Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado no INESC Porto-Instituto de Engenharia de Sistemas e Computação do Porto e orientado pelo Eng.º Jorge Mamede e Eng.ª Maria Teresa Andrade / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major de Telecomunicações. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Comunicação e Expressão. Programa de Pós-Graduação em Letras/Inglês e Literatura Correspondente / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:48:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251709.pdf: 8526235 bytes, checksum: 89333c6b26dd765f2f5f895e13a870ce (MD5) / Against the backdrop of the increasing accessibility of media production technologies and the growth in the usage of Internet video websites, this thesis investigates the video work published on the activist media website Centro de Mídia Independente (CMI), in order to explore the uses being made of Internet video in a local context. The thesis looks at a number of new paradigms of the global in order to provide a theoretical context from which to consider the technology on which this use of video is based, the new social movements from which the videos are emerging, and how the videos are positioned in relation to the globalized networked environment of the Internet. The context for the textual analysis is provided by a discussion of narrative forms in journalistic texts, documentary and new media, and particularly, of documentary modes, tensions between journalism and documentary, the impact of digital media on documentary, and properties of digital and new media. The analysis takes the video production from Florianópolis posted to the CMI in 2005 as a case study, exploring the range of documentary modes suggested by the videos, additional styles and strategies that they make use of, and the integration of the videos with the hypertext environment in which they are posted. The thesis argues that a significant dimension of the videos is the diversity of styles and perspectives that they represent. It also argues that locality can be considered in the videos through the shared contexts of their subject matter and of the way in which they are posted to the CMI website. The thesis concludes that the multiplicity of forms of expression encountered in the videos and the multiplicity of perspectives that they provide on their subjects points to the democratic potential of websites such as the Centro de Mídia Independente. Tendo com pano de fundo o crescente acesso às tecnologias de produção de mídia e o crescimento no uso de websites relacionados ao uso de vídeo na Internet, esta dissertação investiga os trabalhos em vídeo publicados no website de mídia ativista, Centro de Mídia Independente (CMI), para explorar os usos de vídeo na Internet em um contexto local. A dissertação aborda novos paradigmas 'do global' para oferecer um contexto teórico onde são considerados a tecnologia usada por estes vídeos, os novos movimentos sociais de onde os vídeos estão surgindo e a forma como os vídeos são posicionados em relação ao ambiente globalizado e em rede da Internet. O contexto da análise textual é constituído por uma discussão do discurso jornalístico, do documentário e das novas mídias, e particularmente, de modos documentários, de tensões entre jornalismo e documentário, do impacto de mídia digital no documentário, e das propriedades de mídias novas e digitais. A análise traz como estudo de caso a produção de vídeos em Florianópolis de 2005, disponibilizada no website do CMI, e explora a variedade de modos documentários sugeridos pelos vídeos, estilos e estratégias utilizadas por estes e a integração dos vídeos com o ambiente onde estão disponibilizados. A dissertação argumenta que um aspecto significativo dos vídeos é a diversidade de estilos e perspectivas que eles representam. É argumentado ainda que a questão de localidade pode ser considerada nos vídeos a partir dos contextos compartilhados dos seus assuntos e da maneira que estes estão disponibilizados no website do CMI. Conclui-se que a multiplicidade das formas de expressão encontradas nos vídeos e a multiplicidade de perspectivas que oferecem em relação a seus sujeitos apontam o potencial democrático de websites como o Centro de Mídia Independente.

