Flussi Multimediali. Introduzione

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1 Flussi Multimediali 1 Introduzione Film digitali, video clip e musica stanno diventando un modo sempre più comune di presentare l informazione e l intrattenimento per mezzo del computer I file audio e video hanno caratteristiche molto diverse dai file di testo tradizionali (principalmente testo e immagini) 2 1

2 Introduzione La principale differenza è legata alle dimensioni notevoli che caratterizzano i file audio e video Questi file vengono solitamente chiamati file multimediali, in quanto usano più di un mezzo di rappresentazione. I file multimediali propriamente detti sono quelli caratterizzati anche da una dimensione temporale (altrimenti anche un documento di testo che contiene immagini sarebbe multimediale). 3 Terminologia Video: storicamente (nell industria cinematografica) descrive una sequenza di fotogrammi che rappresentano la parte visiva di un film. Nei video digitali, invece, molto spesso si codifica insieme video e audio. Dal nostro punto di vista un video clip di 30 sec scaricato da Internet non è diverso da un film di 3 ore salvato su DVD. Le dimensioni sono diverse, ma si tratta di file con caratteristiche strutturali comuni. 4 2

3 Esempi di applicazioni DVD Video on demand 5 Video on demand ADSL Decodifica e visualizzazione Fibra ottica 6 3

4 Dati multimediali: caratteristiche I multimedia utilizzano velocità di trasmissioni dati elevatissime I multimedia richiedono l esecuzione in tempo reale. L occhio e l orecchio umano possono elaborare prodigiose quantità di informazione al secondo e devono essere alimentati ad una velocità tale da produrre un esperienza visiva convincente. Orecchio= 1/1000s Occhio=1/50s 7 Nella maggior parte dei casi un file di testo ordinario si compone di una sequenza lineare di byte senza alcuna struttura che il sistema operativo conosca. La struttura dei file multimediali è più complessa: Informazioni temporali Informazioni miste Informazioni compresse e decompresse on the fly 8 4

5 Informazioni temporali: I video hanno tipicamente fotogrammi/secondo L audio ha campioni/secondo Informazioni compresse: Molto spesso si usano meccanismi di compressione che evitano di ripetere informazioni ridondanti (sia nello spazio che nel tempo) 9 Informazioni miste: Dal punto di vista del tipo di dato (video sovrapposto ad audio) Dal punto di vista della lingua (testi o sottotitoli in più lingue) Si potrebbe pensare che ogni singolo file sia composto da più sottofile 10 5

6 11 La presenza di sottofile diversi crea ulteriori problemi: Sincronizzazione Scelta esclusiva di un sottofile (la lingua, ad esempio) Operazioni aggiuntive (riavvolgimento ) 12 6

7 Esempio di codifica: codifica dell audio. Misurato in db. = 20 log 10 (a/b) Sensibilita da 20 a Hz Concetto di campionamento 13 Esempi noti di segnale audio campionato: telefono CD audio 14 7

8 Tipico spettro (frequenze in gioco) del segnale telefonico (tipic. VOCE) A 0 4 khz fc=8 khz Larg. di Banda f (Hz) 15 Tipico spettro (frequenze in gioco) del segnale CD audio (Tipic. MUSICA) A 0 20 khz fc=40 khz Larg. di Banda f (Hz) 16 8

9 Relazioni: audio Frequenza di campionamento (fc). (Hz inverso del secondo 1/s) = 2 * Banda del segnale. Campioni al secondo = fc. Bit Campione Valori Tipic.(bit_camp)= 4, 8, 16, 24 Bit per secondo (bps)= Fc*bit_camp Bit per N minuti = bps*n*60 kilobyte per N minuti= bps *N*60/(8*1024) 17 Esempi: audio Tipo di Segnale Larghezza di Banda(Bw) Frequenza di Campionamento(Fc) Bit per Campione (Bit) Stereo(2) Lunghezza in Dimensione( Mono(1) kbps KByte/s minuti MB) Qualita' Voce , High Qualita' Voce , Qualita' Audio , Qualita' CD ,2 176, ,

10 Relazioni: video Numero Pixel(N)= Altezza x Larghezza (X * Y) Frame al secondo (fps)=(25 Europa, 30 USA) Bit Pixel Valori Tipic.(bit_camp)= 4,8,16,24,32 Bit per secondo (bps)= fps*n*bit_camp kilobyte per N minuti= bps *N*60/(8*1024) 19 Esempi: video Tipo di Film(EUROPA) Larghezza(X) Altezza(Y) Rapporto(4/3) (X/Y) Bit per Pixel Mbps MB/s Lunghezza in minuti Dimensione GB Qualita' DVD , ,656 29, , Qualita' VCR , ,08 5, , Qualita' TV , ,32 21, ,