Índice Índice... 3 Índice de Figuras... 5 Índice de Tablas... 7 1 Introducción... 8 1.1 CONTEXTO... 8 1.2 OBJETIVO... 8 2 Conceptos básicos... 10 2.1 VISIÓN 3D... 10 2.1.1 PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA VISIÓN 3D... 10 2.2 TECNOLOGÍAS PARA LA VISUALIZACIÓN DE IMÁGENES ESTEREOSCÓPICAS... 12 2.2.1 AIDED-VIEWING... 12 2.2.2 FREE-VIEWING... 15 2.3 ADQUISICIÓN / GENERACIÓN DE CONTENIDOS 3D... 17 2.3.1 ADQUISICIÓN A TRAVÉS DE 2 LENTES (CÁMARA ESTEREOSCÓPICA)... 18 2.3.2 ADQUISICIÓN A TRAVÉS DE MÚLTIPLES CÁMARAS (SISTEMA MULTIVISTA)... 18 2.3.3 ADQUISICIÓN A TRAVÉS CÁMARA 2D + Z-CAM (TOF)... 19 2.3.4 ADQUISICIÓN A TRAVÉS CÁMARA 2D (Conversión 2D-3D)... 19 2.4 FORMATOS DE VÍDEO PARA 3D... 19 2.4.1 FORMATO ANÁGLIFO CROMÁTICO OPTIMIZADO (OCA)... 19 2.4.2 PROCESAMIENTO INDEPENDIENTE DE LAS SEÑALES DE VÍDEO (CSV)... 20 2.4.3 FORMATO COMPATIBLE CON EL CUADRO HD (CFC)... 21 2.4.4 FORMATO VÍDEO + PROFUNDIDAD (V+D)... 24 2.4.5 FORMATO MULTI-VIEW VIDEO CODING (MVC)... 26 2.4.6 FORMATO MVD (MVC+D)... 26 2.4.7 FORMATO LAYERED DEPTH VIDEO (LDV)... 27 2.4.8 FORMATO DEPTH ENHANCED VIDEO (DES)... 27 2.4.9 RESUMEN DE FORMATOS... 28 2.5 CODIFICACIÓN Y COMPRESIÓN DE LAS SEÑALES DE VÍDEO ESTEREOSCÓPICO... 28 2.5.1 CODIFICACIÓN ESTEREOSCÓPICA... 29 2.5.2 CODIFICACIÓN PARA EL FORMATO V+D... 32 2.5.3 CODIFICACIÓN PARA EL FORMATO MVC... 34 2.5.4 CODIFICACIÓN PARA EL FORMATO MVD... 36 2.5.5 CODIFICACIÓN PARA EL FORMATO LDV... 38
2.5.6 CODIFICACIÓN PARA EL FORMATO DES... 38 2.5.7 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ESTÁNDAR HEVC Ó H.265... 38 3 Metodología... 42 3.1 ESTUDIO DE LAS TASAS DE BITS... 42 3.1.1 PARÁMETROS DEL ESTUDIO... 42 3.2 TASA DE BITS PARA OCA... 53 3.3 TASA DE BITS PARA CSV... 55 3.4 TASA DE BITS PARA CFC+... 55 3.5 TASA DE BITS PARA V+D... 56 3.5.1 TASA DE BITS PARA MPEG-C PARTE 3... 56 3.5.2 TASA DE BITS PARA VÍDEO AUXILIAR - H.264... 57 3.6 TASA DE BITS PARA MVC... 59 3.7 TASA DE BITS PARA MVD... 61 3.8 TASA DE BITS PARA LDV... 62 3.9 TASA DE BITS PARA DES... 63 4 Análisis de transmisión... 64 4.1 TRANSMISIÓN DE LAS SEÑALES DE 3DTV EN EL ESTÁNDAR DVB-T... 64 4.1.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA RED TDT EN ESPAÑA... 64 4.1.2 COMPARACIÓN DE LOS ESTÁNDARES DVB-T /DVB-T2... 65 4.1.3 EL ESTÁNDAR DVB 3D TV... 66 4.1.4 GENERACIÓN DEL TRANSPORT STREAM Y MULTIPLEXACIÓN... 69 4.1.5 CODIFICACIÓN MODULACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL DE TV-3D... 73 4.2 TRANSMISIÓN DE LAS SEÑALES 3DTV SOBRE IPTV... 76 4.2.1 CONCEPTOS SOBRE IPTV... 76 4.2.2 TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN EN SISTEMAS IPTV... 78 4.3 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DE TRANSMISIÓN... 81 4.3.1 TRANSMISIÓN DE 3DTV EN EL ESTÁNDAR DVB-T... 82 4.3.2 TRANSMISIÓN DE 3DTV SOBRE IPTV... 86 5 Conclusiones y líneas de desarrollo... 90 5.1 CONCLUSIONES... 90 5.2 LÍNEAS DE DESARROLLO... 92 Referencias Bibliográficas... 93 Glosario de Términos... 96