A codificação de vídeo de modo a permitir a escalabilidade durante a transmissão tem se tornado um tópico de grande nos últimos anos. Em conjunto com um algorítmo de controle de congestionamento, é possível a criação de um ambiente de transmissão multimída mais apropriado. Esta dissertação apresente um algoritimo de codificação de vídeo escalável baseado em bit-planes. O modelo de codificação do video utiliza 3D-DCT para codificação espacial e temporal e um quantizador escalar semelehante ao empregado no MPEG 4. A técnica de escalabilidade em bit-planes implementada permite a divisão da saída de codificador em taxas complementares e com granularidade fina. Este algorítmo e parte integrante doprojeto SAM (Sistema Adaptativo Multimídia), que busca criar um ambiente de transmissão multimídia adaptativo em tempo real. Este projeto está em desenvolvimento na tese de doutorado de Valter Roesler. O algorítmo proposto e implementado é capaz de transmitir de forma unidirecional vídeos de baixa movimentação. Os resultados dos testes realizados com a implementação feita mostram que a solução proposta é flexível em realação a tecnologia disponível de transmissão através do ajuste no númerp de camadas e suas respectivas especificações de banda. Os testes realizados apresentaram um desempenho aceitável para codificação e decodificação de vídeo em tempo real. A taxa de compressão apresentou resultados satisfatórios na transmissao em ambientes de baixa velocidade para as camadas inferiores, bem como taxas de transmissão para ambientes em ADSL, cable modem e rede local para as camadas superiores. Com relação a qualidade do vídeo, esta varia de acordo com o grau de movimentação do mesmo. Por exemplo, no modelo "talking-head", comum em videoconferências, a qualidade se mostrou viável para ambientes de baixa velocidade (56 kbits/s).

A tarefa de estimação de movimento, utilizada na compressão de vídeo digital, é normalmente realizada em hardware por processador dedicado, uma vez que demanda expressiva capacidade computacional. Este trabalho propõe e desenvolve uma arquitetura de hardware para realizar o cálculo dos vetores de movimento no contexto de compressão de vídeo digital. Essa arquitetura para estimação de movimento é composta pelos blocos: interface de entrada e saída (E/S), matriz de processamento com 64 elementos de processamento, unidade de comparação e unidade de controle. A arquitetura foi descrita em linguagem VHDL de maneira que o número de bits utilizados para representação da luminância dos pontos é configurável. A partir desta descrição, foi gerado um protótipo para dados representados em 4 bits utilizando um kit de desenvolvimento baseado no dispositivo FPGA XC2S150 da Xilinx. Para validação do algoritmo e da arquitetura implementada, além da simulação, foi desenvolvido um software para plataforma PC capaz de exercitar as funcionalidades do protótipo. O PC é utilizado como dispositivo controlador de E/S para esta validação, na qual uma implementação do algoritmo em software e outra em linguagem de descrição de hardware são comparadas. A máxima freqüência de trabalho do protótipo, estimada por simulação da arquitetura mapeada no FPGA XC2S150, é de 33 MHz. A esta freqüência o núcleo da arquitetura paralela de 64 elementos de processamento realiza cerca de 2,1 GOps (bilhões de operações inteiras por segundo). Esta arquitetura de hardware calcula os vetores de movimento para vídeo no formato 640x480 pontos à taxa de 107,32 quadros por segundo, ou um quadro a cada 9,3 ms. A arquitetura implementada para luminânica em 4 bits ocupa 16 pinos de E/S, 71,1% dos blocos lógicos do FPGA e 83,3% dos blocos de memória disponíveis no dispositivo XC2S150.

Rastros do desenho e seus desdobramentos no vídeo digital. Esta pesquisa investiga as possibilidades de intersecção entre o desenho e o vídeo digital a partir da minha produção em artes visuais. A abordagem perpassa gestos de inscrição sobre a matéria constituindo um repertório de operações gráficas que migram para procedimentos em softwares digitais. Foram exploradas a captura (entrada) e a projeção (saída) de imagens, a partir da transdução, conceito de Júlio Plaza, que embasa a passagem dos sinais analógicos para o digital. A investigação também percorre o trânsito entre práticas do desenho, da programação aleatória e do vídeo digital, como fazeres interligados que constituem um campo de hibridação em arte e tecnologia. O estudo do termo metaficção, proposto por Linda Hutcheon, é apontado nas criações audiovisuais dos artistas Dziga Vertov, Jean Rouch e Willian Kentridge, a fim de traçar uma abordagem teórica cruzando questões processuais desses artistas. É realizada a análise do termo mise-in-abyme e o aspecto autorreflexivo como abismo espelhado no processo de criação, em relação às obras de René Magritte e Jeffrey Shaw. Por fim, apresento uma abordagem sobre o conceito de estratégia na criação de dispositivos para arte e a vídeoinstalação abrangendo correlações entre o desenho, vídeo, espaço perceptivo e público. / “Traces of the draw and its development in digital video” it's about an investigation into the possibilities of intersection between design and digital video from my production of visual arts. The research approaches on how the acts of inscription on the subject constitute a repertoire of graphics operations that are migrating to digital software procedures. Accordingly is exploited to capture (input) and projection (output) images from the transduction, Júlio Plaza's concept, which supports this transition from analog to digital. The investigation of the transit between the practices of draw, random programming and digital video, as interconnected doings that constitute a field of hybridization in art and technology. The study of the term "metafiction" proposed by Linda Hutcheon, appointed in audiovisual creations of artists Dziga Vertov, Jean Rouch and William Kentridge, in order to chart a theoretical approach to procedural issues across these artists. The analysis of the term mise-in-abyme and the self reflective aspect like an abyss mirrored in the process of creation in relation to the works of René Magritte and Jeffrey Shaw. Finally, a discussion about the concept of strategy in creating devices for art and video installation involving correlations between drawing, video, perceptual space and audience.

