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Vídeo HD mejorado para conexiones de internet débil

Un método novedoso que combina la transmisión adaptativa a través de HTTP, el sistema de transmisión de video adoptado por YouTube y Netflix, con un modelo de aprendizaje profundo, promete un entorno de Internet donde los usuarios puedan disfrutar viendo vídeo HD en 4K y AV / VR con calidad y alta definición incluso con conexiones débiles.

Vídeo HD mejorado para conexiones de internet débil
Calidad de imagen antes (izquierda) y después (derecha) de la aplicación de tecnología NAS. (Fuente: KAIST.edu)

Gracias a los servicios de transmisión de video, internet ha experimentado un crecimiento notable. Sin embargo, los usuarios a menudo sufren de baja calidad de video debido a condiciones de red desfavorables. Actualmente, los sistemas de transmisión adaptables existentes ajustan la calidad del video en tiempo real, acomodando el ancho de banda de Internet en constante cambio.

Se están investigando varios algoritmos para sistemas de transmisión adaptativa, pero existe una limitación inherente; es decir, los videos de alta calidad no se pueden transmitir en entornos de red deficientes, independientemente del algoritmo utilizado.

Al incorporar la súper resolución en la transmisión adaptativa, el equipo superó el límite de las redes de distribución de contenido existentes, de las cuales su calidad se basa demasiado en el ancho de banda. En el método convencional, el servidor que proporciona el video lo divide en ciertos períodos de tiempo por adelantado. Pero el nuevo sistema introducido por el equipo permite la descarga de segmentos de redes neuronales. Para facilitar este método, el servidor de video debe proporcionar redes neuronales profundas para cada segmento de vídeo, así como los tamaños de las redes neuronales profundas (DNN) de acuerdo con las especificaciones de la capacidad informática del usuario.

Vídeo HD mejorado para conexiones de internet débil
El concepto de tecnología. Crédito: Instituto Superior de Ciencia y Tecnología de Corea (Fuete: KAIST.edu)

Redes neuronales para Vídeo HD

El tamaño de red neuronal más grande es de dos megabytes, que es considerablemente más pequeño que el video. Al descargar la red neuronal desde el reproductor de video del usuario, se divide en varios segmentos. Incluso su descarga parcial es suficiente para una súper resolución ligeramente comprendida.
Mientras se reproduce el vídeo, el sistema lo convierte de baja calidad a una versión de alta calidad mediante el uso de una super resolución basada en redes neuronales de convolución profunda (CNN). Todo el proceso se realiza en tiempo real, y los usuarios pueden disfrutar del video de alta definición .

Incluso con un ancho de banda un 17 por ciento más pequeño, el sistema puede proporcionar una calidad de experiencia equivalente al último servicio de transmisión adaptable.

Con un ancho de banda de Internet determinado, puede proporcionar un QoE promedio 43 por ciento más alto que el servicio más reciente.

Vídeo HD mejorado para conexiones de internet débil
Una transición de vídeo de baja calidad a vídeo de alta calidad después de la transmisión de vídeo desde el servidor. Crédito: Instituto Superior de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)

El uso de un método de aprendizaje profundo permite que este sistema logre un mayor nivel de compresión que los métodos de compresión de video existentes. Su tecnología fue reconocida como un sistema de video por Internet de próxima generación que aplica super resolución basada en una red neuronal de convolución profunda para videos en línea.

El código de la tecnología NAS (Neuronal Adaptative Streaming) está disponible en abierto para descargar en su web, donde también encontrará vídeos demo.

El desarrollo de la entrega de vídeos en Internet a partir de contenido adaptativo neuronal se debe a los profesores Jinwoo Shin y Dongsu Han de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de Kaist. El profesor Han explica: «Hasta ahora, solo se ha implementado en computadoras de escritorio, pero también desarrollaremos aplicaciones que funcionen en dispositivos móviles. Esta tecnología se ha aplicado a los mismos sistemas de transmisión de vídeo que utilizan los canales de transmisión, como YouTube y Netflix, y por lo tanto, muestra buenos signos de practicidad «.

Puede consultar la investigación original:

Neural Adaptive Content-aware Internet Video Delivery en PDF y en AUDIO.

Fuente: Kaist.edu