HEVC: entenda a compressão do sinal em 4K

Por Aldo Cuggini*

A distribuição de vídeo pela internet já se tornou comum. E o que possibilitou seu sucesso foi a tecnologia de compressão, que reduz a enorme quantidade de banda necessária para transportar os sinais. Mas há questões técnicas e mercadológicas envolvidas.

O atual padrão de compressão usado em vídeo 4K é o chamado HEVC (High-Efficiency Video Coding), também conhecido como MPEG-H Parte 2 ou ITU-T H.265. Trata-se do estado da arte em matéria de compressão de vídeo, proporcionando taxas de transferência (bit-rate) 50% mais elevadas do que seu antecessor, o MPEG-4 AVC (Advanced Video Compression, ou H.264). Este, por sua vez, era bem mais eficiente que o MPEG-2.

Depois de ratificado pela associação ISO (International Organization for Standardization) e pela ITU (International Telecommunications Union), em 2013, o padrão HEVC parecia mesmo destinado a substituir todos os anteriores. Mas, embora desenvolvido por comitês de padronização que representam uma legião de grandes grupos industriais, parece que outras forças se voltaram contra ele. Mais notadamente, a Google Inc., com seu VP9.

Para entender a polêmica, vale lembrar que o HEVC incorpora uma série de aperfeiçoamentos aplicados ao padrão AVC, como seu bloco de atualização, a filtragem de dados em looping e a análise para compensação de imagens em movimento. O HEVC utiliza um novo conceito chamado “unidades de codificação” (coding units), que subdivide a imagem em segmentos retangulares arbitrários. Foi alterada a estrutura de macroblocos dos padrões anteriores. As novas unidades contêm uma ou mais “unidades de transformação” (TUs, unidades básicas de quantização), mas além disso pode adicionar unidades de atualização (PUs).

Enquanto no padrão AVC havia múltiplos blocos de dados, de vários tamanhos, no HEVC há segmentos de tamanho fixo: 64×64, 32×32, 16×16 ou 8×8 pixels. As unidades de codificação agora podem ser subdivididas hierarquicamente, até o tamanho mínimo de 4×4 delas. Esse método, chamado tree blocks (“blocos em árvore”), permite que processadores paralelos decodifiquem os dados de múltiplas partições e executem, de modo mais eficaz, o procedimento denominado prediction (“predição”, ou antecipação das características de um sinal).

É um processo melhor porque evita os blocos repetitivos do AVC, permitindo reduzir os chamados artifícios (artifacts) e, ao mesmo tempo, tornando mais eficiente a codificação dos detalhes da imagem. O padrão HEVC determina ainda a reconstrução de segmentos do sinal, para esconder melhor os artifícios. E também amplia a profundidade de bits (bit-depth), codificando as cores a mais de 8 bits.

*Artigo publicado originalmente no site TV Technology. Para ler o original na íntegra, em inglês, clique aqui.

 

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