compressão de vídeo

Compressão de VídeoCompressão de Vídeo

EquipeEquipeAntonyus PyetroAntonyus Pyetro Diego MeloDiego Melo Luiz ZelaquettLuiz Zelaquett Rafael DuarteRafael Duarte Thiago JamirThiago Jamir

Definindo vídeoDefinindo vídeo

É uma a tecnologia de É uma a tecnologia de processamento de sinais processamento de sinais eletrônicos,analógicos ou eletrônicos,analógicos ou digitais para capturar, digitais para capturar, armazenar, transmitir ou armazenar, transmitir ou exibir imagens em exibir imagens em movimento. A aplicação movimento. A aplicação principal da tecnologia principal da tecnologia de vídeo resultou na de vídeo resultou na televisão, com todas as televisão, com todas as sua inúmeras utilizações.sua inúmeras utilizações.

Variações da definiçãoVariações da definição

O termo vídeo ganhou com o tempo uma O termo vídeo ganhou com o tempo uma grande abrangência, chama-se também de grande abrangência, chama-se também de vídeo uma gravação de imagens em vídeo uma gravação de imagens em movimento, uma animação composta por movimento, uma animação composta por fotos seqüenciais que resultam em uma fotos seqüenciais que resultam em uma imagem animada, e principalmente as imagem animada, e principalmente as diversas formas para se gravar imagens em diversas formas para se gravar imagens em fitas (analógicas ou digitais) ou outras fitas (analógicas ou digitais) ou outras mídias.mídias.

O porquê da compressão de O porquê da compressão de vídeo?vídeo?

Banda larga;

Espaço em HD;

Tempo de processamento;

Grande investimentos.

EspecificandoEspecificando as as necessidadesnecessidades Quando se pensa em editar Quando se pensa em editar vídeos em seu computador será vídeos em seu computador será necessário um HD com grande necessário um HD com grande capacidade porque mesmo com capacidade porque mesmo com os novos padrões de compressão os novos padrões de compressão os filmes editados geram grandes os filmes editados geram grandes arquivos. arquivos.

Você precisa de tempo porque a Você precisa de tempo porque a velocidade para converter os velocidade para converter os filmes em um formato que o filmes em um formato que o computador entenda também não computador entenda também não é rápido.é rápido.

Investimentos em Investimentos em computadores mais rápidos computadores mais rápidos diminuiram esse tempo perdido, diminuiram esse tempo perdido, porem esses investimentos podem porem esses investimentos podem envolver muito dinheiro.envolver muito dinheiro.

Para se editar vídeos é necessário dinheiro, tempo e paciência como já foi dito.

A compressão então se torna um fator muito importante para maximizar a velocidade e minimizar os custos na edição.

Fases da produção de vídeosFases da produção de vídeos Primeiro importar o vídeo para o disco rígido de Primeiro importar o vídeo para o disco rígido de

um computador, onde poderá ser editado e um computador, onde poderá ser editado e convertido. O processo se chama captura de convertido. O processo se chama captura de vídeo, e deve ser feito conectando-se a fonte de vídeo, e deve ser feito conectando-se a fonte de captura (vídeo-cassete ou câmera analógica ou captura (vídeo-cassete ou câmera analógica ou digital) à entrada de vídeo compatível na placa. digital) à entrada de vídeo compatível na placa.

O vídeo resultante da captura poderá estar no O vídeo resultante da captura poderá estar no formato AVI ou MPEG, de acordo com os recursos formato AVI ou MPEG, de acordo com os recursos da placa de captura.da placa de captura.

Apos a captura os vídeos podem ser editados Apos a captura os vídeos podem ser editados para o formato desejado.para o formato desejado.

Fases da produção de vídeosFases da produção de vídeos

A maioria dos programas só aceita vídeos A maioria dos programas só aceita vídeos em MPEG. Tanto o AVI como o MPEG terão em MPEG. Tanto o AVI como o MPEG terão que ser convertidos para o formato que ser convertidos para o formato compatível com o DVD.compatível com o DVD.

O DVD é atualmente a mídia de video mais O DVD é atualmente a mídia de video mais popular. Filmes, shows musicais, cursos popular. Filmes, shows musicais, cursos em video, e todos as categorias de video em video, e todos as categorias de video são vendidas atualmente em DVD, são vendidas atualmente em DVD, deixando para trás as antigas fitas VHS.deixando para trás as antigas fitas VHS.

