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Transcodificação em tempo real de vídeo digital H.264 para codecs de nova geração
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A utilização do vídeo digital tem crescido bastante nos últimos anos em diversos dispositivos. A oferta e a procura de conteúdos audiovisuais com mais qualidade devem-se muito às melhorias significativas no poder de processamento nos diversos dispositivos e ao aumento da largura de banda na Internet. A utilização de codecs de vídeo torna-se inevitável para tornar a transmissão de vídeo digital mais eficiente. O codec de vídeo H.264 continua ainda hoje a ser utilizado em diversas plataformas relacionadas com o vídeo, sendo que em alguns casos é sacrificada a qualidade de vídeo para preservar a largura de banda utilizada. Novos codecs de vídeo surgiram após o H.264 para ultrapassarem problemas que este não consegue solucionar face às exigências atuais.
Este trabalho analisa detalhadamente os codecs de vídeo H.265, VP9 e AV1 que visam substituir o H.264 no âmbito de transmissões televisivas através da implementação de um sistema apto para processar em tempo real as streams produzidas pelos estúdios de televisão, com o objetivo de reduzir a largura de banda necessária para a transmissão de conteúdos audiovisuais sem sacrificar a qualidade de vídeo. Propõe-se a implementação de um sistema que transcodifica as streams de vídeo enviadas pelos estúdios de televisão para codecs de vídeo mais recentes ao invés de substituir os equipamentos necessários em cada estação televisiva. Esta implementação detalha técnicas e ferramentas de software utilizadas num protótipo experimental, seguindo-se uma fase de testes realizados para validar o propósito da utilização deste tipo de sistema. No final, conclui-se que a utilização deste sistema permite em alguns casos reduzir o débito binário do mesmo vídeo de forma considerável, mantendo o mesmo nível de qualidade de imagem.
The use of digital video has grown considerably in recent years in various devices. The supply and demand for higher-quality audiovisual content is due to significant improvements in the processing power of the various devices and the increase in bandwidth on the Internet. The use of video codecs becomes inevitable to make digital video transmission more efficient. The H.264 video codec is still used in several platforms related to the video, and in some cases the quality of video is sacrificed to preserve the bandwidth. New video codecs have emerged after H.264 to overcome problems that it can’t solve today. This work analyzes in detail the video codecs H.265, VP9 and AV1 that aim to replace the H.264 in the scope of television transmissions through the implementation of a system able to process in real time the streams produced by the television studios, with the objective to reduce the bandwidth required for the transmission of audiovisual content without sacrificing video quality. It is proposed to implement a system that transcodes video streams sent by video studios to newer video codecs instead of replacing the necessary equipment on each television station. This implementation details techniques and software tools used in an experimental prototype, followed by a phase of tests performed to validate the purpose of the use of this type of system. In the end, it is concluded that the use of this system allows in some cases to reduce the bitrate of the same video while maintaining the same level of image quality.
The use of digital video has grown considerably in recent years in various devices. The supply and demand for higher-quality audiovisual content is due to significant improvements in the processing power of the various devices and the increase in bandwidth on the Internet. The use of video codecs becomes inevitable to make digital video transmission more efficient. The H.264 video codec is still used in several platforms related to the video, and in some cases the quality of video is sacrificed to preserve the bandwidth. New video codecs have emerged after H.264 to overcome problems that it can’t solve today. This work analyzes in detail the video codecs H.265, VP9 and AV1 that aim to replace the H.264 in the scope of television transmissions through the implementation of a system able to process in real time the streams produced by the television studios, with the objective to reduce the bandwidth required for the transmission of audiovisual content without sacrificing video quality. It is proposed to implement a system that transcodes video streams sent by video studios to newer video codecs instead of replacing the necessary equipment on each television station. This implementation details techniques and software tools used in an experimental prototype, followed by a phase of tests performed to validate the purpose of the use of this type of system. In the end, it is concluded that the use of this system allows in some cases to reduce the bitrate of the same video while maintaining the same level of image quality.
Description
Keywords
H.264/AVC H.265/HEVC VP9 AV1 Vídeo digital Comparação de codecs Transcodificação Televisão Digital video Codec comparison Transcoding Television