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Ciclo Formativo de Grado

Superior de Administración de

Sistemas Informáticos en Red

Módulo Profesional: SRI

Unidad de Trabajo 9.- Instalación y administración del servicio de

audio y video

Departamento de Informática y ComunicaciónIES San Juan Bosco (Lorca-Murcia)Profesor: Juan Antonio López Quesada

http://www.carm.es/neweb2/servlet/integra.servlets.ControlPublico?IDCONTENIDO=816&IDTIPO=140&RASTRO=c77$m

http://www.iessanjuanbosco.es/

0375 – Servicios de Red e Internet

Departamento de Informática y Comunicaciones. ASIR . 2º Curso

Conceptos básicos de audio digital

Conceptos básicos de vídeo digital

Codificación y Compresión

Códec

Contenedor multimedia.

Podcast



Frecuencia.

Es el número de vibraciones por segundo que da origen al sonido

analógico. El espectro de un sonido se caracteriza por su rango de

frecuencias. Ésta se mide en Hertzios (Hz). El oído humano capta sólo

aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias 20 Hz y 20.000

Hz.

Tasa de muestreo (sample rate).

Un audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del

muestreo de la señal analógica. La tasa de muestreo o sample rate define

cada cuánto tiempo se tomará el valor de la señal analógica para generar

el audio digital. Esta tasa se mide en Hertzios (Hz).

Por ejemplo: 44100 Hz. nos indica que en un segundo se tomaron 44100

muestras de la señal analógica de audio para crear el audio digital

correspondiente. Un audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su tasa

de muestreo. Algunas frecuencias estándares son 44100 Hz., 22050 Hz., y

11025 Hz.



Resolución (bit resolution)

Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica.

Una resolución de 8-bits proporciona 256 niveles de amplitud, mientras que una

resolución de 16-bits alcanza 65536. Un audio digital tendrá más calidad cuanto

mayor sea su resolución.

El audio de calidad CD suele ser un sonido de 44.100 Hz – 16 bits – estéreo.

Velocidad de transmisión (bitrate)

El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de

duración de ese audio.

Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128 kbit/sg, ocupa 2,81 Mb de espacio físico

(3min x 60 seg/min x 128 kbit/seg = 23040 kbits = 2,81 MBytes ó MB).

En los audios en formato MP3 se suele trabajar con bitrates de 128 kbps.

El audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene

tendrá mayor peso. Esta magnitud se utiliza sobre todo en el formato MP3 de audio

más destinado a la descarga por Internet.



CBR/VBR.

Bitrate constant/variable. CBR indica que el audio ha sido codificado manteniendo

el bitrate constante a lo largo del clip de audio mientras que VBR varía entre un

rango máximo y mínimo en función de la tasa de transferencia.

Códec.

Acrónimo de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo especial que

reduce el número de bytes que ocupa un archivo de audio. Los archivos

codificados con un códec específico requieren el mismo códec para ser

decodificados y reproducidos. El códec más utilizado en audio es el MP3.

Decibelio.

Unidad de medida del volumen o intensidad de un sonido. El silencio o ausencia

de sonido se cuantifica como 0 dB y el umbral del dolor para el oído humano se

sitúa en torno a los 130-140 dB.



Dimensiones.

Es el tamaño del video (ancho x alto) expresado en píxeles cuando se

visualiza al 100%, sin agrandar ni reducir. Los reproductores pueden

mostrar un video a pantalla completa o con una ampliación del 200%,

300%, etc. En estos casos el video pierde calidad de imagen y esta

pérdida depende del formato de archivo. Un video AVI puede tener

cualquier ancho y alto mientras que los estándares de VideoCD son 352

x 288 y de DVD 720 x 576.

Códec.

Acrónimo de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo

especial que reduce el número de bytes que ocupa un archivo de video.

Los archivos codificados con un códec específico requieren el mismo

códec para ser decodificados y reproducidos. Algunos de los codec más

utilizados para el formato AVI son: DivX, XviD, CinePak, Intel Indeo 5,

DV, etc.



Velocidad de transmisión (bitrate).

El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un

segundo de duración de ese video. El video tendrá más calidad cuanto

mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene tendrá mayor peso.