Mídias ao longo da históriaMídias ao longo da história

VHS(1976)VHS(1976) CD(1979/1982)CD(1979/1982) DVD(1995)DVD(1995) Disco Blu-ray(2005)Disco Blu-ray(2005) HD DVD(2006)HD DVD(2006)

Padrões desenvolvidos ao Padrões desenvolvidos ao longo da histórialongo da história

Na década de 80 ficou claro a Na década de 80 ficou claro a necessidade de aliar imagem com necessidade de aliar imagem com tecnologia digital. Nesse sentido, em tecnologia digital. Nesse sentido, em 1988 ISO lançou o MPEG, para 1988 ISO lançou o MPEG, para desenvolver padrões para o vídeo desenvolver padrões para o vídeo digital.digital.

1990’s, os primeiros padrões de 1990’s, os primeiros padrões de compressão foram introduzidos:compressão foram introduzidos:

• H.261 (1990) e H.263 (1995) da ITUH.261 (1990) e H.263 (1995) da ITU• MPEG-1 (1993) e MPEG-2 (1996) da ISOMPEG-1 (1993) e MPEG-2 (1996) da ISO

Padrões desenvolvidos ao Padrões desenvolvidos ao longo da histórialongo da história

Desde então, a tecnologia avançou Desde então, a tecnologia avançou rapidamenterapidamente

• H.263 foi seguido por H.263+, H.263++H.263 foi seguido por H.263+, H.263++• MPEG-1/2 seguido por MPEG-4 visualMPEG-1/2 seguido por MPEG-4 visual• Mas a industria e a pesquisa permanecem Mas a industria e a pesquisa permanecem

à frenteà frente H.264/AVC padrão criado recentemente H.264/AVC padrão criado recentemente

por um projeto conjunto da ITU e da ISO. por um projeto conjunto da ITU e da ISO.

Formatos da IndústriaFormatos da Indústria

Analógicos:Analógicos:• Muse(sistema analógico de HDTV)Muse(sistema analógico de HDTV)• NTSC(National Televison System NTSC(National Televison System

Committee ou Never Twice The same Committee ou Never Twice The same Color)Color)

• PAL(Phase Alternating Line)PAL(Phase Alternating Line)- PALplus- PALplus

- PAL-M(com características do NTSC - Brasil)- PAL-M(com características do NTSC - Brasil)

• SECAM(Séquentiel couleur avec mémoire)SECAM(Séquentiel couleur avec mémoire)

DistribuiçãoDistribuição

MuseMuse

Foi criado no JapãoFoi criado no Japão Só era transmitido via satéliteSó era transmitido via satélite 30 a 40Mbit/s30 a 40Mbit/s Entre 6 e 8 Mhz de larguraEntre 6 e 8 Mhz de largura Transmissores(VHF,UHF,cabo,satéliteTransmissores(VHF,UHF,cabo,satélite

...)...) Verifica erro com Reed-Solomon e Verifica erro com Reed-Solomon e

CRCCRC

Fita MagnéticaFita Magnética

Polímero de cromo ou ferroPolímero de cromo ou ferro Gravação paralela ou helicoidalGravação paralela ou helicoidal Até 40GBAté 40GB Facilmente danificadaFacilmente danificada

VHS(Video Home System):VHS(Video Home System):

JVC, 1976JVC, 1976 Fita magnética de Fita magnética de

½ polegada½ polegada 280 linhas de 280 linhas de

definiçãodefinição Até 6h de gravaçãoAté 6h de gravação Brasil -> anos 80Brasil -> anos 80 VHS - CVHS - C S - VHSS - VHS

BetaMaxBetaMax

Chegou em 1975Chegou em 1975 Imagem superior Imagem superior

ao VHSao VHS Melhor integração Melhor integração

com o hardware com o hardware (mais rápido)(mais rápido)

Menor tempo de Menor tempo de gravaçãogravação

Vendido no japão Vendido no japão até 2002até 2002

VHS X BetaMaxVHS X BetaMax

Padrão abertoPadrão aberto Apoio da indústria de Apoio da indústria de

entretenimento adultoentretenimento adulto

VIDEO DIGITALVIDEO DIGITAL

Lançado 1996Lançado 1996 DV, MiniDV, DV, MiniDV,

DVCAM,Digital8, DVCAM,Digital8, DVCPRO, DVCPRO50 e DVCPRO, DVCPRO50 e DVCPRO HDDVCPRO HD

+ de 50 + de 50 emrpesas.Philips, emrpesas.Philips, sony, JVC, Apple, IBM, sony, JVC, Apple, IBM, toshiba,... . toshiba,... .

