8.2. Característiques del senyal de vídeo

Nombre d'imatges per segon o framerate

És la velocitat de càrrega de les imatges: nombre d'imatges per unitat de temps de vídeo.

Els estàndards PAL i SECAM especifiquen 25 fps, mentre que NTSC especifica 29,97 fps. El cinema és més lent amb una velocitat de 24fps, el que complica un poc el procés de transferir una pel·lícula de cinema a vídeo. Per a assolir la il·lusió d'una imatge en moviment, la velocitat mínima de càrrega de les imatges és d'unes quinze imatges per segon.

Entrellaçat

El vídeo pot ser entrellaçat o progressiu. L'entrellaçat va ser inventat com un mètode d'assolir una bona qualitat visual dins les limitacions d'un estret ample de banda. Les línies entrellaçades de cada imatge estan numerades consecutivament i dividides en dos camps: el camp senars (camp superior), que consisteix en les línies dels nombres senars i el camp parells (casella inferior), que consisteix en les línies dels nombres parells.

NTSC, PAL i SECAM són formats entrellaçats. Les especificacions abreujades de la resolució de vídeo sovint inclouen una "i" per a indicar entrellaçat. Per exemple, el format de vídeo PAL és sovint especificat com 576i50, on 576 indica la línia vertical de resolució, "i" indica entrellaçat, i el 50 indica 50 camps (la meitat d'imatges) per segon.

Els nous televisors d'alta definició (HDTV) són capaços de resolucions de fins a 1920 × 1080p60, és a dir, 1920 píxels per línia d'escombrat per 1080 línies, a 60 fotogrames per segon. La resolució de vídeo en 3D per a vídeo es mesura en voxels (elements de volum d'imatge, que representen un valor en l'espai tridimensional). Per exemple, 512 × 512 × 512 voxels, de resolució, s'utilitzen ara per a vídeo 3D simple, que poden ser mostrats fins i tot en algunes PDA.

Resolució de vídeo

La mida d’una imatge de vídeo s’expressa en píxels, per a vídeo digital, o en línies d'escombrat horitzontal i vertical per a vídeo analògic.

En el domini digital, (per exemple DVD) la televisió de definició estàndard (SDTV) s'especifica com 720/704/640 × 480i60 per a NTSC i 768/720 × 576i50 per a resolució PAL o SECAM. No obstant això, en el domini analògic, el nombre de línies actives d'escombrat segueix sent constant (486 NTSC/576 PAL), mentre que el nombre de línies horitzontal varia d'acord amb el mesurament de la qualitat del senyal: aproximadament 320 píxels per línia per a qualitat VCR, 400 píxels per a les emissions de televisió, i 720 píxels per a DVD. Es conserva la relació d'aspecte per falta de píxels "quadrats".

Els nous televisors d'alta definició (HDTV) són capaces de resolucions de fins a 1920 × 1080p60, és a dir, 1920 píxels per línia d'escombrat per 1080 línies, a 60 fotogrames per segon. La resolució de vídeo en 3D per a vídeo s'amida en voxels (elements de volum d'imatge, que representen un valor en l'espai tridimensional). Per exemple, 512 × 512 × 512 voxels, de resolució, s'utilitzen ara per a vídeo 3D simple, que poden ser mostrats fins i tot en algunes PDA.

Relació d'aspecte

La relació d'aspecte s'expressa per l'amplada de la pantalla en relació a l'altura.

El format estàndard fins al moment que es va començar amb la estandardització de la televisió d'Alta resolució tenia una relació d'aspecte de4/3. L'adoptat és de 16/9. La compatibilitat entre ambdues relacions d'aspecte es pot realitzar de diferents formes.

Una imatge de4/3 (pantalla de TV) que es vagi a veure en una pantalla de 16/9 (panoràmica) pot presentar-se de tres formes diferents:

• Amb barres negra verticals a cada costat (letterbox). Mantenint la relació de/4 3 però perdent part de la zona activa de la pantalla.
• Engrandint la imatge fins que ocupi tota la pantalla horitzontalment. Es perd part de la imatge per la part superior i inferior de la mateixa.
• Deformant la imatge per a adaptar-la la format de la pantalla. S'usa tota la pantalla i es veu tota la imatge, però amb la geometria alterada (els cercles es veuen el·lipses amb el diàmetre major orientat de dreta a esquerra).

