ES2390298A1 - Procedimiento de transmisión de contenido visual. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de transmisión de contenido visual a través de una red de comunicación que localiza contenido estático (5) y contenido dinámico (6), y transmite cada tipo de contenido de manera diferente para optimizar la tasa de transmisión y la calidad del contenido recibido en el otro extremo de la red de comunicación.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN
5 La presente invención tiene su aplicación dentro del sector de las telecomunicaciones y, especialmente en el campo de los sistemas para compartir contenido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
10 Compartir en tiempo real información visual a través de redes de telecomunicación es una técnica ampliamente usada con aplicaciones en diversos campos, tales como gestión de sistema remoto, teleconferencias
o diagnósticos médicos remotos. Por ejemplo, permite a los usuarios recibir alimentación de vídeo en directo desde una ubicación remota para
15 monitorizar actividades o interactuar con otros usuarios, o recibir en un primer ordenador información que normalmente se visualizaría en el monitor de un segundo ordenador, permitiendo así al usuario controlar de forma remota dicho segundo ordenador.
Hay dos maneras principales de compartir información visual en 20 tiempo real:
-
Soluciones de escritorio remoto. Estas técnicas tratan toda la información visual que va a enviarse como una imagen estática individual. La imagen completa se transmite al comienzo de la transmisión, y cuando cambia una
parte o la totalidad de dicha imagen, la imagen resultante (o sección de
imagen) se transmite de nuevo. Protocolos como RDP (Remate Desktop
Pro toco/, protocolo de escritorio remoto) están relacionados con esta
técnica.
5
-Soluciones de transmisión de flujo continuo de vídeo. En este caso, todo el
contenido se procesa como una trama de vídeo y se usan tecnologías de
codificación de vídeo para enviar el vídeo resultante. El ancho de banda
requerido puede reducirse usando algoritmos de compresión de vídeo. Un
ejemplo de protocolo de transmisión de flujo continuo de vídeo es el
1o
protocolo H.239.
Sin embargo, ambas soluciones se diseñan para un tipo específico de
contenido (imágenes y vídeo, respectivamente), y funcionan mal cuando es
necesario tratar con otro tipo de contenido:
-las soluciones de transmisión de flujo continuo de vídeo están diseñadas
15
para transmisiones de vídeo y por tanto no pueden enviar imágenes
estáticas con el alto nivel de detalle requerido en determinadas aplicaciones,
tales como, por ejemplo, diagnósticos médicos remotos.
-Las soluciones de escritorio remoto tienen tasas de refresco bajas, lo que
las hace inapropiadas para tratar alimentaciones de vídeo.
20
Estas limitaciones son especialmente problemáticas a la hora de
tratar con contenido mixto (por ejemplo una pantalla que comprende tanto
vídeos como imágenes que permanecen estáticas durante periodos de
tiempo más largos), ya que la elección de cualquiera de las opciones
anteriores siempre da como resultado una degradación o bien de la calidad
de las imágenes estáticas o bien de la tasa de refresco de alimentaciones de
vídeo.
5
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención soluciona los problemas anteriormente
mencionados dando a conocer un procedimiento de transmisión de
contenido visual que diferencia contenido estático (por ejemplo, imágenes
fijas, o imágenes con pocos cambios a lo largo del tiempo) de contenido
1o
dinámico (tal como vídeo) y transmite cada uno usando una técnica
diferente. De este modo, la calidad del contenido estático se optimiza sin
aumentar el ancho de banda requerido, y al mismo tiempo, los vídeos se
transmiten con una calidad y tasa de refresco apropiada.
En un primer aspecto de la presente invención, se da a conocer un
15
procedimiento de transmisión de contenido visual a través de una red de
comunicación, comprendiendo el procedimiento:
-detectar qué parte o partes del contenido visual corresponden a
contenido estático (tal como imágenes), y qué parte corresponde a
contenido dinámico (tal como vídeos).
