mpeg2y4

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  • 7/29/2019 MPEG2y4

    1/127

    Compresin:MPEG2vs.MPEG4

    NormaMPEG2ISO138181(datos)2(video)3(audio)

    NormaMPEG4AVC,ISO1449610,H.264,MPEG410

    CursodeentrenamientoparaTcnicose

    IngenierosdeRadiodifusion

    Ing.RobertoLauro,Copitecmat.655,Argentina

    [email protected]

  • 7/29/2019 MPEG2y4

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    Compresion.MPEG2yMPEG4:Lasnormas

    Ing.RobertoLauro,Copitecmat.655,Argentina

    [email protected]

  • 7/29/2019 MPEG2y4

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    HDTV + SDHDTV + SD Servicios moviles y manuales en un canal de 6MhzServicios moviles y manuales en un canal de 6Mhz

    SDI MPEG4 ISDBTS=BTS

    HDTV

    +Interact.

    HDTV (HDTV (recepcionrecepcion fijafija))

    EncoderEncoder

    ModuladorModuladorUXUX

    CanalCanalTerrestreTerrestre

    ddeeTrasmisionTrasmision::

    SDTV (SDTV (Movi lMovil vehicular)vehicular)

    EncoderEncoder

    HDTVHDTV

    MM

    RedesRedes dedeFrecuenciaFrecuencia

    UnicaUnica(SFN) y/o(SFN) y/oMFNMFN

    SDTVSDTV

    LDTV oneLDTV one SegSeg

    EncoderEncoder

    p/p/ recepcionrecepcion

    MovilMovil

    manualmanual

    Handheld

    31/07/2012 33

    (Manual)

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    ElementaryStream(ES)yPacketizedElementaryStream(PES)

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    ElementaryStream(ES)yPacketizedElementaryStream(PES)

    LassealesdevideoydeaudiocomprimidasenMPEGsellamanflujos

    elementales,

    Elementary Streams (ES).

    araser ransm osy oa macena osena g nsopor e p coomagn co e en

    ademsserordenadosyprotegidoscontraloserroresodefectosdelmediode

    propagacinoalmacenamiento.

    ParaellolosESsonempaquetadosenpaquetesdelongitudvariable:PES,tambin

    llamadosProgram stream

    (PS)

    .Atencin:

    el

    PES

    no

    es

    todava

    el

    TS

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    ElPEStieneunalongitud,variable,

    ax ma, e y es.EsusadoenDVD,peronoesutilpara

    latransmision.

    Lainformacionquelleva,yaqueesel

    primerpasodespuesdelacompresion,es

    vitalparaqueeldecodificador

    recomponerlosESluegolospueda

    descomprimirconexito.

    Entreotras,veaselasflechasrojas,lleva:LalongituddelPES

    , ,

    video,datos)

    ElPTS

    yDTS

    que

    permiten

    presentar

    en

    u c

    hadebidoentrelazar.

    ElCRC,CyclicRedundancyCheck.

    Ref.9

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    FormaciondelTransportStream(TS)

    Los paquetes deTSestanformados

    por104Bytesdedatosdecarga,

    encabezamiento(Heading).

    ElPIDesimportanteyaque,cuandosemu p exen os e os

    diferentesprogramas,servirapara

    identificartodoslosTSdelmismo

    programaya

    que

    el

    TS

    es

    asincrono.

    ElindicadordeerrordetrasnporteFormaciondelTrans ortStreamPacket TSP .serausadoporelreceptor,para

    indicarlealaetapasucesivaquese

    han sobre asado los errores

    Seformaenelmoduladordeltransmisor

    tolerablesporelReedSalomon.

    RSenlaetapacodificadoradelmodulador.Ref.9

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    .

    Buscaren:archivovideos

    AbrirconPowerdvdDuracion4:17

    8

    Ing.RobertoLauro,Copitecmat.655,Argentina

    [email protected]

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    MPEG2/4:

    Recordemos ue:

    SDTV tieneunatasadedatosde270Mb/s.ylaHDTV tiene.

    Esta informacion debe transmitirse en un canal de TV Di italqueenLatinoAmerica(deahoraenadelanteLA)esde6MHZ.

    LasnormaselegidasenLAsonATSC,DVBT,ISDBTBySATVDT:SalvolaprimeraquetransmiteunBitratefijode

    . sen , asotraspue entransm t run tratevariableaeleciondelRadiodifusorseguneltipodemercado

    de,comomaximo,24mb/s.

