Facultad de Ciencias e Ingeniería

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    Diseño de la arquitectura de transformada discreta directa e inversa del coseno para un decodificador HEVC
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-11-13) Portocarrero Rodriguez, Marco Antonio; Villegas Castillo, Ernesto Cristopher; Raffo Jara, Mario Andrés
    El empleo de video de alta resolución es una actividad muy común en la actualidad, debido a la existencia de dispositivos portátiles capaces de reproducir y crear secuencias de video, ya sea en HD o en resoluciones mayores, como 4k u 8k. Sin embargo, debido a que las secuencias de video de mayor resolución pueden llegar a ocupar grandes espacios de memoria, estas no pueden ser almacenadas sin antes realizar un proceso de compresión. Organizaciones especializadas como ITU-T Coding Experts Group e ISO/IEC Moving Picture Experts Group, han sido responsables del desarrollo de estándares de codificación de video. De esta manera, para mejorar la transmisión de video y poder obtener resoluciones cada vez mayores, se llevó a cabo el desarrollo del estándar de codificación HEVC o H.265, el cual es el sucesor al estándar H.264/AVC. El presente trabajo de tesis está centrado en el módulo de Transformada Discreta e Inversa del Coseno (DCT e IDCT), el cual forma parte del estándar HEVC y su función es hallar los coeficientes en el dominio de la frecuencia de muestras, para poder cuantificarlas y reducir su número. Se realizó el diseño la arquitectura, tomando en consideración la capacidad de procesamiento de pixeles requerida por el estándar, la frecuencia de operación de circuito y la cantidad de recursos lógicos usados. La arquitectura fue descrita en el lenguaje Verilog HDL y fue sintetizada para dispositivos Zynq – 7000 de la empresa Xilinx. La verificación funcional del circuito fue realizada mediante el uso de Testbenchs en el software ModelSim. Para verificar el funcionamiento de la arquitectura diseñada, se utilizó el software MATLAB para obtener los resultados esperados y se compararon con los obtenidos en la simulación funcional del circuito. La frecuencia máxima de operación fue hallada mediante la síntesis de la arquitectura, la cual llegó a ser de 135 MHz, que es equivalente al procesamiento de secuencias de vídeo de resolución 4k o 3840x2160 pixeles a 65 fps.
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    Sistema en tiempo real de detección y seguimiento de objetos esféricos en videos digitales
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-23) Tafur Tafur, José Elvis; Rodríguez Valderrama, Paúl Antonio
    En la actualidad, el desarrollo de sistemas que permitan la interacción ser humano - computador es un tema que es ampliamente abordado en diversas campos. Dispositivos tales como el Iphone, Ipad, la Samsung Galaxy Tab, entre otros, poseen aplicaciones de uso sencillo e intuitivo, brindando al usuario una experiencia de mayor realismo. Algunas de las aplicaciones más exitosas se dan en el sector del entretenimiento: El XBox 360, Nintendo Wii, Play Station 3 y 4 con sus diversos accesorios (cámaras, controladores, etc.) ofrecen juegos que interactuan con el ser humano en tiempo real. En medio de este contexto y conociendo del interés que existe por la investigación y desarrollo de sistemas en visión por computador, en la presente tesis se muestra el desarrollo de un sistema que permite la interacción ser humano - computador. Este sistema permite la detección y seguimiento de un objeto esférico en tiempo real, esto a través de una interfaz en la cual el usuario puede percibir el seguimiento de una esfera y cuyos movimientos son captados por una cámara de video. El planteamiento de la solución está inspirado en el sistema Play Station Move, el cual permite el seguimiento de una esfera ubicada en un controlador de movimiento, brindando al usuario una mayor sensación de realismo y control de las acciones realizadas. No obstante, y a diferencia del sistema desarrollado por Play Station, el presente estudio no hace uso de acelerómetros para el seguimiento planteado. El sistema a desarrollar opera bajo condiciones de precisión y tiempo de procesamiento que permite una interacción aceptable con el usuario, y se centra en el desarrollo e implementación de algoritmos matemáticos (en lenguaje C) en tiempo real que permiten la detección y seguimiento del objeto esférico. Para la interfaz computador - cámara de video se utiliza una librería ya existente, previamente desarrollada en el laboratorio de DSP, la cual a su vez está basada en la librería ffmpeg.
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    Plataforma computacional de captura y representación del movimiento en 3D para apoyo a la rehabilitación de la marcha
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-07) Galvez Meza, Rodolfo Javier; Beltrán Castañón, César Armando
    El movimiento humano es un elemento importante en el estudio de la biología humana debido a ser una propiedad básica de la vida. Este resulta aún más importante en aspectos colectivos como el deporte, la salud, la educación física, la danza, la rehabilitación, entre otros. Especial atención requiere la rehabilitación donde, a través del análisis de marcha, el fisiatra observa y estudia el desempeño de los pacientes a lo largo de diversas sesiones que realizan, con el fin de ver la evolución de los mismos. Sin embargo, capturar y realizar seguimiento al movimiento humano de manera computacional es una tarea compleja con alternativas costosas. Asimismo, los centros de rehabilitación de Lima no cuentan con la tecnología apropiada y existe, por parte de las personas, una negación al cambio que complica la inclusión de la misma. Debido a esto, el presente proyecto presenta una herramienta de bajo costo que permite registrar y representar el movimiento humano en 3D para apoyar a las terapias de rehabilitación de la marcha. El registro puede ser almacenado de forma permanente con el fin de mantener un histórico y realizar nuevos análisis en el tiempo. El dispositivo usado (Kinect) se mostró adecuado para la captura de la información útil con un margen de error aceptable que, dependiendo del entorno de captura, éste puede ser controlado. En el trabajo se consiguió detectar el patrón de marcha de los ángulos de flexión de la rodilla, lo cual permitió comparar diferentes situaciones de caminata y calcular medidas como distancia de paso, velocidad del movimiento de la persona, porcentaje de datos dentro del rango de referencia de una caminata normal (medidas de los ángulos de flexión), de esta manera se consigue determinar el nivel de normalidad de un ciclo de paso. Finalmente se desarrolló un prototipo de visualización 3D que permite manipular el entorno y tener diferentes vistas del movimiento del paciente. Este puede ser reutilizado para crear un ambiente más completo de análisis que comprenda otros tipos de movimientos (además de la rodilla), soportar un mayor número de fuentes de diferentes ángulos (múltiples Kinect), Kinect en movimiento que permita realizar un seguimiento de la marcha en un mayor espacio, entre otros. Todo lo anterior mencionado serviría de base para la constitución de un laboratorio de rehabilitación basado en realidad virtual.