20
-Transmitir cada tipo de contenido (estático y dinámico) usando
diferentes protocolos, preferiblemente protocolos de escritorio remoto para
contenido estático y transmisión de flujo continuo de vídeo para contenido
dinámico.
La detección de contenido estático y dinámico se realiza
preferiblemente de forma periódica, con el fin de detectar alteraciones en
dicho contenido (tales como iniciación y finalización de vídeos, nuevas
aplicaciones visualizadas en una pantalla, etc.).
5
Preferiblemente, la etapa de detectar contenido estático y contenido
dinámico comprende además
(i) detectar operaciones de extracción realizadas por un sistema operativo.
Según dos opciones preferidas, esta etapa se realiza monitorizando
llamadas de sistema, o usando controladores de vídeo de espejo.
1o
(ii) Determinar qué zonas de la trama que va a visualizarse de forma
remota se ven afectadas por dichas operaciones de extracción.
Preferiblemente, el procedimiento considera zonas rectangulares, que
pueden analizarse y manipularse de manera más sencilla y rápida.
(iii) Para cada una de las zonas localizadas en la etapa (ii), el
15
procedimiento determina si dicha zona contiene contenido estático o
dinámico. Preferiblemente, el procedimiento tiene en cuenta una clase de
objeto del objeto extraído por las operaciones de extracción detectadas, ya
que algunas clases tienen mayor probabilidad que otras de dar como
resultado contenido dinámico o estático. Además, preferiblemente esta
20
etapa se realiza calculando una proporción o puntuación que indica una
medida del dinamismo del contenido de dicha zona. La proporción
calculada se compara entonces con un umbral con el fin de diferenciar
contenido estático y dinámico. Esta proporción tiene en cuenta
preferiblemente la totalidad o un subconjunto de los siguientes aspectos de
la zona y las operaciones de extracción en la misma: -número de operaciones de extracción realizadas en la zona, y tamaño de la parte de dicha zona afectada por las operaciones.
5 -Operaciones de generación de texto (es decir, operaciones realizadas para visualizar texto) realizadas en la zona.
-
Tasa de refresco.
-
Proporción de aspecto.
-
Resultados previos de la proporción de dinamismo.
10 En otro aspecto de la presente invención, también se da a conocer un programa informático que realiza el procedimiento descrito.
Por tanto, la invención dada a conocer permite transmitir contenido
visual mixto (que contiene tanto vídeos como imágenes) a través de una
red de comunicación en tiempo real sin sacrificar la calidad ni de contenido 15 estático ni de contenido dinámico. Éstas y otras ventajas serán evidentes a la luz de la descripción detallada de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para ayudar a entender las características de la invención, según una realización práctica preferida de la misma y para complementar esta 20 descripción, se adjuntan las siguientes figuras como parte integrante de la
misma, teniendo un carácter ilustrativo y no limitativo:
la figura 1 muestra una representación esquemática del
procedimiento de la invención según una de sus realizaciones preferidas.
La figura 2 presenta un ejemplo de aplicación del procedimiento en el
campo de la telemedicina.
5
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los contenidos definidos en esta descripción detallada se
proporcionan para ayudar a una comprensión exhaustiva de la invención. En
consecuencia, los expertos en la técnica reconocerán que pueden hacerse
cambios, variaciones y modificaciones de las realizaciones descritas en el
1o
presente documento sin apartarse del alcance y espíritu de la invención.
Obsérvese que en este texto, el término "comprende" y sus
derivaciones (tales como "que comprende", "comprendiendo", etc.) no deben
entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben
interpretarse como que excluyen la posibilidad de que lo que se describe y
15
define pueda incluir elementos, etapas, etc. adicionales.