    Enloquesigueconsideramosqueelbitratedisponibleen

    31/07/2012 9

    .

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    MPEG2/4:

    Lamayorcompresionpermitetransportarunmayornumerodeprogramasenunmismoanchodebanda.PorestemotivolospaisesdeLAelijenMPEG4comosistemadeCompresion.

    a magenenmov m ento v eo segeneraporunasucesiondecuadros:LoscuadroscorrespondenaldominioEs acial lasucesiondelosmismosaldominioTem oral.

    Porello,paracomprimirelvideodebemostrabajar

    enambosdominiosutilizando:

    COMPRESION ENELDOMINIOESPACIAL

    31/07/2012 10

    COMPRESION ENELDOMINIOTEMPORAL

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    MPEG4:

    MPEG4

    codificacionIntercuadros,deahoraenadelanteINTER,osea

    enlaCompresionTemporal.

    Recordemos queloscuadrosINTERseusanparala

    compres on empora acua ra a aso re osmov m en os.

    LoscuadrosINTRAseusanparalacompresionespacial,para

    EnMPEG4,losmetodosavanzadosenelmodoINTERproducenunnivelmasaltodecompresiontemporalymejor

    calidaddelosmovimientos queelMPEG2yesloquehacela

    11

    .

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    MPEG4V.Ref.9: MPEG4

    MPEG4AVCseutilizahoyparaHDTVenDVBT,DVB

    T2,DVBS2,TVmvilcomopartedeDVBHydeISDBT,

    ISDBTb,SATVDTydeTDMB(CHINA).

    MPEG4AVCsepuedeincorporarsinproblemasenelflujo

    de trans orte MPEG2.

    Losmecanismosdelasincronizacindevoz(lip sync)

    tambinsoniguales,ytienensuorigenenlacapadelPESde

    MPEG1.

    12

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    Compresin:

    Lasherramientasparalograrlacompresionsonvariadas ypartendeprocesossimplestalescomoeliminarlostiemposdeborradoshorizontalyvertical,yotros,mascomplejosquenecesitanelevadacapacidadcomputacional.

    dominioespacialyeneldominiotemporal.

    Ha herramientas ueno ierdeninformacion a uellas

    quesilohacen. Recordemos,enelprocesodedigitalizacin, elmuestrode

    a um nac ay as rom nanc as ry :

    31/07/2012 13

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    Herramientassinperdidas Herramientasconperdidas

    Omitirlosintervalosde

    borradoHor:52/64(us),se

    8bitsderesolucionenlugar

    de10.Seganael20%.

    ganael19% ,y

    Vert:576/625(lineas),

    se

    Reducirlaresoluciondel

    colorenladireccionvertical:usan o4:2:0en ugar e

    4:2:2.Seganael25%

    Conelusodeestasherramientassimples seobtienenlossiguientesbitrates,paraunasenalSDIUITBT.R601de270mb/s:

    8bitsenlugarde10(20%) =216mb/s

    BorradoHyV(25%) =166mb/s

    .

    Paralograr comprimira2mb/ssedeben aplicarmetodosaunmascomplejos

    : rox.s e

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    Herramientassinperdidas Herramientasconperdidas

    UsodelamodulacionDPCMenlacodificaciontemporal.

    Transformadadiscretadecoseno(DCT)ylacuantificacionquesigue

    Idemparalacodificacionespacial.

    Exploracionenzigzag.

    alaDCT.

    Scaling(escaleo):CambiodeescaladecoeficientesdeDCT

    Otras herramientas:

    Recuantificacionsegun

    respuesta

    humana

    (filtro

    videometrico)VLC:Variablelengthcode(Codif.delong.Variable)(Huffman)

    RLC:Runlen thcode

    RESUMENAPRIORI: Puedeconsiderarsequela mayorcompresin,seaenMPEG2queen4,sedebealusodela

    tecnologaDPCM,moduladaconlaresultantedela

    compensac n emov m en oencom nac ncon a .

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    Compresineneldominioespacial:

    ntro ucc on.

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    NotasobreEncoders:

    Enlanorma13818noseestablececomodebeserfabricadoun

    encoder.

    Elfabricante

    tiene

    lalibertad

    de

    realizarlo

    segun

    su

    criterio

    .

