El estándar MPEG-7. MPEG-7: interfaz para la descripción de contenido multimedia. - PDF
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José Ángel Alarcón Pinto
1 El estándar MPEG-7 InforMAS por Pedro José Vivancos Vicente. Colegiado nº 90 del CIIRM. Ha pensado alguna vez cómo un programa de televisión obtiene un listado de todos los documentales que hablan de la selva amazónica y donde aparece al menos un fotograma con un jaguar? Más aún, necesitas una lista de grabaciones y videoclips a partir de un extracto de la voz de John Lenon?, o quizás quieres filtrar imágenes para que el vídeo no grabe anuncios? Son algunas de las múltiples aplicaciones multimedia que se beneficiarán del lenguaje estándar de descripción de contenidos audiovisuales MPEG-7, aprobada por la organización internacional de estandarización ISO. Introducción a MPEG y MPEG-7 La cantidad de información audiovisual disponible en formato digital está alcanzando cifras inconmesurables gracias a las nuevas tecnologías de comunicación y al uso masivo de Internet en la sociedad... y parece no tener límite. El Moving Picture Coding Experts Group (MPEG) es un grupo de la organización ISO/IEC a cargo del desarrollo de estándares internacionales para la compresión, decompresión, procesamiento y representación codificada de imágenes en movimiento (vídeo), audio y combinación de ambas. Este grupo ha creado los siguientes estándares: MPEG-1: estándar inicial de compresión de audio y vídeo. Usado después como la norma para CD de vídeo, incluye popular formato de compresión de audio Capa 3 (MP3). MPEG-2: normas para audio y vídeo para difusión de calidad de televisión. Utilizado para servicios de TV por satélite como Direct TV (Cadena estadounidense de televisión vía satélite de difusión directa), señales de televisión digital por cable y (con ligeras modificaciones) para los discos de vídeo DVD. MPEG-4: expande MPEG-1 para soportar "objetos" audio/vídeo, contenido 3D, codificación de baja velocidad binaria y soporte para gestión de derechos digitales (protección de copyright). MPEG-7: interfaz para la descripción de contenido multimedia. MPEG-21: MPEG describe esta norma futura como un "marco multimedia". En este artículo nos centraremos en uno de los más recientes, el estándar MPEG-7. InforMAS Nº3 Página 1
2 Es evidente que el valor de la información depende en buena medida de lo sencillo que sea encontrarla, recuperarla, acceder a ella y gestionarla. Los documentos con contenidos multimedia han supuesto un gran problema a la hora de indexación, búsqueda y recuperación, por lo que se ha trabajado (y se sigue haciendo) en distintas tecnologías que faciliten el tratamiento de documentos multimedia. Entre ellas cabe destacar una tecnología desarrollada por el grupo MPEG y aprobada por la Organización Internacional de Estandarización (ISO). Esta tecnología se ha denominado MPEG-7 y proporciona una infraestructura para la descripción de contenidos por palabras clave y por significado semántico (quién, qué, cuándo, dónde) y estructural (formas, colores, texturas, movimientos, sonidos). MPEG-7 es una representación estándar de la información audiovisual que permite la descripción de contenidos por palabras clave y por significado semántico (quién, qué, cuándo, dónde) y estructural (formas, colores, texturas, movimientos, sonidos). El formato MPEG-7 se asocia de forma natural a los contenidos audiovisuales comprimidos por los codificadores MPEG-1 (almacena y descarga archivos audiovisuales), MPEG-2 (televisión digital) y MPEG-4 (codifica audio y vídeo en forma de objetos), pero se ha diseñado para que sea independiente del formato del contenido. En resumen, MPEG-7 es un estándar para la descripción de características de contenidos multimedia. Proporciona un conjunto de descriptores basados en catálogo (p.e. título, creador, derechos), semántica (información sobre objetos y eventos que aparecen en el documento, p.e. Marlon Brando fumando ) y estructural (p.e. el histograma de color) que estandarizan la forma de describir el contenido audiovisual. Por lo tanto, MPEG-7 ofrece un mecanismo para describir información audiovisual, cómo y para qué se use (buscadores, catalogadores, etc.) es cosa del desarrollador. Este estándar se usa para que sea posible desarrollar sistemas capaces de indexar grandes bases de material audiovisual (imágenes fijas, gráficos, modelos tridimensionales, audio, discursos, vídeo e información sobre cómo esos elementos están combinados en una presentación multimedia) y buscar en estas bases de materiales manual o automáticamente. Estructura de MPEG-7 Es muy común (entre los gurús) escuchar que MPEG-7 es al multimedia lo que PostScript es al papel. Este último indica al correspondiente editor de texto el formato que debe tener la página; MPEG-7 hace algo similar pero aplicado al contenido audiovisual. De aquí se puede deducir que el estándar es al fin y al cabo un lenguaje que, como no podría ser de otro modo, se basa en el popular lenguaje de metadatos XML en un intento de favorecer la interoperabilidad y la creación de aplicaciones, aunque para evitar problemas de voluminosidad de datos se ha creado un compresor denominado BIM (Binary Format for MPEG-7). InforMAS Nº3 Página 2
