Licentiatavhandling (sammanfattning) Umeå : Umeå University, 2006. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Umeå : Umeå universitet, 2008. / Härtill 7 uppsatser.

El empleo de video de alta resolución es una actividad muy común en la actualidad, debido a la existencia de dispositivos portátiles capaces de reproducir y crear secuencias de video, ya sea en HD o en resoluciones mayores, como 4k u 8k. Sin embargo, debido a que las secuencias de video de mayor resolución pueden llegar a ocupar grandes espacios de memoria, estas no pueden ser almacenadas sin antes realizar un proceso de compresión. Organizaciones especializadas como ITU-T Coding Experts Group e ISO/IEC Moving Picture Experts Group, han sido responsables del desarrollo de estándares de codificación de video. De esta manera, para mejorar la transmisión de video y poder obtener resoluciones cada vez mayores, se llevó a cabo el desarrollo del estándar de codificación HEVC o H.265, el cual es el sucesor al estándar H.264/AVC. El presente trabajo de tesis está centrado en el módulo de Transformada Discreta e Inversa del Coseno (DCT e IDCT), el cual forma parte del estándar HEVC y su función es hallar los coeficientes en el dominio de la frecuencia de muestras, para poder cuantificarlas y reducir su número. Se realizó el diseño la arquitectura, tomando en consideración la capacidad de procesamiento de pixeles requerida por el estándar, la frecuencia de operación de circuito y la cantidad de recursos lógicos usados. La arquitectura fue descrita en el lenguaje Verilog HDL y fue sintetizada para dispositivos Zynq – 7000 de la empresa Xilinx. La verificación funcional del circuito fue realizada mediante el uso de Testbenchs en el software ModelSim. Para verificar el funcionamiento de la arquitectura diseñada, se utilizó el software MATLAB para obtener los resultados esperados y se compararon con los obtenidos en la simulación funcional del circuito. La frecuencia máxima de operación fue hallada mediante la síntesis de la arquitectura, la cual llegó a ser de 135 MHz, que es equivalente al procesamiento de secuencias de vídeo de resolución 4k o 3840x2160 pixeles a 65 fps. / Tesis

Las labores de organizaciones especializadas como ITU-T Video Coding Experts Group e ISO/IEC Moving Picture Experts Group han permitido el desarrollo de la codificación de video a lo largo de estos años. Durante la primera década de este siglo, el trabajo de estas organizaciones estuvo centrado en el estándar H.264/AVC; sin embargo, el incremento de servicios como transmisión de video por Internet y redes móviles así como el surgimiento de mayores resoluciones como 4k u 8k llevó al desarrollo de un nuevo estándar de codificación denominado HEVC o H.265, el cual busca representar los cuadros de video con menor información sin afectar la calidad de la imagen. El presente trabajo de tesis está centrado en el módulo de Estimación de Movimiento Fraccional el cual forma parte del codificador HEVC y presenta una elevada complejidad computacional. En este trabajo, se han tomado en cuenta las mejoras incluidas por el estándar HEVC las cuales radican en los filtros de interpolación empleados para calcular las muestras fraccionales. Para verificar el algoritmo, se realizó la implementación del mismo utilizando el entorno de programación MATLAB®. Este programa también ha permitido contrastar los resultados obtenidos por medio de la simulación de la arquitectura. Posteriormente, se diseñó la arquitectura teniendo como criterios principales la frecuencia de procesamiento así como optimizar la cantidad de recursos lógicos requeridos. La arquitectura fue descrita utilizando el lenguaje de descripción de hardware VHDL y fue sintetizada para los dispositivos FPGA de la familia Virtex los cuales pertenecen a la compañía Xilinx®. La verificación funcional fue realizada por medio de la herramienta ModelSim empleando Testbenchs. Los resultados de máxima frecuencia de operación fueron obtenidos por medio de la síntesis de la arquitectura; adicionalmente, por medio de las simulaciones se verificó la cantidad de ciclos de reloj para realizar el algoritmo. Con estos datos se puede fundamentar que la arquitectura diseñada es capaz de procesar secuencias de video HDTV (1920x1080 píxeles) a una tasa de procesamiento mayor o igual a 30 cuadros por segundo. / Tesis

