Conceitos Vídeo Digital

Sumário

Conceitos

Persistência da visão humana Vídeo

Vídeo digital

Codificação de vídeo digital

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-1 MPEG-2

MPEG-4 parte 2 MPEG-4 parte 10

Sumário

(continuação)

Aplicações de vídeo digital

Vídeo sob demanda Vídeo ao vivo

Videoconferência

Método de transmissão de sinais televisivos

Conceitos

Persistência da visão humana

Retina do olho humano Período de tempo

Flicker

Conceitos

Vídeo

Do latim video (“eu vejo”) Processamento de sinais

eletrônicos para representação de imagens em movimento

Conceitos

Áudio

Vídeo geralmente envolve captura e reprodução de áudio

Som: onda mecânica longitudinal

O humano só identifica satisfatoriamente freqüências entre 20Hz e 20KHz (em média).

O som pode ser gravado mecanicamente, analogicamente e digitalmente

Reprodução ocorre com a inversão do processo

Conceitos

Vídeo:Características de um fluxo de vídeo:

Número de quadros (frames) por segundo Entrelaçamento

Resolução do Vídeo

Razão de Aspecto (Aspect Ratio) Espaço de cores/Bits por pixel Qualidade do vídeo

Método de compressão – em vídeos digitais Taxa de bits (bitrate) – em vídeos digitais

Conceitos

Vídeo: Captura e exibição de imagens

Técnica de captura Entrelaçada

Técnica de captura Varredura Progressiva CCD (Charge-Coupled Device)

CRT (Cathode Ray Tube) LCD (Liquid Crystal Display)

Conceitos

Vídeo: Entrelaçamento x Progressive Scan

Varredura entrelaçada – imagem varrida alternando-se conjuntos de linhas (requer duas varreduras)

Varredura progressiva (progressive scan) – um quadro inteiro é atualizado na mesma varredura.

Conceitos

Vídeo: Entrelaçamento x Progressive Scan

Conceitos

Vídeo: OLED

Conceitos

Vídeo: Captura e exibição de imagens

Câmera AVCHD Câmera HDV CCD

Conceitos

Vídeo: Captura e reprodução de áudio

Para captura de áudio utiliza-se um dispositivo que converte ondas sonoras (variação na pressão do ar) em sinais elétricos

Para reprodução de áudio, o processo inverso é feito: um dispositivo eletromecânico específico converte

Conceitos

Vídeo Digital

A representação digital (utilizando 0s e 1s) de um vídeo é chamada de “vídeo digital”

Imagem de resolução padrão: 720x576 pixels em PAL 720x480 pixels em NTSC

Codificação de vídeo digital

Vídeo puro requer mais recursos

Grande quantidade de memória (armazenamento) Maior banda passante (transmissão)

Características particulares dos vídeos

Redundância espacial Redundância temporal

Codecs de vídeo

Softwares ou hardware que processam vídeo utilizando algoritmos complexos

Codificação de vídeo digital

Dados

720 x 480 = 345.600 pixels

345.600 x 30 = 10.368.000 pixels

10.368.000 x 60 = 622.080.000 pixels

Vídeo Digital contém muita informação redundante

grande parte da imagem permanece inalterada entre dois quadros

Muitos pixels se repetem em um quadro

Solução: Comprimir vídeo para eliminar informações redundantes

Codificação de vídeo digital

Tempo

Zona de redundância temporal nos quadros de um vídeo

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-1

Capaz de comprimir sinais de vídeo com baixa largura de banda (até 1.5 Mbit/s)

Sincronização e multiplexação de vídeo e áudio Codec de compressão para sinais de vídeo não entrelaçados

Procedimentos de teste de conformidade Qualidade relativamente baixa

Utilizado em Video-CD (VCD)

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-2

Utilizado para codificação de vídeo para transmissão via satélite ou TV a cabo (TV digital)

Utilizado nos DVDs

MPEG-2 inclui definições de transporte (Transport

Streams) otimizadas para aplicações onde a perda de

dados é comum.

