MPEG-2
MPEG-2 é usado em DVB e em DVD. O fluxo de transporte (TS) e o fluxo de programa (PS) são formatos de arquivos de vídeo.
MPEG-2 é um padrão de codificação para vídeo digital e áudio associado. O padrão descreve uma combinação de compressão para vídeo e áudio que permitem armazenar e transmitir filmes usando a largura de banda e capacidade de armazenamento atualmente disponíveis.
Informações técnicas |
O formato DVD-Video requer que a informação vídeo seja comprimida no formato MPEG-2. Este formato de compressão é usado para reduzir o total de informação armazenado dos elementos vídeo para um nível manejável. Essa compressão pode ser comparada ao JPEG da foto, ou ao MP3 do áudio, ou seja, apesar de o arquivo original receber uma compressão bastante elevada, a perda de qualidade pode passar despercebida aos olhos de um leigo. A qualidade de vídeo "Broadcast" ou "CCIR 601" requer aproximadamente 21 Mbytes por segundo de espaço de armazenamento, o que significaria que um disco DVD-5 (4,37Gbytes) poderia guardar apenas 3,7 minutos de vídeo sem compressão.
O vídeo comprimido em MPEG-2 tem uma resolução de 720x480 pixels por frame e uma cadência de 30 frames por segundo nos países com o formato de transmissão NTSC, ou uma resolução de 720x576 pixels por frame e uma cadência de 25 frames por segundo nos países com o formato de transmissão PAL. Os Arquivos MPEG-2 podem ser criados usando o processo de codificação CBR(Constant Bit Rate) ou VBR(Variable Bit Rate). Se é usado o processo de codificação Constant Bit Rate é necessário um bit rate de aproximadamente 6 Mbits por segundo para permitir que o vídeo comprimido seja tão bom como a fonte original CCIR-601. Se for usado o processo de Variable Bit Rate, pode ser usado um bit rate médio de 4 Mbits por segundo para que o vídeo comprimido gerado se pareça tão bom como a fonte original.
O vídeo CCIR-601 em componentes passa por uma série de pré filtros e por equipamento de análise espacial e temporal para gerar um sinal de vídeo digital de alta qualidade em componentes. O sinal digital é depois convertido do formato RGB em componentes para o formato Y/Cr/Br em componentes. Cada frame do vídeo digital é comprimido usando-se o algoritmo DCT (Discreet Cosine Transformation), que remove a informação redundante(Compressão Intraframe). De seguida cada frame é comparado com os frames anteriores e posteriores para eliminar a informação redundante entre os frames(compressão Interframe). Finalmente a informação de vídeo comprimido é formatada para cumprir com o standard do formato MPEG-2.
Um bit stream MPEG-2, é composto por uma sequencia de fatias, imagens e grupos de imagens( Group Of Images – GOP). Uma imagem MPEG-2 correspondem à resolução total de um frame, com duas fatias que correspondem a cada campo de um frame entrelaçado. Existem três tipos de frame codificados em MPEG-2. Um Frame I contém toda a informação requerida para reconstituir o frame original. As imagens subsequentes dentro do GOP(grupo de imagens) serão frames P ou B. Os frames P e B são frames “predictive”(que prediz), o que significa que eles só guardam as mudanças do frame anterior para o posterior. Um GOP é uma sequência de frames comprimidos que começa com uma imagem que é uma frame I. O formato DVD-Vídeo requer que um stream de vídeo digital comprimido em MPEG-2 não pode incluir mais do que 18 imagens em cada GOP. O numero de imagens em cada GOP é também chamado de tamanho do GOP(ou GOP size). O formato DVD-Vídeo também requer que a informação vídeo em MPEG-2 seja multiplexada com o áudio, subimagens, Imagens paradas e informação de controle associadas.
Quando é usada uma codificação em VBR(Variable Bit Rate), o atual número de bits dedicados ao processo de codificação MPEG varia dependendo do conteúdo do stream de vídeo. Se o conteúdo da cena for uma pessoa falando com um fundo relativamente estático, poucos bits serão usados para descrever corretamente a cena. Se o conteúdo de vídeo for uma cena com muita ação e movimento, ou uma cena com muitos e pequenos detalhes, é necessário uma maior quantidade de informação para prevenir a introdução de artefatos digitais no arquivo de vídeo digital comprimido.
As técnicas de compressão de vídeo digital sujeitas a perdas (Lossy), como o MPEG-1 e MPEG-2, podem criar artefactos digitais durante o processo de compressão. Os artefactos digitais podem ser distorção da cor, degradação da cor, degradação do movimento, aumento do ruido, duplicação de frames, escadeado, geração de blocos(ou mosaico), etc. O artefacto digital mais comum gerado pelo vídeo comprimido em MPEG é o efeito de blocking ou mosaico. Este efeito é a presença de blocos padrão de 8x8 pixels no stream de vídeo comprimido que não fazem parte do vídeo original. O blocking é causado pelo uso do algoritmo DCT(Discreet Cosine Transformation), o qual opera em blocos de 8x8 pixels.
Os artefatos de vídeo digital podem ser eliminados recorrendo-se a um variado conjunto de técnicas. A maioria deles podem ser eliminados aumentando-se o bit rate(quantidade de informação) médio usado na compressão dos conteúdos. A filtragem do stream de vídeo para eliminar o ruído de alta frequência é também uma técnica comum para reduzir os artefactos. Os artefactos podem ocorrer num único frame que pode ser retocado nos pixels que estiverem distorcidos, no entanto este processo é muito trabalhoso e demorado.
Veja também |
- AC3
- WAV
- mp3
- FLAC
- DivX
- Ogg Vorbis
- Xvid
