membro do Kyatera, uma rede de computadores acadêmica de alta velocidade que tem como objetivos o desenvolvimento de aplicações e tecnologias para a Internet Avançada. Nesse contexto, o Weblab de abelhas, denominado BBBee, permite a realização de pesquisa e observação à distância da entrada de uma colméias, sendo coletadas e transmitidas informações de condições climáticas, de áudio e vídeo. O áudio e o vídeo da colméia são transmitidos em rede local e pela Internet por meio de streaming em tempo real. Os requisitos de largura de banda para transmissões de vídeo costumam ser elevados, e a qualidade obtida após o processo de compressão convencional, em geral, é baixa, podendo afetar ou dificultar a pesquisa. Além disso, está prevista a transmissão de vídeos de Alta Definição para weblab com o objetivo de melhorar a qualidade da informação, o que irá demandar maior largura de banda. Este trabalho propõe um algoritmo de codificação de vídeo para melhorar a qualidade das imagens transmitidas, ao mesmo tempo em que se reduzem os requisitos de largura de banda de transmissão e armazenagem, por meio da aplicação de técnicas de segmentação e rastreamento de objetos de vídeo. O algoritmo proposto foi implementado e testado utilizando vídeos capturados nas colméias e os resultados das análises em diversas condições são apresentados neste documento. Para avaliar a qualidade resultante do processo, foi utilizada uma métrica objetiva que permite avaliar a qualidade das imagens em relação às imagens de origem. Os resultados das análises proveram informações e direções para melhorias e futuras implementações. / The use of videos in web based laboratories over computer networks, known as weblabs, is being conducted for bee research as part of the ViNCES (Virtual Network Center of Ecosystem Services) project, a research consortium composed by: LAA (Laboratório de Automação Agrícola da Escola Politécnica) and the Laboratório de Abelhas of the Ecology Department of the Biosciences Institute. ViNCES is a member of Kyatera, a high speed academic computer network which aims at developing aplications and technologies for the Advanced Internet. The bee weblab, called BBBee, allows the research and observation of the interior of a beehive, in which are collected climate, audio and video data. Real time audio and video are broadcasted over the Internet and through a local network using streaming format. The bandwidth requirements for video transmission are usually high and the video quality after conventional compression standards is, in general, low and can interfere in the biological research. Also, High-Definition video transmission for weblab is planned to be implemented in order to provide better tools for the researcher, which will demand even higher network bandwidth. On this scenario, this work intends to provide a video codification algorithm to enhance the quality of the transmitted images, at the region of interest, and also reduce the transmission and storage requirements for some situations by using segmentation and tracking techniques for videos. A complete CODEC was implemented and tested with actual video, quality and data rates were measured and evaluated using an objective metric. The results of the analysis provided some indications of directions for future enhancements and implementations.

<p>3D television using multiple views rendering is receiving increasing interest. In this technology a number of video sequences are transmitted simultaneously and provides a larger view of the scene or stereoscopic viewing experience. With two views stereoscopic rendition is possible. Nowadays 3D displays are available that are capable of displaying several views simultaneously and the user is able to see different views by moving his head.</p><p>The thesis work aims at implementing a demonstration system with a number of simultaneous views. The system will include two cameras, computers at both the transmitting and receiving end and a multi-view display. Besides setting up the hardware, the main task is to implement software so that the transmission can be done over an IP-network.</p><p>This thesis report includes an overview and experiences of similar published systems, the implementation of real time video, its compression, encoding, and transmission over the internet with the help of socket programming and finally the multi-view display in 3D format.  This report also describes the design considerations more precisely regarding the video coding and network protocols.</p>

