Edição 1 Especial em Português - SET

MPEG-2, em específico, tem umalarga abrangência no mundo inteiro,alcançando países da Europa,Estados Unidos e Japão.O grupo VCEG foi, inicialmente,responsável pela pesquisa edesenvolvimento do conhecidoH.264 para compressão de vídeo.Esse padrão foi projetado paraser capaz de fornecer uma boaqualidade de vídeo utilizando umataxa substancialmente baixa debits, sem aumentar a complexidadede implementação de modo queo tornasse impraticável e de altocusto. Estima-se que, com essatecnologia, se possa obter entre40 e 70% mais compressão que are cada um desses blocos.tecnologia anteriormente utilizada(MPEG-2). Em uma mesma bandade transmissão de vídeo serápossível transmitir ou mais canaisou mais qualidade, beneficiandosegmentos como os de televisãoe telefonia celular --que poderãoutilizar de forma mais eficiente ose . cada um canais desses de blocos. transmissão-- e tambémo segmento de empresas que atuamno armazenamento de filmes emDVDs ou Blu-Rays. O nome H.264segue o padrão H.26x do VCEG,mas é comum ter outras referênciasa esse padrão --como H.264/AVC,AVC/H.264 ou MPEG-4/H.264 AVC--para realçar o trabalho conjunto.dos grupos VCEG e MPEG. Desde aprimeira versão, em maio de 2003,outras oito versões foram lançadas.A oitava versão foi aprovada emnovembro de 2007, o que mostraque esse padrão se mantém emconstantes atualizações.Embora seja um padrão bem melhorque o MPEG-2, sua penetração naTV digital ainda é pequena, e issoem virtude de ser um padrão muitorecente. O Brasil é um dos pioneirosna adoção desse padrão para transmissãoterrestre, o que vai garantirao telespectador brasileiro uma qualidadede sinal superior aos que hojequando comparado ao padrão MP3,como o aumento do número de canaisque passou de cinco do MP3para 48 canais e uma qualidadesuperior em taxas menores: porexemplo, a qualidade de áudio em96 Kb/s no MPEG2-AAC é superiorao MP3 na taxa de 128 kb/s. Em2005 o grupo MPEG definiu o padrãoMPEG-4 AAC (ISO/IEC 14496-3) queadicionou novas ferramentas ao padrãoMPEG-2 AAC para melhorar aqualidade de codificação em taxasmenores e é atualmente o padrão deáudio mais avançado.O padrão MPEG2-AAC é o adotado emto. No MPEG2 cada macrobloco se divide em são quatro utilizados blocos por 8x8 outros e a países. estimação O diversos de movimento países que é já iniciaram suasJapão utiliza o H.264 como padrão, transmissões digitais, como Japãomas somente para transmissão de e os países da Europa. O Brasil, àconteúdos em baixa resolução, o similaridade do que fez relativamente.264, além da tradicional 8x8, temos definidos chamado diferentes “one-seg”. formatos de partição ao padrão de para vídeo, os adotou o padrãocos. Cada macrobloco 16x16 pode ser tratado A história como dos um padrões macrobloco de compressãode áudio segue a linha de de-parte por iniciar suas transmissõesinteiro mais 16x16, recente, ou o ser MPEG-4 AAC, emado em dois blocos de tamanho 16x8 ou 8x16, ou ainda em quatro blocos 8x8. Caso o modosenvolvimento do grupo MPEG. Em digitais posteriormente aos demaisescolhido, cada um desses blocos pode ser utilizado na sua forma completa1991, surgiu o padrão de áudio MP3 países, 8x8, mas ou principalmente ser peloto. ado No em MPEG2 dois blocos cada macrobloco 8x4 ou 4x8, se ou divide ainda em em (MPEG-1, quatro quatro blocos Layer-3 blocos 8x8 ISO/IEC 4x4. e a 11172-3) estimação A figura Figura posicionamento de movimento 1 ilustra pioneiro as é de adotarque se tornou um formato muito populare ainda muito usado nos dias no mercado mundial, apostando nohoje. Em 1997, surgiu o padrão diferencial de sua qualidade frentepadrões ainda não consolidados.264, além da tradicional 8x8, temos definidos diferentes formatos de partição para osMPEG-2 AAC (ISO/IEC 13818-7), aos padrões anteriores.cos. Cada macrobloco 16x16 pode ser tratadotambémcomoconhecidoum macroblococomo MPEG-2inteiro 16x16, ou serAdiante, teremos uma explicaçãodo em dois blocos de tamanho 16x8 ou 8x16, NBC ou (“Non-Backward ainda em quatro Compatible”) blocos 8x8. mais Caso detalhada o modo dos padrões H.264escolhido, cada um desses blocos pode ser por utilizado não ser compatível na sua com forma o padrão completa e o 8x8, MPEG-4 ou AAC, ser adotados peloanterior, o MP3. O padrão MPEG2- Sistema Brasileiro de Televisãodo em dois blocos 8x4 ou 4x8, ou ainda em AAC quatro apresentou blocos diversas 4x4. melhorias A figura Figura 1 ilustra asDigital, detalhando as descriçõestécnicas de cada um.Codificação de