ITU-R BT 1737 SPANISH-2006 Use of the ITU-T Recommendation H 264 (MPEG-4 AVC) video source-coding method to transport high definition TV programme material《使用ITU-T建议 H 264(MPEG-4 A.pdf

1、 Rec. UIT-R BT.1737 1 RECOMENDACIN UIT-R BT.1737 Aplicacin del mtodo de codificacin de la fuente de vdeo (MPEG-4/AVC) de la Recomendacin UIT-T H.264 para el transporte de material de los programas de televisin de alta definicin (Cuestin UIT-R 12/6) (2006) Cometido En esta Recomendacin se especifica

2、la aplicacin del mtodo de codificacin de la fuente de vdeo de la Recomendacin UIT-T H.264 (norma ISO/CEI 14496-10), denominado MPEG-4/AVC, para el transporte de material de los programas de televisin de alta definicin (TVAD) en una diversidad de aplicaciones de radiodifusin. La Asamblea de Radiocomu

3、nicaciones de la UIT, considerando a) que en algunas aplicaciones se desea transportar el material de los programas de televisin de alta definicin (TVAD) de forma virtualmente transparente; es decir, introduciendo el mnimo de parsitos y efectos secundarios visibles mediante una velocidad binaria red

4、ucida; b) que en la Recomendacin UIT-R BT.709, Parte 2, se especifican los parmetros correspondientes a una familia de sistemas de vdeo de TVAD basados en la utilizacin de un formato de imagen comn con 1 080 lneas activas (entrelazadas y progresivas) y 1 920 pxeles por cada lnea activa; c) que en la

5、 Recomendacin UIT-T H.2641se especifican los algoritmos correspondientes al mtodo avanzado de codificacin con reduccin de la velocidad binaria; d) que las especificaciones de la Recomendacin UIT-T H.264 se aplican a varios sistemas de vdeo, y que se utilizan cada vez ms en diversas aplicaciones, rec

6、omienda 1 que cuando sea necesario transportar material de los programas de TVAD de manera virtualmente transparente utilizando una velocidad binaria reducida, la seal de TVAD de 1 080 1 920 que se menciona en la Recomendacin UIT-R BT.709, Parte 2 (entrelazada o progresiva) se codifique en la fuente

7、 con arreglo a la Recomendacin UIT-T H.264, empleando la velocidad binaria ms baja disponible en el canal, con los parmetros de los niveles 4 y 4.2 (en el Apndice 1 informativo figura una indicacin de los parmetros de la codificacin de la fuente y de las herramientas mnimas para varias partes de los

8、 sistemas de imagen de la Recomendacin UIT-R BT.709, Parte 2; asimismo, presenta una indicacin de la velocidad binaria para el transporte del material de los programas codificados de esa manera); 2 que cuando la velocidad binaria sea particularmente baja, se reduzca la velocidad de muestreo horizont

9、al a 1 440 muestras por lnea activa antes de que se realice la codificacin de la fuente. 1Norma ISO/CEI 14496-10, denominada MPEG-4/AVC. 2 Rec. UIT-R BT.1737 NOTA 1 La Recomendacin UIT-T H.264 est disponible en formato electrnico en la direccin siguiente: http:/www.itu.int/md/R03-SG06-C-0225/es. Ane

10、xo 1 Ejemplo de las herramientas mnimas y los parmetros necesarios para la codificacin de la fuente de varias partes de los sistemas de imagen mencionados en la Recomendacin UIT-R BT.709, mediante la aplicacin de la Recomendacin UIT-T H.264 En este Anexo se muestran ejemplos de parmetros y herramien

11、tas del mtodo de codificacin de la fuente de la Recomendacin UIT-T H.264, que deberan ser aplicados para comprimir diversas partes de los sistemas de imagen especificados en la Recomendacin UIT-R BT.709, Parte 2. Asimismo, se presenta una indicacin de las velocidades binarias convenientes para el tr

12、ansporte de esas seales cuando se emplea dicha codificacin de la fuente. CUADRO 1 Ejemplo de parmetros del mtodo de codificacin de la fuente de la Recomendacin UIT-T H.264 para TVAD Miembro de la familia de la Rec. UIT-R BT.709 Nivel Perfil Aplicacin Velocidad binaria(Mbit/s) 4 Alto 4:2:2 Contribuci

