Vídeo. Introdução à Ciência da Informação

Vídeo

Vídeo

• O vídeo, do latim eu vejo, é uma a tecnologia de

processamento de sinais eletrônicos analógicos ou digitais para capturar, armazenar, transmitir ou apresentar imagens em

movimento.

Vídeo

• O termo vídeo ganhou com o tempo uma grande abrangência. Chama-se também de vídeo:

• uma gravação de imagens em movimento

• uma animação composta por fotos seqüenciais que resultam em uma imagem animada

Vídeo

• Atualmente, a grosso modo, é possível dividir os vídeos em: • Vídeo analógico

Vídeo Analógico

• Quer sob a forma analógica ou digital, consiste numa representação eletrônica de uma sequência de imagens. • As imagens que constituem o vídeo designam-se por

Fotogramas ou Quadros (Frames).

Vídeo Analógico

• Varredura

• Processo de construção de uma imagem na tela

• A tela é varrida de cima para baixo, apresentando uma linha de cada vez

• Taxa de Varredura: número de linhas apresentada por segundo

• Taxa de refrescamento

Vídeo Analógico - TV

• Existe uma limitação de largura de banda: taxa de

refrescamento máximo (normalmente) é de 25 frames por segundo

• A frequência de fusão é de 40 frames por segundo

• Quando o olho humano deixa de perceber a diferença entre os quadros

• Frequências menores gera-se o flicker (cintilação) • Frequências muito baixas ocasionam a perda da

Vídeo Analógico - TV

• Varredura Entrelaçada

• Varre linhas alternadamente para cada frame • Formato PAL (25 fps)

• Cada frame: duas imagens (campo)

• Uma para linhas pares outra para linhas ímpares

Vídeo Analógico – Cinema/VHS

Fotografias projetadas

• Os filmes são projetados a 24 frames por segundo. • Para resolver o problema da frequência de fusão:

Vídeo Analógico: Formatos de

Transmissão

• NTSC(National Televison System Committee) • PAL(Phase Alternating Line)

- PALplus

- PAL-M(com características do NTSC - Brasil) • Muse – 1979

Vídeo Analógico: Formatos de

Transmissão

Formatos de Transmissão: NTSC

• 1940

• 525 linhas • Aspecto: 4:3

Formatos de Transmissão :

PAL-M

Formatos de Transmissão :

SECAM

• França, Oriente Médio, Leste Europeu, União Soviética • 1967

• 625 linhas • Aspecto: 4:3

• Parecido com o PAL

Formatos de Transmissão :

Muse

• Japão

• Hi-Vision (HIgh-definition teleVISION) • 1979

• 1035 linhas • Aspecto: 16:9

Sistemas de Gravação Analógicos

• Videocassete U-Matic

• Videocassete Domestico: Betamax, VHS e HI-8 • Betacam

Sistemas de Gravação Analógicos

• Quadruplex

• Primeiro formato videotape usado em televisões comercais. • Criado em 1956, usava dois

carretéis de 2 polegadas [2.54 cm] abertos sem nenhum tipo de caixa. Funcionava inicialmente em preto e branco logo em seguida a cores.

• Foi abandonado,gradativamente no Brasil, em 1970 dando

Sistemas de Gravação Analógicos

• U-Matic

• Sony: 1971 • Cassete • 1.9 cm

Sistemas de Gravação Analógicos

• Betamax

• Sony: 1975

• Imagem superior ao VHS • 1,27 cm

• Melhor integração com o hardware (mais rápido)

• Menor tempo de gravação

Sistemas de Gravação Analógicos

• VHS

• JVC: 1976

• Fita magnética de ½ polegada • 280 linhas de definição

VHS X BetaMax

Sistemas de Gravação Analógicos

• Betacam

• Gravação profissional • Sony

Sistemas de Gravação Analógicos

• S-VHS

• JVC - 1987

• 240 linhas -> 420 linhas

Sistemas de Gravação Analógicos

• Hi-8

• Video8 (analógico) e Hi-8 (analógico e digital) • 240 linhas

• O Vídeo analógico é um sinal transferido por um sinal analógico. Ele contém duas informações principais:

• Luminância

Vídeo Analógico

• O sinal composto pode ser:

• Transmitido por ondas de rádio (antena interna de televisão)

• Gravação em video-cassete (VHS)

Vídeo Analógico - Radiofusão

Vídeo Digital

• Informação é armazenada digitalmente (formato de bits) • Vantagens

Vídeo Digital

• Formato: Vídeo Digital (Digital Vídeo – DV) • Lançado 1996

• Panasonic, Phillips, Sony, JVC, Sanyo…

• Compressão: MPEG

Vídeo Digital

• DVD

• Nasceu em 1995

• Junção do MMCD (Multimedia Compact Disc) + SD(Super Density Disc)