Compressão nos Compressão nos formatos MPEG e JPEGformatos MPEG e JPEG

DVD(digital vídeo disc)DVD(digital vídeo disc)

Nasceu em 1995Nasceu em 1995 Junção do MMCD(Multimedia Junção do MMCD(Multimedia

Compact Disc) + SD(Super Density Compact Disc) + SD(Super Density Disc)Disc)

(Philips, sony) ++ (Toshiba, Time (Philips, sony) ++ (Toshiba, Time Warner,...) Warner,...)

DVD(digital vídeo disc)DVD(digital vídeo disc)

armazena 4.7 GB, dual layer 8.5GBarmazena 4.7 GB, dual layer 8.5GB Estrutura:Estrutura:

• *.IFO*.IFO (de informação) são (de informação) são scriptsscripts sobre "como" sobre "como" rodar o DVD; rodar o DVD;

• *.BUP*.BUP são são backupsbackups dos *.IFO; dos *.IFO; • *.PUO*.PUO são de operações proibidas ao usuário e são de operações proibidas ao usuário e

são removidos quando ripamos (nomenclatura são removidos quando ripamos (nomenclatura usada quando convertemos um DVD para usada quando convertemos um DVD para arquivo de computador); arquivo de computador);

• *.VOB*.VOB (de objeto visual) contém todo o filme, (de objeto visual) contém todo o filme, menu, extra, idiomas, legendas através de menu, extra, idiomas, legendas através de uma multiplexação uma multiplexação

DVD(digital vídeo disc)DVD(digital vídeo disc) DVD-RDVD-R: permite uma gravaçao : permite uma gravaçao DVD+RDVD+R: permite uma gravação e é mais : permite uma gravação e é mais

rápido rápido DVD+R DLDVD+R DL ( (dual-layerdual-layer): semelhante ao ): semelhante ao

DVD+R, DVD+R, DVD-RWDVD-RW: permite gravar e apagar cerca de : permite gravar e apagar cerca de

mil vezes mil vezes DVD+RWDVD+RW :importantes aperfeiçoamentos, :importantes aperfeiçoamentos,

editar o conteúdo do DVD sem ter de apagar editar o conteúdo do DVD sem ter de apagar todo o conteúdo que já estava gravado e um todo o conteúdo que já estava gravado e um sistema de controle de erros de gravação.sistema de controle de erros de gravação.

DVD+RW DLDVD+RW DL: possui duas camadas de : possui duas camadas de gravação gravação

Blu-RayBlu-Ray

Comprimento de onda do Comprimento de onda do laser azul-violeta menor que laser azul-violeta menor que nas tecnologias anteriores.nas tecnologias anteriores.

Sistema de lentes duplas Sistema de lentes duplas Camada de proteção de Camada de proteção de

durabis que evita arranhões e durabis que evita arranhões e facilita leiturafacilita leitura

Aceita MPEG2 e MPEG4Aceita MPEG2 e MPEG4 Capacidade entre 25GB e Capacidade entre 25GB e

50GB50GB

Blu-RayBlu-Ray

BD-ROM: Um disco que é só de BD-ROM: Um disco que é só de leitura leitura

(54 Mbps)(54 Mbps) BD-R: Disco gravável(36 Mbps) BD-R: Disco gravável(36 Mbps) BD-RE: Disco regravável (36 Mbps) BD-RE: Disco regravável (36 Mbps)

Blu-Ray X DVDBlu-Ray X DVD

Blu-rayBlu-ray DVDDVD

armazenamentoarmazenamento 25 Gb -> 50 GB25 Gb -> 50 GB 4.7 GB -> 8.5GB4.7 GB -> 8.5GB

Comprimento de Comprimento de onda do laseronda do laser

405nm405nm 650nm650nm

Taxa de transferênciaTaxa de transferência 54Mbps54Mbps 11,1Mbps11,1Mbps

Formatos suportadosFormatos suportados MPEG2, MPEG4 – AVC, MPEG2, MPEG4 – AVC, VC-1(baseado em VC-1(baseado em wmv)wmv)

MPEG2MPEG2

Resistência a Resistência a arranhões e gorduraarranhões e gordura

durabisdurabis Não possuiNão possui

Formatos da IndústriaFormatos da Indústria

Digitais:Digitais:• ATSC(USA,Canadá,Japão, Advanced ATSC(USA,Canadá,Japão, Advanced