13、n 20-30(1)4 Alto 4:2:2 Distribucin 16-20 4 Alto 10 SNG 10-15(1)1 920 1 080 60/50i 1 920 1 080 24/25/30p 4 Alto Emisin 8-12 4.2 Alto 4:2:2 Contribucin 30-40(1)4.2 Alto 4:2:2 Distribucin 25-30(1)4.2 Alto 10 SNG Por determinar 1 920 1 080 60/50p 4.2 Alto Emisin Por determinar (1)La velocidad binaria in

14、dicada es provisional. Rec. UIT-R BT.1737 3 CUADRO 2 Perfiles y herramientas de codificacin sugeridas Herramientas de codificacin Alto Alto 10 Alto 4:2:2 Alto 4:4:4 Herramientas del perfil principal X X X X Formato cromtico 4:2:0 X X X X Profundidad de bits de muestra de 8 bits X X X X Capacidad de

15、adaptacin a la transformacin 8 8 en oposicin a 4 4 X X X X Matrices de graduacin de cuantificacin X X X X Control QP Cby Crseparado X X X X Formato de vdeo monocromtico X X X X Profundidad de bits de muestra de 9 y 10 bits X X X Formato cromtico 4:2:2 X X Profundidad de bits de muestra de 11 y 12 bi

16、ts X Formato cromtico 4:4:4 X Transformacin de color residual Por determinar Codificacin sin prdida predictiva Por determinar Anexo 2 Sullivan y otros, 2004 La Recomendacin UIT-T H.264/MPEG-4 (Parte 10) Codificacin de vdeo avanzada para los servicios audiovisuales genricos (denominada comnmente como

17、 H.264/AVC) representa la norma ms reciente en la serie de normas internacionales de codificacin de vdeo. Se trata de la norma actual ms potente y moderna, y fue creada por el Grupo Mixto de Vdeo (JVT, Joint Vdeo Team) integrado por expertos del Grupo de Expertos en Codificacin de Vdeo del UIT-T (VC

18、EG, Vdeo Coding Experts Group) y del Grupo de Expertos en Imgenes en Movimiento (MPEG, Moving Picture Experts Group) de ISO/CEI. Tal y como fue el caso con normas anteriores, su concepcin ofrece el mejor equilibrio disponible entre la eficacia de codificacin, la complejidad de aplicacin y el coste,

19、basndose en el estado actual de la tecnologa de diseo de integracin a gran escala (VLSI) (CPU, DSP, ASIC, FPGA, etc.). Durante el proceso, se cre una norma que mejor la eficacia de codificacin por un factor de al menos dos (en promedio) con referencia a MPEG-2 y manteniendo el coste dentro de un mar

20、gen aceptable. En julio de 2004, se aadi una nueva modificacin a esta norma, llamada Extensiones de gama de fidelidad (FRExt, Modificacin 1), en la que se demuestra una eficacia de codificacin superior con respecto a MPEG-2, mediante la cual se puede alcanzar, potencialmente, hasta 3:1 en algunas ap

21、licaciones esenciales. 4 Rec. UIT-R BT.1737 Si bien la norma original H.264/AVC ofrece una amplia gama de aplicaciones, (concluida en mayo de 2003), sta se centra principalmente en el vdeo con calidad de entretenimiento, basndose en una muestra de 8 bits y en un muestreo cromtico de 4:2:0. Si se tie

22、nen en cuenta sus limitaciones temporales, se llega a la conclusin de que dicha norma no puede soportar los entornos profesionales ms exigentes, y que su concepcin no haba sido enfocada a las resoluciones de vdeo ms altas. En el caso de aplicaciones como la contribucin y la distribucin de programas,

23、 y la edicin en estudio y el postprocesamiento, puede resultar necesario: utilizar ms de 8 bits por muestra para la precisin del vdeo fuente; utilizar una resolucin superior para la representacin cromtica caracterstica de las aplicaciones del usuario (es decir, usar un muestreo de 4:2:2 4:4:4 en opo

24、sicin a un formato de muestreo cromtico de 4:2:0); realizar funciones de edicin en la fuente tales como la combinacin alfa (proceso mediante el cual pueden combinarse diversas escenas de vdeo, cuya aplicacin ms conocida es en los boletines meteorolgicos, donde se emplea para adaptar el vdeo de un pr

25、esentador sobre el vdeo de un mapa o una escena de informacin meteorolgica procedente de un radar); utilizar velocidades binarias muy altas; utilizar resolucin muy alta; lograr una fidelidad muy alta e incluso representar algunas partes del vdeo sin prdidas; evitar el error de redondeo durante la tr