    Esto tiene sentido a ue el encoder es la arte costosa con

    mayorprocesamientodelsistemayaqueseencuentraenlapartetransmisionyporendesonpocos,mientrasquelos

    decoders,quesonmillones,debensereconomicosjustamente

    parapermitirunaeconomiadeescala.

    Porellolosencodersvarianentrefabricantesyporende las

    ex licacionessi uientessonsoloorientativas.

    31/07/2012 17

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    Recordar:Compresionespacial=IntraPictureCoding=codificacionIntra

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    (Intra=dentrodelcuadro)

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    TrasformadadeFourier.Preliminarpara:

    TCDTransformadadiscretadecoseno

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    AnlisisdiFourierdeuntrendepulsosdeperiodos

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    AnlisisdiFourierdeunasealperidicaeneldominio

    .

    31/07/2012 21

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    LatrasformadadeFourierTF(M.Fourier,Francia,ao1800), , .

    Trasformaunasealdeldominiodeltiempoaldominiodelasfrecuencias.

    Seobtienencoeficientesdefrecuencia yfasesdelasmismasquepermitedeterminarelespectroocupadoporlasealenfuncion

    deltiem o sometidaalanalisisdeFourier.

    LatrasformadadeFourieres reversible, sinperdidasdecalidad.

    Ejemplos

    DE

    DOMINIO

    DEL

    TIEMPO

    Y

    FRECUENCIA,

    en

    la

    practica: Dominiodeltiempo:Osciloscopio

    .

    LatrasformadadiscretadeFourierTDF realizalamismafuncionconsealesdiscretasesdecirmuestreadaseneltiempo,Porejemploelaudiodigital.LatrasformadadiscretadeFourierTDF

    .

    31/07/2012 22

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    Enresumen,(vertambienRef.9):

    Lassealesdeaudioyvideo,variables eneltiempo,nopuedenser

    descritasmatemticamenteporqueNOSONPERIODICAS.

    Lasealdeberaserobservadaporunperododetiempoinfinitamente

    largo,locualnoesposibleenlaprctica.

    Porconsiguiente,niunacercamientoanalticoniunonumricopuedeser

    usado aracalcularsues ectro.

    Unmtodoqueproduceunaaproximacindeldominiodelafrecuenciaes

    EnlaDFT,lasealesmuestreada(porellopierdeinformacin)enpuntos

    31/07/2012 23

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    ,

    discretoseneldominiodeltiemposeparadosporintervalosts pormediode

    unconvertidor

    anlogo/digital

    yobservados

    en

    Npuntos

    dentro

    de

    una

    .

    31/07/2012 24

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    SabemosquelaTrasformadaDiscretadeFourier(TDF)trata

    consealesenunadimension.

    Una imagen(=cuadro=picture),encambio,esunasealen

    dos

    dimensiones:

    Horizontal

    y

    Vertical.

    Se

    encuentra

    en

    el

    om n o espac a .

    ene ra a ocon a scre e os ne ras orm .

    scomoap car our erene sent o or zonta y ert ca .

    A igua queenFourier,seo tienencoe icientes, recuencias

    yfasesenlossentidosHorizontalyVertical.

    31/07/2012 25

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    Pararealizarlacompresionespacial,MPEG2analiza

    lasealenBlocksde8X8pixels

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    Midelosvaloresdetensindecadapixelyluegolerealiza

    a

    para

    o tener

    os

    coe c entes

    e

    recuenc a

    31/07/2012 27

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    HerramientasmecanicasdelMPEG2paraanalisisdelcuadro:

    Con 4bloquesde8x8pixels,seconstruyeunMacrobloquede16x16.Unahilerademacrobloquesconstituyenunarebanada=porcion=slice

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    MPEG4utilizamacroblocksdediversasdimensionessegun

    lasexigenciasdecompresion.

    MPEG4

    Enlafiguraseobservaque,enlaspartesquenohaydetalleslos

    macroblockssonmasgrandes,mientraquedondesenecesitan

    masdetalleslosmacroblocksaanalizarsonmasreducidos.

    29

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    MPEG4

    muestraenlafigura,enfunciondelosdetallesqueelencoderencuentraenlaimagen.

    30

    En la figura de la derecha se MPEG4

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    31/127

    Enlafiguradeladerechase

    puedeobservarcualessonlos

    MPEG4

    macroblocksque

    eligi

    el

    encoderparaanalizarlaimagen.

