Estándares multimedia

Donde se utiliza

Necesidad de los estándares

• El rápido desarrollo de la industria de los ordenadores y las comunicaciones ha generado un aumento en la complejidad de los formatos de los datos.

• Es fundamental la existencia de estándares para permitir el compartir e intercambiar datos e información entre aplicaciones.

Definición de estándar

• Los estándares son acuerdos documentados que contienen especificaciones técnicas o criterios precisos para ser usados de forma consistente tales como: reglas, guías o definiciones de características de manera que se asegure que materiales, productos, procesos y servicios cumplen con el propósito para el que fueron diseñados.

Estándares en multimedia

• Definen:– interfaces – formatos de archivos – lenguajes de marcado – protocolos de red– etc.

• Permite construir sistemas de autoría independientemente de las aplicaciones utilizadas para preparar los elementos multimedia individuales.

Organizaciones de estandarización

• ISO– International Standard Organization.

• IEC – International Electrotechnical Commission

• ITU– International Telecommunication Union

ISO

• Tiene la responsabilidad de formular estándares en todos los campos de la técnica, excepto en las ingenierías eléctrica y electrónica.

• ISO trabaja en colaboración con las entidades correspondientes de los diferentes países:– ANSI (American National Standards Institute)– DIN (Deutsches Institut für Normung)– BSI (British Standard Institution)– AENOR (Asociación Española para la Normalización)

ISO (cont.)

• El comité ISO/IEC JTC1/SC29 (codificación de información de audio, imágenes, multimedia e hipermedia), trabaja en la estandarización de los formatos de intercambio en los sistemas multimedia.

• El comité anterior está dividido en tres grupos que trabajan en codificación y compresión de medios individuales.

ISO (cont.)• JPEG (Joint Photographic Expert Group)

– Trabaja en la codificación de imágenes estacionarias.

• MPEG (Motion Picture Expert Group)– Trabaja en la codificación y compresión de imágenes en movimiento y su sonido

asociado.

• MHEG (Multimedia and Hypermedia Information and coding Expert Group)– Trabaja en la normalización de la estructura (procesamiento en el tiempo)

especificada a través de las relaciones espacio-temporales entre los objetos de información.

MPEG-4 Part 14 ó MP4 es un formato de archivo contenedor especificado como parte del estándar internacional ISO/IEC MPEG-4. Es usado para almacenar medios con las definiciones de ISO/IEC Moving Picture Experts Group, aunque también puede almacenar otros tipos de medios también.

MP4 permite streaming de contenido bajo demanda vía Internet, así como el multiplexado de múltiples pistas de audio y video en un único archivo, bitrates y cuadros por segundo variables, subtítulos, etc

ITU

• Es una agencia de las Naciones Unidas.

• Tiene funciones reguladoras, p. e.:– Asigna frecuencias a los servicios de radio

• Los estándares de la ITU cubren los formatos de vídeo y las telecomunicaciones.

Problemática asociada

• Intereses industriales y comerciales (presión de lobbys)

• Intereses políticos (proteccionismo)

• Rápido cambio de escenarios que contrasta con la lentitud de su definición.

• Documentación de acceso restringido.

• Aparición de los estándares de “facto”.– P. e. PDF

Formatos multimedia mas comunes

• RTF (Rich Text Format) El Rich Text Format (formato de texto enriquecido, a menudo

abreviado como RTF) es un formato de archivo informático desarrollado por Microsoft en 1987 para el intercambio de documentos multiplataforma. La mayoría de los procesadores de texto pueden leer y escribir documentos TIFF (Tagged Image File Format)

• RIFF (Resource Image File Format) El formato de archivo de intercambio de recursos– WAV (Waveform Audio File Format)– MIDI File Format for Standard MIDI files– AVI Audio Video Interlaced– PAL Palette File Format for colors represented by RGB values.

• JPEG• MPEG• Otros: BMP, GIF, AVI

RTF: características generales

• La mayoría de los editores soportan la información en formato ASCII, pero no incluyen la posibilidad de incorporar información acerca del formateo del texto.

