Codificador de video

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Codificador de video para redes IP

CODIFICADOR DE VIDEO PARA REDES IP
Juan Carlos Albújar Camacho Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) Facultad de Ingeniería – Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica, Lima – Perú. jcalbujar@terra.com.pe Alfredo Lapa O’Hara Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) Facultad de Ingeniería – Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica,Lima – Perú. u010035@upc.edu.pe Prof. Guillermo Kemper Vásquez Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) Facultad de Ingeniería – Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica, Lima – Perú. pcelgkem@upc.edu.pe

RESUMEN El presente proyecto consiste en el desarrollo e implementación de un codec (Codificador/Decodificador) de Video para transmisión en redes IP. El codec está basado en losestándares de codificación JPEG (Joint Photographic Expert Group), para la codificación de cuadros, MPEG (Motion Picture Expert Group) para la predicción y estimación de movimiento, y en la recomendación H.263 de la ITU (International Telecommunication Union) para transmisión a baja velocidad de bits. La aplicación final utiliza el codec desarrollado para la transmisión via red IP de una secuencia devideo en tiempo real. El entorno visual , así como el desarrollo íntegro de los algoritmos de codificación y compresión han sido implementados en Borland Visual C++. I. INTRODUCCIÓN El video digital sin compresión implica una gran cantidad de información. Si se desea guardar o transmitir ésta información se debe requerir de una gran cantidad de espacio o velocidad de transmisión, por lo tanto, lastécnicas de compresión representan una gran solución a dicho problema. Los procesos que a continuación se muestran son procesos estándares basados en la codificación MPEG. Mediante dichos procesos se reduce significativamente la cantidad de información conservando aún una buena calidad de vídeo (ver Fig.1).

Figura 1. Proceso de compresión JPEG II. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CODIFICACIÓN 2.1.-Transformación espacial de la representación de color: Cada componente (píxel) de una imagen consta de 3 componentes R(Rojo), G(Verde) y B(Azul). Las combinaciones de dichas componentes generan la variedad de colores que percibe el ser humano. El estándar JPEG propone una representación distinta que permite una codificación más eficiente de las componentes de color. Mediante una transformaciónlineal se obtiene el formato Y (Luminacia), Cb (Crominancia Azul), Cr (Crominancia Roja) . Luego de obtener el formato Y Cb Cr (YUV) se aprovecha el hecho de que el sistema visual humano es mucho más sensible a la información contenida en la Luminancia(Y) y menos sensitiva a la guardada en la
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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC)

Codificador de video para redes IP

Crominancia.Por lo tanto se submuestrean los componentes Cb y Cr. Con esto se reduce la cantidad de información sin afectar significativamente la calidad visual (ver Fig.2).
Y = 0.299R + 0.587G + 0.144B Cb = B − Y Cr = R − Y

(1) (2) (3)

calcular la transformada discreta del coseno. La transformada discreta del Coseno (DCT) es utilizada para pasar la información temporal a información en la frecuencia.La DCT permite agrupar las componentes de baja y alta frecuencia en un patrón ordenado facilitando la codificación.

Figura 2a. Imagen Original

Figura 2c. Componentes YCrCb
N −1 N −1 x =0 y =0

C( u , v ) = a ( u ) a ( v )

∑∑ f (x, y) cos 

 (2 x + 1)uπ   (2 y + 1)uπ   cos   2N 2N   

(4)

en donde:
   a ( v) =     1 N 2 N para v = 0 para v > 0    a (u ) =    1 N 2 N para u = 0 para u > 0

Figura 2b. Componentes RGB 2.2.- Transformada Discreta del Coseno: Para cada de las matrices de componentes YUV, se extraen bloques de 64 píxeles, distribuidos en 8 filas y 8 columnas, esta extracción se realiza con la finalidad de evitar perdida de calidad durante el procesamiento de la imagen. El siguiente paso es
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