    ESTEARTILUGIOPERMITEANALIZAR

    BLOQUESCOMPUESTOSDE4x ,

    MIENTRASQUEMPEG2ELBLOQUEES

    SIEMPREFIJODE8X8PIXELES

    31

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    31/07/2012 32

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    33/127

    DCT yDCT 1.Ref.4

    31/07/2012 33

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    34/127

    LoscomponentessenodelaDFTsehancancelado

    conunaoperacion

    matematica,porellola

    ,

    dimensiones,sellama

    TrasformadaDiscreta

    Coseno

    31/07/2012 34

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    35/127

    EjerciciodecalculodelaDCTenunadimensin

    31/07/2012 35

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    2y+1)v2x+1)u

    31/07/2012 36

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    37/127

    31/07/2012 37

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    31/07/2012 38

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    39/127

    Ejemplodeunaimagenlineasnegrasverticales:Alhabersolo

    ,

    DCTdelaprimerfiladecoeficienteDCT

    31/07/2012 39

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    40/127

    CoeficientesDCTenfunciondeloscambiosdeamplitudenlos

    .

    31/07/2012 40

    Ej l C fi i DCT f i d l bi d

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    41/127

    Ejemplo:CoeficientesDCTenfunciondeloscambiosde

    .

    (slide2de5).

    31/07/2012 41

    Ej l C fi i t d i l f i d l bi d

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    42/127

    Ejemplo:Coeficientesdepixelsenfunciondeloscambiosde

    Slide3de5

    31/07/2012 42

    Ej l C fi i t DCT f i d l bi d

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    43/127

    Ejemplo:CoeficientesDCTenfunciondeloscambiosde

    DCT.slide4de5

    31/07/2012 43

    Coeficientes DCT en funcion de los cambios de amplitud en los

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    44/127

    CoeficientesDCTenfunciondeloscambiosdeamplitudenlos

    31/07/2012 44

    Comparacion MPEG 2 con MPEG 4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    45/127

    ComparacionMPEG2conMPEG4

    31/07/2012 45

    TecnicasadicionalesdecompresionenMPEG2:

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    46/127

    Scalingoshifting

    DCT

    Recuantificacionsegunrespuestahumana

    VLC:Variablelengthcode(Huffman)

    RLC:RunlengthcodeyDPCM:DifferentialPCMparaelcoef.deCC

    Tablas

    de

    cuantificacin

    Shift(scaling)

    de128

    niveles

    31/07/2012 46

    Valores de entrada de los pixels Ejemplo 1

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    47/127

    Valoresdeentradadelospixels.Ejemplo1

    31/07/2012 47

    Laprimeraetapaesladerestar128alvalordelospixels128.

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    48/127

    p p p

    Estaoperacionesnecesariaporquedenohacerlo,losvaloresdeloscoef.DCTqueselogranaposteriorpodrianrequerirpalabrasmuylargasennro.debits.Conestolapalabramaximaserade11bits.

    11bitsesmaslargo

    quelos8bitsdela

    sealSDI,peroseaplicageneralmentea

    soloelprimer

    coeficienteyesta

    aparentemayor

    longitudsecompensaconlamayor

    compres onquese

    lograluego.

    Shiftof128

    levels

    Shift(oscaling)

    de128

    niveles

    31/07/2012 48

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    49/127

    DCTes

    la

    etapa

    sucesiva.Ver

    lareduccion

    quese ogra

    enloscoef.

    frecuencia.

    DCT

    31/07/2012 49

    Larecuantificacionesunasuertede filtradocon

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    50/127

    delojo.

    Estassonlasmatricessandard ver roximoslide:

    31/07/2012 50

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    51/127

    31/07/2012 51

    Losvalorescuantificados, quepesanparaelojohumanoson:

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    52/127

    31/07/2012 52

    Lafuncininversadelaoperacinanteriores:

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    53/127

    31/07/2012 53Estosdeberanserlospixels originalesdespusdelscaling

    Pixels reconstruidosluegodeaplicarlainversadelshifting.

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    54/127

    31/07/2012 54

    PixelsOriginales Pixelsreconstruidos

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    55/127

    Pixels Originales

    Error

    comet opor

    lacompresin

    31/07/2012 55

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    56/127

    31/07/2012 56

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    57/127

    31/07/2012 57

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    58/127

    31/07/2012 58

    LaexploracionenZigZag permiteordenartodosloscerosjuntosalosefectos

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    59/127

    31/07/2012 59

    Coef.CC) Enelcasodelejemplo,lacategoraquelecorrespondealavariacion de

    loscoef.sdeCCes5ylecorrespondeelcodigo1010segunla fig4.4.11Estoesasi

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    60/127

    40(coef.Actual) con15(coefAnterior) (4015=25).25seencuentraentrelosnmeros16y31ylecorrespondelacategoria5deacuerdoalatabladelafig.4.4.11

    . .