Índice de Figuras Figura 2.1 Creación de sensación de profundidad... 10 Figura 2.2 Imagen estereoscópica... 11 Figura 2.3 La imagen izquierda y derecha son filtradas con colores complementarios (rojo y verde) y el usuario debe llevar incorporadas unas gafas con los respectivos filtros de colores para obtener la visualización en 3D.... 13 Figura 2.4 Lente con polarización horizontal solo permite el paso de las ondas con polarización vertical... 14 Figura 2.5 Las lentes polarizadas permiten que solo una de las imágenes llegue a cada ojo... 14 Figura 2.6 Funcionamiento de los lentes "shutter"... 15 Figura 2.7 Tecnología de barrera de parallax... 16 Figura 2.8 Funcionamiento monitor lenticular... 17 Figura 2.9 Cadena de transmisión del vídeo estéreo... 17 Figura 2.10 Adquisición mediante 2 lentes con configuración en paralelo... 18 Figura 2.11 Empaquetamiento de cuadro para formato progresivo... 22 Figura 2.12 Side by Side (SbS)... 22 Figura 2.13 Top and Bottom (TaB)... 23 Figura 2.14 Configuración Tablero de ajedrez... 23 Figura 2.15 Configuración de Campos alternados... 24 Figura 2.16 Imagen con su mapa de profundidad asociado... 24 Figura 2.17 Formato MVC + Profundidad... 26 Figura 2.18 Formato LDV... 27 Figura 2.19 Estructura típica de transmisión de H.264... 30 Figura 2.20 Codificación para OCA... 30 Figura 2.21 Aplicación de H.264 en Dual-Streaming... 31 Figura 2.22 Aplicación de H.264 en Simulcast... 31 Figura 2.23 Aplicación de H.264 en CFC+... 32 Figura 2.24 Cadena de Transmisión para MPEG-C parte 3... 33 Figura 2.25 Aplicación del codificador H.264 a las señales de imágenes auxiliares... 34 Figura 2.26 Predicción Multivista para n=5 y GOP=8 (IPP)... 35 Figura 2.27 Estructura de predicción espacio temporal para MVC (HBP)... 36 Figura 2.28 Cadena de transmisión en MVD... 37 Figura 2.29 Modo de predicción de imágenes para MVD... 37 Figura 2.30 Compresión de tasa de bits esperada en el momento de la estandarización... 39 Figura 2.31 Modos/macrobloque... 40 Figura 3.1 Diagrama de bloques de la codificación H.264... 45 Figura 3.2 Procesos de CABAC... 48 Figura 3.3 Tasa de bits en SD... 49 Figura 3.4 Comparación de resoluciones estándar de vídeo... 51 Figura 3.5 Valores PSNR de la comparación entre dos imágenes... 52 Figura 3.6 Fotogramas vídeo formato cromático anaglífico... 53 Figura 3.7 Tasa de bits para un vídeo OCA de resolución SD... 53 Figura 3.8 Tasa de bits para un vídeo OCA de resolución HD-TDT... 54 Figura 3.9 Tasa de bits para un vídeo OCA de resolución 720p... 54 Figura 3.10 Tasa de bits para un vídeo OCA de resolución 1080i... 55
Figura 3.11 Fotograma de vídeo en configuración SbS... 55 Figura 3.12 Tasa de bits en 720p... 56 Figura 3.13 Tasa de bits en 1080i... 56 Figura 3.14 Tasa de bits al codificar el mapa de profundidad... 57 Figura 3.15 Vista izquierda y su correspondiente mapa de profundidad... 58 Figura 3.16 Tasa de bits al codificar el mapa de profundidad... 58 Figura 3.17 Vista izquierda y derecha de una imagen estéreo... 59 Figura 3.18 Tasa de bits al codificar con MVC y n=2... 59 Figura 3.19 Imagen grabada con 8 cámaras espaciadas 20cm entre ellas... 