O que é H.264?

O DivX® 7 se baseia no padrão H.264, o formato avançado de codificação digital para vídeo de alta definição. Por que o H.264 é tão especial? Bem, para encurtar uma história longa, o H.264 oferece uma tecnologia de compactação avançada com uma experiência de vídeo superior a uma taxa de bits baixa.

Se você quiser detalhes, podemos informar que o controle flexível do fluxo de bits do padrão permite que o H.264 forneça vídeo de alta qualidade a equipamentos diversificados, de simples telefones celulares a sofisticados equipamentos Blu-ray. É por isso que o padrão H.264 está destinado a superar alguns dos formatos comuns da atualidade, como DV, o padrão usado por muitas câmeras de vídeo, e o MPEG-2, o padrão para vídeo DVD e alguns tipos de TV a cabo e transmissão digital. Em poucas palavras, o H.264 é adequado a qualquer plataforma – portátil a alta definição.

Um aviso antes de continuar: se você estiver interessado apenas em uma visão geral do H.264 e por que o consideramos tão especial, já foi devidamente esclarecido nos parágrafos anteriores. Se, por outro lado, você estiver interessado em uma discussão mais técnica sobre a compactação de vídeo e os avanços que o H.264 representa para a complexa arte da codificação de vídeo, os próximos parágrafos são dedicados a você.

O vídeo digital é compactado para economia de espaço, seja de largura de banda ou mídia, e um codec (compression-decompression, compactação-descompactação) realiza a codificação e a decodificação. O aprimoramento dos padrões de compactação nos quais um codec se baseia proporciona maior qualidade de vídeo a ser transmitido usando a mesma largura de banda de antes.

O padrão H.264 reduz o volume de informações necessário à reprodução de um vídeo. Os codificadores processam cada quadro, subdividindo a imagem em uma grade de blocos e procurando quadros anteriores ou futuros para a correspondência de textura em cada bloco, técnica conhecida como estimativa de movimento. Quando encontra uma correspondência adequada, o decodificador pode reproduzir a textura do bloco no quadro atual usando apenas um vetor, que aponta para a referência de correspondência com algumas informações para corrigir pequenas diferenças de textura. Quando a estimativa de movimento não consegue encontrar correspondências adequadas, os codificadores usam a textura de blocos vizinhos do mesmo quadro para prever a textura do bloco e armazenam a diferença entre a previsão e a textura real. Isso é mais eficiente do que armazenar a textura diretamente, mas tem um custo maior do que a estimativa de movimento. Os codificadores funcionam como compressores “com perda de dados”; a meta não é reproduzir exatamente a imagem original, mas escolher o meio ideal para reduzir a taxa de dados, mantendo ao mesmo tempo a maior qualidade visual possível. Graças a configurações adequadas, as diferenças podem ser imperceptíveis, mesmo quando a compactação em dados brutos se aproxima de 100:1.

O padrão H.264 oferece melhorias consideráveis de desempenho em relação aos padrões anteriores. Por exemplo: Um padrão DVD pode conter duas horas de filme compactado usando o codec MPEG-2 (o padrão conhecido de filmes DVD) e quatro horas de filme usando um codec H.264. O novo codec DivX 7 que apresenta o H.264 é muito mais eficiente do que o codec DivX 6, baseado no padrão MPEG-4 ASP, o predecessor do H.264.

O H.264 oferece diversos novos recursos que melhoram a qualidade e a compactação da imagem no codec DivX 6 (ASP):

• Desbloqueio em loop: O desbloqueio é uma técnica que, utilizando intensamente a CPU, tenta remover artefatos de bloqueio da imagem decodificada. O decodificador DivX ASP usa o desbloqueio como uma técnica de pós-processamento opcional para aumentar a qualidade durante a reprodução, normalmente aplicada de acordo com a disponibilidade da CPU. Isso permite que os computadores rápidos descubram qual é a melhor imagem possível e que os computadores mais lentos administrem o pós-processamento para obter uma reprodução mais uniforme.
  
  O H.264 aplica o desbloqueio em cada quadro durante a codificação e decodificação. O resultado é que cada codificação se torna mais eficiente porque há menos ruído em imagens de referência. Entretanto, não é possível desativar o desbloqueio par melhorar o desempenho da reprodução em sistemas mais lentos.
• Estimativa de movimento de quarto de pixel: Quando o codificador DivX ASP procura blocos em quadros anteriores e futuros, ele determina os vetores de movimento abaixo da precisão de meio pixel. É possível executar pesquisas de meio pixel rapidamente durante a codificação, e a reconstrução da textura de vetores de movimento com precisão de meio pixel durante a reprodução também é rápida.
• O H.264 usa precisão de quarto de pixel na pesquisa de movimento e isso gera tempos de pesquisa maiores durante a codificação, além de reconstrução de textura mais complexa durante a reprodução. Embora os requisitos de processamento sejam maiores, uma previsão mais precisa gera imagens mais nítidas e maior eficiência.
• Blocos menores, melhor previsão: Os padrões ASP e H.264 usam estimativa de movimento para codificar cada código com mais eficiência, reconstruindo novos quadros pela movimentação de textura de imagens já codificadas. No padrão ASP, as únicas referências interquadros permitidas são aos quadros anterior e seguinte, e quando se referem a ambos não funcionam como referências. Essas restrições são significativas porque limitam a memória necessária à decodificação de qualquer fluxo, além de reduzirem o número de quadros de referência nos quais um codificador pode dedicar tempo durante a pesquisa de movimento. O padrão H.264 expande muito o sistema de imagens de referência ao permitir que um único quadro faça referência a muitas imagens anteriores e futuras, e ao permitir que todos os tipos de quadros funcionem como imagens de referência. Isso cria oportunidades para que os codificadores obtenham mais eficiência na localização de correspondências durante a pesquisa de movimento, mas também aumenta o tempo de pesquisa. Os decodificadores também oferecem mais memória para armazenamento de imagens de referência. Durante a reprodução de vídeos a 1080p, é necessário seis vezes mais memória por imagem de referência do que em vídeos de definição padrão.

É um equívoco pensar que o H.264 é um formato com apenas um formulário. Perfis diferentes do H.264 apresentam conjuntos de recursos diferentes que não constituem subconjuntos rigorosos de outro. Isso acarreta problemas de interoperabilidade. Desejamos unificar o formato H.264 em um só formulário para que o usuários possam criar e reproduzir mídia digital em sua câmeras de vídeo, players de mídia portátil e aparelhos de TV – sem problemas. A compactação avançada e a escalabilidade do formato H.264 nos permite oferecer uma exibição verdadeiramente cinematográfica no computador, na sala de estar e em viagem.

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