Tecnología 3 d y su transmisión para televisión digital

Tecnología 3D y su transmisión

para la televisión digital.Realizado por: José Segarra

Temario

• Introducción

• Tecnologías Estereoscópicas

• Retos que afronta la transmisión 3D

• Formatos de Transmisión de video 3D

• Transmisión 3D atreves de la televisión digital

• Conclusiones

• Bibliografía

Introducción

• La tecnología 3D no es nueva y data desde comienzos del siglo 20.

• Mucho tiempo había pasado sin presentar ninguna mejora considerable.

Introducción

• En los últimos años a resurgido el interés por esta tecnología debido principalmente :

• Avances en la tecnología (Proyectores , capacidades de información , Óptica , entre otros) .

• Deseo de representar de imágenes e información lo mas cercano a la realidad.

• Gran demanda de innovación por parte de la sociedad.

Tecnologías estereoscópicas

• La tecnología estereoscópica trata de dar al cerebro una impresión de profundidad.

• Efecto que se produce al dar a los ojos una diferente imagen de un mismo objeto (diferente

perspectiva).

• Existen dos técnicas principales para lograr este efecto .

Lentes Pasivos

• La manera más sencilla de observar imágenes en 3D

• Consiste en mezclar las imágenes de ambos ojos representando las diferencias con colores .

• Mediante el uso de lentes especiales, cada ojo pueda filtrar la imagen ignorando la parte que le corresponde al otro.

• El cerebro vera solo una imagen compuesta de las dos.

Anáglifos

• Consiste en usar lentes de colores distintos para cada uno de los ojos .

• Antiguamente los colores de estos lentes rojo y azul

• Mas actuales reemplazan al azul con verde o cyan.

Anáglifos

• El cerebro filtrara el color más concentrado para ese ojo .

• Interpretara al color rojo como blanco y al cyanu otro filtro como negro.

• Recrea la sensación de que se percibe dos imágenes diferentes .

Anáglifos

• Método es mas conocido pero presenta grandes desventajas :

• Perdida de color

• Perdida de calidad de imagen

• Por ello han surgido otras técnicas que buscan disminuir estas desventajas .

Mejoras Anáglifos

• Inficolor : • Usan lentes color magenta y cyan, es un sistema digital

propietario . Muy usado en algunos videojuegos .

Mejoras Anáglifos

• ColorCode3D :• Utiliza un color ámbar en reemplazo del lente de color

rojo y un filtro de color azul.

• Requiere una compensación de brillo.

Lentes polarizados

• Aprovecha una propiedad de las señales luminosas llamada polarización (describe la

orientación de las oscilaciones en un espacio tridimensional ).

• Los lentes filtran las imágenes dependiendo de su polarización (orientación).

Lentes polarizados

• Ventajas• Elimina las perdidas de color

• Mejor calidad

• Desventajas • Se debe conservar un cierto ángulo respecto al centro de

la pantalla .

• La cabeza debe estar paralela a la pantalla.

Lentes polarizados

Lentes Activos (Shutter)

• El video convencional está compuesto por una sucesión muy rápida de imágenes.

• La velocidad a la que se cambia la imagen para que esta se vea real es de unos 24 a 25 cuadros

• Mostrados dos o tres veces por segundo. (50-60 hz)

• Esta tecnología logra recrear el efecto 3D , proyectando las imágenes del ojo izquierdo y derecho de forma intercalada , duplicando la velocidad de refresco por ejemplo a 100 Hz .


• Con las gafas especiales se bloquea la luz de la imagen que está destinada al otro ojo, en el momento preciso .


Ventajas • Alta definición

• No hay perdida de Color

Desventajas • Sincronización con la pantalla

• Pantallas con alta tasa de refresco

• Costosa e incompatible con otras tecnologías

Técnicas auto-estereoscópica

• Tecnología reciente

• Imágenes 3D sin la necesidad de ningún tipo de lentes .

• Se encuentra en investigación .


• Barreras de Paralaje (desviaciones

• de un objeto , dependiendo de la perspectiva ).

• Las barreras ocultan ciertas

• zonas a uno de los ojos

• dependiendo del ángulo .

• Barrera comúnmente

• está hecha de cristal liquido.


• Técnica de Imágenes integrales Usan micro-lentes organizados

en cuadriculas que muestran

una imagen distinta dependiendo

del ángulo y la distancia

del observador

RETOS DE LA TRANSMISION 3D

• Tecnología 3D principalmente en el cine y la reproducción de películas de video 3D .

• Aun tiene que afrontar grandes retos para ser utilizadas de forma estándar, como la televisión.

• Entre los principales están:▫ Dificultad en la transmisión en tiempo real (mayor ancho de banda) .

▫ Compatibilidad con la tecnología actual .

▫ Factor social.

FORMATOS DE LA TRANSMISION DE

VIDEO 3D• Para que la información estereoscópica sea transmitida

se requiere de formatos de distribución de video o frame-packing .

• Se requiere empaquetar tanto el cuadro izquierdo y derecho para su almacenamiento y distribución .

• Entre estos encontramos algunos formatos :

Frame-sequential

• Este método consiste en enviar los cuadros para los distintos ojos de forma intercalada.

• Requiere un mayor ancho de banda.

• No es muy utilizado

• Presentar efectos como parpadeo

Frame-compatible

• Mas utilizado

• No requiere exceder el ancho de banda usados por las transmisiones.

• No requiere cambiar las capacidades de computo de los equipos de los usuarios.

• Desventaja• Disminuye la calidad de las imágenes

Frame-compatible

• Syde-by-side• Se requiere que las vistas sean

redimensionadas , para luego juntarlas

una al lado de la otra .

• Requiere una actualización de software.