Televison System Committee)Televison System Committee)• DVB(Europa, Digital Video Broadcasting)DVB(Europa, Digital Video Broadcasting)• ISDB(Japão, Integrated Services Digital ISDB(Japão, Integrated Services Digital

Broadcasting)Broadcasting)• ISDB-TB(Brasil, ... – Terrestrial Built-in)ISDB-TB(Brasil, ... – Terrestrial Built-in)

ATSCATSC

Aplicações:Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, EPG, t-GOV, t-COM, InternetInternet

Middleware:Middleware: DASE DASE Compressão:Compressão: Dolby AAC e MPEG-2 Dolby AAC e MPEG-2

HDTVHDTV Transporte:Transporte: MPEG-2 MPEG-2 Modulação:Modulação: 8-VSB 8-VSB

DVBDVB

Tipos - DVB-T, DVB-S, DVB-C, DVB-H, Tipos - DVB-T, DVB-S, DVB-C, DVB-H, DVB-MHP,IPTVDVB-MHP,IPTV

Aplicações - EPG, t-GOV, t-COM, Aplicações - EPG, t-GOV, t-COM, InternetInternet

Middleware - MHP/MHEGMiddleware - MHP/MHEG Compressão - MPEG-2 e MPEG-2 SDTVCompressão - MPEG-2 e MPEG-2 SDTV Transporte - MPEG-2Transporte - MPEG-2 Modulação - COFDMModulação - COFDM

ISDBISDB

Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, InternetInternet

Middleware: ARIBMiddleware: ARIB Compressão de audio: MPEG-2 AACCompressão de audio: MPEG-2 AAC Compressão de video: MPEG-2 HDTVCompressão de video: MPEG-2 HDTV Transporte: MPEG-2Transporte: MPEG-2 Modulação: COFDMModulação: COFDM

ISDB – TBISDB – TB Aplicações: EPG, t-GOV, t-COM, InternetAplicações: EPG, t-GOV, t-COM, Internet Middleware: Ginga(Interatividade em breve)Middleware: Ginga(Interatividade em breve) Compressão de audio: MPEG-4 AAC 2.0 ou 5.1 Compressão de audio: MPEG-4 AAC 2.0 ou 5.1

canais (dependente somente do programa canais (dependente somente do programa produzido)produzido)

Compressão de vídeo: MPEG-4 H.264 1080i Compressão de vídeo: MPEG-4 H.264 1080i (1920x1080 pixels) / 720p (1280x720 pixels)/ 480p (1920x1080 pixels) / 720p (1280x720 pixels)/ 480p (640x480 pixels)/ OneSeg (320x240 pixels, para (640x480 pixels)/ OneSeg (320x240 pixels, para dispositivos móveis)dispositivos móveis)

Transporte: MPEG-2 (TS padrão para todos os Transporte: MPEG-2 (TS padrão para todos os sistemas)sistemas)

Modulação: COFDM (dividido em 13 segmentos da Modulação: COFDM (dividido em 13 segmentos da portadora de 6 MHz- estrutura do ISDB)portadora de 6 MHz- estrutura do ISDB)

Compressão de video na webCompressão de video na web

Compressão webCompressão web

Ultimamente a banda larga vem se Ultimamente a banda larga vem se alastrando na redealastrando na rede

Conteúdo de vídeo pode ser Conteúdo de vídeo pode ser adicionado aos websitesadicionado aos websites

Que programa usar?Que programa usar? Como fazer isso efetivamente?Como fazer isso efetivamente? Que formato escolher?Que formato escolher?

PlayersPlayers

PlayerPlayer TamanTamanhoho

Formato Formato PopularidPopularidadeade

Flash Player 9Flash Player 9 2 MB2 MB swf, flvswf, flv

Windows Media PlayerWindows Media Player 7 MB7 MB wmv, asf, mpeg-2, wmv, asf, mpeg-2, aviavi

Quicktime Player 7Quicktime Player 7 53 MB53 MB avi,mov, mpeg-2, avi,mov, mpeg-2, mp4mp4

FormatosFormatos

MPEG-1MPEG-1 FLVFLV MOVMOV

StreamingStreaming

Unicast demanda uma grande largura de banda

StreamingStreaming

Lossy CompressionLossy Compression

Compressão com perdasCompressão com perdas TiposTipos

• Lossy TransformLossy Transform• Lossy PredictiveLossy Predictive

Lossy x LosslessLossy x Lossless RazãoRazão

• Vídeo 300:1Vídeo 300:1• Audio 10:1Audio 10:1• Imagem 10:1Imagem 10:1

MPEG-1MPEG-1

Motion Picture Editors GuildMotion Picture Editors Guild Lossy compressionLossy compression Idealizado para Vídeo VHS e CD de Idealizado para Vídeo VHS e CD de

