Transmissão de Fluxos de Vídeo MPEG-2 Sobre Redes ATM

Transcrição

1 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Departamento de Informática Transmissão de Fluxos de Vídeo MPEG-2 Sobre Redes ATM Luciano Junqueira Campos Antonio Tadeu de Azevedo Gomes Luiz Fernando Gomes Soares

2 Roteiro Introdução Qualidades de Vídeo Cenários de Transmissão de Vídeo Digital Fluxo MPEG-2 Sincronização em Transmissões em Tempo Real Experimento Realizado Conclusão

3 Introdução Aplicações em Banda Larga Vídeo de Qualidade TV MPEG-2 Rede com Variação Estatística do Retardo (jitter) ATM Transmissões em Tempo Real

4 Qualidade do Sinal de Vídeo Resolução geométrica número de pixels de um quadro Resolução temporal número de quadros por segundo Resolução de cor número de bits por componente Perdas de codificação tolerância a perdas depende da aplicação

5 Cenários de Transmissão de Vídeo 9tGHRGH%DL[D4XDOLGDGHHP5HGHVFRP&RPXWDomRGH&LUFXLWR Até resolução de VCR (~300 linhas) Sub-amostragem temporal é permitida Perdas de codificação não são relevantes Perdas de rede não são corrigidas Característica: baixa taxa de dados (bit rate) Solução: Canal com banda suficiente Ideal em CBR, pequenas perdas em VBR

6 Cenários de Transmissão de Vídeo 9tGHRGH%DL[D4XDOLGDGHHP5HGHVFRP&RPXWDomRGH3DFRWHV Sincronização de relógios é necessária em transmissões em tempo real Vídeo CBR facilita eliminação de jitter Vídeo VBR não se faz em tempo real - difícil remover o jitter

7 Cenários de Transmissão de Vídeo 4XDOLGDGH79&%5HP5HGHVFRP&RPXWDomRGH&LUFXLWR Sem correção de erro 320x240, 30 quadros por segundo alta taxa de dados Produção: MJPEG a 50 Mbps Jornalismo: MPEG 18 a 25 Mbps Distribuição: MPEG a 8 Mbps CBR canal de banda suficiente resolve

8 Cenários de Transmissão de Vídeo 4XDOLGDGH79&%5HP5HGHVFRP&RPXWDomRGH3DFRWHV Alta taxa de dados Sincronização de relógios crucial em tempo real Recuperação fácil de relógio - exemplo AAL1 CBR canal de banda suficiente resolve

9 Cenários de Transmissão de Vídeo 4XDOLGDGH799%5HP5HGHVFRP&RPXWDomRGH3DFRWHV Alta taxa de dados Sincronização de relógios crucial em tempo real Grande problema: recuperação do relógio Jitter da rede destrói as relações do relógio

10 Fluxo MPEG-2 Padronização da sintaxe e da semântica PES, Seqüência, Imagem, Fatia, Macrobloco, Bloco Multiplexação Fluxo de programa e fluxo de transporte

11 Temporização em MPEG-2 Modelo de atraso constante codificador-decodificador &RGLILFDGRU 'HFRGLILFDGRU 6LVWHPDÃGH 'H FRGLILFDomR EXIIHU PXOWLSOH[DGRU &RPXQLFDomRÃRX PXOWLSOH[DGRU EXIIHU GHFRGLILFDomR $UPD]HQDPHQWR DSUHVHQWDomR UHWDUGRÃFRQVWDQWH Relógio comum: STC Referências de relógio: SCR WD[D( L) = ( L L") IUHTXrQFLD _ GR _ UHOyJLR _ GR _ 3&5( L ) 3&5( L") VLVWHPD

12 Temporização em MPEG-2 Vídeo armazenado Decodificador comanda a recuperação dos dados Vídeo gerado RQWKHIO\ Armazenamento intermediário Em tempo real atraso constante ou variável

13 Sincronização em Transmissões em Tempo Real Alteração do PLL Alteração no projeto do decodificador Relógio de rede Alteração no projeto do decodificador Oscilador livre Perda de qualidade da imagem Proposta: alterar externamente ao decodificador Vídeo Codificador VBR c Rede VBR d Decodificador Vídeo STC d

14 Proposição para Transmissão em Tempo Real Vídeo Vídeo CBR Codificador VBR c Rede VBR d AAL VBR c Decodificador CBR STC c STC a STC d Recuperar a taxa original do fluxo Seguindo o padrão de temporização MPEG Recuperação de relógio via software Sincronizar STC a ao STC c Idéia: aproveitar a taxa de quadros constante Manter o buffer com um número constante de quadros Alternativa: repetir/suprimir unidades de apresentação Complicada, mas permite elastização do vídeo

15 Experimento do SBC 1999 &DEOHWURQ 66 6HUYLGRU 3LFWXUH7HO,%0 6HUYLGRU 579LGHR 6HUYLGRU 03(*,%0 311,311, &20 &%Ã,,6381, 3~EOLFD 5RWHDGRU Ã6)ÃÃ.P 311,311, ÃÃ.P 311,311, Ã6)ÃÃ.P 11,11, &DEOHWURQ 66 ÃÃP ÃÃP 311,311, &OLHQWH 3LFWXUH7HO &OLHQWH 03(* 176& 176& &20 &%Ã 3URMHWRU &57 7HOmR &OLHQWH 03(* &OLHQWH 3LFWXUH7HO,%0 3URMHWRU &57 7HOmR 79Ã*ORER 7HOH0LGLD 3ODQHWiULR *LQiVLR 5'& 5(0$95LR Ã,QWHUQHWÃ, 5HGHÃ,QWHUQD 38&5LR

16 Conclusão Sincronização de relógios de codificador e decodificador Redes de retardo variável e vídeo de qualidade de TV ou melhor Outros tópicos: Correção/cancelamento de erros Elastização

17 Contato Luciano Junqueira Campos Antonio Tadeu de Azevedo Gomes Luiz Fernando Gomes Soares