60 Figura 3.20 Tasa de bits al codificar con MVC y n=8... 61 Figura 3.21 Fotograma de la vista izquierda con su correspondiente mapa de profundidad... 62 Figura 3.22 Tasa de bis al codificar con MVD... 62 Figura 3.23 Vistas izquierda y derecha con sus mapas de profundidad asociados... 63 Figura 3.24 Tasa de bits al codificar con LDV... 63 Figura 4.1 Arquitectura de transmisión genérica para señales de vídeo 3D... 64 Figura 4.2 Características técnicas de la red TDT en varios países europeos... 65 Figura 4.3 Canal DVB T2 Con diversas modulaciones adaptadas al tipo de servicio... 66 Figura 4.4 Estándar DVB 3D TV. La parte gris muestra los aspectos tecnológicos afectados... 67 Figura 4.5 La disparidad permite identificar la distancia a la que se encuentra cada región sobre la que se dibujan subtítulos.... 68 Figura 4.6 Generación del Transport-Stream... 69 Figura 4.7 Multiplexación de vistas en dual Streaming... 72 Figura 4.8 Multiplexación de vistas izquierda + profundidad... 72 Figura 4.9 Multiplexación de canales 2D y 3D con un solo Multiplexor... 73 Figura 4.10 Multiplexación de canales 2D y 3D con varios Multiplexores... 73 Figura 4.11 Arquitectura general de la red IPTV... 78 Figura 4.12 Transmisión unicast... 79 Figura 4.13 Transmisión multicast... 80 Figura 4.14 Fotograma del vídeo en configuración SbS... 81 Figura 4.15 Fotograma del vídeo en configuración TaB... 81 Figura 4.16 Tipos de BER... 83 Figura 4.17 Ancho de banda en Unicast para configuración TaB y resolución 720p... 86 Figura 4.18 Ancho de banda en Unicast para configuración TaB y resolución 1080i... 87 Figura 4.19 Ancho de banda en Unicast para configuración SbS y resolución 720p... 87 Figura 4.20 Ancho de banda en Unicast para configuración SbS y resolución 1080i... 87 Figura 4.21 Ancho de banda en Multicast para configuración TaB y resolución 720p... 88 Figura 4.22 Ancho de banda en Multicast para configuración TaB y resolución 1080i... 88 Figura 4.23 Ancho de banda en Multicast para configuración SbS y resolución 720p... 88 Figura 4.24 Ancho de banda en Multicast para configuración SbS y resolución 1080i... 89
Índice de Tablas Tabla 3.1 Factor Q... 50 Tabla 4.1 Estándar DVB - Características Técnicas... 66 Tabla 4.2 Número de portadoras... 74 Tabla 4.3 Intervalos de guarda... 74 Tabla 4.4 Tasas de transmisión en DVB-T (en Mbps)... 74 Tabla 4.5 Tasas de transmisión en DVB-T para los formatos de 3DTV... 75 Tabla 4.6 Anchos de banda referenciales requeridos para IPTV... 77 Tabla 4.7 Parámetros DVB-T utilizados para las pruebas de transmisión... 82 Tabla 4.8 Valores para la correcta recepción... 83 Tabla 4.9 Resultados de las medidas de calidad de de la señal COFDM con la configuración TaB... 83 Tabla 4.10 Resultados de las medidas de calidad de de la señal COFDM con la configuración SbS... 84 Tabla 4.11 TS transmitidos y recibidos en la configuración TaB... 85 Tabla 4.12 TS transmitidos y recibidos en la configuración SbS con resolución 720p... 85 Tabla 4.13 TS transmitidos y recibidos en la configuración SbS con resolución 1080i y 1080p. 86