Suporte à vídeo entrelaçado

Supera MPEG-1 em qualidade em taxas superiores a 3Mbits/s

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-2 x MPEG-1

Melhor eficiência no tratamento de entrelaçamento Várias resoluções suportadas

Exige maior poder computacional

O quadro pode ter até 16.383 x 16.383 pixels

Qualquer decodificador MPEG-2 decodifica vídeos MPEG-1

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-4

Extensão para suporte de “áudio e vídeo”, conteúdo 3D, DRM, streaming de vídeo

Vários vídeos transmitidos pela Internet fazem uso deste padrão

Utilizado em diversos padrões de transmissão de TV digital, especialmente os de alta definição (HDTV) em sua versão AVC

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-4 (continuação)

MPEG-4 permite o uso de diferentes "profiles”

2 standards (designados por partes) relevantes para vídeo:

MPEG-4 Part 2

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-4 part 2

Qualidade superior a MPEG-2

Melhor tratamento de motion compensation,

ferramentas para global motion compensation, blocos adaptativos, etc.

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-4 part 10 (Advanced Video Coding ou H.264)

50% de ganho em bit rate sobre o Part 2

Utilizado tanto em sistemas de alta resolução (HD) quanto de baixa resolução (SD)

O h.264 estabelece diversos níveis de “profile”

Os discos Blu-ray e HD-DVD também o empregam para gravação de suas imagens

Técnicas de compressão de vídeo digital

MPEG-4 x MPEG-2

Uma gama muito grande de valores pode ser utilizada, permitindo a visualização das imagens do vídeo não importando a capacidade do meio de transmissão Exige um hardware mais potente.

O MPEG-4 é um padrão mais avançado:

Melhoria nos processos de compressão

Arquivos comprimidos com tamanho menor sem perda aparente de qualidade

Técnicas de compressão de vídeo digital

VCD DVD DVB DVB-S2

MPEG-1 PS TS MPEG-4

MPEG-2

MPEG-2 é usado em DVB e em DVD.

O fluxo de transporte (TS) e o fluxo de programa (PS) são formatos de arquivos de vídeo.

MPEG4 é usado pelo Digital Video Broadcasting Satellite -Second Generation (DVB-S2)

Aplicações de vídeo digital

Principais aplicações

Vídeo sob Demanda Vídeo ao vivo

Videoconferência

Características de distinção entre aplicações

Relação cliente/servidor

Qualidade do vídeo requerida Sincronicidade

Aplicações de vídeo digital

Vídeo sob demanda (VoD)

Definição de VoD

Um sistema de VoD é composto basicamente por três entidades:

Servidor VoD Clientes remotos

Rede de distribuição de conteúdo

Requisitos tecnológicos

Sistema de comunicação de alta velocidade

Maior largura de banda para os meios de transmissão Elevada capacidade de armazenamento

Aplicações de vídeo digital

Aplicações de vídeo digital

Vídeo ao Vivo

Consumo de mídia em tempo real (de alguma fonte) Fonte = câmera de vídeo, placa digitalizadora, etc.

Servidor de vídeo ao vivo distribui fluxo capturado para os clientes

Codificação do vídeo segmentada visto que o cliente pode acessar o vídeo em qualquer momento da

transmissão

Necessidade de sincronização de elementos internos Otimização do uso de recursos

Aplicações de vídeo digital

Unidade de Controle Multiponto Muting

Aplicações de vídeo digital

Videoconferência – Aplicações

LAVID DCS

Método de transmissão de sinais televisivos

IPTV (

Definição Benefícios

Método de transmissão de sinais televisivos

IPTV – Benefícios

Escolha de conteúdo para suas mãos

Duas vias de comunicação: Maior interação dos usuários com a TV

Exemplos

É possível atender a uma chamada telefônica na televisão e ver, em uma janela Picture-in-Picture, a imagem da pessoa com quem se está falando

Comprar imediatamente um produto que esteja sendo anunciado, ou que seja exibido em uma novela

Método de transmissão de sinais televisivos

IPTV x WEBTV

IPTV WEBTV

o conteúdo é enviado em

streaming, com garantia de

qualidade na entrega

o conteúdo é enviado em

streaming, mas não há garantia

de qualidade o receptor é um set-top box

conectado a televisão

o receptor usualmente é o computador

A rede de distribuição do

conteúdo (canais de TV, vídeo sob demanda, jogos,

mensagens, etc) do IPTV é uma rede IP fechada

é transmitida via internet (rede pública)

Pode-se montar uma

programação para ser enviada por download de acesso livre

Método de transmissão de sinais televisivos

IPTV

CMS: Content Management System

Sistema de Gerenciamento de Conteúdo – SGC

Sistema gerenciador de websites, portais e intranets Criar, gerenciar (editar e inserir) conteúdo em tempo real, sem a necessidade de programação de código Estruturar e facilitar a criação, administração,

distribuição, publicação e disponibilidade da informação

Permitir que o conteúdo de um website possa ser modificado de forma rápida e segura de qualquer computador conectado à Internet