ITU-R BT 1789 SPANISH-2007 A method to reconstruct received video using transmission error information for packet video transmission《分组视频传输中 对接收视频使用传输误差信息修复的方法》.pdf

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1、 Rec. UIT-R BT.1789 1 RECOMENDACIN UIT-R BT.1789 Mtodo para reconstruir la seal de vdeo recibida utilizando informacin sobre errores de transmisin para la transmisin de vdeo en paquetes (Cuestiones UIT-R 44/6 y UIT-R 109/6) (2007) Alcance En esta Recomendacin se especifica un mtodo para que el prove

2、edor de servicios pueda reconstruir la seal de vdeo recibida con miras a controlar la calidad de vdeo en un receptor utilizando informacin sobre errores de transmisin para la transmisin de vdeo en paquetes. Esta Recomendacin se aplica a los servicios de vdeo en los que se dispone de comunicaciones d

3、igitales bidireccionales. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que diversos analistas han efectuado una evaluacin tradicional de la calidad de vdeo subjetiva; b) que si bien las pruebas subjetivas se consideran como el mtodo ms preciso, stas tienen numerosas limitaciones pue

4、sto que resultan onerosas y consumen mucho tiempo; c) que es conveniente que el proveedor de servicios controle la calidad de vdeo en el receptor; d) que algunos mtodos objetivos para la medicin de la calidad vdeo exigen anchura de banda adicional para transmitir parmetros; e) que la anchura de band

5、a es un recurso valioso y oneroso en muchos servicios multimedios; f) que los trayectos de comunicacin de la mayor parte de las aplicaciones multimedios sern completamente digitales; g) que cuando los datos de vdeos se transmiten en paquetes resulta fcil identificar los errores de transmisin y sus e

6、fectos en la seal de vdeo recibida; h) que ciertos tipos de receptores son capaces de detectar la aparicin de errores de transmisin; j) que en algunas aplicaciones multimedios con capacidades de canal de retorno, el receptor es capaz de enviar esa informacin sobre errores de transmisin a la cabecera

7、 de red1, observando a) que la cabecera de red puede controlar con eficacia la calidad de la seal de vdeo recibida utilizando la secuencia de vdeo reconstruida, junto con otra informacin disponible, incluida la secuencia de origen de la transmisin vdeo en paquetes, 1De conformidad con la Recomendaci

8、n UIT-R BT.1683, la cabecera de red (o extremo emisor) incluye un transmisor, una unidad de estimacin de la seal de vdeo recibida y una unidad de estimacin de la calidad de vdeo; tambin podra incluir un codificador. 2 Rec. UIT-R BT.1789 recomienda 1 que se utilice el mtodo descrito en el Anexo para

9、que la cabecera de red reconstruya la seal de vdeo percibida en cualquier receptor, con miras a controlar la calidad de vdeo en ese receptor. Anexo 1 1 Introduccin Los mtodos objetivos para la medicin de la calidad de vdeo se clasifican en tres categoras: modelos con referencia completa (FR, full-re

10、ference), modelos con referencia reducida (RR, reduced-reference) y modelos sin referencia. En general la precisin de los modelos sin referencia es inferior a la de los modelos FR y RR. Las Figs. 1 y 2 ilustran los modelos con referencia completa y con referencia reducida, respectivamente. El modelo

11、 con referencia completa, que abarca dos secuencias de vdeo (secuencia de vdeo de origen y secuencia de vdeo procesada) produce una medicin de la calidad de vdeo (VQM, video quality metric) de la secuencia de vdeo procesada. Como puede apreciarse, los modelos FR y RR requieren secuencias de vdeo pro

12、cesadas y de origen para la evaluacin de la calidad de la imagen. Por otro lado, en el caso de algunos servicios de radiodifusin, el control de la calidad de vdeo recibida es importante. Si se ha de utilizar un modelo FR, la secuencia de vdeo de origen debe estar disponible en el receptor (Fig. 3),

