Estudo da qualidade de transcodificação do software FFMPEG

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nunes, Julianna Regina Brandão
Data de Publicação: 2018
Outros Autores: Gomes, Victor Nunes
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: https://bdm.unb.br/handle/10483/27964
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2018.
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spelling Nunes, Julianna Regina BrandãoGomes, Victor NunesSilva, Eduardo Peixoto Fernandes daNUNES, Julianna Regina Brandão; GOMES, Victor Nunes. Estudo da qualidade de transcodificação do software FFMPEG. 2018. xi, 31 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia de Redes de Comunicação)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.https://bdm.unb.br/handle/10483/27964Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2018.Em um ambiente de emissora de televisão, diariamente são recebidos centenas de vídeos gravados por dispositivos diferentes e em diversos formatos, os quais, na maioria dos casos, não estão no padrão desejado para que a transmissão possa ser realizada. A solução técnica que permite a transmissão de vídeo se chama transcodificação de vídeo. A transcodificação é o processo que consiste na conversão do formato do vídeo, converte um fluxo de bits compactado (chamado fluxo de bits de origem ou entrada) para outro fluxo de bits compactado (chamado de fluxo de bits de destino ou transcodificado). O software FFMPEG disponibiliza ferramentas para isso. Desta forma, foi feito um transcoder utilizando o FFMPEG onde duas sequências de vídeo foram definidas como entradas do sistema. As sequências são arquivos YUV de 1920 por 1080 pixels de resolução a uma taxa de quadros por segundo de 60 fps (para a primeira sequência) e 50 fps (para a segunda sequência). Foram levadas em consideração as degradações temporal e espacial no vídeo de entrada, bem como a transcodificação para H.264, simulando os diversos vídeos recebidos diariamente em um ambiente de emissora de TV. Com o intuito de analisar e maximizar a qualidade dos vídeos encaminhados por te- lespectadores no processo de conversão de codificação do arquivo, foram realizados testes de qualidade com três diferentes métricas (PSNR, SSIM e VQM) para que se pudesse ava- liar a melhor alternativa a ser empregada, usando a ferramenta livre, open-source e gratuita FFMPEG e, desta forma, transmitir o vídeo recebido em programas televisionados de forma otimizada. Para testar, foram criados quatro cenários de aplicação simulando situações onde há degradação espacial e temporal (cenários 1 e 2), além de cenários onde foi possível analisar os efeitos da transcodificação na avaliação de qualidade do vídeo recuperado (cenários 3 e 4). Para as degradações temporais, foram testados nos cenários 2 e 4 o uso de um filtro de vídeo que implementa um algoritmo de predição de movimento (próprio do FFMPEG), chamado minterpolate, fim de se comparar os resultados sem a presença do mesmo. Finalmente, os resultados mostram que o FFMPEG possui um bom desempenho no que diz respeito à transcodificação e que o uso do algoritmo de predição de movimento otimiza consideravelmente os resultados e a visualização das mídias pelo telespectador. Além disso, conclui-se que o FFMPEG trata melhor as degradações temporais (com predição de movimento) especialmente para mídias onde há movimento de pan. Quando não se utiliza o filtro minterpolate, os casos de degradação temporal apresentam melhores resultados para mídias com movimento de pan e tilt.Submitted by Kathryn Araujo (kathrynaraujo@bce.unb.br) on 2021-07-19T12:35:04Z No. of bitstreams: 1 2018_JuliannaReginaNunes_VictorGomes_tcc.pdf: 13361329 bytes, checksum: a786bbc1ebffb8d19343231482ddf07d (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2021-07-19T19:52:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_JuliannaReginaNunes_VictorGomes_tcc.pdf: 13361329 bytes, checksum: a786bbc1ebffb8d19343231482ddf07d (MD5)Made available in DSpace on 2021-07-19T19:52:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_JuliannaReginaNunes_VictorGomes_tcc.pdf: 13361329 bytes, checksum: a786bbc1ebffb8d19343231482ddf07d (MD5)In a television broadcast environment, hundreds of videos recorded by different devices are received daily in various formats, which in most cases are not in the desired pattern for the transmission to take place.The technical solution that allows video transmission is called video transcoding. Transcoding is the process of converting the video format, converting a compressed bit stream (called source bitstream or input) to another compressed bit stream (called a destination or transcoded bit stream). The FFMPEG software provides tools for this. In this way, a transcoder was made using the FFMPEG where two video sequences were defined as system inputs. The sequences are YUV files of 1920 by 1080 pixel resolution at a frame rate of 60 fps (for the first sequence) and 50 fps (for the second sequence). Temporal and spatial degradations were taken into account in the input video as well as transcoding to H.264, simulating the various videos received daily in a TV broadcast environment. In order to analyze and maximize the quality of the videos sent by viewers in the file encoding conversion process, quality tests were performed with three different metrics (PSNR, SSIM and VQM) in order to evaluate the best alternative to be used , using the free tool, open-source and free FFMPEG and in this way transmit the received video in televised programs in an optimized way. In order to test, four application scenarios were created simulating situations where there is spatial and temporal degradation (scenarios 1 and 2), as well as scenarios where it was possible to analyze the effects of transcoding on the quality evaluation of the recovered video (scenarios 3 and 4). For the temporal degradations, the use of a video filter which implements a motion prediction algorithm (of FFMPEG library), called minterpolate, was tested in scenarios 2 and 4, in order to compare the results without the presence of the same. Finally, the results show that the FFMPEG has a good performance regarding the transcoding and that the use of the motion prediction algorithm considerably optimizes the results and visualization of the media by the viewer. In addition, it is concluded that the FFMPEG treats temporal degradations better (with motion prediction) especially for media where there is pan movement. When the minterpolate filter is not used, the cases of temporal degradation present better results for media with pan and tilt movement.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.info:eu-repo/semantics/openAccessTelevisão - transmissãoImagens digitaisVídeo digitalCodificadoresEstudo da qualidade de transcodificação do software FFMPEGinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2021-07-19T19:52:23Z2021-07-19T19:52:23Z2018-07porreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/27964/2/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD52ORIGINAL2018_JuliannaReginaNunes_VictorGomes_tcc.pdf2018_JuliannaReginaNunes_VictorGomes_tcc.pdfapplication/pdf13361329http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/27964/1/2018_JuliannaReginaNunes_VictorGomes_tcc.pdfa786bbc1ebffb8d19343231482ddf07dMD5110483/279642021-07-19 16:52:23.864oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712021-07-19T19:52:23Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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