近年來，台灣高科技廠商開始投注大量的心血在於專利申請上，由公告的美國專利數目，台灣專利權人2005年在美獲取專利數已位居美國以外國家的第三位，在這樣的數據下，應該值得驕傲，然若從訴訟案例來看，台灣廠商卻仍明顯處於被指控專利侵權的窘境，在光電產業、光儲存產業、半導體產業、IC設計業等，有相當多的案例說明台灣廠商雖然在專利的數量上已達一定的成效，但營運上卻因為專利議題而障礙重重。 許多專利聯盟案例的成功，如MPEG LA與DVD 6C都說明了以專利為基礎所產生標準後能帶來的龐大商業利益。使得標準之爭，成為國際級大集團的必爭之地。反觀台灣或是中國，近年來都有許多與標準相關的聯盟產生，但都未能為主流產品所遵循、參與。 本文藉由MPEG-2 的案例，對於技術、專利、產品、產業的相互關係作一實證的探討，並以國際級跨國公司的智權管理來分析其營運模鏈式。發現推動標準的領導廠商，在標準制訂過程中，積極地參與標準組織、轉化研發成果為專利；在專利的佈局上，也善用專利申請的技巧在各國廣佈專利；積極推廣標準成為主流後，再組成專利聯盟、訂立授權機制。 國內廠商，若要制訂標準、組成專利聯盟，應建立許多研發的配套機制，例如研發過程中，標準、產品與專利的結、產業上中下游價值鏈的安排、研發聯盟的組成等。 / Hi-tech companies in Taiwan have begun to focus their resources on patent prosecution and the added-value thereafter in recent years. According to the statistics of USPTO, Taiwan ranks 3th on the total patent granted to a foreign origin. This is clearly an achievement to be proud of. However, Taiwan companies are still subject to many infringement challenges, be they in the field of optoelectronics, optical storage, semi-conductor or IC design. Clearly the growing patent ownership has not quite resolved the intellectual property issues these companies must overcome. The success of patent pools can bring profit to companies. In cases of MPEG LA and DVD 6C, they makes standard war a critical issue to international companies. On the contrary in Taiwan and China, many alliances aiming to promote standard fail to become standard finally. The case of MPEG-2 is analyzed in the aspects of technology, patent, product, industry and also their interactions. In addition, the IP management of the business model is also discussed. We found the leading company of industrial standard are aggressively participating the standard organization and applying patents. In patent application, there were skillfully in filing patents in different countries. After the technology become dominant standards, they start to form patent pool and build the license mechanism. Domestic companies should establish the infrastructure of R&D before setting standard and forming patent pool. For example, the connections of standard, product development, patent application, industrial value chain and R&D alliance should be planed and established during R&D process.

Είναι γεγονός ότι το ηλεκτροκαρδιογράφημα είναι ένα πολύ καλά μελετημένο σήμα. Ειδικά τα τελευταία χρόνια, έχει προταθεί ένας μεγάλος αριθμός αλγορίθμων επεξεργασίας, συμπίεσης, αυτόματης διάγνωσης, φιλτραρίσματος, αποθορυβοποίησης και κωδικοποίησης. Σ’ αυτή τη διπλωματική εργασία, προτείνουμε ένα αποδοτικό αλγόριθμο κωδικοποίησης χωρίς απώλειες για δεδομένα από δωδεκακάναλλο ηλεκτροκαρδιογράφημα. Ο κωδικοποιητής υλοποιεί ένα πολυγραμμικό μοντέλο υψηλής απόδοσης, το οποίο είναι «ειδικευμένο στους ασθενείς», ενδοκαναλικής πρόβλεψη και εφαρμόζει το πρότυπο κωδικοποίησης MPEG-4 ALS για διακαναλική πρόβλεψη και κωδικοποίηση. Τα αποτελέσματα του αλγορίθμου συγκρίθηκαν με τεχνικές κωδικοποίησης εντροπίας χωρίς απώλειες και δείχνουν αύξηση της απόδοσης κωδικοποίησης. / The Electrocardiogram (ECG) is one of the most well studied medical signals. A large number of ECG processing algorithms have being proposed over the years covering the areas of ECG noise filtering, automated diagnostic interpretation and coding. In this master thesis, we propose a robust multi-channel ECG encoder architecture, which operates on 12-channel ECG data. The encoder utilizes highly efficient multi-linear patient specific models for inter-channel prediction and the MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS) architecture for intra-channel prediction and coding. The results of the algorithm show improved performance over standard encoding techniques.