3 MPEG-7 incluye, además de la descripción de los contenidos, información sobre el tipo de compresión utilizada (JPEG, en dibujos; MPEG-2, en imágenes), las condiciones para acceder (derechos, precio), clasificación (adultos, por ejemplo), enlaces a otros materiales relevantes (para acelerar la búsqueda) y el contexto (final de los 200 metros femeninos de los Juegos Olímpicos de Verano de 2000). Este estándar define una librería multimedia de métodos y herramientas, que se describen a continuación: Un conjunto de descriptores Un descriptor (D) es una representación de una característica definida de manera sintáctica y semántica. Un conjunto de esquemas de descripción Un esquema de descripción (DS) especifica la estructura y semántica de las relaciones entre sus componentes, que pueden ser descriptores (D) o esquemas de descripción (DS). El Description Definition Language (DLL) Un lenguaje que especifica esquemas de descripción permitiendo la extensión y modificación de los esquemas de descripción existentes. Como se deduce de lo comentado anteriormente, se trata de una lenguaje basado en XML. Formas de codificar descripciones Una descripción codificada es interesante para que se puedan cumplir importantes requisitos como eficiencia de compresión, acceso aleatorio, etc. La relación entre los elementos descritos con anterioridad se puede observar en la siguiente figura: InforMAS Nº3 Página 3
4 En la siguiente imagen se muestran sintetizados los objetivos que persigue MPEG-7. Como se aprecia, el primer paso consistiría en un análisis del documento multimedia para obtener sus características y las relaciones entre los elementos. Este análisis se podría hacer a mano o mediante una herramienta informática. Para ello MPEG-7 define una serie de descriptores estándares, que pueden ser ampliados. Algunos de ellos son: estructuras básicas, descriptores de color, descriptores de texturas, descriptores de forma, descriptores de timbre, descriptores de melodía, etc. Además, se pueden usar herramientas de anotación para describir la semántica del documento. Todo ello será descrito usando las herramientas que MPEG-7 dispone para ello, de tal modo que cualquier aplicación pueda entender y usar la información obtenida. De este modo seremos capaces de desarrollar potentes buscadores o clasificadores de documentos multimedia, por ejemplo, tal y como se muestra en la siguiente imagen: standardization Feature Extraction MPEG-7 Description Search Engine Feature Extraction: Content analysis (D, DS) Feature extraction (D, DS) Algunas aplicaciones MPEG-7 MPEG-7 Scope: Description Schemes (DSs) Descriptors (Ds) Language (DDL) Search Engine: Searching & filtering Classification Manipulation Summarization Existen muchas aplicaciones y dominios donde se pueden aplicar el estándar MPEG-7. Unos pocos ejemplos son: Bibliotecas digitales (catálogos de imágenes, vídeos, música, etc.) Servicio de directorios multimedia (algo similar a lo que podrían ser unas Páginas Amarillas). Servicio de noticias electrónicas personalizado. Autorización para contenidos multimedia (p.e. música, canales de televisión, etc.) Etc. Potencialmente, los dominios donde se pueden aplicar este estándar son ilimitados y van desde aplicaciones tan obvias como el periodismo a la educación, información turística, entretenimiento o aplicaciones biomédicas, entre muchas otras. InforMAS Nº3 Página 4
5 Conclusiones InforMAS MPEG-7 es un estándar que nos permite definir contenidos de carácter multimedia, que tiene infinidad de utilidad en un mundo donde cada vez las tecnologías de la información son mejores y más usuarios tienen acceso a ellas, haciendo que la cantidad de información (en este caso audiovisual) crezca de manera exponencial. Se debe entender también que este estándar tiene como fin el proporcionar un lenguaje común a la hora de definir documentos multimedia, pero esto NO es un estándar para la búsqueda, indexación o recuperación de contenidos multimedia, aunque estas herramientas se verán simplificadas con el uso del estándar. Recursos relacionados: Fecha: 15/07/2005 MPEG Requirements Group, MPEG-7 Requirements Document, Doc. ISO/MPEG N2727, MPEG Seoul Meeting, March 1999 MPEG Requirements Group, Applications for MPEG-7, Doc. ISO/MPEG N2728, MPEG Seoul Meeting, March 1999 MPEG Requirements Group, MPEG-7 Evaluation Procedure, Doc. ISO/MPEG N2463, MPEG Atlantic City Meeting, October 1998 MPEG Requirements Group, MPEG-7 Proposal Package Description (PPD), Doc. ISO/MPEG N2464, MPEG Atlantic City Meeting, October 1998 MPEG Requirements Group, Call For Proposals for MPEG-7 Technology, Doc. ISO/MPEG N2469, MPEG Atlantic City Meeting, October 1998 MPEG Requirements Group, Description of MPEG-7 Content Set, Doc. ISO/MPEG N2467, MPEG Atlantic City Meeting, October 1998, MPEG Requirements Group, Distribution of MPEG-7 Content Set, Doc. ISO/MPEG N2468, MPEG Atlantic City Meeting, October 1998 MPEG Requirements Group, Licensing Agreement for the MPEG-7 Content Set, Doc. ISO/MPEG N2466, MPEG Atlantic City Meeting, October 1998 InforMAS Nº3 Página 5
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