Anteproyecto convesor de video A/D

Contenido

Integrantes del grupo

• Pablo Rodríguez Hoffman - No. est 139082
• Martin Szmulewicz - No. est 139123

Descripción del proyecto

El proyecto se basaría en la implementación de un conversor de video analógico-digital autónomo, es decir, sin necesidad del uso de una PC para el proceso.

El dispositivo constaría de los siguientes conectores y controles:

• Una entrada de audio/video clásica
• Un botón REC
• Una salida USB
• Display LCD indicador del estado (opcional)

El funcionamiento del dispositivo sería el siguiente: se conecta por las entradas de audio/video a una filmadora (por ejemplo) y se pulsa el botón REC. Luego de unos instantes se vuelve a presionar el botón REC finalizando el proceso de grabación. Toda la información capturada por las entradas A/V entre las dos pulsaciones del botón se encontraran guardada en una memoria interna que tendrá el dispositivo en algun formato digital (avi, mov, mpg u otro).

Luego, el dispositivo podrá ser conectado por la salida USB en modalidad mass storage (o similar). Esto permitiría conectarlo a una PC y poder acceder inmediatamente al archivo de video capturado.

Motivación

La motivación para desarollar este proyecto surge de la necesidad de tener un mecanismo simple, sencillo, y accesible al usuario promedio para pasar videos viejos en formato analógico a formato digital cuyo uso es cada vez más masivo.

Nosotros entendemos que actualmente (al menos en el Uruguay) no hay ningun mecanismo o dispositivo difundido que sea capaz de realizar dicha tarea. La alternativa más viable y disponible al usuario final es comprarse una tarjeta capturadora para la PC que, si bien es un gasto extra, cada vez es más común que las máquinas nuevas ya vengan con tarjetas capturadoas. Sin embargo, el problema recién empieza alli, ya que una vez que tenemos la tarjeta capturadora se nos presenta la interrogante de como realizar la captura propiamente dicha. A partir de alli se nos abre un amplia gama de opciones siendo que existen cientes de programas para la tarea, de los cuales seguramente el que vino con el CD de la capturadora es el peor. Será la mejor opción comprar algun programa "medio pro" para realizar la tarea?. La respuestas a estas interrogantes es muy variada, siendo que existen varios programas gratuitos (freeware y opensource) para capturar video mucho mejores que mucho programas comerciales.

Pero bueno, no solo es complicado decidir que programa usar (si usar algo free, o incluso comprar algo más pro) sino que luego de haber escogido el programa surge la nueva interrogante cual es el mejor formato para capturar el archivo, cual es la mejor resolución, cuadros por segundo, cuanta compresión usar?.

En fin, un montón de temas de índole técnica que requieren de un largo proceso de investigación para un usuario idóneo y seguramente dejarían fuera de combate a un usuario normal.

Es por eso que surge la idea de crear un dispositivo "tonto" para la captura de video con las siguiente características:

• Accessible. Antes que nada debe ser económicamente accesible para un ciudadano de clase media, aunque aun no hemos hecho un análisis de mercado como para dar números en esta área.
• Sencillo. Otra cosa muy importante es que debe ser bien simple de usar, ya que es justamente la complejidad de métodos alternativos lo que estamos intentando atacar.
• Flexible. Debería tener la flexibilidad suficiente como para poder elegir al menos 2 calidades de grabación y algun otra opción útil (con o sin audio) sin afectar la sencillez de uso estipulada en el punto anterior.
• Portable. Debe ser lo suficientemente pequeño como para que pueda ser transportado sin que sea una carga molesta. En otras palabras, su tamaño no debería superar al de la propia filmadora.

Cronograma del proyecto

El cronograma tentativo del proyecto, segun nuestro punto de vista, es el siguiente:

• 1. Elección de tema. Duración estimada: 1 mes (abril 2005)
• 2. Análisis. Duración estimada: 4 meses ( mayo-agosto 2005 )
• 3. Presentación oral.
• 3. Diseño. Duración estimada: 3 meses ( setiembre-noviembre 2005 )
• 4. Implementación y depurado. Duración estimada: 3 meses ( diciembre 2005-febrero 2006 )
• 5. Entrega ( marzo 2006)
• 6. Defensa ( abril 2006)

Como puede verse, el proyecto en sí constará de 3 grandes etapas (análisis, diseño e implementación) las cuales se comentan con más detalle más adelante en este informe.