    Fig4.4.10

    31/07/2012 60

    TabladecategorasdecoeficientesdeCC,SegnHuffman

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    61/127

    31/07/2012 61

    Coef.AC Enestafiguraapareceenlasegundalineaelcoeficiente10,queesel1

    coeficientedeAC,dadoporlosdescriptors0,10.El"0"(queeselnro.decerosque

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    62/127

    , p p , (q q

    antecedea10)tieneunacategora4(verFIG4.4.15yFIG4.4.14)quelecorresponde

    segnlatabladecoeficienteslacodificacin1011(verFIG 4.4.15)yelnivel10,que

    enbinarioes1010.Asisiguenlosotroscoeficientes

    ElEndofBlockEOBtieneelnrobinario1010comoseveenlaFIG4.4.10

    . .

    31/07/2012 62

    TabladecategorasdecoeficientesdeAC.SegnHuffman

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    63/127

    31/07/2012 63

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    64/127

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    65/127

    . .

    Buscaren

    :archivo

    videos

    AbrirconPowerdvdDuracion7aprox.

    65

    Ing.RobertoLauro,Copitecmat.655,Argentina

    [email protected]

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    66/127

    ElBuffer:

    Estaetapaeslaencargadadefijarelbitratefinaldel

    Encoder.

    Tambienevitaeloverflowyelunderflowmediante

    Unarealimentacionalaetaparecuantificadora

    31/07/2012 66

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    67/127

    Algunosdefectosdebidoalacompresinespacial

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    68/127

    31/07/2012 68

    Defectoscausadosporexcesivacompresinespacial

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    69/127

    Ori inal8bits 16:1

    31/07/2012 69

    :

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    70/127

    Compresioneneldominio

    31/07/2012 70

    IlmovimientoenTVycine

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    71/127

    31/07/2012 71

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    72/127

    LoscuadrosMPEG2/4:Vectoresdemovimiento

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    73/127

    31/07/2012 73

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    74/127

    LoscuadrosMPEG2/4:I,P,B

    *LaIvienedeintraframecodingsignificaintraquadro(dentrodelquadro),

    Seusacomoreferencia.Bajacompresion.

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    75/127

    j p

    *LaPviene

    depredictivecodingestos

    cuadros

    usan

    el

    cuadro

    Icomo

    referencia

    Compresionmoderada.

    *BPictures:*EstoscuadrossecodificanutilizandoloscuadrosIyPprecedenteyfuturos,poreso

    sellamanBidireccionales.Sonmuycomprimidos,nosirvencomoreferencia

    31/07/2012 75

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    76/127

    LaDPCM(MPEG2/4)

    LaDPCMesunacodificacionpredictivadeladiferenciadelasmuestras.

    ue eap carsepara aco cac on n er rame empora ,ypara a

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    77/127

    intraframe(Espacial).Ladiferenciasecalculaentreelvalordelosmismoscoeficientes

    correspondientesdelblockprecedenteydelblocksucesivo.

    Enelmodointerframeladiferenciasecalculausandoelvalordelmismopixelen

    dos

    frames

    sucesivos.

    *Quedaentendidoqueesnecesariotenerundecoder,dentrodelencoder.

    31/07/2012 77

    Codificacionespacial (I) (seguirlineallena)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    78/127

    31/07/2012 78

    Codificacionpredictor(I+P) (seguirlineallena)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    79/127

    31/07/2012 79

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    80/127

    Codificacion(IBBP)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    81/127

    31/07/2012 81

    UsodelPTSe DTS(PresentationTimeStampeDecoderTimeStamp):

    (CodificacionIBBP)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    82/127

    Enlacompresintemporal MPEG2 elordendetransmisindeloscuadros

    noeselmismo queelmostradoeneldisplay.UncuadroPsigueaun

    UncuadroBnopuedeserdecodificadohastaquesuscuadrosdereferencia

    .