Además, el término "contenido visual" se refiere a cualquier
información susceptible de ser mostrada en una pantalla o cualquier otro
sistema de visualización, incluso si no hay ninguna visualización activa que
muestre dicha información. Un ejemplo de contenido visual es la totalidad de
20
información mostrada por la pantalla de un ordenador, aunque también la
información mostrada en una región dada de dicha pantalla, tal como la
ventana de una aplicación, o dicha información codificada en el ordenador
cuando no hay ninguna pantalla que la presente. Finalmente, los términos
"extraer" y "operaciones de extracción" se refieren a la acción (o acciones)
realizada por un ordenador o cualquier otro hardware programable con el fin
de presentar una información sobre una pantalla o cualquier otro sistema de
visualización.
5
La figura 1 muestra una representación esquemática de una
realización particular del procedimiento de la invención. Según se describe
además a continuación en el presente documento, las operaciones de
extracción 1 se usan para extraer 2 datos estadísticos 3 acerca de las zonas
en las que tienen lugar dichas operaciones de extracción 1 . Los datos
1o
estadísticos 3 se usan para detectar 4 objetos estáticos 5 y objetos
dinámicos 6. El contenido estático 5 se transmite entonces usando un primer
modo de transmisión 7, tal como protocolos de escritorio remoto, y se
transmite contenido dinámico 6 usando un segundo modo de transmisión 8,
tal como un vídeo de transmisión de flujo continuo.
15
EXTRACCIÓN DE DATOS ESTADÍSTICOS
Las operaciones de extracción se analizan y se almacenan con el fin
de obtener información estadística simple acerca de los comportamientos de
extracción de las diferentes aplicaciones en el ordenador. Para cada
20
operación de extracción se extrae la siguiente información:
-un rectángulo que define los límites en la pantalla en el que se realiza la
operación de extracción.
-Clase de operación de extracción, que indica si la operación corresponde a
una visualización de imágenes o a la generación de texto.
-El objeto que ha emitido la operación de extracción.
Estos datos estadísticos acerca de las operaciones de extracción
pueden obtenerse mediante la solución usando diferentes mecanismos,
5
proporcionados habitualmente por el sistema operativo tales como:
-controladores de vídeo de espejo: controladores de vídeo instalados en el
sistema operativo que clonan todas las operaciones de extracción realizadas
por las aplicaciones que están ejecutándose en una memoria interna a los
que puede acceder cualquier otra aplicación para obtener los datos
1o
estadísticos de extracción. Estos controladores proporcionan la información
de extracción de manera instantánea sin retardo.
-Monitorización de llamadas del sistema operativo: se crea un monitor de
sistema operativo para detectar llamadas de sistema asociadas con la
operación de extracción. Este procedimiento es habitualmente más lento ya
15
que las llamadas del sistema operativo necesitan leer el contenido gráfico de
la memoria. Éste es un procedimiento general usado por soluciones sin un
mecanismo específico para analizar la información gráfica de las
aplicaciones.
Independientemente del mecanismo de detección de operaciones de
20
extracción usado, dicho mecanismo puede funcionar o bien sobre la
totalidad del contenido de vídeo (por ejemplo la totalidad de la pantalla), o
bien sólo sobre el contenido asociado con una aplicación activa. Si el
mecanismo está funcionando con toda la pantalla, se usan todos los datos
estadísticos. Si la solución sólo funciona con la aplicación activa, se descarta
parte de los datos estadísticos usando esta regla:
-si la intersección del rectángulo que define los límites de la operación de
extracción y el rectángulo que define los límites de las aplicaciones activas
5
es una intersección vacía, se descarta la operación de extracción.
Obsérvese que el resto de esta descripción se refiere a una
"aplicación activa", aunque debe entenderse que todas las explicaciones son
igualmente válidas para el caso en el que la información visual que va a
transmitirse comprende una pluralidad de aplicaciones, tal como en el caso
1o
en el que se transmite toda la visualización de un ordenador.