En la presente tesis se desarrolla una red de telecomunicaciones que cuenta con la tecnología multicast y calidad de servicio, con el fin de desplegar un servicio de video streaming. Esto se logra a través de MVPN (Multicast VPN), QoS Diffserv (Quality of Service Differentiated Service), y L2 QoS (Layer 2 Quality of Service). A continuación se describe el contenido de cada componente de contiene este documento. En el capítulo 1, se identificará el actual problema suscitado en la red del servicio que se encuentra en producción, a partir de esto se analizará los requerimientos que las empresas deben tener en cuenta al desplegar servicios similares, asimismo se limitará el alcance y plantearan objetivos para la búsqueda de una solución concreta. En el capítulo 2, se presentarán los temas necesarios de comprender ya que estos serán los fundamentos sobre los cuales se desarrolle la etapa de diseño e implementación realizada en el capítulo 3. Para lo cual se tendrá en consideración conceptos de multicast, calidad de servicio en capa de red y de enlace, y el uso de software propietario o de código libre disponibles. Finalmente, en el capítulo 4 se analizarán los resultados conseguidos a partir de las diferentes pruebas realizadas. Además, se realizará un análisis de costos del diseño e implementación del sistema y se brindan las conclusiones y recomendaciones que se obtienen del desarrollo de esta tesis. / Tesis

El seguimiento múltiple de personas en escenas reales es un tema muy importante en el campo de Visión Computacional dada sus múltiples aplicaciones en áreas como en los sistemas de vigilancia, robótica, seguridad peatonal, marketing, etc., además de los retos inherentes que representa la identificación de personas en escenas reales como son la complejidad de la escena misma, la concurrencia de personas y la presencia de oclusiones dentro del video debido a dicha concurrencia. Existen diversas técnicas que abordan el problema de la segmentación de imágenes y en particular la identificación de personas, desde diversas perspectivas; por su parte el presente trabajo tiene por finalidad desarrollar una propuesta basada en Histograma de Orientación de Gradientes (HOG) para el seguimiento múltiple de personas basado en video. El procedimiento propuesto se descompone en las siguientes etapas: Procesamiento de Video, este proceso consiste en la captura de los frames que componen la secuencia de video, para este propósito se usa la librería OpenCV de tal manera que se pueda capturar la secuencia desde cualquier fuente; la siguiente etapa es la Clasificación de Candidatos, esta etapa se agrupa el proceso de descripción de nuestro objeto, que para el caso de este trabajo son personas y la selección de los candidatos, para esto se hace uso de la implementación del algoritmo de HOG; por último la etapa final es el Seguimiento y Asociación, mediante el uso del algoritmo de Kalman Filter, permite determinar las asociaciones de las secuencias de objetos previamente detectados. La propuesta se aplicó sobre tres conjuntos de datos, tales son: TownCentre (960x540px), TownCentre (1920x1080px) y PETS 2009, obteniéndose los resultados para precisión: 94.47%, 90.63% y 97.30% respectivamente. Los resultados obtenidos durante las experimentaciones validan la propuesta del modelo haciendo de esta una herramienta que puede encontrar múltiples campos de aplicación, además de ser una propuesta innovadora a nivel nacional dentro del campo de Vision Computacional. / Tesis

El presente proyecto de tesis consiste en el diseño de una red híbrida CDN + P2P orientada a la educación en el Perú mediante la transmisión de video streaming de clases, conferencias y cursos brindados por diferentes universidades del Perú. La idea surge como una optimización del uso del Ancho de Banda al momento de transmisiones de video, de alta calidad, entre lugares alejados geográficamente. Para esto se trata de juntar las fortalezas de las redes CDN (QoE) y de las P2P (escalabilidad a bajo costo). El primer capítulo está centrado en dar una visión general del mercado actual y de uno de los casos de éxito que se está teniendo, en el mundo, gracias al despliegue de estas nuevas redes. El segundo capítulo busca presentar el aspecto teórico necesario así como mostrar la arquitectura de una red híbrida, de manera detallada, y los flujos de su funcionamiento. El tercer capítulo presenta las estadísticas del mercado objetivo de acuerdo a las expectativas iniciales del proyecto, así como de un análisis de ancho de banda necesario para los canales de video que se usarán en la transmisión. El cuarto capítulo, por su parte, describe el diseño al detalle de la red hibrida así como los equipos necesarios para su implementación. El quinto capítulo está enfocado al tema económico al mostrar costos y con esto sustentar la viabilidad del proyecto. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones del presente trabajo, además de proponer algunos trabajos futuros que permitan consolidar y/o mejorar la solución brindada. / Tesis

