Estándares multimedia

Juan A. Sigüenza

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

Otras Organizaciones de Estandarización

IETF Internet Engineering Task Force

(RFC).

W3.ORG WWW.W3.ORG Web Estandars

Cada compania monopolista Microsoft (.avi, .wmv, ...)

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.

No se han reunido desde 2001. ISO 13522.

ITUEs 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.Regula el uso de wireless y moviles.

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)TIFF (Tagged Image File Format)RIFF (Resource Image File Format)

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.JPEGMPEGOtros: 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.

RTF: Ejemplo

Como aparece:Un texto RTF con imagen

Poco mas de texto.

RTF: EjemploEl fichero:

{\rtf1\ansi\ansicpg1252\uc1 \deff0\deflang3082\deflangfe3082{\fonttbl{\f0\froman\fcharset0\fprq2{\*\panose 02020603050405020304}Times New Roman;}{\f27\fswiss\fcharset0\fprq2{\*\panose 020b0604030504040204}Tahoma;}{\f67\froman\fcharset238\fprq2 Times New Roman CE;}{\f68\froman\fcharset204\fprq2 Times New Roman Cyr;}{\f70\froman\fcharset161\fprq2 Times New Roman Greek;}{\f71\froman\fcharset162\fprq2 Times New Roman Tur;}....

{\pntxtb (}{\pntxta )}}\pard\plain \ql \li0\ri0\widctlpar\aspalpha\aspnum\faauto\adjustright\rin0\lin0\itap0 \fs24\lang3082\langfe3082\cgrid\langnp3082\langfenp3082 {Un texto }{\b\cf6 RTF con imagen ...

{\*\blipuid 94ff792dc7759e7a2e4c02fb60decbe1}ffd8ffe000104a46494600010201006000600000ffed0d1850

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: 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 CompuserveCompresión LZW propiedad de UnisysSecciones 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

RIFF-Resource Interchange File Format

RIFF no es realmente un nuevo formato de fichero, sino que da un marco para formatos de archivos multimedia para aplicaciones basadas en Windows.A semejanza del TIFF, utiliza etiquetas para la descripción de la información relativa a los ficheros.

RIFF-Resource Interchange File Format

El formato de los ficheros RIFF consiste de bloques de datos codificados denominados chunks.Un chunk es similar a la entrada del directorio imagen de los archivos TIFF.Existen los siguientes tipos de chunks RIFF chunks: definen el contenido del fichero RIFF. List chunk: incorpora información adicional del tipo:

localización del archivo, fecha de creación, copyright.

Subchunk: permite añadir mas información a un chunk primario cuando este no es suficiente.

RIFF-Resource Interchange File Format

RIFF-Resource Interchange File Format

Los tipos de ficheros que pueden incorporarse al RIFF son: Fichero de audio tipo WAVE Fichero de video y audio Intercalado

AVI Fichero de audio MIDI Fichero de paleta PAL

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

datosBytes

0 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 canalesMono: 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 Paleta

Información contenida: Número de versión de paleta. Número de entradas de paleta. Intensidad del Verde, Azul 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.

Otros formatosJPEG ISO 10918:1994JPEG 2000 ISO 15444:2003MPEG-1MPEG-2Formatos de hipertexto (w3.org) HTML, XHTML,XML,SGML

Sincronizacion: SMIL (w3.org)

MHEG – ISO 13522

Aunque es un formato para intercambio, es mas que un formato binario.Posee características que permiten el intercambio en tiempo real a través de redes de comunicación.Puesto que es parte de ISO el modelo de intercambio se define en el modelo de referencia básica para O.S.I. (Open Systems Interconection).www.mheg.org

Ejemplo de una presentación multimedia según MHEG

Estructura de MHEG

MHEG DefinicionesContenidos

Una presentación consiste en una secuencia de representaciones de información. Para esta representación se utilizan diferentes medios: secuencias de vídeo, audio, gráficos, texto.

Conducta Significa toda la información que especifica la

representación de los contenidos (comienzo, volumen, posición), así como la secuencia de su presentación (relaciones espacio-temporales y condicionales)

Interacción con el usuario Las acciones que puede tomar el usuario durante el

desarrollo de la presentación (pulsar un botón, introducir un texto, etc.)

Contenedor (Composición) Une entre sí los diferentes componentes (p.e. mediante

punteros hipertexto)

MHEG jerarquía de clases

MHEG Clase MH-object

ConductaClase Acción

Determina la conducta individual de un objeto MHEG. El objeto Acción es un mensaje enviado al objeto MHEG. Ejemplos son los estados y transiciones de estado

Para especificar el cambio en la presentación p. e. de dos objetos se debe definir un estado.

Existen varios tipos de estado: Transiciones, preparación, composición, modificación, activación.

Clase Enlace Un enlace conecta un objeto fuente con varios objeto

destino. El funcionamiento de un enlace depende de una condición

de disparo, la cual puede ser expresada a través de un posible estado de transición en el objeto fuente.

Clase Script Define un lenguaje de manipulación de objetos y eventos.

Clase Acción

Clase Enlace

Clase Script

ContenidoClase Contenido

Proporciona el enlace con los contenidos reales Cada objeto de contenidos representa una información dentro

de una presentación.

Sistema virtual de coordenadas El espacio genérico define un sistema virtual de coordenadas. Los objetos de contenidos se pueden definir en dimensiones

relativas y orden, unos con respecto a otros. Existen tres coordenadas X, Y y Z así como un eje de tiempo

T.

Vistas virtuales Una presentación no sucede siempre tal y como fue

originada, sino que existe la posibilidad de controlar la misma a través de parámetros propios (p. e. un vídeo puede ser presentado según ciertas especificaciones temporales.

Clase contenidos

Interacción con el usuario

Clase Selección Proporciona la posibilidad de modelar una

interacción como una selección de un valor a partir de un conjunto de valores predefinidos.

Ejemplos: Menús (pull-down, pop-up), listas de selección, botones, etc.

Clase modificación Proporciona la posibilidad de introducir y

manipular datos. Tipos de datos: booleano, carácter, numérico,

etc.

Clase Selección

Clase Modificación

Contenedor

Clase Composición Tiene la tarea de componer todos los

objetos necesarios (pertenecientes a las clases anteriores) en una presentación.

Presenta dos fases de actuación: Inicialización del objeto de composición. Ejecución de la presentación real.

Clase Composición

Motor MHEG

(scene:InfoScene1 <other scene attributes here>

group-items: (bitmap: BgndInfo

content-hook: #bitmapHook original-box-size: (320 240) original-position: (0 0)

content-data: referenced-content: "InfoBngd" ) (text:

content-hook: #textHook original-box-size: (280 20) original-position: (40 50)

content-data: included-content: "1. Lubricate..." ) l

(links: (link: Link1 event-source: InfoScene1 event-type: #UserInput event-data: #Left

link-effect: action: transition-to: InfoScene2 ) )

Ejemplo en JAVA: http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node311.html

Versiones MHEG

MHEG 5 TV digital interactiva

MHEG 6 Conjunto de test para comprobar la

interoperabilidad.

MHEG 7 Extensión XML de la versión 5