• El formato RTF incorpora un amplio rango de información sobre formateo de textos que permite el intercambio sin pérdida sustancial de formateo entre diferentes procesadores de texto y/o diferentes sistemas de autoedición.

• Especificación de la versión 1.5 – http://www.biblioscape.com/rtf15_spec.htm

RTF: información que soporta (I)

• Conjunto de caracteres:– Windows ANSI, IBM PC, Macintosh, etc.

• Tabla de fuentes (fonts)– Incluye una lista de las fuentes utilizadas en el documento. Estas

son mapeadas sobre las fuentes disponibles de la aplicación receptora.

• Tabla de colores– Incluye una lista de los colores utilizados en el documento para

remarcar el texto. Estos son mapeados para aproximar al color mas parecido en la aplicación receptora.

• Formateo del documento– Márgenes e indentación de párrafos con relación a los márgenes.

RTF: información que soporta (II)

• Formateo de secciones– Saltos de sección y saltos de página

• Formateo de párrafos– Caracteres de control para la justificación de párrafos, posición

de tabuladores, indentación y espaciado entre párrafos.

• Formateo general– Notas al pié, anotaciones, marcas y dibujos

• Formateo de caracteres– Negrita, itálica, subrayado, sombreado, outline. Subíndices y

superíndices.

• Caracteres especiales– Backslashes, etc.

TIFF: Generalidades (I)

• Origen en 1986, como método estándar para almacenar imágenes en blanco y negro.– Extendibilidad

• Capacidad de añadir nuevos tipos de imágenes sin invalidar los antiguos tipo así como añadir nuevos campos de información al formato sin modificar la capacidad de la antigua aplicación para leer los archivos de imágenes.

– Portabilidad• Es independendiente de la plataforma hardware y del

sistema operativo sobre el que se ejecuta. – Revisabilidad

• Fue diseñado no solo para ser un medio eficiente de intercambiar información de las imágenes sino también para ser usado como un formato nativo para la edición de imágenes.

TIFF: Generalidades (II)

• Diseñado para representar imágenes de tipo raster generadas por escáner.

• Describe imágenes en diversos espacios de color con diferentes esquemas de compresión de datos.

• Utiliza un sistema de etiquetado para mantener la información sobre los atributos.– Resolución– Color– Compresión– Fecha de captura

• http://www.ee.cooper.edu/courses/course_pages/past_courses/EE458/TIFF/

TIFF: características versión 6.0

• Número de colores– 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 32.768,

16.777.216 o 4.294.967.296

• Espacios de color– Bilevel ,Escala de grises, RGB, CMYK

• Algoritmos de Compresión– RLE, LZW, CCITT G3&4 , JPEG

TIFF: estructura

• Cabecera: Image File Header (IFH)– Flag de ordenación de bytes: Intel o Motorola– Número de versión del formato– Puntero a una tabla llamada directorio del

fichero imagen. Este directorio contiene una tabla de entradas a las diferentes etiquetas del fichero.

BMP

• El formato de mapa de bits de Microsoft es el formato nativo del sistema operativo Windows y se utiliza para almacenar cualquier tipo de datos Bitmap.

• Las versiones mas recientes de este formato presentan un fichero en el que se distinguen cuatro secciones:– Cabecera del archivo: contiene información sobre tipo y tamaño

del archivo.– Cabecera del Bitmap: dimensiones, tipo de compresión, y

formato de color.– Paleta de colores– Datos del Bitmap en forma de raster.

GIF-Graphics Interchange Format

• Creación de Compuserve• Compresión LZW propiedad de Unisys• Secciones del fichero

– Cabecera– Descriptor lógico de pantalla– Color: aunque tiene acceso a True color, sin embargo

solo puede presentar un máximo de 256 colores en una imagen (limitación de paleta).