13、o bien la secuencia de vdeo procesada (imagen degradada) debe estar disponible en la cabecera de red (Fig. 4). De conformidad con la presente Recomendacin, la calidad de vdeo recibida, tal como se percibe en el receptor, podra evaluarse en la cabecera de red. Ello exige que la secuencia de vdeo de o

14、rigen, o ciertas caractersticas extradas de la secuencia de vdeo de origen, est disponible en la cabecera de red. Si se ha de utilizar un modelo RR, las caractersticas extradas de la secuencia de vdeo de origen deben estar disponibles en el receptor (Fig. 5) o bien las caractersticas extradas de la

15、secuencia de vdeo procesada (imagen degradada) deben estar disponibles en la cabecera de red (Fig. 6). Dado que en muchas aplicaciones multimedios la anchura de banda es un recurso valioso y oneroso, es conveniente evitar la transmisin de estos datos adicionales. FIGURA 1 Modelo con referencia compl

16、eta Rec. UIT-R BT.1789 3 FIGURA 2 Modelo con referencia reducida FIGURA 3 Diagrama de bloques para el clculo en el receptor de la calidad de la seal de vdeo recibida utilizando un modelo FR FIGURA 4 Diagrama de bloques para el clculo en la cabecera de red de la calidad de la seal de vdeo recibida ut

17、ilizando un modelo FR FIGURA 5 Diagrama de bloques para el clculo en el receptor de la calidad de la seal de vdeo recibida utilizando un modelo RR 4 Rec. UIT-R BT.1789 FIGURA 6 Diagrama de bloques para el clculo en la cabecera de red de la calidad de la seal de vdeo recibida utilizando un modelo RR

18、Sin embargo, en algunas aplicaciones multimedios los datos de vdeo se transmiten en paquetes. Durante la transmisin pueden darse distintos errores, que incluyen la prdida de paquetes, el desbordamiento, la infrautilizacin y el retardo. Estos errores pueden producir congelamientos de trama, omisiones

19、 de tramas, errores en bloque, fluctuacin de fase, retardo, etc., en el vdeo recibido. En las comunicaciones digitales, todos estos errores de transmisin y sus efectos se pueden identificar exactamente cuando los datos de vdeo se transmiten en paquetes. Adems, en la transmisin vdeo digital -si no ha

20、y errores de transmisin- la calidad vdeo recibida ser idntica a la calidad vdeo transmitida. La cabecera de red puede reconstruir con exactitud el vdeo recibido, tal y como se percibe en el receptor, si ste devuelve informacin sobre errores de transmisin que incluye informacin sobre la prdida de paq

21、uetes y el retardo de transmisin de vdeo en paquetes. Es necesario que el proveedor de servicios y el receptor puedan comunicarse para que este ltimo proporcione toda la informacin que necesita el primero. En otras palabras, el proveedor de servicios debe disponer de toda la informacin pertinente so

22、bre el decodificador y las tcnicas posteriores al procesamiento utilizadas en el receptor a fin de poder duplicar con exactitud la secuencia de vdeo en el receptor. Con esa informacin puede aplicarse el mtodo con cualquier cdec y por cualquier canal de comunicacin, incluidos Internet y las comunicac

23、iones inalmbricas. Dado que la evaluacin de la calidad vdeo la efecta el proveedor de servicios, que posee la fuente vdeo, es posible utilizar cualquier modelo, incluido el modelo con referencia completa y con referencia reducida. 1.1 Aplicacin Esta Recomendacin ofrece un mtodo para reconstruir la s

24、eal de vdeo recibida con miras a controlar la calidad de los servicios de vdeo cuando se dispone de canales de retorno y los datos de vdeo se transmiten en paquetes. Entre las aplicaciones del mtodo descrito en esta Recomendacin cabe mencionar las siguientes: control de la calidad de vdeo recibida,

