Tesi di dottorato

Questa tesi di dottorato affronta due temi fondamentali nelle comunicazioni multimediali; dapprima infatti si affronteranno le tematiche di transcodifica video, poi si illustrerà un tool software in grado di gestire e trasmettere flussi video in diversi formati e completamente personalizzabile. La codifica video, negli ultimi anni, sta occupando con costante crescita una considerevole fetta di mercato nei produttori di servizi per telecomunicazioni. Assieme alla necessità di proporre codec sempre più efficienti, sorge il problema di adattamento tra formati video differenti. In questo settore il codec di ultima concezione è l'H.264/AVC e il suo immediato predecessore, l'H.263+. Le tecniche di transcodifica mirano alla realizzazione di algoritmi per la conversione del bitstream di un particolare formato video verso il bitstream di un altro. Il modo più immediato di fare ciò è decodificare il formato di provenienza in modo da riportarlo allo standard YUV e successivamente codificare nel nuovo formato. Occorre puntualizzare che le tecniche citate devono essere implementabili in un contesto di real-time quale può essere la videoconferenza o la videotelefonia. Il processo di decodifica da H.263 verso YUV e di codifica da YUV a H.264 risulta essere molto oneroso ed in questo senso è opportuno trovare tecniche che alleggeriscano il carico computazionale dell'algoritmo. Un grande vantaggio in tal senso si ricava dal riutilizzo di informazioni provenienti dal bitstream in ingresso al transcoder. Questa tecnica prende il nome appunto di transcodifica, e permette di utilizzare delle informazioni estratte a uno stream video ed utilizzarle opportunamente in un altro stream video. In questa tesi di dottorato tutti gli algoritmi studiati si riferiscono a tecniche di transcodifica eterogenea, cioè che prevedono come ingresso un video codificato secondo uno standard, e come risultato della transcodifica un video codificato secondo standard differenti. Altra tipologia di transcodifica è quella omogenea, dove a cambiare sono solamente caratteristiche
all'interno dello stesso standard. Nel corso del lavoro saranno illustrate diverse tecniche per riutilizzare informazioni estratte dai video di origine secondo le tecniche più conosciute in letteratura e presentando algoritmi innovativi la cui validità è confermata dai risultati sperimentali.
La seconda parte del lavoro presenta un software in grado di costruire, gestire, modificare ed inviare pacchetti RTP contenenti flussi multimediali. In particolare il software è in grado attualmente di operare con flussi video codificati H.263+, H.264/AVC, e con flussi audio G.711. L'applicativo può avere una duplice funzione. In primo luogo è uno strumento altamente didattico, in quanto presenta una costruzione del pacchetto RTP dettagliata al singolo bit, con la possibilità di modificare qualsiasi parametro da parte dell'utente e di verificare il funzionamento. Il software può anche essere utilizzate come strumento di verifica in fase di sviluppo di nuovi protocolli, oppure di implementazione di codec già esistenti. Infatti, grazie alla stringente osservanza delle RFC per il suo sviluppo, è possibile verificare se lo sviluppo dei nuovi codec segue le specifiche oppure ci sono stati degli errori in fase di implementazione.