The robust popularization of 3D videos noticed along the last decade, allied to the omnipresence of smart mobile devices handling multimedia-capable features, has led to intense development and research focusing on efficient 3D-video encoding techniques, display technologies, and 3D-video capable mobile devices. In this scenario, the Multiview Video Coding (MVC) standard is key enabler of the current 3D-video systems by leading to meaningful data reduction through advanced encoding techniques. However, real-time MVC encoding for high definition videos demands high processing performance and, consequently, high energy consumption. These requirements are attended neither by the performance budget nor by the energy envelope available in the state-of-the-art mobile devices. As a result, the realization of MVC targeting mobile systems has been posing serious challenges to industry and academia. The main goal of this thesis is to propose and demonstrate energy-efficient MVC solutions to enable high-definition 3D-video encoding on mobile battery-powered embedded systems. To expedite high performance under severe energy constraints, this thesis proposes jointly considering energy-efficient optimizations at algorithmic and architectural levels. On the one hand, extensive application knowledge and data analysis was employed to reduce and control the MVC complexity and energy consumption at algorithmic level. On the other hand, hardware architectures specifically designed targeting the proposed algorithms were implemented applying low-power design techniques, dynamic voltage scaling, and application-aware dynamic power management. The algorithmic contribution lies in the MVC energy reduction by shorten the computational complexity of the energy-hungriest encoder blocks, the Mode Decision and the Motion and Disparity Estimation. The proposed energy-efficient algorithms take advantage of the video properties along with the strong correlation available within the 3D-Neighborhood (spatial, temporal and disparity) space in order to efficiently reduce energy consumption. Our Multi-Level Fast Mode Decision defines two complexity reduction operation modes able to provide, on average, 63% and 71% of complexity reduction, respectively. Additionally, the proposed Fast ME/DE algorithm reduces the complexity in about 83%, for the average case. Considering the run-time variations posed by changing coding parameters and video content, an Energy-Aware Complexity Adaptation algorithm is proposed to handle the energy versus coding efficiency tradeoff while providing graceful quality degradation under severe battery draining scenarios by employing asymmetric video coding. Finally, to cope with eventual video quality losses posed by the energy-efficient algorithms, we define a video quality management technique based on our Hierarchical Rate Control. The Hierarchical Rate Control implements a frame-level rate control based on a Model Predictive Controller able to increase in 0.8dB (Bjøntegaard) the overall video quality. The video quality is increased in 1.9dB (Bjøntegaard) with the integration of the basic unit-level rate control designed using Markov Decision Process and Reinforcement Learning. Even though the energy-efficient algorithms drive to meaningful energy reduction, hardware acceleration is mandatory to reach the energy-efficiency demanded by the MVC. Aware of this requirement, this thesis brings architectural solutions for the Motion and Disparity Estimation unit focusing on energy reduction while attending real-time throughput requirements. To achieve the desired results, as shown along this volume, there is a need to reduce the energy related to the ME/DE computation and related to the intense memory communication. Therefore, the ME/DE architectures incorporate the Fast ME/DE algorithm in order to reduce the computational complexity while the memory hierarchy was carefully designed to find the optimal energy tradeoff between external memory accesses and on-chip video memory size. Statistical analysis where used to define the size and organization of the on-chip cache memory while avoiding increased memory misses and the consequent data retransmission. A prefetching technique based on search window prediction also supports the reduction of external memory access. Moreover, a memory power gating technique based on dynamic search window formation and an application aware power management were proposed to reduce the static energy consumption related to on-chip video memory. To implement these techniques a SRAM memory featuring multiple power states was used. The architectural contribution contained in this thesis extends the state-of-the-art by achieving real-time ME/DE processing for 4-views HD1080p running at 300MHz and consuming 57mW.

