Otimização do módulo de predição intra-quadros e integração em um decodificador de vídeo para o SBTVD

Abstract

A transmissão de vídeo digital com alta definição, nos sistemas de televisão digital, só é possível graças às técnicas de compressão de vídeo. Estas têm por objetivo minimizar a quantidade de dados necessária para a representação de uma sequência de vídeo. Utilizado no Sistema Brasileiro de Televisão Digital (SBTVD), o padrão de compressão H.264 é, em geral, 50% mais eficiente, em termos de taxa de compressão, do que os padrões de compressão de vídeo anteriores [4]. Um dos motivos que levou a esta melhora foi a introdução da técnica de predição intra-quadros. Assim, mesmo os quadros que não possuem redundância temporal, isto é, semelhanças com quadros já decodificados, podem ser comprimidos através desta técnica. Devido a limitações em termos de frequência, o módulo de predição intra-quadros, implementado no Laboratório de Processamento de Sinais e Imagens (LaPSI), não atendia a frequência mínima necessária para a decodificação de vídeo em full HD. Para atender este requisito do SBTVD, o módulo intra foi otimizado. Este documento apresenta o módulo de predição intra-quadros, sua implementação, as otimizações, em termos de frequência, e a integração deste módulo em um decodificador de vídeo para o SBTVD, possibilitando a decodificação de vídeo com predição intra-quadros e inter-quadros.

The transmission of digital video, in digital television systems, is only possible thanks to video compression techniques. These allow to minimize the amount of data required to represent a video sequence. Present in the Brazilian Digital Television System (SBTVD), H.264 compression standard is, usually, 50% more efficient, in terms of compression ratio, than previous video compression standards [4]. One of the reasons for this improvement was the introduction of intra-frame prediction technique. Thus, even the frames that have no temporal redundancy, i.e., have no similarities to previous decoded frames, can be compressed by this technique. Due to limitations in terms of frequency, the intra-frame prediction module, implemented at the Laboratory of Signal and Image Processing (LaPSI), was not able to run in the minimum frequency required for full HD video decoding. To meet this SBTVD requirement, the intra module has been optimized. This document presents the intra-frame prediction module, its implementation, the optimizations, in terms of frequency, and the integration of this module in a video decoder for SBTVD, which allow video decoding with intra-frame and inter-frame prediction.