ÁudioÁudio Publicado como ISO/IEC-11172Publicado como ISO/IEC-11172 Base para demais formatos webBase para demais formatos web

Padrão ISO/IEC-11172 Padrão ISO/IEC-11172

System – I/OSystem – I/O Video – Métodos de redução de vídeoVideo – Métodos de redução de vídeo Audio – Métodos de redução de áudioAudio – Métodos de redução de áudio Conformance Testing – Conformance Testing –

Procedimentos de testesProcedimentos de testes Software Reference – Software de Software Reference – Software de

referência escrito em Creferência escrito em C

FLVFLV

Flash VideoFlash Video Stream de bits codificadaStream de bits codificada

• Sorenson codec (H.263)Sorenson codec (H.263)• On2 VP6On2 VP6• H.264H.264

Audio codificada em mp3Audio codificada em mp3


Um arquivo flvUm arquivo flv Embarcado num SWFEmbarcado num SWF Download progressivo via HTTPDownload progressivo via HTTP Streamed pelo Flash Media ServerStreamed pelo Flash Media Server

MOVMOV

Encapsulamento com várias faixasEncapsulamento com várias faixas Cada faixa possui uma stream de Cada faixa possui uma stream de

mídiamídia Cada stream usa seu próprio codeCada stream usa seu próprio code DistribuiçãoDistribuição

• Arquivo standaloneArquivo standalone• Download progressivoDownload progressivo• Stream pelo Quicktime Streaming ServerStream pelo Quicktime Streaming Server

Por que o Flash é o mais Por que o Flash é o mais usado?usado?

Maior penetração no mercadoMaior penetração no mercado Maior interoperabilidade de SOMaior interoperabilidade de SO Maior facilidade de distribuiçãoMaior facilidade de distribuição Possibilidade de interaçãoPossibilidade de interação Proteção de conteúdo (sem cache)Proteção de conteúdo (sem cache)

H.264H.264

Possui uma série de vantagens em Possui uma série de vantagens em relação a seus antecessoresrelação a seus antecessores• MPEG-1, MPEG-2 e H.263MPEG-1, MPEG-2 e H.263

Todas as novas características Todas as novas características trazem pequenas melhoriastrazem pequenas melhorias

H.264H.264

novas características agregam uma novas características agregam uma complexidade à codificação\complexidade à codificação\decodificaçãodecodificação• complexidade computacional – complexidade computacional –

principalmente codificadorprincipalmente codificador• complexidade de desenvolvimentocomplexidade de desenvolvimento

H.264H.264

O H.264 começou a ser desenvolvido O H.264 começou a ser desenvolvido apenas pelo ITU-T VCEG (apenas pelo ITU-T VCEG (Video Video Coding Experts GroupCoding Experts Group))• Contemporâneo a última versão do Contemporâneo a última versão do

H.263H.263

Foram adicionadas as primeiras Foram adicionadas as primeiras extensões ao padrão H.264extensões ao padrão H.264 • fidelity range extensions fidelity range extensions ((FRExtFRExt) )

CronologiaCronologia

Provavelmente para depois de 2010 o H.265

reduzir a taxa de bits pela metade!

Sinal de Vídeo DigitalSinal de Vídeo Digital

Consiste de uma seqüência de Consiste de uma seqüência de quadros que quadros que geram a ilusão de geram a ilusão de movimentomovimento

Esses quadros passam também por Esses quadros passam também por uma amostragem uma amostragem espacialespacial

Sinal de Vídeo DigitalSinal de Vídeo Digital

Compressão Sem PerdasCompressão Sem Perdas

O sinal reconstituído é idêntico ao O sinal reconstituído é idêntico ao original original • Compactar dados de duas a três Compactar dados de duas a três

vezes vezes • Aplicações que não toleram Aplicações que não toleram

qualquer distorção, como vídeos qualquer distorção, como vídeos médicos ou sistemas de arquivamento médicos ou sistemas de arquivamento

Compressão Com PerdasCompressão Com Perdas

Há uma degradação desse sinal: Há uma degradação desse sinal: distorção distorção • Podem comprimir para uma taxa até Podem comprimir para uma taxa até

100 vezes menor 100 vezes menor • Mais usada e difundida Mais usada e difundida • Distorções podem ser imperceptíveis ao Distorções podem ser imperceptíveis ao

olho humano olho humano

ParticionamentoParticionamento

A unidade básica de codificação é o A unidade básica de codificação é o macrobloco macrobloco (MB)(MB)• matriz de 16×16 amostrasmatriz de 16×16 amostras

É fundamental para o processo de É fundamental para o processo de compensação de movimento e a compensação de movimento e a transformação.transformação.