    Lafiguramuestraalaizquierda,loscuadrosdeunGOPenelordenqueson

    31/07/2012 82

    mos ra os y a a erec a,ene or enqueson ransm os. eseque

    enelordendetransmisin,loscuadrosBsiempresiguenlosdoscuadrosde

    referencia deloscualesespredicho

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    83/127

    Stamp):(Codificacion

    IBBP)

    ,

    deloscuadrosdebesertransmitidocodificadodealguna

    manera.

    Paraestepropsito,sonusadoslosvaloresdelDTSyPTS

    contenidosenelheader delPESdevideoydeaudio.

    ,

    otraformadeberaalmacenarseenelmismotodala

    informacindelGOP aralue oreacomodarlaalosefectosde

    darleelordendesalidacorrectoparaeldisplay,coincidentecon

    elordendegrabacin.

    31/07/2012 83ElPTSyelDTSestndefinidosenla131181

    GOP,Groupofpictures,MPEG2/4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    84/127

    ElGOPpuedeestarconstituido pornomenosde12pictures.

    ParaRadiodifusionMPEG2sontipicos12o15

    ParaRadiodifusionMPEG4seusannomasde30

    ara sonmas argos.Parastreaming,MPEG4,sontanlargoscomo300

    31/07/2012 84

    Perfilesy

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    85/127

    MPEG2

    31/07/2012 85

    NivelesMPEG2

    Losnivelesproveen el

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    86/127

    maximobitrateparaunperfil.

    El

    nivel

    mas

    alto

    traba a

    con

    unbitratemasalto

    eco erconn ve masa o

    puede

    decodificar

    el

    nivel

    masbajo.Lainversanoesposible.

    31/07/2012 86

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    87/127

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    88/127

    Recuperacindelosnivelesdelospixels originalessiguiendola DCTy Q.

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    89/127

    31/07/2012 89

    MPEG4MatricesdeHadamardMPEG4Ref9

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    90/127

    31/07/2012 90

    MPEG4MatricesdeHadamardMPEG4Ref9

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    91/127

    31/07/2012 91

    MPEG4

    MPEG 4 tiene una mas eficiente codificacion por

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    92/127

    MPEG4tieneunamaseficientecodificacionporentropiaqueMPEG2:CABAC

    31/07/2012 92

    MPEG4

    Calidad

    CABAC

    Vs

    CAVLC

    :

    Se

    estima

    que

    CABAC

    permite

    entre

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    93/127

    Calidad CABAC Vs. CAVLC : Se estima que CABAC permite entreun10y15%deCompresionenescenasExigentes

    31/07/2012 93

    MPEG4MPEG4filtrodeDeblockingRef.9

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    94/127

    31/07/2012 94

    MPEG4MPEG4filtrodeDeblockingRef.9

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    95/127

    31/07/2012 95

    MPEG4V.Ref.9:MPEG4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    96/127

    96

    PerfilesynivelesMPEG4MPEG4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    97/127

    er es

    PerfilesynivelesMPEG4:NivelesV.Ref.9:MPEG4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    98/127

    MPEG4Composiciondediversosobjetosparaconformarunaimagen:

    Sepuedencodificarytransmitirseparadamentediversosobjetosen

    suspropiosES.Lacomposiciondelosmismoseproducedespuesde

    la decodificacion (decompresion) :Elvideosecodificacomovideo,

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    99/127

    ladecodificacion

    (decompresion)

    : El video se codifica como video ,

    ,

    fuentesseparadasysecomponenluegodeladecodificacion,antes

    delapantalla

    31/07/2012 99

    MPEG4Composiciondediversosobjetosparaconformarunaimagen:

    Composiciondeunejemplosimple,muyusadoenstreaming

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    100/127

    31/07/2012 100

    MPEG4

    MPEG2esestaticomientrasqueMPEG4esdinamico,unusotipico

    es a epresentar,ase ecc on e te ev ente, av sua zac on e

    las diferentes camaras de una carrera de formula uno por ej.

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    101/127

    p

    j

    31/07/2012 101

    AudioMPEG4MPEG4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    102/127

    Elmasmodernosistemade

    compresiondeaudioutilizadoen

    MPEG4eselasillamadodelas

    HighEfficiencyAACv2, AAC+,

    aacPlus EnhancedAAC+ aacPlusv2

    yeAAC+

    CodificadornormaBrasilNBR156021MPEG4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    103/127

    ISDBT(MPEG2)Japon, vs.SATVD(MPEG4)Argentina:MPEG4

    agananc aenanc o e an a e ra caen acompres on

    devideo:

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    104/127

    Terminologiaenelmundodelacompresion: MPEG4

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    105/127

    , ,

    Transcode :Pasardeunformatoaotro ore em loH264aotro.

