1.3d: La Codifica Digitale dei Video

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2 Codifica dei Video Un filmato è rappresentato come sequenza di immagini fisse (fotogrammi o frames), ciascuno dei quali corrisponde a un'immagine statica, accompagnata da un sonoro. Noi sappiamo come digitalizzare tanto le immagini che corrispondono ai fotogrammi, quanto il sonoro. 3 Le dimensioni dei file video Ovviamente il numero di bit impiegati nell'operazione aumenta in funzione di almeno cinque fattori: la lunghezza del filmato, la sua risoluzione grafica (cioè la dimensione della griglia che usiamo per digitalizzare i singoli fotogrammi), L ampiezza della 'palette' di colori utilizzata (cioè il numero dei colori), il numero di fotogrammi (o frame) per secondo la qualità del sonoro (ovvero la frequenza di campionatura e la dimensione della quantizzazione). 4 2

3 Le dimensioni dei file video Una bassa risoluzione grafica rende il filmato quadrettato e indistinto una 'palette' troppo ristretta rende poco realistici i colori visualizzati un numero troppo basso di frame per secondo produce un filmato 'a scatti' e poco fluido una frequenza di campionatura audio troppo bassa pregiudica la qualità del sonoro. 5 Le dimensioni dei file video Un secondo di filmato di dimensione 640x480 con 30 frames a colori e con profondità di colore di 3 bytes (RGB e 16 Milioni di colori) occupa complessivamente 640 x 480 x 30 x 3 = bytes 6 3

4 Nel caso di un televisore analogico con formato PAL, delle 625 righe solo 576 righe rappresentano l informazione video, mentre altri contengono i segnali di test, informazioni sul televideo e sul sincronismo video. Per questo quando si effettua l acquisizione di immagini da un televisore si usa rappresentare il video in orizzontale in xxx*576, dove xxx è un valore che è al massimo 768 (un valore maggiore non porterebbe alcun miglioramento), anche se non è praticamente vantaggioso usare più di 720 punti orizzontali. 7 Un DVD ha una risoluzione di 720*576 Un normale videoregistratore VHS è in grado di contenere al massimo pixel per ogni riga, quindi è inutile acquisire video da un VHS a una risoluzione superiore 352 x 576 perché si ottiene solo un file più pesante senza alcun miglioramento qualitativo. Un 8mm è simile alla soluzione VHS, quindi va acquisito a 352 x

5 Quindi maggiore è il valore in pixel che scelgo di utilizzare maggiore saranno i dettagli Se uso una risoluzione inferiore all originale avrò meno dettagli e dal punto visivo avrei una riga più sfocata. Però se uso più pixel rispetto all originale ho semplicemente sprecato bit. es. VHS sono max 352*576, e uso la risoluzione 720*576 9 Lo schermo televisivo ha un rapporto base/altezza di 4/3. Quindi quando vado a digitalizzare il segnale video analogico, devo decidere quanti punti voglio memorizzare 352*xxx, 704*xxx, 720*xxx, 768*xxx 768* frame/sec sono il numero di pixel che descrivono senza perdita di qualità un segnale PAL, anche se un segnale video nella pratica non contiene informazioni così elevate e 720 punti bastano per rappresentare la singola riga PAL di un video di qualità 10 Quando si acquisisce da TV è sufficiente impostare la risoluzione di 704*576 pixel. 5

6 Bit-rate Il bit-rate è misurato in bits/s (bit per secondo) e indica il numero complessivo di bit impiegati per descrivere l'immagine, determinando essenzialmente la qualità. Ogni frame ha un numero di pixel, e maggiore è la risoluzione scelta, maggiore sarà il numero di pixel necessari. Quindi se vogliamo comunque stare nel bit-rate prescelto ed aumentiamo la risoluzione, avremo meno bit per pixel, questo comporterà perdita di qualità e di definizione, 11 Bit-rate Non esiste il "miglior" bit-rate per un film compresso. Esiste il bit-rate necessario alle diverse esigenze di ognuno e a seconda delle caratteristiche del film. Come visto, se utilizziamo una risoluzione bassa, possiamo impostare valori di bit-rate più elevati Possiamo utilizzare due tipologie di bit-rate: Il parametro VBR (Variable Bit Rate) è il più utilizzato ed è indicato con un valore minimo a un valore massimo. Il parametro CBR (Constant Bit Rate) invece ha un valore del bit-rate fisso e forza il frame ad utilizzare solo quel valore 12 6

7 Bit-rate Mpeg-2 è in grado di elaborare e migliorare le scene con un bitrate da 3 a 7 MB/s, superando gli 8 MB/s non si ha nessun benificio, anzi... Sequenze video con scene in rapido movimento sono molto più impegnative da codificare e richiedono un numero di bit-rate più elevato, perchè i fotogrammi adiacenti non sono identici. Al contrario, le scene statiche presentano minime differenze tra fotogrammi adiacenti, e quindi si può utilizzare un basso bitrate. 13 Bit-rate Molti software usano il bit-rate max di 7 MB/s, in quanto effettivamente è il limite di crescita sulla qualità, sino a 8 MB/s si ha un leggerissimo miglioramento. Le Risoluzioni più usate per la compressione nel formato MPEG sono: 352 x 288 VCD max bit-rate 2MB/s 352 x 576 VCD max bit-rate 4MB/s 480 x 576 SVCD max bit-rate 4MB/s 704 x 576 DVD max bit-rate 8MB/s 720 x 576 DVD max bit-rate 8MB/s 14 7

8 Videocamera Analogica + Scheda di acquisizione video (spesso costosa) Videocamera digitale + interfaccia USB veloce (2.0) o FireWire La scheda di acquisizione video ha anche in se la capacità per l acquisizione dell audio. In caso contrario va utilizzata la scheda audio del computer 15 8

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