25、segn se percibe en el receptor, con un consumo mnimo de anchura de banda adicional; control de la calidad de vdeo recibida en tiempo real en la cabecera de red. Rec. UIT-R BT.1789 5 1.2 Limitaciones En esta Recomendacin se describe un procedimiento para reconstruir las secuencias de vdeo, segn se pe

26、rciben en el receptor, utilizando informacin sobre errores de transmisin y datos sobre el vdeo transmitido en paquetes. Para aplicar dicho mtodo es necesario poder rastrear e identificar todos los paquetes. Esta prestacin la ofrecen algunos protocolos de transporte en paquetes como el protocolo de t

27、ransporte en tiempo real (RTP, real-time transport protocol) y el modo de transferencia asncrono (ATM)/capa de adaptacin ATM (AAL). Para aplicar este mtodo tambin es necesario disponer de un canal de retorno, de modo que el receptor pueda enviar al proveedor de servicios informacin sobre los errores

28、 de transmisin. A fin de evaluar la calidad vdeo en el receptor, el mtodo debe utilizarse con un modelo objetivo para la medicin de la calidad de vdeo. Se sugiere utilizar un modelo objetivo normalizado para la medicin de la calidad de vdeo. 2 El mtodo En la Fig. 7 se ilustra el procedimiento. La ca

29、becera de red transmite al receptor datos de vdeo en paquetes. Cabe sealar que primero se codifica el vdeo de origen y luego se disponen en paquetes los datos de vdeo comprimidos. El receptor dispone de una unidad de deteccin de errores de transmisin que detecta la aparicin de errores de transmisin.

30、 Cuando ocurren errores de transmisin, la unidad de deteccin enva de vuelta a la cabecera la informacin sobre los errores, prdida de paquetes y retardo, adems de los efectos causados, congelamiento de tramas, omisin de tramas, errores en bloque, fluctuacin de fase, etc. El Cuadro 1 contiene la infor

31、macin sobre errores de transmisin tpicos. A continuacin, la unidad de estimacin de vdeo recibido de la cabecera de red emula al receptor y estima la calidad de vdeo recibida, segn la percibe el receptor, utilizando la informacin sobre errores de transmisin y los datos de vdeo en paquetes producidos

32、por el codificador. Por ltimo, una unidad de evaluacin de la calidad de vdeo calcula los resultados de la calidad de vdeo en el receptor utilizando el vdeo de origen y la estimacin del vdeo recibido. En la Fig. 8 se presenta un ejemplo del mtodo cuando se utiliza un modelo FR. La unidad de estimacin

33、 de vdeo recibido (Fig. 7) realiza la estimacin del vdeo recibido de la Fig. 8. Aun cuando la cabecera de red (proveedor de servicios) no dispone del vdeo de origen, tambin puede utilizar un modelo RR, siempre y cuando conozca los parmetros correspondientes. En la transmisin de vdeo en paquetes, los

34、 efectos de los errores de transmisin pueden describirse como sigue: degradacin de la imagen a causa de la prdida de paquetes; tramas perdidas debido a la prdida de paquetes, el retardo, el desbordamiento o la infrautilizacin; tramas retardadas debido a errores de transmisin. Por tanto, si el recept

35、or enva informacin sobre paquetes perdidos o degradados, tramas perdidas u omitidas y tramas retardadas a la cabecera de red, sta puede reconstruir la seal de vdeo recibida, tal como se percibe en el receptor. 6 Rec. UIT-R BT.1789 FIGURA 7 Mtodo para que la cabecera de red controle la calidad de vde

36、o en el receptor utilizando informacin sobre errores de transmisin CUADRO 1 Informacin sobre errores de transmisin Tipo de errores de transmisin Contenidos de la informacin de transmisin Informacin sobre paquetes perdidos o degradados ndices de los paquetes correspondientes Informacin sobre tramas r

