Normas de codificação de vídeo

O desempenho de um codificador de vídeo depende da sua capacidade de conseguir taxas de compressão elevadas, sem ser à custa da degradação visual das imagens descodificadas. Como já foi referido, se o vídeo não fosse comprimido, o débito binário necessário para transmitir vídeo seria muito elevado, como se constata na Tabela 1.

Tabela 1 – Débito binário sem compressão (4:2:0, 30 Hz) [4].

Na Tabela 2 apresentam-se os resultados de desempenho dos codificadores H.261, MPEG-1 Vídeo e o H.263 (Perfil 3), na codificação de uma sequência com muito movimento. Na codificação da sequência com o MPEG-1 Vídeo, utiliza-se unicamente uma imagem do tipo I, a primeira da sequência, à semelhança do que acontece com o H.261, com N = 200.

Tabela 2 – Desempenho comparativo entre H.261, MPEG-1 Vídeo e H.263 (Perfil 3) [4].

Em termos de qualidade objectiva, o H.263 (Perfil 3) consegue cerca de 5 a 6 dB de ganho sobre o H.261 e em relação ao MPEG-1 Vídeo cerca de 4 dB, para toda a gama de taxas de débito. Estes ganhos devem-se essencialmente às técnicas de compressão mais eficientes que utiliza. Verifica-se também, que os ganhos do MPEG-1 em relação ao H.261 são cerca de 1 dB, assim, nestas condições o MPEG-1 mostra ser apenas um pouco mais eficiente que o H.261. Na Tabela 3 apresentam-se os ganhos médios em débito, para aplicações de streaming, de quatro soluções: H.264 /AVC (Perfil Main); MPEG-4 Visual (Perfil Advanced Simple, AS), o H.263 (Perfil High Latency, HLP) e o MPEG-2 Vídeo (Perfil e Nível Main).

Tabela 3 – Ganhos médios para aplicações de streaming [4].

Em termos de débito, o H.264/AVC apresenta ganhos em relação a todas as outras soluções, isto deve-se mais uma fez às técnicas de compressão que utiliza. Verifica-se, por exemplo, que o H.264/AVC tem um ganho de quase 50% em relação ao H.263. No entanto, o H.263 apresenta um ganho de 31% em relação ao MPEG-2 Vídeo. O MPEG-4 Visual apresenta ganhos em relação ao H.263 e MPEG-2 Vídeo de 17% e 43%, respectivamente.

A multimédia e o entretenimento são algumas das razões que sustentam a evolução tecnologia. Ao longo dos tempos, a necessidade de fornecer conteúdos de vídeo cada vez mais ricos em qualidade e sobre canais de baixo débito, levou ao desenvolvimento de várias técnicas de compressão do vídeo digital.

As aplicações que usufruem do resultado da codificação de vídeo variam entre a videotelefonia e a videoconferência, armazenamento de vídeos em CD, DVD ou Blu-Ray, a videovigilância ou até mesmo aplicações para edição de vídeo.

Dada a necessidade alargada de compressão do vídeo e a vasta gama de utilizadores e produtores de conteúdos, surge a necessidade de normalização das técnicas de codificação. As normas permitem interoperabilidade em mundos heterogéneos e com diferentes fabricantes, bem como facilitam que um produto tenha sucesso e aceitabilidade no mercado.

As duas grandes entidades de desenvolvimento de normas para codificação de vídeo são a ISO/IEC e a ITU-T. Ao longo dos tempos, com a crescente heterogeneidade da tecnologia, também estas organizações perceberam que deveriam trabalhar em conjunto, adoptando as melhores técnicas de cada uma e limitando a variedade de soluções. As normas H.262/MPEG-2 e H.264/MPEG-4, resultado da junção das duas instituições, foram e são as normas com maior sucesso no mercado.