– Imagen

Ficheros WAVE

• Información contenida:– Número de canales– Frecuencia de muestreo– Razón de transferencia promedio para el

buffering– Alineamiento de bloques– Número de bits por muestra

Riff chunk tipo WAVE“tada.wav”

Offset Descripción Tipo de datos Bytes0 ID RIFF Chunk “RIFF” 4

4 Tamaño Size 4

8 Tipo de forma “WAVE” 4

C ID subchunk “fmt” 4

10 Tamaño fmt Size 16

14 Wave_format_pcm wformatTag 2

16 Número de canales

Mono: 1, Estéreo:2

nChannels 2

18 Muestras / segundo nSamplesPerSec 4

1C Razón transferencia nAvgBytesPerSec 4

Ficheros Bitmap

• Cabecera– Número de bytes requeridos– Anchura del bitmap en píxeles– Altura del bitmap en píxeles– Número de bits por píxel (1, 4, 8, 24, 32)

• Compresión– Sin compresión– RLE4– RLE8

• Colores– Intensidades respectivas del Azul, Verde y Rojo.

Ficheros AVI

• Información contenida:– Formato de fichero AVI– Características de los frames: número,

número de streams etc.– Características del audio y del vídeo– Características del intercalado.

MIDI-Musical Instruments Digital Interface

• Utiliza como metáfora el equivalente a un estudio de grabación, donde cada sonido se graba en una pista diferente y luego se mezclan.

• En el formato MIDI se almacenan en pistas diferentes los instrumentos, de forma que puedan ser leídos y sincronizados cuando son tocados.

Códec de audio

Un códec de audio es un códec que incluye un conjunto de algoritmos que permiten codificar y decodificar los datos auditivos, lo cual significa reducir la cantidad de bits que ocupa el fichero de audio. Sirve para comprimir señales o ficheros de audio con un flujo de datos (stream) con el objetivo de que ocupan el menor espacio posible, consiguiendo una buena calidad final, y descomprimiendolos para reproducirlos o manipularlos en un formato más apropiado. Se implementa en software, hardware o una combinación de ambos.

Los codificadores perceptuales aprovechan las limitaciones en la percepción del sistema auditivo humano (umbral de audición, enmascaramiento temporal y/o frecuencial) para codificar el flujo de datos

Los codificadores paramétricos se basan en que el audio y la voz se pueden representar y sintetizar con tonos aislados, patrones armónicos (representados con sinusoides) y componentes ruidosas. Estos se representan con parámetros como la amplitud, la frecuencia fundamental o los componentes espectrales y requieren pocos bits para representarlos.

Los vocoders son codificadores paramétricos específicos para la codificación de la voz. Estos analizan la señal de voz correspondiente a un segmento temporal considerado estacionario para extraer los parámetros del modelo y la excitación. Esta información es la que se codifica. En el proceso de decodificación, el decodificador sintetiza los parámetros a través de un modelo de producción de voz

Códec de vídeo

Un códec de video es un tipo de códec que permite comprimir y descomprimir video digital. Normalmente los algoritmos de compresión empleados conllevan una pérdida de información.

El problema que se pretende acometer con los códec es que la información de video es bastante ingente en relación a lo que un ordenador normal es capaz de manejar. Es así como un par de segundos de video en una resolución apenas aceptable puede ocupar un lugar respetable en un medio de almacenamiento típico (disco duro, Cd, Dvd) y su manejo (copia, edición, visualización) puede llevar fácilmente a sobrepasar las posibilidades de dicho ordenador o llevarlo a su límite.

Es así como se ha preferido construir y ocupar estos algoritmos de compresión y descompresión en tiempo real: los códec. Su finalidad es obtener un almacenamiento sustancialmente menor de la información de vídeo. Esta se comprime en el momento de guardar la información hacia un archivo y se descomprime, en tiempo real, durante la visualización. Se pretende, por otro lado, que el proceso sea transparente para el usuario, es decir, que no intervenga o lo haga lo menos posible.

Existe un complicado equilibrio entre la calidad de video, la cantidad de datos necesarios para representarlo (también conocida como tasa de bits), la complejidad de los algoritmos de codificación y decodificación, la robustez frente a las pérdidas de datos y errores, la facilidad de edición, la posibilidad de acceder directamente a los frames, y otros factores.