Vídeo - IPTV a technical and economical approach - UNREGISTERED VERSION

Os sinais de televisão em sistemas IPTV são digitais, isto significa que uma sequência de vídeo é vista como um conjunto de imagens (Group of pictures), em que cada imagem é dividida em fatias (slices) e cada fatia é divida em Macroblocos de 16×16, que por sua vez são divididos em blocos de 8×8. Logo uma imagem pode ser vista como uma matriz de pontos, em que cada ponto é um pixel composto por 1 valor de luminância e 2 de crominância.

Como sabemos, o sistema visual humano é menos sensível à cor do que a tons de preto e branco, logo será normal que o sinal de luminância e de crominância não sejam amostrados com a mesma resolução. Devido a este factor foram definidos alguns formatos de sub-amostragem, dos quais destacamos os 3 que se seguem:

Para uma melhor percepção da necessidade de compressão, decidimos apresentar um exemplo dos débitos requeridos para o transporte de um sinal com uma resolução de Standard TV (576 linhas × 720 colunas) e uma resolução em High Definittion TV (1080 lin × 1920 col), para o formato de sub-amostragem 4:2:2 e uma codificação do sinal de vídeo em PCM. Consideramos o caso Europeu com uma resolução temporal de 25 imagens/s e 8 bits/amostra.

A expressão matemática 1 permite calcular os débitos binários requeridos para as duas resoluções. Substituindo os valores acima expostos na expressão 1, obtemos para os débitos binários os valores de 165,9 Mbps e 829,44 Mbps para uma resolução TV Standard e de HDTV, respectivamente. Estes débitos são muito elevados não sendo possível transmitir sinais de vídeo num canal com estes débitos, por este motivo é necessário usar técnicas de compressão, de modo a que seja possível a transmissão dos sinais de vídeo.

Existem dois tipos de codificação: codificação lossless (a imagem é codificada preservando toda a informação nesta, isto significa que a imagem real e a descodificada são matematicamente iguais - processo reversível) e codificação lossy (ao contrário da codificação lossless, esta não preserva toda a informação, sendo a imagem real e a descodificada diferentes - processo irreversível).

Os diferentes tipos de codificação dos sinais de vídeo exploram dois aspectos distintos, a redundância e a irrelevância. A redundância pode ser dividida em: redundância temporal, estatística e espacial e está relacionada com as semelhanças, correlações e previsibilidade de um sinal de vídeo. A irrelevância está relacionada com a parte da informação do sinal de vídeo que é imperceptível ao sistema visual humano, logo pode ser eliminada sem que haja uma degradação da perceção do conteúdo. A codificação lossless explora todas as técnicas de redundância, enquanto que a codificação lossy, além da redundância explora também a irrelevância. A técnica mais usada para responder à redundância espacial é a DCT (Discrete Co-sine Transform) [3], para responder à redundância estatística recorremos a codificações de Huffman entrópicas [3] e para explorar a redundância temporal usa-se a correlação de imagens sucessivas com a ajuda da DCT para a diferença entre imagens sucessivas, ou usa-se a compensação de movimento [4]; para a irrelevância combinamos a quantização com a DCT [3].