37、etardadas Tiempo de retardo e ndices de las tramas retardadas Informacin sobre tramas omitidas o perdidas ndices de las tramas omitidas o perdidas FIGURA 8 Diagrama de bloques para que la cabecera de red (el proveedor de servicios) calcule la calidad de vdeo de la seal de vdeo recibida utilizando la

38、 estimacin del vdeo recibido (modelo FR) Rec. UIT-R BT.1789 7 3 Mensajes para transmitir informacin sobre errores de transmisin Conforme a este mtodo, la cabecera (el proveedor de servicios) y el receptor interactan para garantizar que este ltimo proporciona al primero la necesaria informacin sobre

39、errores de transmisin. Cabe asimismo sealar que se debe proporcionar toda la informacin sobre el decodificador y las tcnicas posteriores al procesamiento utilizadas en el receptor para que el proveedor de servicios pueda estimar con exactitud la secuencia vdeo en el receptor. En el Cuadro 1 se resum

40、e la informacin necesaria sobre errores de transmisin para que la cabecera estime la secuencia vdeo recibida. Para cada tipo de error de transmisin se transmite un mensaje. Dichos mensajes constan de dos o tres campos: tipo y nmeros binarios. Pueden combinarse varios mensajes antes de transmitirlos.

41、 3.1 Mensajes con informacin sobre el decodificador (informacin sobre el modelo del receptor) Para poder estimar con exactitud la secuencia vdeo recibida, la cabecera necesita informacin sobre el decodificador y las tcnicas posteriores al procesamiento utilizadas en el receptor. A tales efectos, al

42、comenzar la transmisin el receptor debe transmitir un mensaje de identificacin de modelo. Se supone que la cabecera tiene una base de datos y puede obtener toda la informacin necesaria sobre el decodificador y las tcnicas posteriores al procesamiento utilizadas en el receptor a partir del mensaje de

43、 identificacin del modelo. 3.2 Identificador del origen En los entornos de radiodifusin y multidifusin, cuando la cabecera recibe mensajes sobre errores de transmisin debe identificar el correspondiente vdeo de origen. Con esta finalidad, el receptor debe transmitir un mensaje de identificacin de or

44、igen. La informacin sobre el origen se transmite en paquetes. 3.3 Mensajes sobre paquetes perdidos Por cada paquete perdido se debe transmitir el ndice del paquete perdido. Las rfagas de errores hacen que se pierda un nmero consecuente de paquetes. En tal caso, es necesario transmitir el ndice del p

45、rimer paquete y el ndice del ltimo paquete de los paquetes perdidos. 3.4 Mensajes sobre tramas retardadas Por cada trama retardada se debe transmitir el ndice de la trama retardada y el tiempo de retardo. 3.5 Mensajes sobre tramas omitidas Por cada trama omitida (perdida), se debe transmitir el ndic

46、e de la trama omitida. Las rfagas de errores hacen que se pierda un nmero consecuente de tramas. En tal caso, se debe transmitir el ndice de la primera trama y el ndice de la ltima trama de las tramas salteadas. 3.6 Toma de contacto y manipulacin de errores Debido a los errores de transmisin, esos m

47、ensajes tambin pueden perderse o corromperse. Por otro lado, la mayora de los sistemas de comunicaciones bidireccionales utilizan algn mecanismo de deteccin y manipulacin de errores, para garantizar la entrega de los mensajes. Los mensajes sobre errores pueden transmitirse en tiempo real o en lotes.

48、 8 Rec. UIT-R BT.1789 El Cuadro 2 resume las descripciones de mensajes de error. En la Fig. 9 se ilustra la unidad de estimacin de vdeo recibido. El Apndice contiene ejemplos de los formatos de mensaje de error. CUADRO 2 Descripcin del mensaje Tipo de errores de transmisin Descripcin del mensaje Informacin sobre el receptor Mensaje de identificacin de modelo Identificador de origen Mensaje de identificacin de origen Informacin sobre un paquete perdido ndice de paquete perdido Informacin sobre paquetes perdidos ndice del primer paquete e ndice del ltimo paquete de los