No H.264, os MBs podem ainda ser No H.264, os MBs podem ainda ser subdivididos em submacroblocos (SubMB) subdivididos em submacroblocos (SubMB)

ParticionamentoParticionamento

Por exemplo, no formato 4:2:0, cada MB consistirá de:

Compensação de Movimento Compensação de Movimento

É muito provávelÉ muito provável quadros amostrados quadros amostrados em tempos próximosem tempos próximos sejam muito sejam muito parecidos parecidos

• Muitas amostras continuarão iguais - fundoMuitas amostras continuarão iguais - fundo• Outras terão apenas se “deslocado” Outras terão apenas se “deslocado”

espacialmente- objeto em movimento espacialmente- objeto em movimento

Compensação de MovimentoCompensação de Movimento

Subtrair os valores de um bloco pelos Subtrair os valores de um bloco pelos de outro bloco de algum quadro de outro bloco de algum quadro anterior.anterior.• O bloco a ser subtraído do bloco atual é O bloco a ser subtraído do bloco atual é

informado através de uma informado através de uma referência referência temporaltemporal

• Um Um vetor de movimento vetor de movimento (VM)(VM)

Compensação de MovimentoCompensação de Movimento

TransformaçãoTransformação

Aplicar uma transformação nos Aplicar uma transformação nos valores das amostras de um blocovalores das amostras de um bloco • Transformar o sinal para o domínio da Transformar o sinal para o domínio da

freqüência espacial freqüência espacial • Reduzir as redundâncias Reduzir as redundâncias • Descorrelacionar o sinal, concentrando a Descorrelacionar o sinal, concentrando a

energia em alguns poucos coeficientes. energia em alguns poucos coeficientes.

TransformaçãoTransformação

QuantizaçãoQuantização

Torna menores os valores dos Torna menores os valores dos coeficientes resultantes da coeficientes resultantes da transformaçãotransformação

A matriz A matriz Q Q é tabelada, varia de acordo é tabelada, varia de acordo com o com o parâmetro de quantização parâmetro de quantização (QP). (QP).


Os valores resultantes são menores Os valores resultantes são menores necessitando menos bits na necessitando menos bits na codificaçãocodificação• existe uma perda na precisãoexiste uma perda na precisão

A maior parte da distorção é A maior parte da distorção é resultante do processo de resultante do processo de quantização, controlada pelo valor de quantização, controlada pelo valor de QP.QP.

Reordenação e Codificação de Reordenação e Codificação de

EntropiaEntropia

Os coeficientes quantizados são Os coeficientes quantizados são reordenados em uma listareordenados em uma lista

Reordenação e Codificação de Reordenação e Codificação de EntropiaEntropia

Listas resultantes costumam conter Listas resultantes costumam conter muitos zeros em seqüência muitos zeros em seqüência • Representar as seqüências de zeros de Representar as seqüências de zeros de

forma mais “compacta” forma mais “compacta” • Representar a seqüência de Representar a seqüência de

coeficientes que são ±1 de forma coeficientes que são ±1 de forma compactacompacta

O futuro da Compressão O futuro da Compressão de Vídeode Vídeo

Media coding & Media coding & 3D Video coding3D Video coding

Media codingMedia coding Advanced Video Coding Advanced Video Coding

• O que faz:O que faz: Fornece tecnologia para codificar tanto vídeo Fornece tecnologia para codificar tanto vídeo entrelaçados como não- entrelaçados com uma entrelaçados como não- entrelaçados com uma eficiência de codificação cerca do dobro em comparação eficiência de codificação cerca do dobro em comparação com o MPEG-2 e MPEG-4.com o MPEG-2 e MPEG-4.

• Pra que serve:Pra que serve: Praticamente todas aplicações de vídeo Praticamente todas aplicações de vídeo digital digital

Wavelet coding Wavelet coding • O que faz:O que faz: Esta é uma atividade de exploração destinada Esta é uma atividade de exploração destinada

a recolher provas sobre as possíveis vantagens a recolher provas sobre as possíveis vantagens oferecidas pelas transformadas wavelet para futuras oferecidas pelas transformadas wavelet para futuras normas de codificação vídeo.normas de codificação vídeo.

