Estudio de la técnica de codificación de vídeo HEVC y streaming sobre HTTP usando DASH

Abstract

En la actualidad, es una realidad innegable el hecho que los contenidos multimedia se se están apoderando de internet a pasos agigantados, las redes sociales y las plataformas de distribución de contenidos en general han tenido una enorme acogida liderando los mercados de la mayoría de sectores de la economía al rededor del mundo. Es por esto que se ve como los contenidos se producen cada vez en mayores cantidades y con más facilidad; las cámaras y dispositivos portátiles poseen altísimas resoluciones de grabación de video, cuadros por segundo, calidad de audio, filtros, etc, que, si bien son un gran desarrollo que se evidencia algunas veces de forma transparente, el trasfondo de estos se basa en la evolución de los métodos de transmisión de esta información y las formas de hacer que la mayor tasa de bits requerida por estos contenidos de gran resolución espacial (píxeles por imagen) y temporal (cuadros por segundo) tenga un menor impacto en las redes en las que se transmiten y en los servidores que los almacenan, simplificando el alcance a estos y que por consecuencia la experiencia del usuario mejore.

Actualmente los codificadores de video H.264 y VP9 lideran el mundo multimedia: El primero con un gran rendimiento en relación compresión vs calidad que ya se ve limitado a las tecnologías de ultima generación de definiciones de video como Ultra HD, 4K, 8K y hasta 10K que aumentaron en tamaño de los contenidos de manera exponencial y que por consiguiente la compresión deben mejorar su eficiencia de la misma forma. Por su parte, para este problema VP9 ya ha ingresado al mercado de plataformas como YouTube en donde se suben millones de horas de video diarias en diferentes calidades que si bien puede codificar de forma eficiente las ultimas tecnologías de video y ademas tiene la ventaja sobre sus competidores por ser software de código abierto, aun puede mejorar más en términos de costo computacional, tiempos de codificación y métodos de compresión entre otros. Es por esta razón que paralelamente desde hace algunos años la Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) ha desarrollado la evolución de H.264 hasta hoy líder en términos de codificación de los reproductores de la mayoría de dispositivos multimedia. HEVC (High Efficiency Video Codec) o también llamado H.265 se encarga entonces de reducir la tasa binaria hasta un 50% en comparación a su versión anterior brindando mejor calidad de video, aumentando la complejidad de los algoritmos de codificación y decodificación traducido en un aumento en el coste computacional.

Este trabajo tiene como fin evaluar las prestaciones que brinda HEVC, su método de codificación y decodificación, se realizaran pruebas de comparación objetivas y subjetivas de rendimiento de este codec, la eficiencia que tiene contra su antecesor H.264 y otros codecs en varios escenarios, se analizará el panorama de este estándar en términos de su inclusión en la actualidad de la reproducción de contenidos multimedia en diferentes plataformas y se propondrá una alternativa de distribución de contenidos en streaming adaptativo (DASH) sobre HTTP que permite un incremento en la calidad de experiencia adaptándose a las condiciones de conexiones de red que tenga el usuario final.