Formatos de Conteúdos Digitais

Existem varios métodos para se comprimir dados digitalmente.   Um vídeo possui características especifica que podem ser exploradas para criação de técnicas mais eficientes de compressão, visando manter a fidelidade quando da recuperação dos dados comprimidos.

Algumas técnicas de compressão de mídias atendem a características especificas de um determinado contexto de uso (exemplo, vídeo para celulares).  Alguns dos parâmetros para avaliação de uma determinada técnica são: Carga de processamento (para compressão e descompressão), disponibilidade de memória (para armazenamento ou bufferização), resolução do vídeo (para reprodução em dispositivos compatíveis) etc.  A harmonização desses parâmetros define a qualidade de uma técnica ou padrão.  Apresentaremos aqui algumas das técnicas mais utilizadas.

MPEG-1 Part 2

O MPEG (Moving Pictures Expert Group) é uma grupo de trabalho da ISO (International Organization for Standardization) em parceria com a IEC (International Electrotechnical Comission), padronizado sob o codigo ISO/IEC-11172-2.

Ele reduz ou descarta informações em certas frequências e áreas de imagem para as quais o olho humano possui limitações perceptivas e também tira proveito de eliminação de redundâncias temporais e especiais comuns em vídeos para alcançar melhor compressão.

O padrão MPEG-1 part 2 foi inicialmente desenvolvido para suportar taxas de 1,5 Mbit/s com resolução de 352 x 240 pixel.  Melhorias feitas mais tarde aumentaram a taxa máxima para 4 Mbit/s. Atualmente o MPEG-1 é o formato mais compatível de vídeo que existe, podendo ser reproduzido em qualquer computador pessoal e tocadores de DVD/VCD.  O MPEG-1 suporta apenas varredura progressiva (progressive scan).

MPEG-1 Part 3, MPEG-2 Part 3

MPEG-1 Part 3 (Ou MPEG-1 Áudio) é um padrão de codificação especifico para áudio. Ele reduz a taxa de dados requerida descartando ou reduzindo certas partes do audio que o ouvido humano não pode perceber.  As taxas de bits suportadas são 32, 48, 56, 64. 80, 96, 112, 128, 160, 192 224, 256, 320 e 384 Kbit/s.

MPEG-1 Áudio é dividido em 3 camadas: layer I, II, III.   As camadas mais altas são computacionalmente mais complexas e geralmente mais eficientes.

O MPEG-1 Part 3 Layer III é definido pela norma ISO/IEC-11172-3, mais conhecido popularmente como “MP3”.  Este padrão foi depois aprimorado pelo MPEG-2 (MPEG-2 Áudio Layer III, ISO/ IEC 13818-3), que introduziu novas taxas de bits, novas taxas de amostragem e a possibilidade de suportar até 5.1 canais de áudio.

MPEG-2

MPEG-2 é tipicamente usado para codificar áudio e vídeo para transmissão, incluindo transmissão via satélite e TV a cabo.  MPEG-2, com algumas modificações, também é utilizado para codificar vídeo em DVDs.

MPEG-2 inclui uma parte chamada “Sistemas” (MPEG-2 Systems, Parte I) que define um mecanismo de transporte (Transport Stream) para transmissão de áudio e vídeo através de mídia não confiável (Sujeita a erros e perdas), esse mecanismo é utilizado nas transmissões (Broadcast).  O MPEG-2 também é utilizado para codificação de vídeo de alta resolução (HDTV).

MPEG-4

MPEG-4 absorveu muitas das características das definições MPEG-1 e MPEG-2 e outros padrões relacionados, adicionando novas funcionalidades tais como o suporte a VRML (Virtual Reality Modeling Language) para renderização 3D, arquivos compostos orientados a objeto (incluindo áudio, vídeo e objetos VRML), e vários tipos de interatividade.

Para flexibilizar o uso das definições, são criados conceitos como perfis (profiles) e níveis (Levels), permitindo que um conjunto de definições possa ser utilizado separadamente por aplicações.  O uso primário previsto para o MPEG-4 é a transmissão na WEB (Streaming), aplicações conversacionais (vídeo conferência) e transmissões de televisão.

MPEG-4 part 2

A parte 2 das definições MPEG-4 (Visual) possui mais de vinte perfis, destacando-se dois: o Simple Profile e o Advanced Simple Profile.  O Simple Profile é voltado para dispositivos com baixo poder de processamento, como celulares.  O Advanced Simple Profile (AVC) é usado como base para compressão de vídeo em codecs como DivX, XviD, WMV etc.

MPEG-4 part 10 (H.264)

O MPEG-4 part-10 ou AVC (Advanced Video Coding) ou H.264 é o padrão criado em 2003 pelo grupo MPEG em conjunto com o grupo Video Coding Experts do ITU-T (telecommunication Union) para digitalização de imagens de vídeo.  O objetivo foi desenvolver um padrão que tivesse a qualidade apresentada pelo MPEG-2 ou pelo MPEG-4, porém que pudesse opcionalmente fazer isso utilizando taxas de dados menores sem ser excessivamente completo, para viabilizar sua implementação em circuito eletrônicos não muito dispendiosos.  A flexibilidade de uso do padrão foi bastante estendida em relação aos originais MPEG-2 e MPEG-4, permitindo sua utilização tanto em sistemas da alta resolução (HD) quanto de baixa resolução (SD)

Mais de 20 novas técnicas envolvidas nos sofisticados processos internos de compressão foram utilizadas, permitindo um comportamento melhor do que os demais padrões em diversas situações. Com menos da metade da taxa de bits  utilizada no MPEG-2 é possível obter a mesma qualidade de imagem.  Da mesma forma que o MPEG-2, o AVC estabelece diversos níveis configuração de parâmetros, chamados de “perfil”, para uso desde aplicações moveis (Celulares, por exemplo, exigindo menor poder de computação dos circuitos) e videoconferência, até aplicações que exigem maior poder de processamento, como exibição de imagem em alta definição (HD), como em diversos sistemas de HDTV.  Um numero muito grande de aplicações adota este padrão, como transmissões diretas de programação de TV de satélite para residências, transmissões terrestres de TV digital, aplicações de distribuição de imagem na internet etc. Por exemplo, os padrões de TV digital brasileiro (ISDB-T/Ginga – Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial), o de TV digital Chinês (DMB-T – Digital Terrestrial Multimedia Broadcast), os discos Blu-Ray e HD-DVD, empregam H.264 como padrão de trasmissão/gravação de suas imagens.

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~ por renancariello em junho 20, 2012.

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