DETECCIÓN DE OBJETOS DINÁMICOS
Los datos estadísticos extraídos se usan en un proceso de detección
para determinar las partes dinámicas de la aplicación activa:
15
1. La aplicación activa se analiza y se divide en objetos (tales como botones,
etiquetas, cuadros ... ). Para cada objeto visual, se almacenan los siguientes
atributos:
a. rectángulo que define los límites del objeto.
20
b. Clase de objeto: nombre que describe el tipo de objeto en el sistema
operativo.
c. Cualquier otro atributo descriptivo del objeto asignado por el sistema
operativo.
2. Se realiza una primera discriminación de los objetos según su clase:
-los objetos cuyas clases de objeto tienen habitualmente contenido
dinámico (según una lista previamente definida que se construye de forma
empírica), se detectan directamente como contenido dinámico.
5
-Los objetos cuyas clases de objeto nunca tienen contenido dinámico (por
ejemplo, controles estáticos tales como botones, cuadros de lista, editores
de texto, barras de desplazamiento, etc.).
-Adicionalmente, los objetos que son más pequeños que una dimensión
previamente definida también se detectan como contenido estático.
1o
3. A continuación, todos los datos estadísticos acerca de las operaciones de
extracción se procesan para asignar una puntuación a cada objeto. Para
cada operación de extracción, se realizan las siguientes etapas:
a. si el objeto que ha realizado la operación de extracción es desconocido, el
rectángulo que define los límites de la operación de extracción se usa para
15
seleccionar el objeto que realizó la operación de extracción. En un ejemplo,
el objeto ubicado en el centro del rectángulo se asigna a la operación de
extracción.
b. Cada objeto se asigna a un contador de extracción, que se aumenta cada
vez que una operación de extracción se asigna al objeto.
20
c. Cada objeto tiene un contador de densidad que contiene el tamaño total
de las operaciones de extracción. Para cada operación de extracción, el
tamaño de la operación es la zona del rectángulo que define los límites de la
operación. El valor de este contador de densidad es la adición de la zona de
todas las operaciones de extracción asignadas al objeto.
d. Si la clase de la operación de extracción es generación de texto, se añade
una penalización al objeto asignado a la operación, ya que es muy poco
probable que el contenido dinámico realice operaciones de generación de
5
texto.
4. Cuando están procesados todos los datos estadísticos, se calcula una
puntuación para cada objeto de la ventana activa. En el presente documento
se presenta una implementación preferida de dicha puntuación (y su
umbral), aunque en otras realizaciones particulares pueden variarse los
1o
pesos y efectos de los factores considerados, así como de los propios
factores seleccionados.
a. La puntuación se calcula inicialmente con el contador de extracción y el
contador de densidad, según esta expresión:
a ·contador densidad
fJ ·contador_ extracción
15
donde a y ~ son parámetros para determinar los pesos de los contadores
(en una realización ejemplar, de ambos (habitualmente tanto a como ~ son
igual a 1). Si el objeto tiene una penalización como resultado del
procesamiento de datos estadísticos previos, la puntuación es directamente
O.
20
b. Si el objeto se detecta como un objeto dinámico en iteraciones previas de
la solución, la puntuación se multiplica por el número de veces consecutivas
que el objeto se ha detectado como dinámico. De este modo, se premian los
objetos conocidos como dinámicos.
c. Se define un umbral para cada objeto para determinar si el objeto tiene dinamismo suficiente. Este umbral depende de la zona del objeto (anchura X altura), según esta expresión:
z·zona_ objeto
5 donde x es un factor de ponderación que permite ajustar la importancia del dinamismo (por ejemplo 1/4). Si la puntuación del objeto es inferior al umbral, el objeto se descarta y se detecta como contenido estático.