26、ansformacin color-espacio; utilizar la representacin de color rojo, verde y azul (RGB). El proyecto FRExt produjo un conjunto de cuatro nuevos perfiles denominados colectivamente los perfiles altos: 1) Perfil alto (HP): soporta vdeo de 8 bits con muestreo 4:2:0 que est enfocado a los usuarios finale

27、s y a otras aplicaciones que emplean vdeo de alta resolucin sin necesidad de formatos cromticos ampliados o una mayor precisin de la muestra; 2) Perfil alto 10 (Hi10P): soporta vdeo 4:2:0 con una precisin de representacin de hasta 10 bits por muestra; 3) Perfil alto 4:2:2 (H422P): soporta hasta mues

28、treo cromtico 4:2:2 y hasta 10 bits por muestra, y 4) Perfil alto 4:4:4 (H444P): soporta hasta muestreo cromtico 4:4:4, hasta 12 bits por muestra y adems soporta codificacin eficaz sin prdidas y una transformacin de color residual entera para la codificacin de vdeo RGB evitando errores durante la tr

29、ansformacin color-espacio. Como el proyecto FRExt es reciente, y debido a que algunas de sus ventajas son de percepcin y no objetivas, es difcil medir su capacidad. Un punto referencia de informacin pertinente es el resultado de una evaluacin de calidad subjetiva realizada por la Asociacin Blu-ray D

30、isc (BDA). En la Fig. 1 se reproducen los resultados del informe de comprobacin mencionado en Wedi y Kashiwage, 2004. Esta comprobacin, realizada en un programa de pelcula de 24 cuadros/s con barrido progresivo de 1 920 1 080, muestra los siguientes resultados nominales (que no deben considerarse ri

31、gurosamente comprobados desde un punto de vista estadstico): El perfil alto de FRExt produjo, nominalmente, mejor calidad de vdeo que MPEG-2 utilizando slo una tercera parte de los bits (8 Mbit/s en vez de 24 Mbit/s). El perfil alto de FRExt produjo, nominalmente, calidad de vdeo transparente (es de

32、cir, difcil de distinguir del vdeo original sin compresin) a solamente 16 Mbit/s. Rec. UIT-R BT.1737 5 La referencia de calidad (3.0) considerada por esta organizacin como adecuada para aplicarla a los paquetes de medios de alta definicin, fue sobrepasada considerablemente utilizando slo 8 Mbit/s. T

33、ambin en este caso, se observ que algunos detalles del mtodo de codificacin H.264/AVC que se emple para estas comprobaciones an se pueden mejorar. Por consiguiente, existe la probabilidad de poder reducir la velocidad binaria significativamente por debajo de 8 Mbit/s y permanecer por encima de la re

34、ferencia de calidad 3.0, estableciendo una calidad suficiente para calificarla como AD aceptable para las exigencias de esa aplicacin. FIGURA 1 Comparacin entre MPEG-2 y H.264 En la Fig. 2 se ilustra el resultado de un ejemplo objetivo (relacin S/N de cresta PSNR) de la comprobacin de comparacin rea

35、lizada por FastVDO2. Estos resultados objetivos permiten confirmar el robusto rendimiento del perfil alto. (De nuevo, la utilizacin de tramas B por debajo de la condicin ptima hacen que la grfica del rendimiento sea conservadora para FRExt.) FIGURA 2 Comparacin de la PSNR 2FastVDO es una empresa esp

36、ecializada en tecnologa para el soporte lgico de comunicaciones e infraestructura de medios. Esta empresa tiene su sede en Columbia, MD, Estados Unidos de Amrica. 6 Rec. UIT-R BT.1737 Referencias Bibliogrficas SULLIVAN, G.J., TOPIWALA, P. y LUTHRA, A. agosto de 2004 Norma de codificacin de vdeo avan

37、zada H.264/AVC: Visin general e introduccin a las extensiones de gama de fidelidad. Presentada con motivo de la Conferencia SPIE sobre Aplicaciones del procesamiento de imgenes digitales XXVII, Reunin especial sobre los avances de la nueva norma emergente: H.264/AVC. WEDI T. y KASHIWAGI Y., julio de 2004 Subjective quality evaluation of H.264/AVC FRExt for HD movie content, Documento JVT-L033 del Grupo Mixto de Vdeo.