A codificação de vídeo de modo a permitir a escalabilidade durante a transmissão tem se tornado um tópico de grande nos últimos anos. Em conjunto com um algorítmo de controle de congestionamento, é possível a criação de um ambiente de transmissão multimída mais apropriado. Esta dissertação apresente um algoritimo de codificação de vídeo escalável baseado em bit-planes. O modelo de codificação do video utiliza 3D-DCT para codificação espacial e temporal e um quantizador escalar semelehante ao empregado no MPEG 4. A técnica de escalabilidade em bit-planes implementada permite a divisão da saída de codificador em taxas complementares e com granularidade fina. Este algorítmo e parte integrante doprojeto SAM (Sistema Adaptativo Multimídia), que busca criar um ambiente de transmissão multimídia adaptativo em tempo real. Este projeto está em desenvolvimento na tese de doutorado de Valter Roesler. O algorítmo proposto e implementado é capaz de transmitir de forma unidirecional vídeos de baixa movimentação. Os resultados dos testes realizados com a implementação feita mostram que a solução proposta é flexível em realação a tecnologia disponível de transmissão através do ajuste no númerp de camadas e suas respectivas especificações de banda. Os testes realizados apresentaram um desempenho aceitável para codificação e decodificação de vídeo em tempo real. A taxa de compressão apresentou resultados satisfatórios na transmissao em ambientes de baixa velocidade para as camadas inferiores, bem como taxas de transmissão para ambientes em ADSL, cable modem e rede local para as camadas superiores. Com relação a qualidade do vídeo, esta varia de acordo com o grau de movimentação do mesmo. Por exemplo, no modelo "talking-head", comum em videoconferências, a qualidade se mostrou viável para ambientes de baixa velocidade (56 kbits/s).

A codificação de vídeo de modo a permitir a escalabilidade durante a transmissão tem se tornado um tópico de grande nos últimos anos. Em conjunto com um algorítmo de controle de congestionamento, é possível a criação de um ambiente de transmissão multimída mais apropriado. Esta dissertação apresente um algoritimo de codificação de vídeo escalável baseado em bit-planes. O modelo de codificação do video utiliza 3D-DCT para codificação espacial e temporal e um quantizador escalar semelehante ao empregado no MPEG 4. A técnica de escalabilidade em bit-planes implementada permite a divisão da saída de codificador em taxas complementares e com granularidade fina. Este algorítmo e parte integrante doprojeto SAM (Sistema Adaptativo Multimídia), que busca criar um ambiente de transmissão multimídia adaptativo em tempo real. Este projeto está em desenvolvimento na tese de doutorado de Valter Roesler. O algorítmo proposto e implementado é capaz de transmitir de forma unidirecional vídeos de baixa movimentação. Os resultados dos testes realizados com a implementação feita mostram que a solução proposta é flexível em realação a tecnologia disponível de transmissão através do ajuste no númerp de camadas e suas respectivas especificações de banda. Os testes realizados apresentaram um desempenho aceitável para codificação e decodificação de vídeo em tempo real. A taxa de compressão apresentou resultados satisfatórios na transmissao em ambientes de baixa velocidade para as camadas inferiores, bem como taxas de transmissão para ambientes em ADSL, cable modem e rede local para as camadas superiores. Com relação a qualidade do vídeo, esta varia de acordo com o grau de movimentação do mesmo. Por exemplo, no modelo "talking-head", comum em videoconferências, a qualidade se mostrou viável para ambientes de baixa velocidade (56 kbits/s).