El bitrate puede ser fijo o variable. El bitrate variable consigue mayor

calidad de imagen porque recoge más calidad en escenas muy

cargadas o con mucho movimiento y ahorra en aquellas más estáticas.

Fotogramas por segundo.

Un video resulta de la exposición imágenes o fotogramas uno detrás

de otro. Un parámetro de la calidad del video es el número de

fotogramas por segundo que muestra durante su reproducción. Este

valor oscila entre 15 y 30. Por ejemplo los vídeos en DVD en Europa

exhiben 25 fotogramas por segundo (25 fps).



Fotogramas Clave.

Cuando se aplica un códec de compresión a un video, se suele producir cierta

pérdida de la información de sus fotogramas. Algunos fotogramas (los fotogramas

clave) se almacenan completamente en el archivo comprimido, mientras que el

resto sólo se guardan parcialmente.

En la descompresión, los fotogramas intermedios se reconstruyen a partir de los

clave.

Sistemas de televisión.

NTSC (National Television Standards Comité. Comité Nacional de Estándares de

Televisión). Cada fotograma está formado por 525 líneas y reproduce 30

fotogramas por segundo. Se utiliza en América del Norte, Centroamérica, Japón,

etc.

PAL (Phase Alternation Line. Línea Alternada en Fase): El vídeo PAL tiene 625

líneas por fotograma y 25 fotogramas por segundo. Es el sistema más extendido

actualmente en Europa.

SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire. Color secuencial con memoria). Muestra

625 líneas y 25 fotogramas por segundo. Usado en Francia, Rusia, etc.



Proporción o ratio de aspecto.

Es la proporción entre la anchura y altura de un video. Cuando se

reproduce un video se suele mantener por defecto esta proporción

para evitar deformación de las imágenes. Por este motivo cuando se

elige la visualización a pantalla completa, aparecen franjas negras

arriba y abajo.

Es habitual una relación 4:3 para los videos domésticos (352x288

píxeles, por ejemplo) mientras que en DVD se suele trabajar con

ratios de 16:9.



Si el archivo multimedia tradicional no está digitalizado

será preciso realizar un proceso de digitalización y

compresión para generar un archivo con un formato capaz

de ser enviado a través de Internet y reproducido en un

ordenador.

Los datos brutos son codificados (comprimidos) en un

stream.

Normalmente el audio y video son comprimidos por

separado y sus métodos de compresión son diferentes.

Los codecs comprimen el contenido antes de la transmisión

y descomprimen antes de la reproducción. Consiguiendo

así menor flujo de datos en la transmisión y una mayor

velocidad en el comienzo de la reproducción.



Compresión sin pérdida

Tras la descompresión, la información recuperada es

exacta a la original.

Se suele utilizar para datos de ordenador, o

aplicaciones que requieren precisión.

Compresión con pérdidas

La información obtenida tras la descompresión

difiere del original, aunque es difícil detectarlo con los

sentidos.



Las técnicas de compresión de vídeo consisten en reducir

y eliminar datos redundantes del vídeo para que el

archivo de vídeo digital se pueda enviar a través de la red

y almacenar en discos informáticos.

Con técnicas de compresión eficaces se puede reducir

considerablemente el tamaño del fichero afectando muy

poco, o en absoluto, a la calidad de la imagen.

Sin embargo, la calidad del vídeo puede verse afectada si

se reduce en exceso el tamaño del fichero aumentando el

nivel de compresión de la técnica que se utilice.



Los algoritmos de compresión de vídeo-4 como el MPEG-4 y el

H.264 utilizan la predicción interfotograma para reducir los

datos de vídeo entre las series de fotogramas.

Ésta consiste en técnicas como la codificación diferencial, en la

que un fotograma se compara con un fotograma de referencia

y sólo se codifican los píxeles que han cambiado con respecto

al fotograma de referencia. De esta forma, se reduce el

número de valores de píxeles codificados y enviados. Cuando

se visualiza una secuencia codificada de este modo, las

imágenes aparecen como en la secuencia de vídeo original.



Para reducir aún más los datos, se pueden aplicar

otras técnicas como la compensación de

movimiento basada en bloques.

La compensación de movimiento basada en bloques

tiene en cuenta que gran parte de un fotograma

nuevo está ya incluido en el fotograma anterior,

aunque quizás en un lugar diferente del mismo.

