En ingeniería, un ciclo de desarrollo es el período que transcurre desde la implementación de un estándar tecnológico hasta el desarrollo de nuevas herramientas de mayor complejidad y eficiencia.

En el mundo de la compresión digital, un ciclo de desarrollo se corresponde con el tiempo de vida de las mejoras de un sistema; por ejemplo, un sistema de compresión va sufriendo modificaciones para la mejora de su eficiencia desde el momento en que se estandariza. Esto se producirá hasta el desarrollo de nuevas herramientas que conlleven una ganancia en la eficiencia de la calidad. Entonces se cerrará un ciclo de desarrollo para el sistema de compresión en cuestión.

Mecanismos que influencian la calidad del códec

Si nos centramos en el desarrollo de nuevos códecs de vídeo, podemos encontrar 2 mecanismos que influencian en su desarrollo y posterior uso:

- Por un lado el modelo de mejora de la calidad del producto.

- En segundo lugar, cuando se cree razonable (porque los nuevos circuitos integrados son más complejos y lo permiten)la creación de nuevas herramientas, generalmente añadiendo ciertas características nuevas a los códecs que ya teníamos hasta ahora, para que éstos puedan ser compatibles entre sí. Este principio de compatibilidad es el que se utiliza en la mayoría de sistemas MPEG.

Para mirar la evolución nos basamos en términos de mejora de la eficiencia y rendimiento ofrecido por el nuevo producto. Para los nuevos códecs se busca que estos tengan un sistema de compresión cada vez más inteligente, es decir que sean capaces de adaptar-se al tipo de contenido de las imágenes y además generen una tasa de bits cada vez menor para ofrecer un mismo nivel de calidad. Así evolucionaremos desde un sistema de compresión sistemático, que genera el mismo proceso para todas las imágenes, hasta un sistema de compresión adaptativo, según el contenido que éstas tengan. De esta forma se obtendrán productos mucho más eficientes.

Aproximadamente el ciclo de desarrollo de un sistema es de 5 a 8 años. Siempre teniendo en cuenta que ésta cifra varia para cada sistema en concreto. Si hablamos en términos de eficiencia, podemos citar el ejemplo de la SDTV (Standard Definition TV), dónde la ganancia se establece aproximadamente entre un 5 y 10% por año transcurrido.

El último estándar que encontramos en estos momentos es el MPEG-4 Part 10, también conocido como H.264. Actualmente se sigue investigando para la creación de circuitos integrados más complejos que ofrezcan una mejor eficiencia, utilizando técnicas basadas en la DCT ( Discrete Cosine Transform).

Mejoras en el funcionamiento de los códecs

Los sistemas de compresión de vídeo digital se basan todos en una estructura común. En primer lugar, extraen la información redundante de las imágenes, de modo que mediante el enviamiento de esa información puedan ser reconstruidas en el receptor. En segundo lugar, los sistemas llevan a cabo aproximaciones del señal, con el fin de poder reducir el bitrate del señal al ser transmitido. Por último el sistema se encarga de encontrar el modo más eficiente para poder enviar todos estos datos o información.

La compresión se lleva a cabo en 3 pasos consecutivos:

- Compensación de movimiento:

El sistema se encarga de encontrar si alguna parte de la imagen se repite en imágenes anteriores. Si esto es así el sistema enviará sólo la información de dónde se repiten esas partes de las imágenes (frecuencia de ocurrencia), en vez de volver a enviar toda la imagen entera.

- Codificación de la transformada:

En este paso se convierte el señal desde el dominio temporal al dominio frecuencial, es decir se expresa el señal como un conjunto de componentes frecuenciales.

- Codificación estadística:

La codificación estadística consiste en analizar las palabras digitales que llegan en un periodo de tiempo determinado y se codifican de nuevo las que se repiten más a menudo.

Para hacer que estos 3 pasos que conllevan la compresión de una imagen sean más eficientes se puede hacer del siguiente modo:

- En el caso de la compensación de movimiento se podrían utilizar áreas de búsqueda más grandes para determinar qué bloques se repiten en imágenes anteriores.

- Para la codificación de la Transformada se puede dividir la imagen en bloques más pequeños o adaptados al tipo de contenido de la imagen en cada momento.

- En la codificación estadística se pueden incrementar el número de señales examinadas y utilizar modos más sofisticados para buscar la longitud de las palabras de las frecuencias de ocurrencia.

Todos estas mejoras contribuyen a determinar los diferentes ciclos de desarrollo para los códecs de vídeo.