Codificadores de Vídeo e de áudio

A codificação é dos principais factores para que se possa oferecer a IPTV, dadas as limitações ao nível da rede. A normas de codificação actualmente disponíveis conseguem reduzir a largura de banda ocupada pelos conteúdos de vídeos mantendo uma elevada qualidade. Os codificadores encontram-se no video head-end e os descodificadores estão em casa dos consumidores, por exemplo nas STB.

Codificador de Vídeo

Um vídeo em PCM (Pulse Code Modulation) necessita de um débito tão elevado que nunca seria considerado para distribuição através das redes actuais. Surge por isso a necessidade de utilizar codificadores de fonte que permitam obter uma boa qualidade dos conteúdos com débitos bastante menores na sua transmissão.
Os primeiros sistemas IPTV utilizavam Motion Pictures Experts Group versão 2 (MPEG-2) da International Organization for Standardization (ISO), que permite codificar vídeos de definição padrão. Esta norma surgiu em meados dos anos 90 permitindo obter um factor de compressão cerca de 55 vezes menor em relação ao vídeo em PCM apresentando débitos binários na ordem do 3Mbps (comportáveis para o acesso ADSL) [5].
Apesar de ter sido bastante utilizado ao longo dos últimos anos o MPEG-2 tem vindo a ser substituído pela recente norma H.264/MPEG-4 parte 10 (finalizado em 2003). O MPEG-4, apesar de advir das normas MPEG anteriores, veio trazer alguns benefícios que o tornam especialmente indicado para o serviço IPTV. Esta norma  define um codificador AVC (Advanced Video Coding) constituído por duas camada principais (figura 4) [6]:

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Figura 4 – Estrutura de um codificador H.264/AVC [6]

  • NAL (Network Abstraction Layer): tem como objectivo formatar os dados e fornecer um cabeçalho informativo.
  • VCL (Video Coding Layer): é especificada para representar eficientemente os conteúdos de vídeo.

O codificador AVC foi adoptado pela maioria dos prestadores de serviços visto que apresenta diversas vantagens face a outros codificadores [7]:

  • Codificadores são bastante mais eficientes (codificação entrópica) com maiores factores de compressão para a mesma qualidade, sendo que em relação ao MPEG-2 (codificação estática) representam cerca de metade do débito.
  • Permite fornecer um maior número de canais para a mesma ligação de acesso.
  • Permite fornecer o serviço a clientes com ligações de débitos menores, aumentando a cobertura do serviço (figura 4).

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Figura 4 – Cobertura do serviço [7]

  • A incorporação do NAL oferece flexibilidade ao nível do transporte, permitindo a utilização de diferentes soluções de distribuição de vídeo.

 

Codificador de Áudio

   No que diz respeito ao áudio, a norma MPEG-2 é dividida em duas grandes partes [5]:

  • Áudio, (parte 3) – Codifica 5 canais mais um canal de baixa frequência, com elevada qualidade, de 384 kbits/s ou menos por canal, usando os seguintes ritmos de amostragem: 16, 22.05 e 24 kHz; oferece compatibilidade com o MPEG-1.
  • Advanced Audio Coding (AAC) , (parte 7) – Deixa de ser compatível com o áudio do MPEG-1, aumentando o desempenho do ritmo de distorção – maior qualidade para o mesmo ritmo; codifica de 1 a 48 canais, com ritmos de amostragem de 8 a 96kHz.

 

 Na norma MPEG-4 (Áudio, parte 3) o codificador usa o AAC já descrito no MPEG-2 (parte 7).