• TOP –and-Bottom• Apila las vistas unas sobre las otras

• Recomendado 720p y 1080p

H.264 MVC

• MVC corresponde al proceso por el cual el video estereoscópico y multi-vista es codificado eficientemente.

• Este se basa en la tecnología de codificación y compresión de video H.264 AVC , que respectos a otros estándares de codificación pueden ahorrar hasta un 50% en la tasa bits.

H.264 MVC

• El estándar H.264 MVC es eficiente ya que no solo aprovecha las redundancias espaciales y temporales en cada vista , sino que se beneficia de las similitudes contenidas entre las distintas vistas.

Propuesta MVC

• Una propuesta para la eficiente codificación de video multi-vista.

▫ Acceso aleatorio : Debe poder ser iniciada desde cualquier punto aleatorio . (interprediccion)

▫ Escalabilidad : Permite acceder a un flujo de bits y generar una salida de video .

▫ Compatibilidad anterior :Vista base puede decodificarse por cualquier decodificador de la familia H.264 AVC.

▫ Procesamiento paralelo .

Modelo MVC

• Propuesta MVC

TRANSMISION DIGITAL 3D

• La transmisión digital para la televisión (TDT) se lo realiza utilizando un estándar.

• Depende del estándar que haya adoptado la región.

• Estos son :

• DBT – Europa , algunos países como Colombia

• ISTB – Sudamérica , Japón

DVB T 3D

• En cuanto al estándar DVBT cuenta con una segunda versión conocida como DVBT2 .

▫ Transmisión video mayores resoluciones .

▫ Transmisiones Estereoscópicas.

DVB T 3D

• Se han planteado una serie de requerimientos para la implementación de la emisión de contenidos 3D sobre TDT.

• La cual consta de dos partes :

▫ La fase inicial : Enfocado en satisfacer las necesidades actuales del mercado (codificadores 3D y no 3D)

▫ La segunda fase: Esta corresponde a la inclusión de nuevos decodificadores 3D que soporten el estándar H.264 MPEG-4 AVC / MVC .

ISTB 3D

• No han presentado una serie de requerimientos respecto a la televisión 3D.

• Transmisiones iniciales son realizadas mediante técnicas comunes de empaquetamiento de frames. (Disminución de calidad ).

Técnica de supercompresión

• En los últimos años un gran avance para la televisión digital en 3D con el estándar ISTB .

• Un ingeniero argentino a logrado desarrollar un método de supercompresión .

• Puede usarse para comprimir el códec H.264

• Este método no modifica la norma ISTB


• Realizando una compresión 5:1 .

• Maestriani – Se puede usar solo un 20% del bit rate, dejando libre el 80% restante para otros fines .

• Transmisiones de vistas estereoscópicas .


• El proceso de supercompresión básicamente consiste :▫ Tomar las imágenes cuadro por cuadro ▫ Realizar una reducción de tamaño de la misma▫ Proceso de reducción de la tasa de bits por pixel

(bpp).▫ Reensambladas y enviadas atreves del canal de

transmisión

Permite un mayor tasa de compresión respecto a otra técnicas


• Equivale a transmitir video de menor resolución , ahorrando una cantidad considerable de ancho de banda.

• Para la ejecución de esta técnica es necesario un alto nivel de procesamiento.


• Para el receptor :

▫ Se recibe la información codificada en H.264

▫ Se aumenta la resolución (upsampling)

▫ Se aplica mascaras para recuperar la definición perdida mediante técnicas de interpolación .

Esta técnica puede ser usada para el envió video estereoscópico de Full-HD , sin requerir necesidades de ancho de banda superiores sobre el códec de video H.264 .

Conclusiones

• La tecnología 3D aunque lleva un tiempo en la sociedad aún no ha logrado integrarse completamente de forma estándar .

• Existen factores :

▫ Costo

▫ Dificultad y un uso mayor de recursos para la transmisión .

Conclusiones

• Estas limitaciones se han ido superando con mejoras en la tecnología de transmisión y compresión .

• Una de ellas la de supercompresion .

• Nuevas tecnologías como la autoestereoscopiahan logrado llamar de nuevo la atención sobre esta tecnología , pero requerirán un esfuerzo extra para que se vuelvan comunes en la sociedad.

Video

• Enlace del Video de presentación.

• http://youtu.be/LnZwnmr_ogo

http://youtu.be/LnZwnmr_ogo



BibliografíaCarlos Andredy Ardila Andrés Navarro Cadavid, "Transmisión de contenidos 3D sobre televisión digital," Universidad Icesi, Cali-Colombia, Articulo de Revisión 2013.

Lakis Christodoulou, Liam Mayron, Oge Marques, and Borko Furht Hari Kalva, "CHALLENGES AND OPPORTUNITIES IN VIDEO CODING FOR 3D TV," Florida Atlantic University,.

Jackson REINA ALZATE Sebastián NICHOLLS FRANCO, "Análisis Estado del Arte Codificación de Video en 3D," Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia., 2012.

Alejandro D’Agostino, "La tecnología argentina que televisará el Mundial de Brasil en 4K 3D ," REDUSERS, Enero 2011.

Alejandro D’Agostino, "Argentina es el primer país en transmitir TV 3D terrestre comprimida.," REDUSERS, 2011.

"PERFIL MULTIVISIÓN MPEG-2 PARA TELEVISIÓN ESTEREOSCÓPICA," 1998.

N. A. Dodgson, "Autostereo displays: 3D without glasses," University of Cambridge, 1997.

MASAFUMI SAITO MASAYUKI TAKADA, "Transmission System for ISDB-T," 2006.

Mario Mastriani, "Supercompression for Full-HD and 4k-3D (8k)," 2010.

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