Nuevo algoritmo de compresión multimedia: codificación por saltos logaritmicos

Quizás el Código Morse, inventado en 1838 para su uso en la telegrafía, es uno de los primeros ejemplos de la utilización práctica de la compresión de datos [1], donde las letras más comunes del alfabeto son codificadas con códigos más cortos que las demás. A partir de 1940 y tras el desarrollo de la teoría de la información y la creación de los primeros ordenadores, la compresión de la información ha sido un reto constante y fundamental entre los campos de trabajo de investigadores de todo tipo. Cuanto mayor es nuestra comprensión sobre el significado de la información, mayor es nuestro éxito comprimiéndola. En el caso de la información multimedia, su naturaleza permite la compresión con pérdidas, alcanzando así cotas de compresión imposibles para los algoritmos sin pérdidas. Estos “recientes” algoritmos con pérdidas han estado mayoritariamente basados en transformación de la información al dominio de la frecuencia y en la eliminación de parte de la información en dicho dominio. Transformar al dominio de la frecuencia posee ventajas pero también involucra unos costes computacionales inevitables. Esta tesis presenta un nuevo algoritmo de compresión multimedia llamado “LHE” (Logarithmical Hopping Encoding) que no requiere transformación al dominio de la frecuencia, sino que trabaja en el dominio del espacio. Esto lo convierte en un algoritmo lineal de reducida complejidad computacional. Los resultados del algoritmo son prometedores, superando al estándar JPEG en calidad y velocidad. Para ello el algoritmo utiliza como base la respuesta fisiológica del ojo humano ante el estímulo luminoso. El ojo, al igual que el resto de los sentidos, responde al logaritmo de la señal de acuerdo a la ley de Weber. El algoritmo se compone de varias etapas. Una de ellas es la medición de la “Relevancia Perceptual”, una nueva métrica que nos va a permitir medir la relevancia que tiene la información en la mente del sujeto y en base a la misma, degradar en mayor o menor medida su contenido, a través de lo que he llamado “sub-muestreado elástico”. La etapa de sub-muestreado elástico constituye una nueva técnica sin precedentes en el tratamiento digital de imágenes. Permite tomar más o menos muestras en diferentes áreas de una imagen en función de su relevancia perceptual. En esta tesis se dan los primeros pasos para la elaboración de lo que puede llegar a ser un nuevo formato estándar de compresión multimedia (imagen, video y audio) libre de patentes y de alto rendimiento tanto en velocidad como en calidad. ABSTRACT The Morse code, invented in 1838 for use in telegraphy, is one of the first examples of the practical use of data compression [1], where the most common letters of the alphabet are coded shorter than the rest of codes. From 1940 and after the development of the theory of information and the creation of the first computers, compression of information has been a constant and fundamental challenge among any type of researchers. The greater our understanding of the meaning of information, the greater our success at compressing. In the case of multimedia information, its nature allows lossy compression, reaching impossible compression rates compared with lossless algorithms. These "recent" lossy algorithms have been mainly based on information transformation to frequency domain and elimination of some of the information in that domain. Transforming the frequency domain has advantages but also involves inevitable computational costs. This thesis introduces a new multimedia compression algorithm called "LHE" (logarithmical Hopping Encoding) that does not require transformation to frequency domain, but works in the space domain. This feature makes LHE a linear algorithm of reduced computational complexity. The results of the algorithm are promising, outperforming the JPEG standard in quality and speed. The basis of the algorithm is the physiological response of the human eye to the light stimulus. The eye, like other senses, responds to the logarithm of the signal according with Weber law. The algorithm consists of several stages. One is the measurement of "perceptual relevance," a new metric that will allow us to measure the relevance of information in the subject's mind and based on it; degrade accordingly their contents, through what I have called "elastic downsampling". Elastic downsampling stage is an unprecedented new technique in digital image processing. It lets take more or less samples in different areas of an image based on their perceptual relevance. This thesis introduces the first steps for the development of what may become a new standard multimedia compression format (image, video and audio) free of patents and high performance in both speed and quality.

Estimación del consumo de potencia en un terminal portátil multimedia basada en la PMU del procesador

Este proyecto se incluye en una línea de trabajo que tiene como objetivo final la optimización de la energía consumida por un dispositivo portátil multimedia mediante la aplicación de técnicas de control realimentado, a partir de una modificación dinámica de la frecuencia de trabajo del procesador y de su tensión de alimentación. La modificación de frecuencia y tensión se realiza a partir de la información de realimentación acerca de la potencia consumida por el dispositivo, lo que supone un problema ya que no suele ser posible la monitorización del consumo de potencia en dispositivos de estas características. Este es el motivo por el que se recurre a la estimación del consumo de potencia, utilizando para ello un modelo de predicción. A partir del número de veces que se producen ciertos eventos en el procesador del dispositivo, el modelo de predicción es capaz de obtener una estimación de la potencia consumida por dicho dispositivo. El trabajo llevado a cabo en este proyecto se centra en la implementación de un modelo de estimación de potencia en el kernel de Linux. La razón por la que la estimación se implementa en el sistema operativo es, en primer lugar para lograr un acceso directo a los contadores del procesador. En segundo lugar, para facilitar la modificación de frecuencia y tensión, una vez obtenida la estimación de potencia, ya que esta también se realiza desde el sistema operativo. Otro motivo para implementar la estimación en el sistema operativo, es que la estimación debe ser independiente de las aplicaciones de usuario. Además, el proceso de estimación se realiza de forma periódica, lo que sería difícil de lograr si no se trabajase desde el sistema operativo. Es imprescindible que la estimación se haga de forma periódica ya que al ser dinámica la modificación de frecuencia y tensión que se pretende implementar, se necesita conocer el consumo de potencia del dispositivo en todo momento. Cabe destacar también, que los algoritmos de control se tienen que diseñar sobre un patrón periódico de actuación. El modelo de estimación de potencia funciona de manera específica para el perfil de consumo generado por una única aplicación determinada, que en este caso es un decodificador de vídeo. Sin embargo, es necesario que funcione de la forma más precisa posible para cada una de las frecuencias de trabajo del procesador, y para el mayor número posible de secuencias de vídeo. Esto es debido a que las sucesivas estimaciones de potencia se pretenden utilizar para llevar a cabo la modificación dinámica de frecuencia, por lo que el modelo debe ser capaz de continuar realizando las estimaciones independientemente de la frecuencia con la que esté trabajando el dispositivo. Para valorar la precisión del modelo de estimación se toman medidas de la potencia consumida por el dispositivo a las distintas frecuencias de trabajo durante la ejecución del decodificador de vídeo. Estas medidas se comparan con las estimaciones de potencia obtenidas durante esas mismas ejecuciones, obteniendo de esta forma el error de predicción cometido por el modelo y realizando las modificaciones y ajustes oportunos en el mismo. ABSTRACT. This project is included in a work line which tries to optimize consumption of handheld multimedia devices by the application of feedback control techniques, from a dynamic modification of the processor work frequency and its voltage. The frequency and voltage modification is performed depending on the feedback information about the device power consumption. This is a problem because normally it is not possible to monitor the power consumption on this kind of devices. This is the reason why a power consumption estimation is used instead, which is obtained from a prediction model. Using the number of times some events occur on the device processor, the prediction model is able to obtain a power consumption estimation of this device. The work done in this project focuses on the implementation of a power estimation model in the Linux kernel. The main reason to implement the estimation in the operating system is to achieve a direct access to the processor counters. The second reason is to facilitate the frequency and voltage modification, because this modification is also done from the operating system. Another reason to implement the estimation in the operating system is because the estimation must be done apart of the user applications. Moreover, the estimation process is done periodically, what is difficult to obtain outside the operating system. It is necessary to make the estimation in a periodic way because the frequency and voltage modification is going to be dynamic, so it needs to know the device power consumption at every time. Also, it is important to say that the control algorithms have to be designed over a periodic pattern of action. The power estimation model works specifically for the consumption profile generated by a single application, which in this case is a video decoder. Nevertheless, it is necessary that the model works as accurate as possible for each frequency available on the processor, and for the greatest number of video sequences. This is because the power estimations are going to be used to modify dynamically the frequency, so the model must be able to work independently of the device frequency. To value the estimation model precision, some measurements of the device power consumption are taken at different frequencies during the video decoder execution. These measurements are compared with the power estimations obtained during that execution, getting the prediction error committed by the model, and if it is necessary, making modifications and settings on this model.

API REST con MEAN para contenidos multimedia

Memoria de Proyecto Fin de Grado API REST con MEAN para Contenidos Multimedia. En ella se especifica todo el proceso de elaboración del proyecto, desde la confección de la idea, pasando por el análisis y la definición de requisitos de elaboración, hasta la entrega definitiva del producto final. El proyecto consta de dos bloques claramente diferenciados: Una documentación extensa de la línea de trabajo, con apoyo de diagramas, imágenes, descripciones y metodologías. Implementación de la línea de trabajo. Elaboración de una aplicación SW que presente una correspondencia con la temática del proyecto, la intención del mismo y los requisitos que se espera que la solución software satisfaga. Al ser un proyecto software, se ha seguido estándares de elaboración con la mayor fidelidad. Estos estándares de elaboración son tanto de documentación como de metodologías. La evolución del proyecto ha pasado por diferentes etapas. Las principales son las de análisis y recopilación de requisitos, diseño de la arquitectura, implementación de la solución software y validación de la misma.

Experiences with free and open courses using on-line multimedia resources

This paper analyzes the learning experiences and opinions obtained from a group of undergraduate students in their interaction with several on-line multimedia resources included in a free on-line course about Computer Networks. These new educational resources employed are based on the Web2.0 approach such as blogs, videos and virtual labs which have been added in a web-site for distance self-learning.

Opinión de los futuros maestros sobre el diseño y uso de murales multimedia como recurso didáctico

En este artículo se presenta una investigación que muestra la opinión de los futuros docentes sobre el diseño y creación de murales multimedia como recurso didáctico en el aula. Se ha recogido la opinión de alumnos de segundo curso del Grado de Maestro en Educación Infantil de la Universidad de Alicante mediante la aplicación de un cuestionario online centrado en las dimensiones: usabilidad, motivación, satisfacción en los resultados que genera, ventajas y desventajas de la herramienta, y uso e importancia del recurso. Los resultados ponen de relieve la importancia de la alfabetización tecnológica a partir de la creación de e-contenidos.

Tutorial de la Plataforma multimedia para la docencia virtual, presencial y semipresencial

La Plataforma multimedia para la docencia virtual, presencial y semipresencial es un gestor de enseñanza-aprendizaje, diseñado y desarrollado íntegramente en el Laboratorio de Idiomas de Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad de Alicante, cuyo principal objetivo es mejorar la práctica docente gracias a la utilización de las TIC. Si bien el número de profesores y alumnos que la utilizan se ha incrementado considerablemente desde su creación, no todos los usuarios conocen las distintas utilidades docentes que esta herramienta les ofrece. Además, son aún muchos los profesores (dentro y fuera de nuestra universidad) que ignoran cómo funciona y que aspiran a iniciarse en su manejo. Muestra de ello son los dos cursos de formación, impartidos por miembros de la red INTTRA, para enseñar su funcionamiento. Con objeto de que la práctica docente sea eficaz, nos hemos planteado elaborar y publicar un manual de uso de la Plataforma. Nuestro principal objetivo en este trabajo es presentar las partes de que consta este tutorial en su interfaz profesor, describiendo las tareas de gestión y docencia a las que ha de enfrentarse un profesor universitario del siglo XXI.

Realización de prácticas interdisciplinares para los grados de Ingeniería Multimedia y Magisterio

En el ámbito empresarial es común que profesionales de distintas áreas colaboren entre ellos para la realización de proyectos multidisciplinares. Sin embargo esta relación no suele tener un reflejo directo en la formación ofrecida en los estudios universitarios, que carecen de dicho carácter multidisciplinar. Este artículo es una continuación de un trabajo previo donde se propuso una metodología para el diseño de planes de estudios comunes para los grados de Ingeniería Multimedia y Magisterio, donde los estudiantes de ambas titulaciones pudieran relacionarse en un entorno de trabajo realista para la realización de prácticas de laboratorio comunes. En particular, la práctica interdisciplinar se centró en la realización por parte de los estudiantes de multimedia y magisterio de herramientas web que pudieran ser utilizadas en el futuro por los docentes en aulas escolares. En este artículo se recoge la experiencia llevada a cabo en el curso 2012/2013 en la Universidad de Alicante así como el análisis de los resultados obtenidos tras la realización de las prácticas. Las prácticas se realizaron siguiendo la metodología propuesta y teniendo en cuenta los aspectos de coordinación, supervisión, seguimiento y evaluación establecidos en dicha metodología.

Estudio y planificación de contenidos, materiales y metodologías docentes según el EEES:Itin. Gest. Contenidos. 4º Ingeniería Multimedia

La red pretende servir de plataforma para la coordinación de las asignaturas de cuarto curso que constituyen el itinerario de Gestión de Contenidos correspondiente al grado de Ingeniería Multimedia para la ejecución de una metodología basada en proyectos. La red ha detectado los problemas de coordinación asociados a gestionar simultáneamente proyectos de naturaleza variada y las posibilidades de conexión de estos mismos con las asignaturas de Prácticas de empresa I y II y la elaboración del Trabajo de Fin de Grado. Se proponen soluciones para paliar estos problemas y se explica el alcance de los objetivos a conseguir.

Estudio y planificación de contenidos, materiales y metodologías docentes según el EEES: 1er curso de ingeniería multimedia

Convencidos de la idoneidad de realizar un seguimiento y revisión anual de la titulación de Ingeniería Multimedia se propuso para el curso académico 2013/14 el presente proyecto de red, que tiene por objetivo revisar y analizar los contenidos, materiales y metodologías docentes de las distintas asignaturas con el propósito de subsanar las posibles insuficiencias detectadas, y consecuentemente, mejorar la calidad de la docencia y el rendimiento del alumnado en el aprendizaje. En esta memoria se presentan los resultados de la evaluación de las asignaturas del primer curso y el análisis comparativo con cursos anteriores, obteniendo datos muy positivos, lo que muestra, un año más, la preparación y motivación de los actuales alumnos y futuros Ingenieros/as Multimedia.

Estudio y planificación de contenidos, materiales y metodologías docentes según el EEES: Segundo Curso de Ingeniería Multimedia

En esta memoria se describe el proyecto llevado para establecer los mecanismos y procedimientos para el seguimiento y control de calidad de las asignaturas del segundo curso del Grado en Ingeniería Multimedia, curso 2013/2014. En concreto, los mecanismos de control se centran en la planificación de las sesiones docentes y las actividades de evaluación llevadas a cabo en cada una de dichas asignaturas.

Memoria de la red de coordinación del tercer curso del grado en Ingeniería Multimedia

Durante el presente curso se ha constatado el asentamiento del tercer curso del grado en Ingeniería Multimedia, lo que se deriva de los informes de seguimiento de las asignaturas del curso que, en su gran mayoría, no han destacado problema alguno (con alguna excepción de la que se informa). Por otro lado, se ha llevado a cabo una iniciativa para contrastar si las dependencias entre las asignaturas de tercero con respecto a sus precedentes en el plan de estudios responden en realidad a los planteamientos que se hicieron durante el diseño del mismo, intentando descubrir carencias o inconsistencias en los contenidos. De esta manera, se han detectado dependencias que no son tales, dependencias que faltan y temarios de asignaturas básicas en los que, desde el punto de vista de las asignaturas de tercero faltan o sobran contenidos.

Innovative education networking aimed at multimedia tools for geometrical optics learning

We present a purposeful initiative to open new grounds for teaching Geometrical Optics. It is based on the creation of an innovative education networking involving academic staff from three Spanish universities linked together around Optics. Nowadays, students demand online resources such as innovative multimedia tools for complementing the understanding of their studies. Geometrical Optics relies on basics of light phenomena like reflection and refraction and the use of simple optical elements such as mirrors, prisms, lenses, and fibers. The mathematical treatment is simple and the equations are not too complicated. But from our long time experience in teaching to undergraduate students, we realize that important concepts are missed by these students because they do not work ray tracing as they should do. Moreover, Geometrical Optics laboratory is crucial by providing many short Optics experiments and thus stimulating students interest in the study of such a topic. Multimedia applications help teachers to cover those student demands. In that sense, our educational networking shares and develops online materials based on 1) video-tutorials of laboratory experiences and of ray tracing exercises, 2) different online platforms for student self-examinations and 3) computer assisted geometrical optics exercises. That will result in interesting educational synergies and promote student autonomy for learning Optics.

An Interdisciplinary Practical for Multimedia Engineering Students

Interdisciplinary projects in the industry typically require collaboration between professionals from various fields. However, this relationship is not generally addressed in the training offered by university programs, which often ignore this interdisciplinary approach. This paper offers an example of interdisciplinary interaction through joint laboratory activities in the curricula of two very different degree programs, i.e., Multimedia Engineering and Teacher Training in Primary Education. The programs' students formed an interdisciplinary team of multimedia engineers and trainee teachers to develop a Web product for children's cognitive development. The complexity of the task required students to engage in close and strong interdisciplinary cooperation and communication; in turn, they benefited from the synergy offered by collaborative work. The results of this paper, presented from the perspective of the multimedia engineering students, demonstrate a significant increase in their academic performance compared to the control group. This paper shows that university studies can incorporate an interdisciplinary perspective to engineering education without the need to introduce a specific course on the topic, thus avoiding further demands on the curriculum schedule.

Evaluación de la implantación transversal de 4º del Grado en Ingeniería Multimedia, itinerario creación y entretenimiento digital

En esta memoria se describe el proyecto realizado para la evaluación de la implantación transversal del itinerario de Creación y Entretenimiento digital del cuarto curso del Grado en Ingeniería Multimedia de la Escuela Politécnica Superior, como continuación del planteamiento realizado en el proyecto del curso anterior de preparación, coordinación y seguimiento de las asignaturas del citado itinerario (identificador 3013). En el marco creado por los nuevos estudios dentro del EEES, el proyecto ha tenido como objetivos principales la preparación y coordinación de las asignaturas para el desarrollo de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), y la elaboración de las fichas de las asignaturas y el ajuste de recursos disponibles y laboratorios. A partir de la experiencia adquirida en la planificación de cursos previos, se han elaborado las guías docentes de las asignaturas ajustando las del curso anterior. También se presentan los resultados obtenidos en la segunda experiencia llevada a cabo en este curso, expresados en horas de dedicación al proyecto y en grado de satisfacción tanto del alumnado como del profesorado con la metodología ABP. Por último, se ha mantenido la página web informativa del itinerario creada el curso anterior, publicando noticias relacionadas y mejorando diversos aspectos.

Evaluación de la implantación transversal de 2º del grado en Ingeniería Multimedia

En el curso docente 2010-2011 se inició la implantación del grado en Ingeniería Multimedia, título próximo a la Ingeniería Informática, pero enfocada a formar a profesionales capaces de gestionar proyectos Multimedia tanto en el ámbito del ocio como en el de la gestión de contenidos en redes de información. Esta implantación ha sido progresiva, de manera que cada año se iniciaba un curso nuevo de esta titulación, motivo por el cual este año, 2014-2015, es el primer año en el que el título está completamente implantado desde el inicio del curso. Esto nos ha llevado a plantearnos realizar un estudio sobre como están interconectadas las asignaturas en los distintos cursos. Este estudio ha tenido como objetivo averiguar los problemas o carencias de conocimientos que, por un lado tienen los alumnos en 2º curso, y por otro los que se pueden encontrar en 3º, así como establecer las posibles vías de solución a estos problemas, con la finalidad de mejorar el rendimiento en el aprendizaje de los alumnos. También se ha realizado un seguimiento sobre la evaluación de los alumnos realizada en las asignaturas de 2º para contrastar su adecuación al sistema de evaluación continua promovido por el Plan Bolonia.