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    Calidad de servicio en el despliegue de un servicio de video streaming
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-04) Calderón Espinoza, John Ángel; Ocampo Zúñiga, Antonio
    En la presente tesis se desarrolla una red de telecomunicaciones que cuenta con la tecnología multicast y calidad de servicio, con el fin de desplegar un servicio de video streaming. Esto se logra a través de MVPN (Multicast VPN), QoS Diffserv (Quality of Service Differentiated Service), y L2 QoS (Layer 2 Quality of Service). A continuación se describe el contenido de cada componente de contiene este documento. En el capítulo 1, se identificará el actual problema suscitado en la red del servicio que se encuentra en producción, a partir de esto se analizará los requerimientos que las empresas deben tener en cuenta al desplegar servicios similares, asimismo se limitará el alcance y plantearan objetivos para la búsqueda de una solución concreta. En el capítulo 2, se presentarán los temas necesarios de comprender ya que estos serán los fundamentos sobre los cuales se desarrolle la etapa de diseño e implementación realizada en el capítulo 3. Para lo cual se tendrá en consideración conceptos de multicast, calidad de servicio en capa de red y de enlace, y el uso de software propietario o de código libre disponibles. Finalmente, en el capítulo 4 se analizarán los resultados conseguidos a partir de las diferentes pruebas realizadas. Además, se realizará un análisis de costos del diseño e implementación del sistema y se brindan las conclusiones y recomendaciones que se obtienen del desarrollo de esta tesis.
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    Diseño de una red CDN/P2P orientada al streaming de materiales académicos en el Perú
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-02) Ponce Palacios, Gianpierre Edisson; Salomé Resurrección, Juan Omar
    El presente proyecto de tesis consiste en el diseño de una red híbrida CDN + P2P orientada a la educación en el Perú mediante la transmisión de video streaming de clases, conferencias y cursos brindados por diferentes universidades del Perú. La idea surge como una optimización del uso del Ancho de Banda al momento de transmisiones de video, de alta calidad, entre lugares alejados geográficamente. Para esto se trata de juntar las fortalezas de las redes CDN (QoE) y de las P2P (escalabilidad a bajo costo). El primer capítulo está centrado en dar una visión general del mercado actual y de uno de los casos de éxito que se está teniendo, en el mundo, gracias al despliegue de estas nuevas redes. El segundo capítulo busca presentar el aspecto teórico necesario así como mostrar la arquitectura de una red híbrida, de manera detallada, y los flujos de su funcionamiento. El tercer capítulo presenta las estadísticas del mercado objetivo de acuerdo a las expectativas iniciales del proyecto, así como de un análisis de ancho de banda necesario para los canales de video que se usarán en la transmisión. El cuarto capítulo, por su parte, describe el diseño al detalle de la red hibrida así como los equipos necesarios para su implementación. El quinto capítulo está enfocado al tema económico al mostrar costos y con esto sustentar la viabilidad del proyecto. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones del presente trabajo, además de proponer algunos trabajos futuros que permitan consolidar y/o mejorar la solución brindada.
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    Análisis e implementación de un sistema de video streaming en redes Dual Stack IPV4/IPV6
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-13) Ortega Bernal, Hugo Javier
    La presente Tesis tiene por finalidad explicar las ventajas y desventajas de las arquitecturas IPv4 e IPv6 para el servicio de video streaming en tiempo real. Para ello se realiza la implementación de un servidor de video, operando en redes IPv4, IPv6 y Dual Stack (IPv4/IPv6) para llegar así a conclusiones y resultados que sirvan de referencia a otros trabajos relacionados al tema y a las empresas dedicadas a ofrecer estos servicios. El trabajo se divide en cuatro capítulos que se detallan a continuación: En el capítulo I “Preliminares” se exponen los fundamentos teóricos para poder abordar el tema de video streaming sobre una red Dual Stack. En el capítulo II “Escenarios de prueba” se describen los posibles entornos a considerar y las características generales de cada uno de ellos incluyendo la red Dual Stack, los requerimientos que deben cumplir las redes para poder aplicar video streaming, además de sus ventajas y desventajas sobre el escenario Dual Stack. En el capítulo III “Diseño” se explica la implementación del servicio de video streaming instalando un servidor con soporte IPv4 y posteriormente modificando el escenario para transmitir datos sobre IPv6. Finalmente, en el capítulo IV “Pruebas y Análisis de Resultados” se adjuntan los resultados de las pruebas, se observa la calidad de servicio en cada caso, así como el tráfico de la red, terminando con las “Conclusiones y Recomendaciones” fruto del estudio realizado.