La duración de las etapas se basa unicamente en nuestras espectativas actuales las cuales, dada nuestra escasa experiencia en el tema, probablemente sean erróneas. Sin embargo, estimamos el momento de la presentación oral para fines de la etapa de análisis y principios de la etapa de diseño.

A continuación se detalla el contenido de cada etapa.

1. Etapa de Análisis

La etapa de análisis constará de un estudio previo del background teórico necesario para desarrollar el dispositivo, como ser estudio de los protocolos de audio y video análogico para saber con que tipo de señales estamos trabajando, dispositivos capaces de codificar y decodificar audio y video. También el estudio de medios de almacenamiento interno disponibles y facilidades de cada uno.

En esta etapa también se puede estudiar otros dispositivos similares disponibles en el mercado para tener una idea de los precios finales posibles y quizás tomar prestada alguna idea para el diseño.

Sin duda, la parte más importante de esta etapa consta de la investigación de la disponibilidad de hardware en el mercado para llevar a cabo la implementación, asi como su adaptación al presupuesto disponible. Entre los componentes a investigar, se destacan:

Procesador a usar

Estudiar (con la guia del tutor) que tan viable puede ser implementar el proyecto en una FPGA, o si buscar algun procesador que esté mas acorde a la tarea. Una opción puede ser el procesador Etrax de Axis, una empresa que se dedica principalmente al desarollo de cámaras web pero que decidió largar a la venta su propio procesador en función de los buenos resultados obtenidos. Pensamos que dicho procesador puede ser apropiado debido a que ya viene con un linux incluido (lo cual facilita enormemente el desarollo) y además está diseñado (aunque no de forma exclusiva) para aplicaciones de video.

Más información sobre el procesador Etrax se puede encontrar en los siguientes links:

• http://www.axis.com/corporate/press/industry_news/021209_etrax_mcm.htm
• http://developer.axis.com/products/mcm/

Codificador de video

Estudio de un integrado disponible para la codificación de video.

Medio de almacenamiento

Estudio del medio de almacenamiento (y/o acceso a datos) a usar, de los cuales (en primera instancia) se nos ocurren tres grandes alternativas:

1. Almacenamiento interno: Un mecanismo de alcenamiento interno, con una conexión USB pasiva que provea algun protcolo estándar de acceso a los datos como ser mass-storage.

2. Tarjetas de memoria: Otra opción, quizás más flexible para el usuario final, puede ser el proveer un zócalo de conexión para alguna tarjeta de memoria (SD, compact flash, memory stick, etc).

3. Almacenamiento USB remoto: Una última opción podría ser que el disposiivo se conecte de forma activa via USB a un medio de almacenamiento (por ejemplo, mass-storage). Esto permitiría, por ejemplo, ser capaz de conectar un pen-drive al aparato para descargar la información.

De todos estos medios de almacenamiento el más interesante parece ser el segundo, pero no descartamos la posibilidad de brindar más de uno en caso de que el tiempo y presupuesto lo permitan.

2. Etapa de Diseño

La etapa de diseño tiene como finalidad "bajar a tierra" la información recopilada en la etapa de análisis, es decir la creación de los esquemáticos y el diseño de los circuitos a implementar.

Una vez finalizada la etapa de análisis se tendrá una idea general bastante sólida de que componenetes se principales se usaran. La etapa de diseño consta de compilar toda esa información y llevarla a algo implementable, es decir, esquemáticos de los circuitos, diagrama de conexiones de todos los componentes y en caso de ser necesario/viable una maqueta del mismo.

3. Etapa de Implementación y depurado

La última etapa consiste en la implementación propiamente dicha del prototipo incluyendo: compra del hardware pre-especificado, construcción de los circuitos y programación del procesador con las especificaciones preparadas en la etapa de diseño.

No descartamos que en esta etapa puedan surgir imprevistos que requieran la revisión de algunas pautas del diseño, simplemente contamos con la ayuda del tutor y una revisión exhaustiva previa del diseño para minimizar estos imprevistos.

Esta etapa también contará por supuesto con una larga etapa de depuración y prueba del dispositivo hasta lograr una implementación robusta y confiable. Dicha etapa puede implicar logicamente la reimplementación de partes defectuosas en caso de que las hubiese.