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Permite codificar um vídeo em múltiplas camadas. Cada camada representa o vídeo com determinadas configurações de:
1 Resolução.
1 Taxa de quadros por segundo. 1 Qualidade (medida PSNR). 1 Taxa de bits por segundo (bitrate).
1 Ou seja, o vídeo é codificado apenas uma vez e pode ser transmitido e visualizado em diversas configurações/qualidades.
Comparação com MCU:
1 MCU precisa decodificar os dados, compor o novo vídeo e codificá-lo.
1 Um roteador escalável apenas faz a seleção e o encaminhamento dos pacotes ajus- tando o número de camadas de acordo com a capacidade do receptor.
Vantagens sobre o uso de MCU: 1 Minimiza o atraso.
1 Minimiza o processamento (feito apenas nos terminais). 1 Resulta em equipamentos mais baratos que MCUs. 1 Maior qualidade, visto que não faz transcodificação. Desvantagens sobre o uso de MCU:
1 Necessita de um software codificador e decodificador escalável nos terminais, exigindo maior processamento.
1 Dificuldade de interoperar entre diferentes fabricantes, pois o Scalable Video Coding (SVC) ainda é pouco explorado.
Codificação de vídeo escalável, simplificadamente, é uma forma de codificar um vídeo em diversas camadas cumulativas, onde as camadas inferiores possuem qualidade mais baixa e servem como base para as camadas superiores, que adicionam qualidade ao vídeo. Podemos ter, por exemplo, um vídeo codificado com 3 camadas, sendo elas:
1 Camada 0: resolução 160x120 e 15 quadros por segundo: 128 kbit/s;
1 Camada 1: agrega à camada 0 o diferencial para uma resolução 320x240 e 30 quadros por segundo: camada 1: 384kbit/s. Agregado “camada 0 + 1” = 512 kbit/s;
1 Camada 2: agrega o diferencial para uma resolução 640x480 e 30 quadros por segundo: camada 2: 512kbit/s. Agregado “camada 0 + 1 + 2” = 1024 kbit/s.
As três camadas do exemplo formam um vídeo apenas, e não três vídeos. Com codifi- cação de vídeo tradicional, para obter essas três diferentes configurações dos vídeos, seria necessário codificar o vídeo três vezes. Com codificação escalável é necessária apenas uma codificação. A desvantagem, porém, está no maior custo de processamento e em uma com- pactação um pouco menor do que a obtida com uma codificação não escalável (20% menos eficiente, por exemplo). A imagem seguinte ilustra o processo de codificação escalável.
Capí tu lo 6 - V id eo co nf er ên ci a mu lti po nt o Vídeo original Codificação única Codificação escalável Alta resolução, qualidade alta Alta resolução, qualidade baixa Baixa resolução TV PC celular O padrão mais atual para codificação de vídeo escalável é o H.264 SVC (Scalable Video
Coding). Com esta forma de codificação, é possível substituir a MCU por um elemento
chamado “roteador escalável”, que apenas faz a seleção e o roteamento dos pacotes, um processo muito mais simples e rápido que o processo feito pela MCU.
Roteamento e seleção das camadas Usuário 1 Usuário 3 Codificação escalável Usuário 2 MCU Usuário 1 Codificar Decodificar Decodificar Compor Usuário 3 Usuário 2
Como pode ser visto na figura anterior, o processamento feito pela MCU inclui: a decodifi- cação de todos os vídeos que ela recebe (todos os participantes da videoconferência); a composição dos vídeos em um só vídeo; a codificação deste vídeo gerado. Todo este processo é bastante complexo computacionalmente, incluindo assim o atraso na trans- missão. É também devido a essa complexidade que as MCUs são dispositivos caros, já que devem ter alto poder de processamento.
Já o modelo com roteador escalável passa uma maior complexidade para os terminais, mini- mizando o trabalho do roteador escalável, substituindo a MCU. Dessa forma, o roteador já recebe dos terminais os vídeos codificados de forma escalável, e apenas seleciona as camadas que serão retransmitidas aos destinatários, de acordo com a capacidade de processamento e banda de cada um. A decodificação e recodificação feitas pela MCU não são necessárias neste cenário, e a composição dos diversos vídeos é feita apenas no receptor, antes da exibição. Figura 6.14 Codificação escalável em três camadas. Figura 6.15 Comparação do roteador escalável com a MCU.
Ad m in is tr aç ão d e V id eo co nf er ênci a
Utilizando as 3 camadas de vídeo utilizadas como exemplo anteriormente, uma transmissão escalável pode se dar como no exemplo abaixo:
1 Os 4 participantes codificam seus vídeos de forma escalável, com as 3 camadas citadas no exemplo, transmitindo-as para o roteador escalável (que faz o papel do MCU);
1 O layout escolhido pelos participantes é de um vídeo com maior resolução (comutado por quem está falando no momento) e 3 vídeos com menor resolução;
1 O roteador identifica que o participante A está falando, e por isso transmite as camadas 0 e 1 de seu vídeo (obtendo um vídeo com resolução 320x240 e 30 quadros por
segundo a 512 kbit/s);
1 Para os outros 3 participantes, o roteador transmite apenas a camada 0 (vídeos com resolução 160x120 e 15 quadros por segundo a 128 kbit/s);
1 Com isso cada participante receberá 3 vídeos com resolução 160x120 e um vídeo com resolução 320x240, com banda total de 896 kbit/s (4x128kbit/s + 1x384kbit/s);
1 Eventualmente, se um dos participantes não tivesse banda suficiente, ele poderia receber somente a camada 0 de todos os participantes, minimizando sua necessidade de banda. É possível fazer diversas configurações de camadas variando resolução, quadros por segundo e banda de cada camada de vídeo na codificação escalável. Além disso, também é possível fazer adaptação da banda dos vídeos dinamicamente, ou seja, o total de 896 kbit/s recebido por cada participante no exemplo anterior poderia ser reduzido pelo próprio rote- ador em troca da perda de qualidade dos vídeos.
Como podemos ver, existem algumas vantagens relacionadas à utilização de vídeo escalável. Resumidamente, as vantagens em relação à MCU são:
1 O atraso é reduzido (não é necessário perder tempo em transcodificação e mixagem); 1 O processamento é reduzido, pois é feito apenas nos terminais. O roteador é só um enca-
minhador de pacotes que determina também o número de camadas para cada terminal; 1 Equipamentos mais baratos que MCUs.
Em termos de desvantagens, pode-se dizer que, como o modelo é novo, não existe padroni- zação de sinalização ainda, e a interoperabilidade entre diferentes fabricantes é prejudicada. Além disso, aumenta a necessidade de processamento nos terminais.