VídeoEm sua essência, o padrão H.264segue os mesmos princípios decodificação comuns aos outros formatosdesde o antigo MPEG-1: divisãoFOR de VIDEO imagem em macroblocos,1 - Formatos de partição de macroblocos. Fonte: IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMSTECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 7, JULY 2003 – pag 604estimação de movimento usandoquadros anteriores e posterioresobjetivo dessas partições é dar uma melhor adaptação às movimentações transformada das diferentes e baseada em DCTque compõem a imagem (Figura 2). Para cada um dos blocos criados será atribuído e codificação um vetor das de informações porentropia através de códigos deto e a escolha do formato de partição mais eficiente para cada macrobloco da imagem fica acomprimento variável. Na realidade,esses entre fundamentos básicos deencoder. Esse é um dos principais fatores que implicam em diferença de qualidadeFigura 1 - Formatos de partição de macroblocos. Fonte: IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS ANDentos.codificação de vídeo são explorados1 - Formatos de SYSTEMS partição FOR de VIDEO macroblocos. TECHNOLOGY, VOL. Fonte: 13, NO. IEEE 7, JULY TRANSACTIONS 2003 – pag 604 ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEOpelo H.264 com uma sofisticaçãoTECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 7, JULY 2003 – pag 604que o torna capaz de extrair umaeficiência de codificação até entãoobjetivo dessas partições é dar uma melhor adaptação às movimentações das diferentesnão atingida por outros codificadores.Por um outro vetor lado, de essa sofistica-ue compõem a imagem (Figura 2). Para cada um dos blocos criados será atribuídoto e a escolha do formato de partição mais eficiente para cada macrobloco da ção imagem acarretou fica em a um aumento decomplexidade que vem desafiandoencoder. Esse é um dos principais fatores que implicam em diferença de qualidade entre osos engenheiros e projetistas de encoderse ntos.decoders.Alguns dos aprimoramentos doH.264 em relação a métodosanteriores são:Compensação de movimentocom blocos de tamanho variávelFigura 2 - Exemplo de escolha otimizada de particionamento de macroblocos. Fonte: H.264 / MPEG-4Part 10 White Paper – Inter Prediction – www.vcodex.comEm padrões anteriores, temos aExemplo de escolha otimizada de particionamento macroblocos. Fonte: H.264 / MPEG-4 Part 10 White Paper –Inter Prediction – www.vcodex.comdivisão dos quadros em macroblocosde tamanho 16x16 e a posteriorestimação de movimento para cadaum desses macroblocos resultandoem vetores de movimento. NoMPEG2 cada macrobloco se divideem quatro blocos 8x8 e a estimaçãode movimento é feita sobre cada umdesses blocos.No H.264, além da tradicional 8x8,temos definidos diferentes formatosde partição para os macroblocos.Cada macrobloco 16x16 pode sertratado como um macrobloco inteiro16x16, ou ser particionado em doisblocos de tamanho 16x8 ou 8x16,ou ainda em quatro blocos 8x8.Caso o modo 8x8 seja escolhido,cada um desses blocos pode serutilizado na sua forma completa8x8, ou ser particionado em doisblocos 8x4 ou 4x8, ou ainda emquatro blocos 4x4. A figura Figura1 ilustra as partições.O objetivo dessas partições édar uma melhor adaptação àsmovimentações das diferentestexturas que compõem a imagem(Figura 2). Para cada um dos blocoscriados será atribuído um vetor demovimento e a escolha do formatode partição mais eficiente paracada macrobloco da imagem fica acargo do encoder. Esse é um dosprincipais fatores que implicam emdiferença de qualidade entre osequipamentos.Predição espacial paracodificação IntraA codificação intra, em nível dequadro ou de macrobloco, é utilizadaquando a similaridade do conteúdodo bloco é mais presente dentro daprópria imagem do que entre váriosquadros. Ao codificar um quadroIntra, primeiro o encoder gera umaestimativa dos pixels (predição)para que posteriormente o resíduodessa predição seja codificado. Éuma técnica também já presenteem outros codificadores, mas noH.264, para cada bloco 4x4 deum macrobloco Intra, é possívelescolher entre nove tipos depredição (vertical, horizontal, DCe mais seis diagonais). Mais umavez, uma melhor escolha para cadabloco acarreta em maior eficiênciae maior qualidade de imagem, etambém caracteriza fator importantena avaliação dos equipamentos decodificação.Múltiplos quadros de referênciaA estimação de movimento utilizandoo quadro imediatamente anteriorou posterior é o recurso utilizadopelo MPEG-2. No H.264 a escolhaFORO SBTVD 54