Vídeo Digital

• DVD

• armazena 4.7 GB, dual layer 8.5GB • Estrutura:

• *.IFO (de informação) são scripts sobre "como" rodar o DVD;

• *.BUP são backups dos *.IFO;

• *.PUO são de operações proibidas ao usuário e são

removidos quando ripamos (nomenclatura usada quando convertemos um DVD para arquivo de computador);

Vídeo Digital

• DVD

• DVD-R: permite uma gravação

• DVD+R: permite uma gravação e é mais rápido • DVD+R DL (dual-layer): semelhante ao DVD+R,

• DVD-RW: permite gravar e apagar cerca de mil vezes

• DVD+RW :importantes aperfeiçoamentos, editar o conteúdo do DVD sem ter de apagar todo o conteúdo que já estava gravado e um sistema de controle de erros de gravação.

Vídeo Digital

Vídeo Digital

• Blu-Ray

• Comprimento de onda do laser azul-violeta menor que nas tecnologias anteriores.

• Sistema de lentes duplas

• Camada de proteção de durabis que evita arranhões e facilita leitura

• Aceita MPEG2 e MPEG4

Vídeo Digital

• Blu-Ray

• BD-ROM: Um disco que é só de leitura (54 Mbps) • BD-R: Disco gravável(36 Mbps)

Vídeo Digital

Blu-Ray X DVD

Formatos suportados MPEG2, MPEG4 – AVC,

VC-1(baseado em wmv) MPEG2

Resistência a arranhões e gordura

Vídeo Digital: TV Digital

• TV Digital – transformações em relação ao sistema analógico: • Alta qualidade de som

• Alta qualidade de imagem

• Possibilidade de interatividade na TV • Governo Eletrônico

• Comércio Eletrônico • Educação

• Saúde

Vídeo Digital: TV Digital

SITEMAS DE TRANSMISSÃO:

ATSC – Association Televison System Committee – USA – 1994 DVB-T – Digital Video Boadcasting – Terrestrial – Europa - 1998 ISDB-T – Integrated Services of Digital Broadcasting – Terrestrial -

Japão

SBTVD – Sistema Brasileiro de Televisão Digital – Terrestre – 2006 PADRÃO DE TRANSMISSÃO – ISDB-T_B

% de domicílios no Brasil com:

•

Fogões:

98%

• Aparelhos de TV :

90%

•

Refrigerador:

87%

•

Esgoto:

66%

•

Telefone:

62%

•

Microcomputador:

14%

•

Accesso à Internet : 10%

•Existem dois tipos básicos de Interatividade: - Interatividade Carrossel;

Servidor de dados Radiodifusão

Servidor de dados Radiodifusão

Internet

•Interatividade com Retorno

Servidor de dados Internet

Modem

Central Telefônica

•Canal de Retorno

•Linha Discada: barato mas lento

Servidor de dados Radiodifusão Internet Modem Central Telefônica •Canal de Retorno

•Linha ADSL: caro, cobertura limitada, velocidade aceitável

Servidor de dados Internet

Celular

ERB

•Canal de Retorno

•Celular: caro, velocidade limitada

Servidor de dados Radiodifusão Internet Ponto de acesso •Canal de Retorno •AD-HOC

Internet Ponto de acesso

X

•Canal de Retorno

•AD-HOC: capacidade variável e não confiável, dificuldade de estabelecer rede em locais pouco populosos, gratuito ou muito barato

Fim da televisão analógica

Fim da televisão analógica

no Brasil - 2016

Vídeo em Meio Digital

Desvantagens em relação a outras mídias: • Complexidade

• Consome quantidade elevada de memória

• Ex: uma seqüência de vídeo de 30 segundos sem

compressão, transmitida a 30 fps e com imagens de

Vídeo em Meio Digital

• Parâmetros importantes de Captura

• Taxa de transferência de dados do suporte de armazenamento;

• Tamanho da janela; • Taxa de frames;

Vídeo em Meio Digital

• Taxa de transferência de dados do suporte de armazenamento • Suportes mais rápidos são: Discos rígidos, DVD’s e

CD-ROM’s, Blu-Rays

Vídeo em Meio Digital

• Tamanho da janela - Quanto menor for a janela mais rapidamente a informação poderá ser processada. • Valores comuns:

Vídeo em Meio Digital

• Taxa de Frames - número de imagens que passadas em cada segundo.

• Este valor pode ser de:

• 30 fps (também designado por FULL MOTION); • 25 fps;

• 15 fps; • 12 fps.

Vídeo em Meio Digital

• Qualidade da imagem (paleta de cores) - tem a ver com a quantidade de informação que será captada por cada frame. • Variação:

• Baixa qualidade: 8 bits - apenas 25% do total da informação da imagem é armazenada;

• Alta qualidade: 32 bits - a informação sobre a imagem é armazenada a 100%.