Video srauto šifravimas yra pagrindinis intelektinės nuosavybės užtikrinimo metodas šiuolaikinėse skaitmeninių teisių valdymo sistemose (DRM). Egzistuojantys šifravimo metodai užtikrina labai aukštą apsaugos lygį, bet tuo pat metu reikalauja labai didelių skaičiavimo resursų ir yra sunkiai pritaikomi ribotų skaičiavimo resursų mobiliems vartotojų įrenginiams. Šiame straipsnyje pristatomas dalinis MPEG-2 transporto srauto šifravimo metodas, kuris yra tinkamas tokiems ribotų resursų terminaliniams vartotojų įrenginiams. Siūlomo metodo eksperimentinio įvertinimo rezultatai rodo, kad šifravimo ir dešifravimo laikai, lyginant su standartiniu pilnu šifravimu, yra sumažinami apie 7 kartus, todėl šis metodas yra tinkamas ribotų skaičiavimo resursų dešifravimo įrenginiams. / Video stream encryption is the main method for the protection of intellectual property in modern digital rights management systems (DRM). Existing encryption methods ensure very high protection level of encrypted content, but at the same time are very resources demanding, making them hardly suitable for low processing power mobile end-user devices. This paper presents partial MPEG-2 transport stream encryption method, which is suitable for such low power user terminals. The experimental evaluation of proposed method show that encryption and decryption times, comparing with standard full encryption, are reduced about 7 times, making proposed method a good choice for low processing power decryption devices.

In this thesis, we analyze the bandwidth requirements of MPEG-4 AVC video traffic and then propose and evaluate the accuracy of new MPEG-4 AVC video traffic models. First, we analyze the bandwidth requirements of the videos by comparing the statistical characteristics of the different frame types. We analyze their coefficient of variability, autocorrelation, and crosscorrelation in both short and long term. The Hurst parameter is also used to investigate the long range dependence of the video traces. We then provide an insight into B-frame dropping and its impact on the statistical characteristics of the video trace. This leads us to design two algorithms that predict the size of the B-frame and the size of the group of pictures (GOP) in the short-term. To evaluate the accuracy of the prediction, a model for the error is proposed. In a broadband cable network, B-frame size prediction can be employed by a cable headend to provision video bandwidth efficiently or more importantly, reduce bit rate variability and bandwidth requirements via selective B-frame dropping, thereby minimizing buffering requirements and packet losses at the set top box. It will be shown that the model provides highly accurate prediction, in particular for movies encoded in high quality resolution. The GOP size prediction can be used to provision bandwidth. We then enhance the B-frame and GOP size prediction models using a new scene change detector metric. Finally, we design an algorithm that predicts the size of different frame types in the long-term. Clearly, a long-term prediction algorithm may suffer degraded prediction accuracy and the higher complexity may result in higher latency. However, this is offset by the additional time available for long-term prediction and the need to forecast bandwidth usage well ahead of time in order to minimize packet losses during periods of peak bandwidth demands. We also analyze the impact of the video quality and the video standard on the accuracy of the model.

[pt] Há, nos dias atuais, uma crescente demanda pelo transporte de video sobre IP, i.e., para distribuição de conteúdo pela Internet, por serviços de IPTV em definição padrão e em alta definição e, mesmo para uso interno nas redes de emissoras tradicionais de televisão, que transportam contribuições de elevada qualidade para seus programas. Em tais aplicações, o conteúdo dos programas é transportado usando MPEG-2 ou MPEG-4, sob a forma de MPEG-2 Transport Streams, encapsulados com protocolos tais como RTP, UDP e IP. As redes IP, que são modelizadas como Redes com Apagamento de Pacotes (PEC) não foram, no entanto, concebidas para o transporte de mídias em tempo real, esbarra portanto em problemas comuns como perdas de pacotes e jitter, gerando perturbações que se refletem na recepção do conteúdo. Os métodos tradicionais para superar estas dificuldades, como por exemplo, os que se baseiam em retransmissões usando protocolos ARQ (Automatic Repeat on Request), não são uma solução eficiente para proteger a transmissão de multimídia em tempo real. A proteção de multimídia transmitida em tempo real via IP recorre, neste caso, aos códigos para canal. Há códigos para canal recomendados em RFC s e Padrões, usados amplamente pelos fabricantes de equipamento. Os modernos Códigos Fontanais, possuem características atraentes para o transporte de conteúdos multimídia em tempo real. Neste trabalho, simulações são realizadas, onde o conteúdo