• Pra que serve:Pra que serve: Praticamente todas aplicações de vídeo Praticamente todas aplicações de vídeo digital digital

Media codingMedia coding Advanced Video Coding Advanced Video Coding

• As principais melhorias em relação às normas anteriores são feitas na área As principais melhorias em relação às normas anteriores são feitas na área de compensação de movimento. O ciclo de filtro prover um ganho de compensação de movimento. O ciclo de filtro prover um ganho significativo em relação a qualidade em dados com taxas baixas e muito significativo em relação a qualidade em dados com taxas baixas e muito baixas.baixas.

Motion compensation using variable block sizes Motion compensation using variable block sizes Usage of an integer transform of block size 4x4 or 8x8 Usage of an integer transform of block size 4x4 or 8x8 An adaptive de-blocking filter An adaptive de-blocking filter Instead of Instead of BB-type, -type, PP-type, and -type, and II-type -type picturespictures, type definitions are made slice-, type definitions are made slice-

wise, where a slice may, at maximum, cover an entire picture. wise, where a slice may, at maximum, cover an entire picture. New types of New types of switching slicesswitching slices ( (SS-type slices, with -type slices, with SPSP and and SISI sub-types) sub-types) Two different entropy coding mechanisms are defined Two different entropy coding mechanisms are defined Additional error resilience mechanisms are defined Additional error resilience mechanisms are defined Network Abstraction LayerNetwork Abstraction Layer (NAL) (NAL)

• A combinação de todos os diferentes métodos listados levou a um aumento A combinação de todos os diferentes métodos listados levou a um aumento significativo no desempenho da compressão em comparação com as soluções padrão. significativo no desempenho da compressão em comparação com as soluções padrão. Redução da taxa de bits no mesmo nível de qualidade em até 50% ou mais quando Redução da taxa de bits no mesmo nível de qualidade em até 50% ou mais quando comparados aos padrões atuais, como o MPEG-2, H.263, MPEG-4 Part 2 Simple Perfil e comparados aos padrões atuais, como o MPEG-2, H.263, MPEG-4 Part 2 Simple Perfil e MPEG-4 Parte 2 Advanced Perfil.MPEG-4 Parte 2 Advanced Perfil.

• Áreas de AplicaçãoÁreas de Aplicação É esperado que se torne amplamente utilizado em uma ampla gama de É esperado que se torne amplamente utilizado em uma ampla gama de

aplicações, tais como as de transmissão e armazenamento de vídeos de alta aplicações, tais como as de transmissão e armazenamento de vídeos de alta resolução , streaming de vídeo (Internet e da televisão), e aplicações resolução , streaming de vídeo (Internet e da televisão), e aplicações profissionais, tais como armazenamento e transmissão de conteúdo de cinema.profissionais, tais como armazenamento e transmissão de conteúdo de cinema.

3D Video coding3D Video coding Multiview video coding Multiview video coding

• O que faz:O que faz: Prover uma representação de um Prover uma representação de um conjunto de sinais de câmeras de vídeo filmando conjunto de sinais de câmeras de vídeo filmando a mesma cena.a mesma cena.

• Pra que serve:Pra que serve: Vídeos interativos, i.e. quando o usuário pode navegar Vídeos interativos, i.e. quando o usuário pode navegar

em uma cena escolher livremente um ponto de vista em uma cena escolher livremente um ponto de vista 3D vídeo e free viewpoint TV, onde o usuário tem uma 3D vídeo e free viewpoint TV, onde o usuário tem uma

impressão de profundidade da cena, pois cada olho impressão de profundidade da cena, pois cada olho separadamente obtém pontos de vista, mudado com o separadamente obtém pontos de vista, mudado com o ângulo de visão.ângulo de visão.

• O Multiview Video Coding (MVC, ISO/IEC 14496-O Multiview Video Coding (MVC, ISO/IEC 14496-10:2008 Amendment 1) é uma extensão do 10:2008 Amendment 1) é uma extensão do padrão Advanced Video Coding (AVC)padrão Advanced Video Coding (AVC)

3D Video coding3D Video coding

Multiview video Multiview video coding coding

Multiview Video Coding (MVC)

Temporal/inter-view prediction structure for MVC.


3D vídeo3D vídeo• É um padrão que tem o objetivo de É um padrão que tem o objetivo de

servir o conjunto de displays 3D.servir o conjunto de displays 3D.


