Especificação



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B3.2 Padrão MPEG

O padrão MPEG é, na verdade, uma família de padrões para gravação e transmissão de informações de áudio e vídeo digitais. O primeiro da série foi o MPEG-1, publicado sob a referência ISO 11172 [47]. O grupo ISO tem realizado as especificações do padrão MPEG em fases distintas, onde cada fase tem como alvo uma aplicação específica. Para cada fase, foi dado um nome: MPEG1, MPEG-2, MPEG-3 e MPEG-4. O padrão MPEG-1 tem como alvo aplicações que usam áudio/vídeo armazenados em CD-ROM com resolução SIF ("Standard Interchange Fomat'' - resolução média), exigindo uma largura de banda em torno de 1.2 MBps; o padrão MPEG-2 tem como alvo imagens com qualidade de TV e múltiplos canais de áudio com qualidade de CD, exigindo uma largura de banda de 4 a 6 MBps; o padrão MPEG-3 tinha como alvo imagens com qualidade HDTV, sendo abandonado a partir do momento que o padrão MPEG-2 passou a englobar esse tipo de aplicação; o padrão MPEG-4 foi concebido para videoconferência, utilizando pouca largura de banda.

Nesta seção, será analisado apenas o funcionamento do padrão MPEG-1, um padrão MPEG otimizado para obter taxas de compressão de até 26:1. Como todos algoritmos do padrão MPEG, o MPEG-1, além de usar a correlação espacial (como o JPEG), faz uso da correlação temporal entre os quadros para fazer a compressão. Essa correlação é explorada através da divisão dos quadros em três tipos, como será visto a seguir.

        1. B3.2.1 Quadros de Referência e Intracodificados

A idéia que norteia a exploração da correlação temporal é que em uma seqüência de quadros uma boa parte da informação é comum a eles, ou seja, os quadros possuem áreas semelhantes ou mesmo iguais que podem ser codificadas apenas uma vez. Assim, determinados quadros comprimidos armazenam apenas diferenças em relação a outros quadros. Um quadro que contém informações necessárias para a reconstrução de um ou mais quadros é chamado quadro de referência.



Sejam três quadros de um vídeo, como na Fig. AnB.4 (a). Como pode ser visto, os quadros possuem áreas comuns, isto é, áreas de igual conteúdo (Fig. AnB.4 (b). Tais áreas, contudo, estão situadas em diferentes posições nos três quadros. Essa diferença de posição é representada através de um vetor chamado vetor de movimento (Fig. AnB.4 (c)) e os blocos nos quais esse vetor será aplicado são chamados blocos combinantes ("matching blocks"). O tamanho desses blocos depende dos componentes da imagem. No MPEG-1, uma imagem é formada por três componentes ou planos: um plano para luminância e dois planos que representam a diferença de cor que são sub-amostrados. Assim, um bloco combinante é, na prática, um quadrado de 1616 pixels no plano da luminância e quadrados de 88 pixels para cada um dos planos que representam a diferença de cor. A combinação desses três quadrados é chamada de macrobloco1.



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