encapsulado em Transport Stream, é protegido com Códigos Fontanais antes do encapsulamento para o envio através da rede. A título de comparação, o experimento é realizado também usando outros códigos para canal recomendados. Para realizar a comparação são usadas medições padronizadas do Transport Stream, medições objetivas como artefatos de blocagem e finalmente uma análise subjetiva do conteúdo recebido é usada. O trabalho conclui com a proposta de um Codificador de canal adaptável para Transport Stream. / [en] There is a growing demand for the transport of video over IP today, i.e., for content distribution over the Internet, IPTV services in Standard and High Definition, or even inside traditional broadcasters networks, transporting broadcast quality contributions to the main program. In such applications, the source encoded MPEG-2 or -4 content is transported in the form of MPEG-2 Transport Streams, encapsulated over network protocols. However, IP networks, which can be modeled as Packet Erasure Networks (PEC), were not originally designed for the transport of real time media. There are problems, such as packet drops and jitter, which generate severe impairments in the content that is decoded at the reception. Traditional methods for overcoming these problems, as for example retransmissions performed by Automatic Repeat Request (ARQ) protocols, are not suitable for real-time multimedia protection. Channel coding is the solution of choice for protecting real-time multimedia over IP. There are channel coding schemes specified in open recommendations and Standards, widely adopted by equipment vendors today. Fountain Codes present very attractive characteristics for the transport of real-time multimedia. In the present work, simulations with a Fountain code, protecting Transport Stream contents prior to network encapsulation, are presented. The experiment if repeated with other channel coding techniques commonly employed today. In order to analyze the decoded contents and obtain comparative results, standardized Transport Stream measurements, objective Blocking Artifacts measurements and subjective analysis of the decoded samples are employed. This work is concluded with the proposal of a Transport Stream Adaptive channel encoder, that is explained in Appendix-B.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2141642 bytes, checksum: c8c8d7a9c0ea40b4a1ad5f10de888b74 (MD5) Previous issue date: 2010-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the Brazilian scenario, the development of hardware components through computational methodologies and tools, available at affordable costs to education and research centers have make it feasible to design blocks and integrated circuit modules up to intellectual property IP level, focusing strategic areas of industry, specially those dedicated to the components for the Brazilian Digital Television System (SBTVD). This work deals with the architectural proposal development and validation for the Transport Stream MPEG-2 TS Subsystem of SBTVD transport stream demultiplexer from its specification and high-level modeling to its technology mapping implementation. As specific results, the structural and functional requirements of Transport Stream Subsystem MPEG-2 TS are detailed, the development of a software model for the demultiplexer and of an environment containing MPEG-2 TS flows that can validate the compliance with the SBTVD specification of models, an RTL-level MPEG-2 TS demultiplexer IP conceptual proof implementation and validation and its prototyping with technology mapping for FPGA and an ASIC design kit , are also presented. / No cenário brasileiro, o desenvolvimento de componentes de hardware através de metodologias e ferramentas computacionais, disponibilizados a custos acessíveis a centros de ensino e pesquisa tornou factível a possibilidade de se projetar até o nível de propriedade intelectual IP, blocos e módulos de circuitos integrados para atender áreas estratégicas da indústria, em especial aquelas voltadas aos componentes de produtos aderentes ao Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD). Este trabalho trata o desenvolvimento e validação de uma proposta arquitetural para o Subsistema de Fluxo de Transporte MPEG-2 TS demultiplexador de fluxo de transporte do SBTVD, desde sua especificação e modelagem em alto-nível, até sua implementação no nível de mapeamento tecnológico. Também estão apresentados resultados específicos como o detalhamento dos requisitos estruturais e funcionais do Subsistema de Fluxo de Transporte MPEG-2 TS, o desenvolvimento de um modelo em software para o demultiplexador e de um ambiente contendo fluxos MPEG-2 TS capazes de validar a conformidade dos modelos com a especificação do SBTVD, a implementação e validação de uma prova de conceito para um demultiplexador MPEG-2 TS no nível RTL e sua prototipagem com mapeamento tecnológico para FPGA e para um design kit de ASIC.

