Prof. Cláudio Henrique Albuquerque Rodrigues

Transcrição

1 Prof. Cláudio Henrique Albuquerque Rodrigues

2 As características do vídeo analógico são: Limitações no armazenamento, processamento e transmissão; Dificuldade na localização de imagens específicas; Dificuldade de edição; Dificuldade no controle da qualidade da imagem quando armazenado ou transmitido; Dificuldade de aplicações com interatividade. Já existia alguma interatividade na TV analógica? Hugo um programa interativo na TV analógica 2

3 As características do vídeo digital são: Pode utilizar grande parte dos sistemas de armazenamento, processamento e transmissão de dados existentes; Permite que o sinal de vídeo possa ser comprimido e codificado para transmissão em tempo real; Com o processamento digital de sinais, permite redução de ruído e aumento de contraste de imagem em aplicações médicas; A facilidade de integração em sistemas computacionais permite a criação de aplicações com interatividade. 3

4 As aplicações mais comuns para o vídeo digital são: Videoconferência; Videotelefonia; Entretenimento DVD (Digital Versatile Disc), PVR (Personal Video Recorder) e DVR(Digital Video Recorder); Distribuição de vídeo em redes IP; Broadcast (HDTV, SDTV); TV por assinatura (SKY, DirecTV); Vídeo sob demanda; Aplicações em medicina; Processamento digital de imagens. Uma das grandes aplicações é a videoconferência, que utiliza sistemas baseados em PC; 4

5 O padrão mundial de digitalização para SDTV é definido pela recomendação ITU-R BT.601-5, com o objetivo de proporcionar: Compatibilidade mundial; Uma família de padrões de codificação para vídeo digital de diferentes qualidades, relação de aspecto, facilidade de pósprocessamento...; Facilidade de interface entre dois membros da família; Codificação de componentes de vídeo; Co-localização de amostras de luminância e sinais diferença de cor para facilidade de processamento; Amostragem de 13,5MHz para relações de aspecto de 4:3 e 16:9, bem como amostragem alternativa de 18MHz para 16:9. 5

6 Além disso, o padrão também especifica compatibilidade entre as amostras por linha em sistemas de 525 e 625 linhas. Em amostras de 10 bits, os oito primeiros representam a parte inteira e os dois últimos a parte fracionária ( = 91h e =91,4h); A construção dos sinais digitais é realizada como segue. Os sinais analógicos são: 6

7 Como a excursão dos sinais diferença de cor não é unitária, há necessidade de normalização: O resultado fica: 7

8 Os esquemas de amostragem são sempre Y:C B :C R, ou seja, 4:2:2 significa duas amostras de croma, para as duas componentes e nas mesmas posições, intercaladas (sim, não, sim, não), para cada quatro amostras de luma; 8

9 Para proporcionar uma margem de segurança e deixar espaço para informação adicional, a luminância possui faixa útil de 220 níveis e tem seu nível de preto em 16 (16 a 235); Assim, o sinal de luminância antes da quantização é: Y = 219(E Y ) Após a quantização é o inteiro mais próximo. Os sinais diferença de cor possuem 225 níveis com zero em 128 (16 a 240): 9

10 Se os sinais forem derivados diretamente das componentes digitais: Resultando em: 10

11 Em caso de valores não inteiros, o inteiro mais próximo é escolhido; Para se obter componentes 4:2:2 de componentes 4:4:4, devem ser realizadas uma filtragem passa baixa e uma subamostragem em C B e C R ; 11

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13 A localização das amostras em relação ao sincronismo do sinal analógico é mostrada abaixo, para sistemas de 525 linhas e amostragem de 13,5MHz. O ponto de amostragem ocorre no início de cada bloco. Ver figura no próximo slide. 13

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15 A resolução é apresentada na notação base x altura. 15

16 O formato de amostragem é definido a partir dos componentes do vídeo digital. Um pixel pode ser reproduzido a partir da soma das componentes básicas R,G e B na forma: Ou ainda como a soma das componentes Y, C B e C R. O sistema adotado define o espaço de cor. 16

17 O formato de amostragem é representado pela notação Y:C B :C R. O formato 4:4:4 está mostrado abaixo. 17

18 O formato 4:2:2: O formato 4:1:1: 18

19 O sistema visual humano é mais sensível à luminância que à crominância. - Podemos sub amostrar a crominância 4:4:4 Sem sub amostragem 4:2:2, 4:1:1 sub amostragem horizontal 4:2:0 sub amostragem horizontal e vertical 19

20 O formato 4:2:0 (MPEG-1); O formato 4:2:0 (MPEG-2); 20

21 Para as famílias vistas, a taxa de transmissão é calculada da seguinte maneira: Rb = R f x n b x L x (S Y + S Cb + S Cr ). onde: Rb : taxa de transmissão; R f : taxa de quadros; n b : número de bits por amostra; L: número de linhas; S Y ;S Cb ;S Cr : número de amostras de Y, C B e C R, respectivamente. 21

22 Supondo a transmissão de informação digital no padrão ITU-R BT.601-5, 525/30, 4:2:2, família 13,5MHz, considerando-se apenas as linhas ativas: Rb = 30 x 8 x 483 x ( ) 167Mbps. Para se ter uma ideia, a taxa média do DVD é de 4,0Mbps e a taxa média de HDTV é de 15Mbps; ambos utilizando MPEG-2. Para intercâmbio entre aparelhos essas taxas são possíveis, porém, algo deve ser feito se alguém pretende transmitir essa informação em canais com limitação de banda. 22

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24 (a) 2, (b) 4, (c) 8, (d) 16, (e) 32, (f) 64 Níveis de quantização. 24

25 ATÉ A PRÓXIMA. 25