d. Los objetos dinámicos deben tener una tasa de refresco similar al contenido de vídeo. El contador de extracción y la tasa de repetición del
1o proceso de detección (por ejemplo una vez por segundo) se usan para calcular la tasa de refresco del objeto. Si la tasa de refresco es inferior a un valor fijo (por ejemplo 5 tramas por segundo) el objeto se descarta y se detecta como objeto estático. La tasa de refresco se calcula con la expresión: contador extracción
frecuencia _repetición
e. Adicionalmente, la puntuación de los objetos no descartados se penaliza
o se premia según el aspecto visual del objeto: -si la proporción de aspecto (anchura/ altura) es similar a las proporciones de aspecto de vídeo más comunes (16:9, 4:3 ó 1:1) la puntuación se
20 aumenta. -Otras propiedades visuales del objeto proporcionado para el sistema operativo también pueden compararse con propiedades comunes de objetos dinámicos para aumentar o reducir su puntuación. Estas propiedades
dependen del sistema operativo, siendo CS_ VREDRAW y CS_HREDRAWN dos ejemplos de propiedades de sistemas Windows que son válidos para esta tarea.
5 1o
6. Finalmente, todos los objetos que no se han descartado en este proceso se detectan como objeto dinámico y tienen una puntuación que indica el dinamismo del objeto. Obsérvese que el proceso de detección es un proceso iterativo que analiza constantemente los objetos de la aplicación activa, buscando contenido dinámico.
15
SELECCIÓN DEL MEJOR OBJETO DINÁMICO Para reducir la cantidad de contenido dinámico que va a enviarse y para centrar el proceso en el objeto dinámico más importante, es posible seleccionar sólo como contenido dinámico el objeto con la mayor puntuación. Como resultado de esta selección, los demás objetos dinámicos se detectan entonces como objetos estáticos.
20
ACCESO DIRECTO A IMÁGENES Y TRANSMISIÓN Tras la detección de contenido estático y dinámico, se usan diferentes procedimientos para su transmisión. El contenido dinámico se capta como una imagen que va a usarse como una trama de vídeo y se codifica usando cualquier códec de vídeo
(como H.264, VC-1 ... ) y se envía usando cualquier protocolo de transmisión
de flujo continuo de vídeo (como RTP). Debido a la tasa de transmisión de
tramas común de vídeos (1 0-25 tramas por segundo), la captación del
contenido dinámico como imagen debe ser rápida. Esto se consigue
5
obteniendo acceso directo a una memoria intermedia (buffer) con toda la
imagen de pantalla a través del controlador de vídeo anteriormente
mencionado. La imagen de pantalla se recorta usando el rectángulo que
define los límites del objeto dinámico para obtener la imagen del objeto
dinámico. Puede usarse cualquier algoritmo de transmisión de flujo continuo
1o
de vídeo.
El contenido estático se transfiere usando un algoritmo de escritorio
remoto para mantener su detalle, aprovechando de este modo su baja tasa
de refresco. Las partes del contenido estático que han cambiado se captan
como imágenes y se envían como imagen comprimida (habitualmente
15
compresión JPEG, aunque es posible cualquier otra). La información
adicional, como la posición de cada parte modificada, se envía para permitir
el proceso de reconstrucción en el lado del receptor. La primera vez que se
capta el contenido, se envía todo el contenido. En este caso, también se
accede a una memoria intermedia con toda la imagen de pantalla a través
20
del controlador de vídeo. Para evitar enviar información duplicada, el
contenido dinámico puede recortarse cuando se envía contenido estático.
La tasa de refresco de transmisión de flujo continuo de vídeo y los
algoritmos de escritorio remoto son independientes de la tasa de iteración
del proceso de detección. La detección se realiza habitualmente cada
segundo, mientras que la tasa de transmisión de vídeo es aproximadamente
de 70-100 milisegundos (1 0-15 tramas por segundo) y la tasa de escritorio
remoto es aproximadamente de 1 00-250 milisegundos.
5
Obsérvese que el procedimiento descrito es igualmente válido para
transmisiones a un único receptor o a múltiples receptores, ya que tanto la
transmisión de flujo continuo de vídeo como el escritorio remoto soportan
transmisiones de punto a punto y multidifusión.