Esta técnica divide un fotograma en una serie de

macrobloques (bloques de píxeles). Se puede

componer o “predecir” un nuevo fotograma bloque

a bloque, buscando un bloque que coincida en un

fotograma de referencia. Si se encuentra una

coincidencia, el codificador codifica la posición en la

que se debe encontrar el bloque coincidente en el

fotograma de referencia.

La codificación del vector de movimiento, como se

denomina, precisa de menos bits que si hubiera de

codificarse el contenido real de un bloque.



Códec (codificador-decodificador) es una especificación

desarrollada por software, hardware o una combinación de

ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos

(stream) o una señal.

Los codecs pueden codificar el flujo o la señal (a menudo para la

transmisión, el almacenaje o el cifrado) y recuperarlo o descifrarlo del

mismo modo para la reproducción o la manipulación en un formato más

apropiado para estas operaciones.

Generalmente en la codificación se comprime la entrada (para reducir el

tamaño) y en la decodificación se descomprime, suelen usarse distintos

algoritmos de compresión.


Departamento de Informática y Comunicaciones. ASIR . 2º Curso1

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FamiliaMPEG: 1-2-4Diseñados para procesar vídeo digital de calidad.

Familia ITU: H.261-3-4Diseñados para comunicaciones audiovisuales en distintos tiposde redes (RDSI, IP, telefonía, etc.)

Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de

la UIT (UIT-T), con sede en Ginebra (Suiza), es el

órgano permanente de la Unión Internacional de

Telecomunicaciones (UIT) que estudia los aspectos

técnicos, de explotación y tarifarios, y publica

normativas sobre los mismos, con vista a la

normalización de las telecomunicaciones a nivel

mundial. Fue conocido hasta 1992 como Comité

Consultivo Internacional Telefónico y

Telegráfico (CCITT).



Modo en el que los vídeos guardan los datos de un

archivo de vídeo con el fin de que puedan ser

interpretados por el ordenador.

Normalmente el vídeo y el sonido suele grabar en pistas

separadas que luego se coordinan para su ejecución

simultánea.

Incorporan códec en sus especificaciones.

Suele confundirse formato de vídeo y códec, y en ocasiones estos conceptos se entremezclan.



Muchos archivos multimedia contienen tanto datos de audio

como de vídeo, y a menudo alguna referencia que permite

la sincronización del audio y el vídeo.

Cada uno de estos flujos de datos puede ser manejado con

programas, procesos, o hardware diferentes; pero para que

estos streams sean útiles para almacenarlos o

transmitirlos, deben ser encapsulados juntos. Esta función

se realiza siguiendo un estandar como .mpg, .avi, .mov,

.mp4, .rm, .ogg, .mkv,....

El formato contenedor define cómo se almacenan los

metadatos junto con los datos de audio y de vídeo. No

define ni la codificación ni la compresión de los datos.



Una película contiene, como mínimo, una cadena de vídeo y

otra de audio, que han de reproducirse simultáneamente.

Adicionalmente puede llevar más cadenas de audio (más

idiomas) y varias cadenas de subtítulos.

Cada una de estas cadenas se codifica de forma

independiente, con distintos formatos de audio y vídeo. Así,

en un contenedor, el video puede ir codificado con MPEG2,

MPEG4-ASP (DivX6 o XviD), H.264 (X264) o Theora; y el

audio con MP3, AC3 o DTS.



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El formato contenedor multimedia se encarga de almacenar

las distintas cadenas de las que está compuesta la película.

Formatos contenedores multimedia típicos son AVI, MP4,

OGG o MKV.

No hay mejor analogía para entender lo que es un formato

contenedor, que el de la muñeca rusa de quien toma el

nombre el formato MKV, la Matroska.



Las audios digitales se pueden guardar en distintos

formatos. Cada uno se corresponde con una extensión

específica del archivo que lo contiene.

Existen muchos tipos de formatos de audio y no todos se

pueden escuchar utilizando un mismo reproductor:

Windows Media Player, QuickTime, WinAmp, Real Player,

etc.



.

Los más conocidos son:

AVI (Audio Vídeo Interlive), contenedor estándar de Windows.