É importante saber:

um sistema para compressão de vídeo objetiva

reduzir a taxa de transmissão e opera

removendo a redundância e/ou informações de

menor importância do sinal antes da

transmissão.

Compressão de Vídeo

• Compressão: os algoritmos de compressão são absolutamente indispensáveis no caso do vídeo, por duas razões:

1. para que não ultrapassem a taxa de transferência de

dados permitida pelo suporte em que estão armazenados (se isso acontecer, não são reproduzidos de forma regular mas aos “pulos”);

2. para ocuparem menos espaço pois, sem compressão, os

valores são assustadores:

 1 segundo de vídeo a 30 fps pode ocupar 30 Mb;  1 minuto de vídeo a 30 fps pode ocupar 1,8 Gb.

Compressão de Vídeo

• A Compactação elimina as redundâncias e organiza os bits de forma que ocupem menos espaço no dispositivo de

armazenamento ou transmissão.

"Não pergunte o que o seu país

pode fazer por você -

Pergunte o que você pode

fazer por seu país!"

Compressão de Vídeo

• Não pergunte o que o seu país pode fazer por você - Pergunte o que você pode fazer por seu país! (93 bytes = 774 bits )

• 1 – “Pergunte “ - 2 vezes • 2 – “o que “ - 2 vezes • 3 – “você ” - 2 vezes • 4 – “país” - 2 vezes • 5 – “pode” - 2 vezes • 6 – “fazer “- 2 vezes • 7 – “por “ - 2 vezes • 8 – “seu “ - 2 vezes

• Compactado: Não_12_o_845673_-_12356784!(28 bytes = 224 bits)

Blocos com alta correlação

Compressão de Vídeo

• Tipos de compressão: espacial e temporal.

Compressão de Vídeo

Motion-JPEG

• O codec não normalizado mais simples.

• Usa o norma JPEG para imagens fixas para cada quadro individualmente.

• O desempenho de codificação não é muito bom

• Usado por muitas das primeiras aplicações de vídeo.

Padrão MPEG • MPEG-1

• Qualidade de VHS

• Habilitado para Vídeo CD • Habilitado para CD-ROM

• Originalmente 352x240, 30fps • MPEG-2

• Qualidade de DVD

• Habilitado para TV Digital set-top boxes

• Habilitado para Digital Versatile Disk (DVD)

• DVD - 720x480 30 fps e também possibilita 1280x720, 60fps

• MPEG-4

• Aprovado em novembro de 1998 • Qualidade em evolução

• Baseado no formato de arquivo QuickTime

• Envio escalonável — de telefones celulares a televisões via satélite

• Vai ser utilizado na TV Digital Brasileira

Formatos de Vídeo

Formato MPEG:

• A maior vantagem do MPEG em relação a outros formatos para a codificação de vídeo e áudio: os arquivos MPEG são bem menores para a mesma qualidade.

• H.264

• Tecnologia da próxima geração de compressão de vídeo no padrão MPEG-4, conhecido como MPEG-10 Parte 10.

• O H.264 pode unir a melhor qualidade possível do MPEG-2 com até metade da taxa de transmissão de dados.

• Objetiva fazer o que os outros padrões faziam mas de forma mais eficiente, robusta e prática

• Suporta as aplicações mais comuns do mercado: broadcast, armazenamento e streaming.

• Permite a utilização de metadados para descrição e busca de vídeos

Formatos de Vídeo

Formato MOV:

• MOV - é um formato de arquivo padronizado para produção e reprodução que permite que o vídeo e o áudio sejam

capturados e combinados num arquivo único, para uma determinada máquina, e reproduzidos em conjunto em qualquer outra máquina que utilize o QuickTime;

Formatos de Vídeo

Formato AVI:

• Similar ao MOV, este formato combina a produção e reprodução de áudio e vídeo simultaneamente.

Formatos de Vídeo

• Divx

• Criado em 1999 por Jerome “Gej” Rota

• Codec de compressão de vídeo. 1ª versão divx ;) 3.11 • 15% de MPEG2, possibilidade de juntar com mp3

• Primeiro salto para versão 4

Formatos de Vídeo

• Compressão do DIVX

• O método de compactação DIVX funciona tornando repetitivas as imagens que não se modificam no decorrer dos frames

(quadros) que formam o vídeo. Simplificando: tomando-se uma cena onde a câmera é estática e fundo não se modifica, o codec DIVX grava um único frame dessa imagem e repete-o até a

imagem sofrer alguma alteração. Na mesma cena, caso haja

uma pessoa andando, somente os pixels em que sua imagem se sobrepõe são modificados. O resto da cena pode ser