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Aproximaciones en la preparación de contenido de vídeo para la transmisión de vídeo bajo demanda (VOD) con DASH

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Aproximaciones en la preparación de contenido de vídeo para la transmisión de vídeo bajo demanda (VOD) con DASH

dc.contributor.advisor	Gutiérrez Aguado, Juan
dc.contributor.advisor	García Pineda, Miguel
dc.contributor.author	Moina Rivera, Wilmer Ariel
dc.contributor.other	Departament d'Informàtica	es_ES
dc.date.accessioned	2023-07-20T11:36:19Z
dc.date.available	2023-07-21T04:45:05Z
dc.date.issued	2023	es_ES
dc.date.submitted	17-07-2023	es_ES
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10550/88730
dc.description.abstract	El consumo de contenido multimedia a través de Internet, especialmente el vídeo, está experimentado un crecimiento constante, convirtiéndose en una actividad cotidiana entre individuos de todo el mundo. En este contexto, en los últimos años se han desarrollado numerosos estudios enfocados en la preparación, distribución y transmisión de contenido multimedia, especialmente en el ámbito del vídeo bajo demanda (VoD). Esta tesis propone diferentes contribuciones en el campo de la codificación de vídeo para VoD que será transmitido usando el estándar Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH). El objetivo es encontrar un equilibrio entre el uso eficiente de recursos computacionales y la garantía de ofrecer una calidad experiencia (QoE) alta para el espectador final. Como punto de partida, se ofrece un estudio exhaustivo sobre investigaciones relacionadas con técnicas de codificación y transcodificación de vídeo en la nube, enfocándose especialmente en la evolución del streaming y la relevancia del proceso de codificación. Además, se examinan las propuestas en función del tipo de virtualización y modalidades de entrega de contenido. Se desarrollan dos enfoques de codificación adaptativa basada en la calidad, con el objetivo de ajustar la calidad de toda la secuencia de vídeo a un nivel deseado. Los resultados indican que las soluciones propuestas pueden reducir el tamaño del vídeo manteniendo la misma calidad a lo largo de todos los segmentos del vídeo. Además, se propone una solución de codificación basada en escenas y se analiza el impacto de utilizar vídeo a baja resolución (downscaling) para detectar escenas en términos de tiempo, calidad y tamaño. Los resultados muestran que se reduce el tiempo total de codificación, el consumo de recursos computacionales y el tamaño del vídeo codificado. La investigación también presenta una arquitectura que paraleliza los trabajos involucrados en la preparación de contenido DASH utilizando el paradigma FaaS (Function-as-a-Service), en una plataforma serverless. Se prueba esta arquitectura con tres funciones encapsuladas en contenedores, para codificar y analizar la calidad de los vídeos, obteniendo resultados prometedores en términos de escalabilidad y distribución de trabajos. Finalmente, se crea una herramienta llamada VQMTK, que integra 14 métricas de calidad de vídeo en un contenedor con Docker, facilitando la evaluación de la calidad del vídeo en diversos entornos. Esta herramienta puede ser de gran utilidad en el ámbito de la codificación de vídeo, en la generación de conjuntos de datos para entrenar redes neuronales profundas y en entornos científicos como educativos. En resumen, la tesis ofrece soluciones y herramientas innovadoras para mejorar la eficiencia y la calidad en la preparación y transmisión de contenido multimedia en la nube, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones y desarrollos en este campo que está en constante evolución.	es_ES
dc.description.abstract	The consumption of multimedia content over the Internet, especially video, is growing steadily, becoming a daily activity among people around the world. In this context, several studies have been developed in recent years focused on the preparation, distribution, and transmission of multimedia content, especially in the field of video on demand (VoD). This thesis proposes different contributions in the field of video coding for transmission in VoD scenarios using Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) standard. The goal is to find a balance between the efficient use of computational resources and the guarantee of delivering a high-quality experience (QoE) for the end viewer. As a starting point, a comprehensive survey on research related to video encoding and transcoding techniques in the cloud is provided, focusing especially on the evolution of streaming and the relevance of the encoding process. In addition, proposals are examined as a function of the type of virtualization and content delivery modalities. Two quality-based adaptive coding approaches are developed with the objective of adjusting the quality of the entire video sequence to a desired level. The results indicate that the proposed solutions can reduce the video size while maintaining the same quality throughout all video segments. In addition, a scene-based coding solution is proposed and the impact of using downscaling video to detect scenes in terms of time, quality and size is analyzed. The results show that the required encoding time, computational resource consumption and the size of the encoded video are reduced. The research also presents an architecture that parallelizes the jobs involved in content preparation using the FaaS (Function-as-a-Service) paradigm, on a serverless platform. This architecture is tested with three functions encapsulated in containers, to encode and analyze the quality of the videos, obtaining promising results in terms of scalability and job distribution. Finally, a tool called VQMTK is developed, which integrates 14 video quality metrics in a container with Docker, facilitating the evaluation of video quality in various environments. This tool can be of great use in the field of video coding, in the generation of datasets to train deep neural networks, and in scientific environments such as educational. In summary, the thesis offers innovative solutions and tools to improve efficiency and quality in the preparation and transmission of multimedia content in the cloud, providing a solid foundation for future research and development in this constantly evolving field.	en_US
dc.format.extent	214 p.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.subject	computación en la nube	es_ES
dc.subject	codificación de vídeo	es_ES
dc.subject	transcodificación de vídeo	es_ES
dc.subject	nube multimedia	es_ES
dc.subject	serverless	es_ES
dc.subject	métricas de calidad de vídeo	es_ES
dc.title	Aproximaciones en la preparación de contenido de vídeo para la transmisión de vídeo bajo demanda (VOD) con DASH	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS TECNOLÓGICAS	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES
dc.rights.accessRights	open access	es_ES