MPEG (Moving Picture Experts Group),

conocido por MPG.

OGG: Software libre de la fundación

Xiph.org.

ASF (Advanced Streaming Format), de

Microsoft.FLV (Flash Video).

RM Real Media (Real Networks).

MOV o QuickTime Movie (Apple).

MKV Matroska. RMVB (Real Media

Variable Bitrate)

WebM (Google)



Podcast es un RSS que enlaza con audio y/o vídeo

Un podcast es una vía de comunicación en la que el canal es

Internet y donde en lugar de texto, como suele ser en la web, se

transmite la información en archivos multimedia, generalmente de

sonido en formato mp3 u ogg. La particularidad de los Podcast es

que se ponen a disposición de las personas por medio de

suscripción RSS.

http://play.cadenaser.com/programa/hoy_por_hoy/



El usuario se suscribe a tantos canales de podcasting como

desea y todos ellos se centralizan en un programa que

maneja estas suscripciones.

Entonces cuando uno de los canales a los que está suscrito

se actualiza, el usuario recibe directamente una notificación

en el programa y si lo desea, descarga el archivo

multimedia y lo reproduce en su ordenador, con cualquier

programa reproductor, o bien sincroniza su dispositivo

portátil de reproducción multimedia con los canales que le

interesan, para escucharlos y/o verlos tranquilamente.



Introducción

Definición

Paquetización

Arquitectura.

Tipos de arquitectura.

Elementos. 1.Proceso de producción.

2.Formatos de almacenamiento

3.Servidor.

4.Proxy

5. Protocolos

Protocolo RTSP

Protocolo RTP

Protocolo RTCP

6.Cliente



Descarga tradicional

El cliente descarga toda la información a disco y después la reproduce

Descarga progresiva (pseudo-

streaming)

El cliente reproduce la información según la va descargando a disco o a memoria (YouTube, Google vídeos, etc.)

Streaming

El cliente reproduce la información según le llega segmentada a

través de la red y luego la descarta (servicios de

calidad)



Tecnología de transmisión a través de redes de

medios continuos (principalmente audio y vídeo)

No existe descarga de información a un disco local

Se envía la información a través de la red y el

cliente la reproduce en tiempo real al recibirla



“El streaming involucra el envío de información entre un

servidor y un cliente a través de una red como Internet.

El servidor rompe la información en paquetes que se

envían a través de la red. Los paquetes son

reensamblados por el cliente, que reproduce la

información recibida al mismo tiempo...”



Medio, audio/vídeo (A/V), divididos en segmentos

Envío en paquetes de red con varios segmentos

Recepción de segmentos y reproducción

No hay equivalencia entre cuadros de vídeo, paquetes y

segmentos



Las aplicaciones que hacen uso del streaming

pueden ofrecer los contenidos:

En directo (live)

Similar a un canal de televisión

Bajo demanda (on-demand)

Similar a un reproductor de vídeo

¿Casi bajo demanda?

Simula el funcionamiento de

un servicio bajo demanda con flujos de vídeo en directo



.

Arquitectura típica

Con servidor y cliente

Arquitectura sin servidor (server-less)

No hay servidor de a/v

Se sirve mediante un servidor web

Arquitectura sin cliente (client-less)

No hay programa cliente

Se utiliza para visualizar un applet Java o un plugin (p.e. Flash)



Sistemas sin control:

HTTP: no hay control sobre la transmisión

Sistemas con control sobre la transmisión:

Control (nivel de aplicación)

RTSP (Real Time Streaming Protocol)

Otros protocolos propietarios (MMS de Microsoft o RTMP y

RTMFP de Adobe)

Transporte de datos (nivel de transporte)

Estándar RTP (Real-Time Transport Protocol)

UDP

TCP



Instalación y administración de un servicio de vídeo: (5 puntos)

Instalación y configuración de un servidor de vídeo en un

sistema operativo Windows.

Configuración de un cliente, si es necesario, para el uso del

servidor streaming.

Verificación del correcto funcionamiento.

Instalación y administración del servicio de vídeo: (5 puntos)

Instalación y configuración de un servidor de vídeo en un

sistema Linux.

Configuración de un cliente, si es necesario, para el uso del

servidor streaming.

Verificación del correcto funcionamiento.

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