Este documento trata sobre los estándares MPEG-2 y MPEG-4 y los canales de retorno. Explica brevemente las generalidades de MPEG y por qué es necesaria la digitalización y compresión de video. Luego describe los estándares MPEG-2 y MPEG-4, enfocándose en sus métodos de compresión de video e imágenes. Finalmente, presenta diferentes tipos de canales de retorno como satelitales, de cable, DSL, PLC y UMTS.

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

2. Agenda
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.

3. Agenda
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.

4. 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

5. 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/

6. Agenda
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.

7. 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!!
Para
DVB-­‐T
Flujo
Máximo
es
de
23.4MBits/s
• Aun
falta
el
audio
y
la
información
de
sincronismo.

8. Por
que
digitalizar?

9. Por
que
digitalizar?
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.

10. Por
que
digitalizar?
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”.

11. Agenda
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.

12. 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.

13. MPEG
2
Transformada
Discreta
del
Cosenos
(DCT)

14. 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!!

15. 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!!

16. Agenda
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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. Agenda
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.

22. Diagrama
Sistemas
General

23. Diagrama
Sistemas
General

24. Agenda
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.

25. 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
!!

26. 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
!!

27. 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.

28. 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.

29. Agenda
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.

30. 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.

31. Agenda
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.

32. 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.

33. Canales
de
Retorno
–
Satélite
Existen
tres
]pos
de
arquitecturas
satelitales:
1. Redes
unidireccionales:
Red
sin
canal
de
retorno
únicamente
u]lizada
para
difusión.

34. Canales
de
Retorno
–
Satélite
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.

35. Canales
de
Retorno
–
Satélite
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.

36. Agenda
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.

37. 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.

38. Canales
de
Retorno
–
Cable

39. Agenda
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.

40. 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.

41. Canales
de
Retorno
–
DSL

42. Agenda
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.

43. 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.

44. Canales
de
Retorno
–
PLC

45. Agenda
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.

46. 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.

47. Canales
de
Retorno
–
UMTS

48. Canales
de
Retorno
–
UMTS

49. ¿Preguntas? – Gracias
José Alejandro Franco Calderón
alejo.franco@misena.edu.co