    Transrate:Pasaraunbitratediversodentrodelmismoformato

    Transsize: Pasardeunaresolucionaotradentrodelmismoformato

    Reencode: Decodificaryrecodificar

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    106/127

    NormaISO131181(Tablasdedatos)

    NormaISO

    13818

    1(Datos)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    107/127

    LanormaISO138181 tratasobrelosdatosqueinteresanalreceptorparaquefuncionen.

    Porellocomenzaremosporlapartefinaldelacadena:

    Qunecesitaelreceptor,enloqueconcierneadatos,

    parafuncionar

    LAINFORMACIONDEDATOSQUESEAGREGAALVIDEOYAUDIO

    DECODIFICACION, A LAANTIGUAYANALOGICA NECESIDADDE

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    108/127

    .ytodavianocomienzaadecodificar

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    109/127

    Complejidaddelreceptordigital:TablasBrasil

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    110/127

    TransportStreamISO13818(ASI)(TS)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    111/127

    PID

    31/07/2012 111

    TransportStreamISO13818(ASI)(TS)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    112/127

    31/07/2012 112

    Bytesincro:Sirveparaqueeldecodificador puedasincronizarse

    .

    delimita

    el

    inicio

    de

    un

    paquete

    TS.

    Hace

    falta

    mencionar

    que,

    al

    contrariodelos a uetesPES estevalordesincronizacin

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    113/127

    puededarseencualquieradelos187bytesrestantes.

    Indicadordeerrordetransporte:Este

    bit

    se

    pone

    activo

    cuandosedetectaunerrorenlatransmisin.

    Indicadordearranque:Indicasienlacabeceradelpayload hay

    unPES.

    PID(Packet Identification):Comoyasehamencionado,los

    diferentes,

    adems

    de

    datos

    para

    la

    reconstruccin

    de

    la

    informacin.A areceuncam ode13bits uesedenominaPID

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    114/127

    (identificadordepaquete)quepermiteladistincindepaquetes

    dediferentesElementary Streams.Delos2^13valoresposibles,

    hay17

    reservados

    para

    funciones

    especiales.

    Esto

    permite

    8175

    valoresquesonasignablesatodoslosotrosESqueformanelTS.

    ElmultiplexortienequegarantizarquecadaEStengaunnico

    PID. LanormativaMPEGnoespecificaquvaloresdePIDse

    tienenquedaralosES(aexcepcindelos17mencionados).

    Controldecifrado:Indicasihayonodatoscifradosenelpayload.

    Controlcampodeadaptacin:Indica

    si

    la

    cabecera

    tiene

    campo

    d d t i

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    115/127

    deadaptacin

    Contadordecontinuidad:Elcodificador loincrementaen1cada

    .decodificadorseacapazdededucirsihahabidounaprdida(o

    anancia incluso de un a uete de trans orte evitar errores

    quenosepodrandeducirdeotramanera.

    Campodeadaptacin

    una

    cabecera

    son

    los

    siguientes:Lon ituddelcam odeada tacin:Indicalalon ituddela

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    116/127

    cabeceraextra.

    Indicadordediscontinuidad:EstenelPCRyenelcontadorde

    continuidad.Se

    utiliza

    para

    evitar

    prdidas

    de

    informacin

    producidasporunsaltoenelcodificador.

    de188bytesdeinformacinenelsupuestodequenohubiera

    informacinsuficiente

    para

    llenar

    el

    paquete.

    PCR (Program Clock Reference):ElPCResunainformacinde

    sincronizacindelrelojde27MHzdelreceptornecesariaparala

    descodificacindel

    video,

    audio

    ydatos.

    Se

    incluye

    peridicamente

    en os paquetes e transporte receptor neces ta esta n ormac n

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    117/127

    en ospaquetes etransporte. receptorneces taesta n ormac n

    aunacadenciadeunas10vecesporsegundoparahacer

    .

    conelrelojPCRde27MHzsedisponedeotrorelojde90KHz que

    senecesitaenelsistemaparasincronizarotrasfunciones.

    Cuentaregresivaparacorte:Indicadorquepermiteuna

    conmutacinde

    paquetes limpia

    entre

    un

    TS

    yotro

    TS.

