Um fluxo, múltiplas cópias

Pesquisadores aperfeiçoam tecnologia para transmissão de vídeo e TV pela internet

Ana Maria Vieira

“Apesar do esforço do governo brasileiro e de outros países em desenvolver o sistema de TV digital aberta, é provável que, num horizonte de cinco a dez anos, ele seja mais bem-sucedido através da internet.” A avaliação, feita pelo professor Hani Yehia, do departamento de Engenharia Eletrônica, sobre a provável obsolescência desse novo modelo, pode surpreender quem aguarda o início de seu funcionamento no Brasil. Ela, no entanto, se respalda em tendência mundial delineada pelo comportamento dos consumidores e pela competição entre empresas do setor, interessadas em aperfeiçoar a qualidade da tecnologia de transmissão de dados, vídeo, som e imagem pela internet.

A UFMG também participa da prospecção desse nicho, com projeto de pesquisa para desenvolver arquitetura de vídeo sobre IP (Internet Protocol) que viabilize a oferta de serviços de IPTV (televisão IP) e vídeo sob demanda (VoD). O trabalho está sendo realizado pelos laboratórios Cefala e LabCOM, do departamento de Engenharia Eletrônica, em parceria com a ComunIP, empresa especializada em multimídia na internet, que recebeu, recentemente, cerca de R$ 1,2 milhão da Finep, para esse objetivo.

Conforme explica Hani Yehia, que coordena o projeto junto com o colega de departamento, o professor Luciano de Errico, a parceria prevê a transferência de know-how à ComunIP. O conhecimento produzido, no entanto, deverá tornar-se público pelos meios convencionais – aulas e publicação de artigos. Já a implementação da plataforma tecnológica será feita pela própria empresa.

“A principal limitação que impede as pessoas de verem televisão usando internet e computador está na insuficiência das bandas largas disponíveis, com taxa de transmissão de 2 megabits por segundo”, explica Hani Yehia. O problema se agrava, pois cada demanda – vídeo, dados, imagem e som – gerada pelo usuário na rede resulta em fluxo exclusivo de transmissão para ele.

O pesquisador faz as contas dos bits que circulam nesse sistema de tráfego, conhecido como unicasting: “Imagine que uma rádio transmita a 20 mil bits por segundo. Se ela tiver um ouvinte, deve enviar-lhe fluxo desse mesmo valor. Com mil ouvintes, no entanto, precisa mandar 20 milhões de bits por segundo. Isso é viável, mas para a televisão, a história é outra, pois imagem, som e vídeo exigem mais bits para serem codificados do que o som. O usuário de televisão demanda um milhão de bits por segundo. Se ela tiver mil espectadores, precisará de 1 bilhão de bits por segundo, ou 1 gigabits/s”, reflete. Nessas condições, a rede fica saturada e os quadros dos vídeos não se movem.

Uma das maneiras de enfrentar o problema seria tornar a internet mais rápida, capaz de transmitir mais bits por segundo. Outra alternativa, observa Luciano de Errico, é implantar protocolo de transmissão multicasting. “Ele permite que o mesmo fluxo de bits seja enviado para múltiplas pessoas”, diz. Por essa via, roteadores instalados em estações próximas aos usuários recebem o fluxo de um vídeo, por exemplo, e disparam cópias para o grupo de pessoas da vizinhança que o tenha solicitado.

Apesar de possibilitar grande economia, o multicasting, sem a infra-estrutura necessária, não é suficiente para viabilizar a transmissão de TV, de modo massivo, pela internet. “Tecnicamente, é possível fazer isso com esse protocolo: ele já está desenvolvido. No entanto, não está implementado em muitos dos roteadores que compõem a internet”, ressalta o professor.

Foca Lisboa

Leveza na transmissão

A terceira via identificada pelos pesquisadores – e que será objeto de investigação nos laboratórios da Universidade – é o desenvolvimento de sistema de compressão do sinal de vídeo, capaz de torná-lo menos “pesado” no momento em que seja solicitada sua transmissão na internet. “O desafio é conciliar tráfego, qualidade do sinal e custo computacional da codificação, para que os vídeos transitem eficientemente pela rede e cheguem ao usuário sem grandes distorções”, sintetiza Luciano de Errico. Como o sistema é complexo, surge outra questão apontada pelos professores: criar metodologia para medir a qualidade da codificação do vídeo.

Segundo Hani Yehia, as técnicas de compressão do sinal sem perdas consistem em eliminar informação redundante, o que “permite economia de 20 a 50% em sua taxa de transmissão”. Esse descarte não resulta em perda de qualidade da informação, uma vez que a compressão do sinal foi realizada com a simples eliminação das repetições.

Problema inverso ocorre quando a compressão do sinal é feita com perdas, o que permite que o tráfego tenha uma redução da ordem de dez a cem vezes. Nesse processo, deixa-se de codificar algumas informações pouco perceptíveis para as pessoas. “Há freqüências que, em determinadas intensidades, mascaram outras vizinhas a ela”, exemplifica Hani Yehia. “Assim não é necessário gastar bits para codificar o que praticamente não é perceptível”, acrescenta.

Para saber, contudo, o que pode ser eliminado, é preciso realizar medições. O procedimento é condição fundamental para assegurar a qualidade da informação que será comprimida. A metodologia já está sendo desenvolvida pela equipe vinculada ao projeto. A intenção é aperfeiçoar técnicas para transmissão em tela cheia e em resolução SDTV, comparável à da TV convencional.