Codificación y compresión de video (página 3)

Partes: 1, 2, 3

MPEG-4

3.3 Estándar H.261.
Pertenece al conjunto de estándares H.320 del ITU dedicados a videoconferencia sobre RDSI.
H.320: Definición de la familia de estándares
H.221: Multiplexado, sincronización sobre uno o varios canales RDSI y empaquetamiento (framming).
H.242/H.230: Establecimiento y control de sesión.
H.224/H.281: Control remoto de cámaras.
H.233 y H.234: Cifrado y autenticación de los datos.
T.120: Soporte para aplicaciones (transferencia de imágenes, anotaciones compartidas, etc.)
G.711, G.72x …: Algoritmos de compresión de audio
H.261: Compresión de vídeo (conocido como px64).

Estándar H.261.
Características de H.261:
Formato de imagen: YCbCr
CIF: 352×288 (opcional)
QCIF: 176×144 (obligatorio)
Reducción de color: 4:2:0
Tasa de cuadros/seg: como máximo 30 max.

Mecanismo de compresión similar a MPEG-1:
Para la redundancia temporal se emplean mecanismos similares a MPEG, basados en macrobloques (16×16).
H.261 define el concepto de GOB (Group Of Blocks)
1 GOB = 3×11 macrobloques (QCIF: 3 GOBs)

Estándar H.261.
Sólo se definen dos tipos de cuadros: I y P.
No existen secuencias predefinidas de cuadros.
Decisión de codificación I o P para cada cuadro.
Estimación de movimiento (motion estimation):
Se realiza a nivel de macrobloque
Búsqueda restringida en un área de +-15 pixels, usando sólo la información de luminancia (Y).
Resultado de la búsqueda:
Macrobloque del cuadro de anterior que más se parece al actual
Cálculo de las diferencias (macrobloque error).
Si superan un cierto umbral se codifican (DCT), si no se elimina el macrobloque error, utilizando sólo el vector de movimiento.
Cuantificación lineal (menos costosa).
Se siguen utilizando run-length y Huffman (VLC).

Estándar H.261.
(Gp:) PSC
(Gp:) TR
(Gp:) PType
(Gp:) GOB1
(Gp:) GOB2
(Gp:) ….
(Gp:) GOBm
(Gp:) GOB Start
(Gp:) Grp#
(Gp:) Quant
(Gp:) MB1
(Gp:) …
(Gp:) MBn
(Gp:) Addr
(Gp:) Type
(Gp:) Quant
(Gp:) Vector
(Gp:) CBP
(Gp:) b0
(Gp:) b1
(Gp:) …
(Gp:) b5
(Gp:) DC
(Gp:) Run, Valor
(Gp:) …
(Gp:) Run, Valor
(Gp:) EOB

Esquema del formato H.261

Otros estándares H.26x.
H.263: Mejora, amplía y sustituye el H.261
De propósito general (no sólo para videoconf.)
Incluye compensación de movimiento de “medio-píxel”
Soporta cinco resoluciones (SQCIF, QCIF, CIF, 4CIF y 16CIF)
Permite estimación de movimiento bidireccional y sin restricción en el tamaño de la ventana de búsqueda
H.263+: Añade nuevas características a H.263
Escalabilidad SNR, espacial y temporal
Predicción de los valores de los coeficientes de la DCT
H.264: Mejora la eficiencia en codificación
DCT con enteros y tam. bloque 4×4, compensación de movimiento con bloques de tamaño variable, etc.

4. Conclusiones
Las imágenes son captadas por cámaras de vídeo que proporcionan una señal analógica RGB.
La digitalización está basada en el estándar ITU-R
En función de la calidad de vídeo deseada, existen diversos formatos de imagen, barrido, etc.
Se definen distintos parámetros de red de importancia para el transporte de vídeo
Algoritmos de compresión de vídeo
Fundamentos: Redundancia temporal
Algoritmos de estimación de movimiento: Alto coste computacional.
Estándares de compresión:
Familia MPEG: 1-2-4
Diseñados para procesar vídeo digital de calidad (Sector consumo).
Familia ITU: H.261-3-4
Diseñados para comunicaciones audiovisuales en distintos tipos de redes (RDSI, IP, telefonía, etc.)