Programando em NCL 3.0.pdf - Telemidia - PUC-Rio
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720 × 30; 1920 × 1080 × 30 ou 1440 × 1152 × 30). O padrão permitesubamostragem de crominância 4:2:0, 4:2:2 e 4:4:4.Note que vários formatos são menores que os tamanhos de TV atuais.Note também que as imagens de TV são significativamente menores do que astelas atuais das estações de trabalho. Quase todos os formatos de vídeo digitalapresentam a imagem em uma área menor do que a tela da estação. Algunspadrões, no entanto, chegam a resoluções suficientes para atender à qualidadedas TVs de alta resolução, a HDTV.H.261H.261 [ITU-T H.261, 1993] é o padrão de compressão mais usado emsistemas de videoconferência. Seu objetivo inicial foram as aplicações pararedes comutadas por circuito, mais especificamente RDSI-FE (Redes Digitaisde Serviços Integrados de Faixa Estreita). Daí decorre sua geração de tráfegoCBR (Constant Bit Rate, isto é, taxa constante) nas taxas de p × 64 Kbps, pvariando de 1 a 30.H.261 divide cada quadro (QCIF ou CIF) em macroblocos de 16 × 16pixels, gerando seis blocos de 8 × 8 pixels (4 de luminância e 2 decrominância), conforme ilustra a Figura A.16.(a) BlocosPixelsCbCrFigura A.16 Blocos H.261.Y(b) MacroblocosO padrão define dois tipos de codificação. Na codificação intraquadro, omacrobloco é codificado levando em conta apenas a redundância espacial dobloco. Cada bloco passa por um processo muito parecido com o descrito no430
JPEG modo sequencial, gerando os blocos codificados. Na codificaçãopreditiva, é realizada uma pesquisa no quadro anterior à procura de ummacrobloco, o mais parecido possível com o macrobloco que se quer codificar(a pesquisa é realizada apenas na componente de luminância e apenas em umaregião que circunda o macrobloco). O erro de predição (diferença entre osmacroblocos) é então enviado para codificação, sofrendo o mesmo processodescrito para a codificação intraquadro. No caso da codificação preditiva,deve também ser codificado o vetor (chamado de vetor de deslocamento), queespecifica o deslocamento entre o macrobloco corrente e o macrobloco doquadro anterior usado para a predição.Todo macrobloco sofre uma codificação intraquadro e preditiva. A quegera a maior compressão é escolhida. Uma vez codificados, os quadros sãoenviados a um buffer que vai regular o fluxo de informação para uma taxa debits constante. Lembre-se de que o H.261 foi pensado para uma redecomutada por circuitos. Como a taxa de entrada no buffer é VBR (VariableBit Rate, isto é, taxa variável), se não fosse tomada nenhuma providênciapoderia ocorrer estouro de buffer ou falta de bits codificados. Para que issonão aconteça, o tamanho do passo do quantizador (o quantum), doscoeficientes gerados a partir da transformada de cossenos, é ajustado, quandonecessário, conforme a quantidade de dados no buffer, para se chegar à taxaCBR desejada de saída.O ajuste no passo do quantizador afeta a qualidade do vídeo gerado,privilegiando os vídeos com poucas mudanças de cena. Pouca mudança decena implica maior compressão, isto é, menos bits gerados na codificação queentra no buffer, o que faz o processo de realimentação diminuir o quantumpara aumentar a quantidade de bits gerados. Como consequência dadiminuição do quantum, tem-se uma imagem de melhor qualidade. Como emaplicações de videoconferência e videotelefonia não existem, em geral, muitasmudanças de cenas, o padrão é bem apropriado para elas.O padrão H.263 [ITU-T H.263, 2005] estende o padrão H.261,introduzindo novos formatos de quadros, como discutimos anteriormente,otimizando o H.261 para codificação de vídeo a taxas inferiores a 64 Kbps eadicionando facilidades para maior qualidade e melhores serviços. Contudo,as idéias básicas de compressão são as mesmas.MPEG-1 e MPEG-2 VídeoIdênticos ao H.261, os padrões MPEG-1 e MPEG-2 vídeo [ISO/IEC11172-2, 1993 e ISO/IEC 13818-2, 2000] dividem um quadro emmacroblocos, como apresentado na Figura A.16, válido também para oMPEG com amostragem de crominância 4:2:0.431
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JPEG modo sequencial, gerando os blocos codificados. Na codificaçãopreditiva, é realizada uma pesquisa no quadro anterior à procura de ummacrobloco, o mais parecido possível com o macrobloco que se quer codificar(a pesquisa é realizada apenas na componente de luminância e apenas <strong>em</strong> umaregião que circunda o macrobloco). O erro de predição (diferença entre osmacroblocos) é então enviado para codificação, sofrendo o mesmo processodescrito para a codificação intraquadro. No caso da codificação preditiva,deve também ser codificado o vetor (chamado de vetor de deslocamento), queespecifica o deslocamento entre o macrobloco corrente e o macrobloco doquadro anterior usado para a predição.Todo macrobloco sofre uma codificação intraquadro e preditiva. A quegera a maior compressão é escolhida. Uma vez codificados, os quadros sãoenviados a um buffer que vai regular o fluxo de informação para uma taxa debits constante. L<strong>em</strong>bre-se de que o H.261 foi pensado para uma redecomutada por circuitos. Como a taxa de entrada no buffer é VBR (VariableBit Rate, isto é, taxa variável), se não fosse tomada nenhuma providênciapoderia ocorrer estouro de buffer ou falta de bits codificados. Para que issonão aconteça, o tamanho do passo do quantizador (o quantum), doscoeficientes gerados a partir da transformada de cossenos, é ajustado, quandonecessário, conforme a quantidade de dados no buffer, para se chegar à taxaCBR desejada de saída.O ajuste no passo do quantizador afeta a qualidade do vídeo gerado,privilegiando os vídeos com poucas mudanças de cena. Pouca mudança decena implica maior compressão, isto é, menos bits gerados na codificação queentra no buffer, o que faz o processo de realimentação diminuir o quantumpara aumentar a quantidade de bits gerados. Como consequência dadiminuição do quantum, t<strong>em</strong>-se uma imag<strong>em</strong> de melhor qualidade. Como <strong>em</strong>aplicações de videoconferência e videotelefonia não exist<strong>em</strong>, <strong>em</strong> geral, muitasmudanças de cenas, o padrão é b<strong>em</strong> apropriado para elas.O padrão H.263 [ITU-T H.263, 2005] estende o padrão H.261,introduzindo novos formatos de quadros, como discutimos anteriormente,otimizando o H.261 para codificação de vídeo a taxas inferiores a 64 Kbps eadicionando facilidades para maior qualidade e melhores serviços. Contudo,as idéias básicas de compressão são as mesmas.MPEG-1 e MPEG-2 VídeoIdênticos ao H.261, os padrões MPEG-1 e MPEG-2 vídeo [ISO/IEC11172-2, 1993 e ISO/IEC 13818-2, 2000] divid<strong>em</strong> um quadro <strong>em</strong>macroblocos, como apresentado na Figura A.16, válido também para oMPEG com amostrag<strong>em</strong> de crominância 4:2:0.431