Exemplo do sistema FTV system e do formato de dados

Exemplo da geracão de 9 outputs views (N = 9) , 3 input views , com profundidade (K = 3)

Exemplo de um display lenticular requerendo 9 views (N = 9)

Compressão de Compressão de Vídeo + DadosVídeo + Dados

MPEG-7 & MPEG-21MPEG-7 & MPEG-21

MPEG 7MPEG 7 O MPEG-7 é um padrão para descrever as características de O MPEG-7 é um padrão para descrever as características de

conteúdos multimídiaconteúdos multimídia Disponibiliza um conjunto de elementos de metadados Disponibiliza um conjunto de elementos de metadados

descritos em XMLdescritos em XML Especifica descrições em formato binário, o BiM, permitindo o Especifica descrições em formato binário, o BiM, permitindo o

streaming streaming e a compressão em até 98% das descrições.e a compressão em até 98% das descrições. Pretende disponibilizar ferramentas (nesse caso, as Pretende disponibilizar ferramentas (nesse caso, as

ferramentas são os descritores, que permitem a criação das ferramentas são os descritores, que permitem a criação das descrições) para que a busca em imagens,vídeos e arquivos descrições) para que a busca em imagens,vídeos e arquivos sonoros seja tão fácil quanto é a busca em textos.sonoros seja tão fácil quanto é a busca em textos.

A descrição MPEG-7 pode estar fisicamente armazenada em A descrição MPEG-7 pode estar fisicamente armazenada em conjunto com o material audiovisual, como também, pode conjunto com o material audiovisual, como também, pode estar locada em outro lugar através da rede, além de poder estar locada em outro lugar através da rede, além de poder ser utilizada independentemente de outros padrões MPEG, ser utilizada independentemente de outros padrões MPEG, tais como o MPEG-2 ou MPEG-4. As principais ferramentas tais como o MPEG-2 ou MPEG-4. As principais ferramentas utilizadas para implementar as descrições MPEG-7 são os utilizadas para implementar as descrições MPEG-7 são os Descritores, os Esquemas de Descrições e a Linguagem de Descritores, os Esquemas de Descrições e a Linguagem de Definição de DescriçõesDefinição de Descrições

MPEG 7MPEG 7

Exemplo de descrição MPEG-7 em XML

Principais elementos do MPEG-7 e seus relacionamentos

MPEG 21MPEG 21

Padrão que define uma infra-Padrão que define uma infra-estrutura para distribuição e estrutura para distribuição e consumo de dados multimídia.consumo de dados multimídia.• Part 1- Multimedia FrameworkPart 1- Multimedia Framework• Part 2 - Digital Item DeclarationPart 2 - Digital Item Declaration• Part 3 - Digital Item IdentificationPart 3 - Digital Item Identification• Part 4 - Intellectual Property Management and Protection (IPMP)Part 4 - Intellectual Property Management and Protection (IPMP)• Part 5 - Rights Expression LanguagePart 5 - Rights Expression Language• Part 6 - Rights Data DictionaryPart 6 - Rights Data Dictionary• Part 7 - Digital Item AdaptationPart 7 - Digital Item Adaptation• Part 8 - Reference SoftwarePart 8 - Reference Software• Part 9 - File FormatPart 9 - File Format

MPEG 21MPEG 21 Digital Item Declaration Digital Item Declaration

(Part 2)(Part 2)• ContainerContainer• ItemItem• ComponentComponent• AnchorAnchor• DescriptorDescriptor• AnnotationAnnotation• ChoiceChoice• ……

Relacionamento entre os principais elementos do Modelo do Digital Item Declaration

MPEG 21MPEG 21 Digital Item Digital Item

Identification (Part 3)Identification (Part 3)• Como identificar Como identificar

unicamente um Digital Item unicamente um Digital Item e parte dele;e parte dele;

• Como identificar Como identificar unicamente um IP relativo a unicamente um IP relativo a um Digital Item e parte um Digital Item e parte dele;dele;

• Como identificar Como identificar unicamente um Description unicamente um Description Schemes;Schemes;

• Como usar identificadores Como usar identificadores para ligar um Digital Item para ligar um Digital Item com informações com informações relacionadas; relacionadas;

• Como identicar diferentes Como identicar diferentes tipos de Digital Items.tipos de Digital Items.

Relacionamento entre um Digital Item Declaration e um Digital Item Identification

Perguntas ?Perguntas ?

compressão de vídeo

Documents