El receptor de la información puede visualizar el contenido compartido
1o
usando los mecanismos apropiados para decodificar la diferente información
que recibe:
-transmisión de flujo continuo de vídeo: el contenido dinámico transmitido
usando transmisión de flujo continuo de vídeo, puede visualizarse usando el
reproductor de flujo continuo de vídeo correspondiente. Como resultado, el
15
receptor puede visualizar el contenido dinámico como un vídeo real.
-Escritorio remoto: el contenido estático transmitido usando algoritmos de
escritorio remoto puede visualizarse extrayendo las imágenes recibidas en
sus ubicaciones correspondientes. Como resultado, el receptor puede
visualizar el contenido estático como una imagen que se actualiza cada vez
20
que cambia.
En la figura 2, se aplica una realización particular del procedimiento a
una aplicación 9 de diagnóstico remoto. Al aplicar las etapas descritas, el
contenido visual de la aplicación se divide en contenido dinámico y
contenido estático. A continuación, las tramas 1 O del contenido dinámico, y las imágenes 11 que han cambiado se transmiten usando los protocolos correspondientes.
5 Habiendo descrito la invención como antecede, se declara como propiedad lo contenido en las siguientes
20

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Procedimiento de transmisión de contenido visual a través de una
    red de comunicación, comprendiendo el procedimiento:
    -detectar
    (4) contenido estático (5) y contenido dinámico (6) en el
    5
    contenido visual;
    -transmitir el contenido estático (5) con un primer modo de transmisión (7),
    y transmitir el contenido dinámico (6) con un segundo modo de transmisión
    (8).
    1o
    2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de
    detectar (4)
    contenido estático (5) y contenido dinámico (6) se realiza
    periódicamente.
  2. 3.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    15
    en el que la etapa de detectar (4) contenido estático (5) y contenido
    dinámico (6) comprende además:
    (i)
    detectar operaciones de extracción (1) realizadas por un sistema
    operativo;
    (ii)
    localizar zonas en las que se realizan dichas operaciones de
    20
    extracción (1 );
    (iii)
    determinar si cada zona contiene contenido estático (5) o contenido
    dinámico (6);
  3. 4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la etapa (i)
    comprende además monitorizar llamadas de sistema del sistema 5 operativo.
  4. 5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la etapa (i) comprende además usar controladores de vídeo de espejo.
  5. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el 1o que las zonas tienen forma rectangular.
  6. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la etapa (iii) comprende además determinar una clase de objeto de un objeto extraído en una zona.
  7. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en el que la etapa (iii) comprende además:
    -
    calcular, para cada zona, una proporción que mide una probabilidad de que la zona tenga contenido (6) dinámico, calculándose la proporción 20 usando datos (3) estadísticos de dicha zona;
    -y comparar la proporción calculada con un umbral.
  8. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la proporción de dinamismo de una zona considera el número de veces que se realiza una operación de extracción (1) en dicha zona y el tamaño de una parte modificada por operaciones de extracción (1 ).
    1O. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, en el que la proporción de una zona recibe una penalización si se detecta una operación de generación de texto en la zona.
    10 11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1 O, en el que la proporción de una zona considera una tasa de refresco de la zona.
  9. 12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el
    que la proporción de una zona considera una proporción de aspecto de la 15 zona.
  10. 13.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que la proporción de una zona considera valores previos de la proporción de la zona.
  11. 14.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    en
    el que el primer modo de transmisión (7) es un procedimiento de
    transmisión de flujo continuo de vídeo y el segundo modo de transmisión
    (8) es un procedimiento de escritorio remoto.
    5
    15. Un programa informático que comprende medios de código de
    programa informático adaptados para realizar las etapas del procedimiento
    según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, cuando dicho programa se
    ejecuta en un ordenador, un procesador de señal digital, una agrupación
    de
    puertas programable en campo un circuito integrado de aplicación
    1o
    específica, un microprocesador, un microcontrolador o cualquier otra forma
    de hardware programable.
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