    PCR (Program Clock Reference):

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    118/127

    EldecodificadorMPEG2,ademsdesercapazdedecodificar

    ca auno e os ementary treams quecon ormanun

    programaha

    de

    ser

    capaz

    de

    encontrarlos

    dentro

    de

    una

    .

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    119/127

    ElProgram Specific Information (PSI)cuyastablasprincipales

    sonlassiguientes,esloquepermitequeeldecodificadorrealiceesatarea.

    PAT(Program Association Table)serepitec/0.5sec.

    LaPAT

    nos

    da

    informacin

    sobre

    cuantos

    ro ramas

    presentesenunTransport Stream.Atravsdeella,sabemos

    enquPIDviajanlastablasPMTquenosdaninformacin

    sobrecada

    uno

    de

    los

    programas.

    La

    PAT

    siempre

    viaja

    en

    paquetesdetransporteconPID=0.Evidentementelatabla

    .

    PMT(Program Map Table):

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    120/127

    stream.EnellasedainformacinsobretodoslosElementary

    Streams asociadosaun ro rama detalforma ueelrece tores

    capazde

    localizarlos

    ydecodificarlos.

    Por

    lo

    tanto

    para

    cada

    Elementary Stream nosindica:

    PIDenelqueviajalatramafundamental.

    Tipo

    de

    trama

    fundamental

    (vdeo,

    audio,

    datos...).

    .

    ElPIDenelqueviajacadaunadelasPMTs (unaparacada

    ro rama resenteenlatramadetrans orte esasi nado orla

    PAT.

    ACCESOAUNPROGRAMA:

    DespusdequelosPIDs detodoslosflujoselementales

    contenidosenelflujodetransportesehayanconocidodela

    informacincontenida

    en

    la

    PAT

    ylas

    PMTs y

    el

    usuario

    se

    haya

    ,

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    121/127

    esencialmentedosPIDs estnahoradefinidos:elPIDparalaseal

    devideoaserdecodificadayelPIDparalasealdeaudioaser

    decodificada.El

    decodificador

    MPEG

    2,

    instruido

    por

    el

    usuario

    delacajadecodificadora,seinteresarahorasloenestos

    paquetes.Asum en oentoncesquee PID ev eoes100 exy

    el

    PID

    de

    audio

    es

    200hex:

    en

    el

    proceso

    del

    demultiplexado

    lospaquetesPESdevideoyseconsignarnaldecodificador

    video.Lomismoseaplicaalospaquetesdeaudio200hexque

    sonagrupadosyensambladosparaformarpaquetesPESqueseproporcionanaldecodificadoraudio.Silosflujoselementalesno

    est nc ra os,estospue en eco carse rectamente.

    on ona ccess a e

    Nosda

    informacin

    sobre

    el

    sistema

    de

    acceso

    condicional

    .

    l d l t t t t difi d L t bl

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    122/127

    quealgnprogramadeltransport stream estcodificado.Latabla

    CATsiempreviajaenpaquetesdetransportedePID=1.

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    123/127

    MedidasMPEG2enelEncoder (Tektronix)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    124/127

    31/07/2012 124

    MedidasMPEG2enelDecoder (Tektronix)

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    125/127

    31/07/2012 125

    References:

    . .

    2DigitalTelevision,H.Benoit.Print:JohnWiley&Sons1997

    3VideoCompressionDemystified,PeterSymes.Print:McGrawHill.www.symes. v

    4 John Watkinson Print : Focal Press 1999/2000

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    126/127

    4 JohnWatkinson.Print:FocalPress1999/2000

    a)MPEG2

    b)TheArtofDigitalVideo5 NewnesGuidetoDigitalTelevision:RichardBrice

    6 StandardISO13818123MPEG2,ISO1449612310MPEG4,NBR15602

    12,NBR15604,NBR156061Normas Brasileras

    7 www.mpeg.org/index.html/ SitionoofficialdeMPEG,muyactualizado,

    ademsconunlinkalsitiooficialdeMPEG.

    8 MichaelRobin:TelevisioninTransition:ArticulospublicadosenBroadcast

    Engineering

    ,

    Edicion:Ed.Springer,traducidaporelIng.LuisBordomailto:[email protected]

    126

  • 7/29/2019 MPEG2y4

    127/127

    FIN

    MPEG2/MPEG4

    31/07/2012 127