TV Digital 3
A Caminho do Digital
Comprimido
COST 211- liderança
Europeia
Actividade de codificação digital de
vídeo iniciou-se na Europa, aplicada à videoconferência. Resultados
obtidos na década de 80 são tão promissores que se abre caminho para a possibilidade de codificar TV. Actividade de normalização acelera evidenciando interesses envolvidos
H.120 - videoconferência
a 2Mbit/s
COST 211 promoveu e aprovou
primeira norma ITU-T para
videoconferência a 2Mbit/s (H.120). Algoritmo pouco elaborado permitia qualidade aceitável para o efeito
mas significativamente abaixo da TV. Tecnologia entretanto surgida (DSPs, D/A, memórias, PCs, etc.) permitia pensar em algoritmos mais
H.120 - videoconferência a
2Mbit/s
H.120 só processava dentro de uma
imagem, eliminando redundância entre
pixels vizinhos em linhas próximas, mas a redundância maior estava obviamente
entre imagens. Por exemplo os fundos em videoconferência não mudam e são transmitidos continuamente constituindo informação redundante.
H.261
A H.261 é a norma actualmente mais
utilizada para videoconferência a px64kbit/s (p inteiro de 1 a 30).
Usam-se já as técnicas de compressão
entre imagens ainda hoje dominantes em todos os algoritmos de vídeo, e a
qualidade foi tão boa que o nível de
qualidade inferior, a 64kbit/s, é boa para terminais com pequenos visores.
Normas de telecomunicações
e do entretenimento
Aqui surge uma grande diversão no caminho
da normalização.
Funcionamento da ITU (fechado aos
operadores com plenários de 4 em 4 anos).
Mercado de vídeo-telefones nos anos 80 é
puramente empresarial, pois ainda não há RDIS e os privados não tem acesso digital.
Resultados obtidos são tão bons que será
Normas de telecomunicações e
do entretenimento
Dois caminhos surgem:
ITU inicia desenvolvimento de extensão da
norma para telefones analógicos com modem (modems “dial-up” melhoram e com pouco
mais pode colocar-se áudio e vídeo com
qualidade aceitável para uso dos particulares).
ISO/IEC inicia actividade para desenvolver
normas para equipamento no sector do entretenimento
H.263 e MPEG1
ITU desenvolve “up-grade” da norma
anterior para aumentar a sua eficiência.
ISO/IEC inicia MPEG1 que tem por
objectivo colocar áudio e vídeo nos CD´s usados para áudio, com qualidade VHS, requerendo por isso que áudio e vídeo no total não ocupem mais que 1.5Mbit/s.
As vantagens da ISO/IEC
ITU com I&D financiado pelas operadores
monopolistas, avançam com segurança mas devagar. Normas aprovadas em plenário de 4 em 4 anos. Indústria fica fora do processo.
ISO/IEC participam todos os países através
de Comissões técnicas abertas e
democráticas, onde todos podem intervir: universidades, indústrias, operadores,
utilizadores, ...Mas normas tem que conquistar indústria e utilizadores...
As vantagens da ISO/IEC
ISO/IEC orientada para o mercado em geral,
define normas que os países devem adoptar.
Indústrias querem normas que não se
desactualizem.
Nova forma de trabalhar, acelera
substancialmente o progresso.
)Objectivo normalização é avançado )fase competitiva
)fase colaborativa )norma provisória
As vantagens da ISO/IEC
Mercado para MPEG1 é muito superior ao
do vídeo-telefone da época. Aceleração MPEG é enorme.
No fim do MPEG1 resultados são tão bons
que se antecipa logo possibilidade de fazer norma para TV e HDTV, que veio a ser
MPEG2. Esta é tão boa que o MPEG1 acabou por ter pouco interesse.
Impacto no áudio
Impacto no áudio foi enorme. O algoritmo
mp3 (MPEG1 áudio Layer 3) foi um sucesso que os profissionais de áudio não puderam ignorar apesar de a indústria ter resistido a usar compressão no estúdio, e a usar mp3 na distribuição, neste último caso por causa dos direitos.
Bases do MPEG1
No processo competitivo de desenvolvimento do
MPEG1 Vídeo o COST 211 apresentou uma
evolução do algoritmo H.261, da vídeo-conferência, que viria a ser o campeão. Havia diferenças
necessárias para resolver situações novas tais como:
) acesso aleatório
) múltiplo áudio, vídeo e dados, ) pause, fast forward e fast reverse
Muitos melhoramentos vieram contudo da fase
MPEG2
Desenvolvimento em paralelo com H.262
para TV digital, acomoda todos os formatos desde baixa definição até HDTV
Qualidade é excelente. Conseguem-se
compressões superiores a ~10/1 em áudio e ~100/1 em vídeo.
Qualidade superior a “broadcast” analógico
com boa recepção a 5Mbit/s (hoje ainda é melhor).
MPEG4
Progresso continua. Novos paradigmas
deixam de ser exclusivamente orientados ao pixel - “object coding”.
Objectivos muito alargados incluem modos
de compressão para cinema, estúdio, redes sem fios, etc.
MPEG7 e 21
Novos problemas que tem a ver com as
aplicações em rede tornadas possíveis pela codificação anterior: normas de descrição de conteúdos (metadata) e normas para
transações de conteúdos, protecção, marcação e gestão de direitos.
DVB e ATSC
Organismos de TV adoptaram MPEG2 com o
objectivo de baixarem custos (FCC para o áudio não quis MPEG!!!). Chips para TV, DVD, etc. são comuns.
No entanto faltam muitas normas para regular
transmissão, “set-top boxes”, etc…
Entretanto surge DVD com grande sucesso
Nos estúdios resiste-se fortemente à compressão.
Mas HDTV vai fazer a diferença ao exigir 1,2Gbit/s por
canal!. Estudaremos esta questão com detalhe mais tarde
H.26L
Presentemente decorre trabalho de
colaboração entre ITU e MPEG para o
desenvolvimento de uma nova norma que permite melhorar a qualidade do vídeo em aplicações de baixo débito. Sairá no MPEG como mais um perfil de extensão do MPEG4.
Vamos seguidamente e antes de
descrevermos as normas, dar uma ideia das técnicas que se utilizam para retirar
Futuro
Grande pressão vem agora do mundo IP. A
Internet não tem ainda largura de banda suficiente mas a evolução recente faz
acreditar que a conjugação da melhoria dos débitos na Internet com as dos novos
paradigmas da codificação tornará possível até termos HDTV na Internet.
Exemplo: projecto Metavision: câmara que
Futuro
Talvez o arrefecimento verificado na euforia dos
.com e das TVs seja favorável por dar mais tempo para que se equacionem os problemas de migração e as melhores soluções para explorar as tecnologias já existentes. Mudança tecnológica já verificada faz muito mais que melhorar a qualidade das imagens ou a sua eficiência espectral. Altera completamente os diversos modelos de negócio (áudio com mp3, TV com “set top box” inteligente,…). Este está a ser o problema mais difícil.
Futuro
Mas existem problemas com o IPR. O
processo de inclusão e negociação de patentes nas normas não está a
funcionar como esperado.
Normas são abertas mas podem incluir
patentes que obrigatoriamente devem ser disponibilizadas em termos
razoáveis e sem discriminações. Só que...