El estándar HEVC (High Efficiency Video Coding por sus siglas en inglés) introduce nuevos elementos y técnicas en las diferentes etapas del codificador/decodificador, con el objetivo de conseguir mejoras significativas en la eficiencia de compresión. En relación a la fase de predicción de vectores de movimiento (MV del inglés Motion Vector), el estándar ha propuesto una técnica referida como AMVP (Advanced Motion Vector Prediction por sus siglas en inglés) que supone una mayor complejidad computacional que la fase de predicción implementada en el estándar previo (H.264/AVC), a costa de un ahorro considerable en términos de bit-rate y tiempo de ejecución. Por otro lado, algoritmos y técnicas independientes que consiguen mejoras en el software de referencia del presente estándar se han venido proponiendo en el campo de estudio; siendo uno de estos el algoritmo DSR (del inglés Dynamic Search Range) el cual responde a la determinación del rango de búsqueda y consigue una notable reducción en el tiempo de ejecución del proceso de estimación de movimiento (ME del inglés Motion Estimation). Consecuentemente, la presente propuesta plantea el desarrollo de una arquitectura en hardware (HW) de la etapa inicial del proceso ME del codificador HEVC, con la finalidad de reducir la carga computacional del mismo. Este primer paso engloba la determinación de los MVs predictores y el cálculo del rango de búsqueda. En base a ello, se ha conseguido diseñar una arquitectura que atiende a dichos procesos fundado en los algoritmos AMVP y DSR, respectivamente. Asimismo, la arquitectura propuesta resuelve problemas de dependencia presentes en la etapa inicial del ME con la etapa ME propiamente dicha, lo cual permite potenciar el desempeño general. Los resultados de síntesis demuestran que la arquitectura alcanza procesar secuencias de video con calidad ultra alta definición, referido también como UHD (siglas del término en inglés Ultra High Definition) superando los recuadros por segundo requeridos para operar en tiempo real. Específicamente, el diseño logra una tasa de procesamiento de 72 recuadros por segundo para secuencias 8K (7680x4320) con espacio de color YCbCr, en un FPGA de la familia Kintex 7. / Tesis

Posthumanism is a contested term, seen by some as leading towards a merging of human bodies and technology and by others, more critically, as a renewal of the ethical debate regarding human exceptionalism. Through a study of this critical approach and its potential relation to expanded cinema, a set of propositions is formulated. New knowledge emerges through the application of these propositions towards the expression of critical posthumanism. By looking at formal, conceptual and methodological underpinnings, existing tendencies in expanded cinema are analysed and reviewed. Firstly, aided by Timothy Morton's 'ambient poetics', environmental orientations in artist film and expanded cinema are investigated. Secondly, conceptual ideas 'beyond the human' in this field are discussed. Finally, the environmental footprint of moving image production is considered. Central to this investigation is the desire to change prevailing narratives regarding nature and environment. Instead of regarding environment as a subject outside the cultural domain, environmental immanence and shared consciousness are regarded as central cultural values within a productive posthuman debate. This theoretical approach is set in motion through a practice-based project in which organic processes are applied to generate images on discarded and outdated 35mm film. By using plants, mud and salt in conjunction with alternative photochemistry, images are 'grown' on motion picture film. Moreover, digital images are gathered using a camera extension that allows a point of view beyond the human. Background and foreground are reversed in order to reveal the prominence of natural elements in an urban setting. These images are used in a performative or spatial context that places the viewer within the work. By bringing together theory and practice a conclusion emerges, opening up further possibilities to develop and apply the newly found knowledge, not only in expanded cinema but also to other fields.

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.