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:46:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_AndreFilgueirasde_M.pdf: 3583920 bytes, checksum: afbfc9cf561651fe74a6a3d075474fc8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal a elaboração de um novo algoritmo responsável por tornar mais eficiente a estimação de movimento do codec Dirac. A estimação de movimento é uma etapa crítica à codificação de vídeo, na qual se encontra a maior parte do seu processamento. O codec Dirac, recentemente lançado, tem como base técnicas diferentes das habitualmente utilizadas nos codecs mais comuns (como os da linha MPEG). O Dirac objetiva alcançar eficiência comparável aos melhores codecs da atualidade (notadamente o H.264/AVC). Desta forma, este trabalho apresenta inicialmente estudos comparativos visando à avaliação de métodos de estado da arte de estimação de movimento e do codec Dirac, estudos que fornecem a base de conhecimento para o algoritmo que é proposto na sequência. A proposta consiste no algoritmo Modified Hierarchical Enhanced Adaptive Rood Pattern Search (MHEARPS). Este apresenta desempenho superior aos outros algoritmos de relevância em todos os casos analisados, provendo em média complexidade 79% menor mantendo a qualidade de reconstrução. / Abstract: The main purpose of this work is to design a new algorithm which enhance motion estimation in Dirac video codec. Motion estimation is a critical stage in video coding, in which most of the processing lies. Dirac codec, recently released, is based on techniques different from the usually employed (as in MPEG-based codecs). Dirac video codec aims at achieving efficiency comparable to the best codecs (such as H.264/AVC). This work initially presents comparative studies of state-of-the-art motion estimation techniques and Dirac codec which support the conception of the algorithm which is proposed in the sequel. The proposal consists in the algorithm Modified Hierarchical Enhaced Adaptive Rood Pattern Search (MHEARPS). This presents superior performance when compared to other relevant algorithms in every analysed case, providing on average 79% less computations with similar video reconstruction quality. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ricardo da Silva Torres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaJunior_JurandyGomesde_D.pdf: 7003455 bytes, checksum: 9f2b66a600d6b6ae595b02265ceb1585 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Avanços recentes na tecnologia têm permitido o aumento da disponibilidade de dados de vídeo, criando grandes coleções de vídeo digital. Isso tem despertado grande interesse em sistemas capazes de gerenciar esses dados de forma eficiente. Fazer uso eficiente de informações de vídeo requer o desenvolvimento de ferramentas poderosas capazes de extrair representações semânticas de alto nível a partir de características de baixo nível do conteúdo de vídeo. Devido à complexidade desse material, existem cinco desafios principais na concepção de tais sistemas: (1) dividir o fluxo de vídeo em trechos manuseáveis de acordo com a sua estrutura de organização, (2) implementar algoritmos para codificar as propriedades de baixo nível de um trecho de vídeo em vetores de características, (3) desenvolver medidas de similaridade para comparar esses trechos a partir de seus vetores, (4) responder rapidamente a consultas por similaridade sobre uma enorme quantidade de sequências de vídeo e (5) apresentar os resultados de forma amigável a um usuário. Inúmeras técnicas têm sido propostas para atender a tais requisitos. A maioria dos trabalhos existentes envolve algoritmos e métodos computacionalmente custosos, em termos tanto de tempo quanto de espaço, limitando a sua aplicação apenas ao ambiente acadêmico e/ou a grandes empresas. Contrário a essa tendência, o mercado tem mostrado uma crescente demanda por dispositivos móveis e embutidos. Nesse cenário, é imperativo o desenvolvimento de técnicas tanto eficazes quanto eficientes a fim de permitir que um público maior tenha acesso a tecnologias modernas. Nesse contexto, este trabalho apresenta cinco abordagens originais voltadas a análise, indexação e recuperação de vídeos digitais. Todas essas contribuições são somadas na construção de um sistema de gestão de vídeos por conteudo computacionalmente rápido, capaz de atingir a um padrão de qualidade similar, ou até mesmo superior, a soluções atuais / Abstract: Recent advances in the technology have enabled the increase of the availability of video data, creating large digital video collections. This has spurred great interest in systems that are able to manage those data in a efficient way. Making efficient use of video information requires the development of powerful tools to extract high-level semantics from low-level features of the video content. Due to the complexity of the video material, there are five main challenges in designing such systems: (1) to divide the video stream into manageable segments according to its organization structure; (2) to implement algorithms for encoding the low-level features of each video segment into feature vectors; (3) to develop similarity measures for comparing these segments by using their feature vectors; (4) to quickly answer similarity queries over a huge amount of video sequences; and (5) to present the list of results in a user-friendly way. Numerous techniques have been proposed to support such requirements. Most of existing works involve algorithms and methods which are computationally expensive, in terms of both time and space, limiting their application to the academic world and/or big companies. Contrary to this trend, the market has shown a growing demand for mobile and embedded devices. In this scenario, it is imperative the development of techniques so effective as efficient in order to allow more people have access to modern technologies. In this context, this work presents five novel approaches for the analysis, indexing, and retrieval of digital videos. All these contributions are combined to create a computationally fast system for content-based video management, which is able to achieve a quality level similar, or even superior, to current solutions / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação