Evaluaci��n de un entorno de rehabilitaci��n cognitiva basado en tecnolog��as de Vídeo Interactivo y Eye-Tracking

El Da��o Cerebral Adquirido (DCA) se ha convertido en una de las principales causas de discapacidad neurol��gica de las sociedades desarrolladas. La alteraci��n de las funciones cognitivas como consecuencia del DCA, limita no s��lo la calidad de vida del paciente sino tambi��n la de las persona de su entorno. Aunque la neurorrehabilitaci��n permite recuperar algunas de las funciones alteradas aprovechando la naturaleza pl��stica del sistema nervioso, su pr��ctica siguiendo procesos tradicionales no permiten en muchos casos ajustarse a las necesidades de cada individuo ni, en general, cubrir todos los aspectos necesarios que conviertan al proceso rehabilitador en un tratamiento realmente efectivo. La incorporaci��n al proceso de rehabilitaci��n de las nuevas tecnolog��as ha permitido aumentar la intensidad del tratamiento, personalizando y prolong��ndolo en el tiempo de forma sostenible. Los entornos virtuales (EV) apoyados en esta tendencia permiten reproducir Actividades de Vida Diaria (AVD) controladas que incrementan el valor ecol��gico de las terapias. Este Trabajo Fin de Grado aborda el uso pionero de la tecnolog��a de Vídeo Interactivo (VI) para el desarrollo de dichos entornos en el campo de la rehabilitaci��n cognitiva. En concreto, el objetivo del TFG es la evaluaci��n de un EV de rehabilitaci��n desarrollado mediante tecnolog��a de VI e integrado con un sistema de Eye-Tracking, capaz de capturar y analizar la informaci��n referente al comportamiento visual del paciente. Para este fin, se realiza el dise��o, implementaci��n y evaluaci��n de un estudio experimental que registre el comportamiento de diferentes sujetos ante dos modalidades de AVD.

Elaboraci��n de una herramienta en Matlab para el an��lisis de las estrategias de estimaci��n y compensaci��n de movimiento empleadas en codificadores de vídeo

El presente trabajo parte con la intenci��n de crear un entorno gr��fico c��modo y amigable con el cual desarrollar la pr��ctica relacionada con el estudio de las estrategias de estimaci��n y compensaci��n de movimiento aplicadas en los est��ndares de codificaci��n de vídeo, y que forma parte de la asignatura ���Televisi��n��� de 4�� de grado. Hasta ahora, se viene utilizado un entorno conocido como Cantata, proporcionado por Khoros, basado en la conexi��n de estructuras denominadas glifos a trav��s de las cuales circula un flujo de datos (en nuestro caso, relacionado con el tratamiento de im��genes y vídeo). El presente trabajo adapta dicha estructura a las posibilidades gr��ficas de Matlab, incorporando, adem��s, funcionalidades adicionales. En primer lugar, se expondr��n los m��todos de estimaci��n y compensaci��n que han sido programados en la herramienta desarrollada, as�� como las ventajas e inconvenientes asociados a cada uno de ellos. Dichos m��todos de estimaci��n y compensaci��n de movimiento tratan de reducir la informaci��n a transmitir aprovechando la redundancia temporal presente entre las im��genes de una secuencia. El objetivo ser�� establecer una correspondencia entre dos im��genes de una secuencia entre las que se ha producido un movimiento, calculando un conjunto de vectores en que representan dicho movimiento. Acto seguido, se describir��n las claves de la interfaz gr��fica desarrollada. En primer lugar se definir�� el entorno gr��fico habilitado por Khoros en el cual se ha desarrollado hasta ahora la pr��ctica ya mencionada. M��s tarde, introduciremos los aspectos m��s importantes para la creaci��n de interfaces gr��ficas en Matlab, y se describir�� brevemente una interfaz gr��fica desarrollada anteriormente en el Grupo de Tratamiento de Im��genes (GTI) que ha sido tomada como referencia para el presente trabajo. Una vez presentado el entorno gr��fico se describir��n detalladamente los m��dulos elaborados para llevar a cabo la estimaci��n y compensaci��n de movimiento, adem��s de otras funciones relacionadas con el tratamiento de im��genes y vídeo y la visualizaci��n de resultados. Por ��ltimo, se propone un nuevo enunciado para la citada pr��ctica, adaptado a la herramienta desarrollada y respetando, hasta donde ha sido posible, la estructura y objetivos docentes del enunciado original.

Distribuci��n multicast de vídeo en directo sobre la red m��vil LTE

En la ��ltima d��cada, la telefon��a m��vil ha evolucionado a una extraordinaria velocidad, permiti��ndonos acceder a funcionalidades caracter��sticas de los PC pero con la ventaja de poseer una movilidad total. Con la aparici��n de la tecnolog��a Long Term Evolution (LTE), com��nmente conocida como 4G, se ha conseguido desarrollar un sistema que se ha mejorado notablemente las prestaciones proporcionando alta velocidad y eficiencia a los ya masivamente utilizados smartphones. Gracias a este exponencial incremento del ancho de banda disponible, los usuarios hoy en d��a no se conforman s��lo con navegar por p��ginas Web, sino que cada vez muestran un mayor inter��s en poder explotar al m��ximo los recursos multimedia, dando lugar a servicios como el streaming de vídeo. De este modo, a ra��z del proyecto LTExtreme centrado en el an��lisis y la propuesta de optimizaci��n para servicios de streaming multimedia multicast/unicast sobre la tecnolog��a LTE, surge este trabajo en el cual se pretende extender dicho an��lisis a la multidifusi��n de vídeo en directo. El proyecto se basa en la implementaci��n de la arquitectura propuesta por el organismo 3GPP para dar este servicio, consider��ndose como una soluci��n eficiente en la que se combina el protocolo de transporte multicast FLUTE (File Delivery over Unidirectional Transport) con la tecnolog��a DASH (Dynamic Adaptative Streaming over HTTP). La arquitectura se ha implementado mediante la creaci��n y configuraci��n de una maqueta de laboratorio gracias a la herramienta de virtualizaci��n Virtual Networks over linuX (VNX). Un escenario simplificado de la red m��vil LTE junto con el servidor de contenidos y varios clientes m��viles, pudiendo realizar simulaciones de una emisi��n de vídeo en directo, y a su vez analizar los resultados obtenidos, as�� como la calidad de servicio percibida. Concretamente, se realizar�� un an��lisis de los problemas asociados a los casos de uso tratados, tanto de la emisi��n de un ��nico vídeo como una de duraci��n infinita, asemej��ndose a lo que supondr��a la emisi��n de la programaci��n televisiva para un determinado canal. Por ��ltimo, se plantear��n ideas surgidas a ra��z de los resultados obtenidos de dichos estudios y que puedan tener futuro y ser aplicables al mundo real.

Obtenci��n y adaptaci��n de mapas de profundidad en vídeo estereosc��pico: influencia en la codificaci��n y el comportamiento visual tridimensional en tiempo real

En esta tesis se recoge el trabajo realizado centrado en el estudio del vídeo estereosc��pico y, en particular, la informaci��n que aportan los mapas de disparidad y sus posibles aplicaciones. El trabajo se ha dividido en tres bloques diferenciados: En primer lugar se presentan los resultados de un codificador de vídeo multivista basado en mapas de disparidad previamente computados. La finalidad del estudio es comprobar los efectos de la aplicaci��n directa de la disparidad para la compensaci��n entre vistas en cuanto a reducci��n del tiempo de procesado y calidad de la compresi��n sobre algoritmos basados en divisi��n de bloques, como AVC o HEVC. Tambi��n se ha trabajado para obtener un flujo de vídeo compatible con MVC que contenga la informaci��n de los mapas de disparidad embebida en el flujo en forma de vectores de compensaci��n. Estos mapas se usan como base para obtener la compensaci��n entre bloques de la imagen derecha e izquierda. Para reducir a��n m��s el coste computacional, se ha dise��ado un algoritmo de decisi��n previa del tama��o del bloque de compensaci��n. Aqu�� se presentan los resultados de ambas estrategias, con decisi��n previa y sin ella, para evaluar las alternativas. Se presentan los resultados tanto sobre im��genes estereosc��picas est��ticas como secuencias de vídeo estereosc��pico, cada una de ellas a diferentes valores de compresi��n de forma que se obtenga una referencia parametrizada del comportamiento del algoritmo. Dichos resultados revelan una reducci��n dr��stica del tiempo de procesado con estabilizaci��n de la tasa binaria para valores de compresi��n moderados (compresi��n de alta calidad), mientras que para compresiones severas, la tasa binaria crece en comparaci��n con el software de referencia JMVC. En segundo lugar se realiza un an��lisis de calidad relacionado con la informaci��n de disparidad de las secuencias estereosc��picas, sus valores absolutos y sus derivadas temporales, de modo que pueda servir tanto para generar sistemas autom��ticos de evaluaci��n de la calidad, como para sintetizar una lista de buenas pr��cticas para la creaci��n de contenidos audiovisuales estereosc��picos que ofrezcan una calidad de la experiencia elevada. Para relacionar la calidad de la experiencia y el confort visual generado por una secuencia estereosc��pica se ha llevado a cabo una serie de tests de visualizaci��n por parte de un grupo de observadores, de secuencias previamente generadas y catalogadas en base a sus variaciones de la disparidad y de movimiento. Las conclusiones extra��das indican que los paralajes negativos son m��s efectistas y ofrecen una inmersi��n mayor y, por tanto, mejor calidad de la experiencia, cuando se utilizan de forma moderada. Variaciones r��pidas de los valores de disparidad negativa y variaciones de movimiento de objetos con disparidad negativa generan disconfort visual. La probabilidad de que paralajes positivos generen disconfort visual son mucho menores, por lo que resulta interesante en este caso utilizar variaciones r��pidas de disparidad y movimiento para compensar la falta de efectismo que producen dichos paralajes. Por ��ltimo, se ha planteado el dise��o de un sistema de inserci��n coherente de gr��ficos, en tiempo real, en una escena estereosc��pica. Se ha hecho hincapi�� en la necesidad de la coherencia entre la disparidad de los objetos que conforman una escena y las oclusiones que ��stos producen, por lo que la inserci��n de un elemento no nativo de la escena debe tener en cuenta esta circunstancia para mantener la calidad de la experiencia estereosc��pica. Se ha estudiado la influencia de la calidad del mapa de disparidad de la escena como base sobre la que realizar la inserci��n, as�� como posibles formas de modificar dicho mapa para que la inserci��n produzca el efecto deseado de coherencia. En concreto se ha postulado que es preferible sacrificar la precisi��n punto a punto del mapa de disparidad si, de esa manera, se evita cometer peque��os errores aislados de inserci��n, a costa de introducir un ajuste menos fino en los bordes de los objetos.

Desarrollo de un sistema de visualizaci��n de vídeo multivista para un dispositivo de gafas de realidad virtual

El desarrollo de las tecnolog��as de captura de contenido audiovisual, y la disminuci��n del tama��o de sensores y c��maras, hace posible, a d��a de hoy, la captura de escenas desde m��ltiples puntos de vista simult��neamente, generando distintos formatos de vídeo 3D, cuyo elemento com��n es la inclusi��n de vídeo multivista. En cuanto a las tecnolog��as de presentaci��n de vídeo 3D, actualmente existen diversas opciones tecnol��gicas, entre las cuales empiezan a tomar una gran importancia las gafas de realidad virtual, tambi��n conocidas como Head-Mounted Devices (HMD). Este tipo de gafas principalmente han sido utilizadas para la visualizaci��n de vídeo panor��mico (o 360). Sin embargo, al permitir localizar al usuario (posici��n de la cabeza y orientaci��n), habilitan tambi��n la posibilidad de desarrollar sistemas para la visualizaci��n de vídeo multivista, ofreciendo una funcionalidad similar a la de los monitores autoestereosc��picos. En este Trabajo Fin de Grado se ha desarrollado un prototipo de un sistema que permite visualizar vídeo 3D multic��mara en las Oculus Rift, un dispositivo HMD. Este sistema toma como entrada una secuencia de vídeos multivista (real o generada por ordenador) y permite, a partir de la informaci��n proporcionada por los sensores de las Oculus Rift, variar el punto de vista adapt��ndolo a la posici��n del usuario. El sistema desarrollado simula la visualizaci��n de un monitor autoestereosc��pico y es parametrizable. El sistema permite variar una serie de par��metros como la distancia interocular o la densidad de c��maras, y dispone de varios modos de funcionamiento. Esto permitir�� que el sistema pueda utilizarse para distintas secuencias Super MultiView (SMV), volvi��ndolo a la vez ��til para la realizaci��n de pruebas subjetivas de calidad de experiencia.