Una imatge de 16/9 (panoràmica) que es vagi a veure en una pantalla de/4 3 (pantalla de TV), de forma similar, té tres formes de veure's:

• Amb barres horitzontals dalt i baix de la imatge (letterbox). Es veu tota la imatge però es perd grandària de pantalla (hi ha diversos formats de letterbox depenent de la part visible de la imatge que es vegi (com més gran es faci més es retalla), s'usen el 13/9 i el 14/9).
• Engrandint la imatge fins a ocupar tota la pantalla verticalment, perdent-se les parts laterals la imatge.
• Deformant la imatge per a adaptar-la a la relació d'aspecte de la pantalla. es veu tota la imatge en tota la pantalla, però amb la geometria alterada (els cercles es veuen el·lipses amb el diàmetre major orientat de dalt a baix).

Font de la imatge

Espai de color i bits per píxel

El nom del model del color descriu la representació de color de vídeo. El sistema YIQ es va utilitzar en la televisió NTSC. Es correspon estretament amb el sistema YUV utilitzat en la televisió NTSC i PAL; i amb el sistema YDbDr utilitzat per la televisió SECAM.

El nombre de colors diferents que poden ser representats per un píxel depèn del nombre de bits per píxel (bpp). Una forma de reduir el nombre de bits per píxel en vídeo digital es pot realitzar per submostreig de croma (per exemple, 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0).

Qualitat de vídeo

Qualitat de video La qualitat de video es pot mesurar amb mètriques formals com PSNR o subjectives amb qualitat de video usant l'observació d'experts.

La qualitat de video subjectiva d'un sistema de processament de video pot ser avaluada com segueix:

• Elecció de les seqüències de video (el SRC) a usar per a la realització del test.
• Elecció els ajustaments del sistema a avaluar (el HRC).
• Elecció un mètode de prova per a presentar les seqüències de video als experts i recopilar la seva valoració.
• Convidar a un nombre suficient d'experts, preferiblement un nombre no menor de 15 .
• Realitzar les proves.
• Calcular la mitjana per a cada HRC basant-te en la valoració dels experts.

Hi ha molts mètodes de qualitat de video subjectiva descrits en la recomanació BT.500. de la ITU-T. Un dels mètodes estandarditzats és el Double Stimulus Impairment Scale (DSIS). En aquest mètode, cada expert veu una referència intacta del video seguida d'una versió danyada del mateix video. L'expert valora llavors el video danyat utilitzant una escala que va des de els danys són imperceptibles? fins a els danys són molt molests?.

Mètode de compressió de video. Còdecs (només digital)

El principal problema dels fitxers de vídeo digital és el seu gran pes. És per això que els diferents entorns i formats disposen dels anomenats Códecs. Els códecs són sistemes matèmàtics de compressió i descompressió de fitxers que intenten millorar la qualitat amb un menor pes del fitxer. Hi ha diferents códecs creats per diferents empreses, alguns d’ells s’han convertit en estàndars. Així un fitxer ”.avi” o ”.mov” tindrà els seus corresponents códecs que en alguns casos són els mateixos com el codec DV estàndar per a edició amb càmeres DV. O el Dvix per a una alta compressió.

Es fa servir una àmplia varietat de còdecs per a comprimir seqüències de video.

Les dades de video contenen redundància temporal i espacial, el que fa que les seqüències de video sense comprimir siguin extremadament ineficients. En termes generals, es redueix la redundància espacial registrant diferències entre les parts d'una mateixa imatge (frame); aquesta tasca és coneguda com compressió intraframe i està estretament relacionada amb la compressió d'imatges. Així mateix, la redundància temporal pot ser reduïda registrant diferències entre imatges (frames); aquesta tasca és coneguda com compressió interframe i inclou la compensació de moviment i altres tècniques. Els estàndards moderns més comuns són MPEG-2, usat per al DVD i la televisió per satèl·lit, i MPEG-4 usat per als sistemes de video propietaris.

Taxa de bits o bitrate (només digital)

La taxa de bits és una mesura de la quantitat d’informació que es pot guardar en un medi per unitat de temps. Això depèn de diferents factors, com són la freqüència de mostreig utilitzada per digitalitzar els materials multimèdia, els bits emprats per codificar la informació i la manera en què es fa i si es comprimeix o no. Amb tot això s’intenta trobar un punt d’equilibri entre quantitat de bits (el més baix possible) i qualitat (la més alta possible). La unitat en la qual es mesura bits per segon (bit/s o bps) o també Megabits per segon (Mbit/s o Mbps).

Una major taxa de bits permet millor qualitat de video. Per exemple, el VideoCD, amb una taxa de bits de prop de 1Mbps, posseeix menys qualitat que un DVD que té una taxa al voltant de 20Mbps.

La VBR (Variable Bit Rate, Taxa de Bits Variable) és una estratègia per a maximitzar la qualitat visual del video i minimitzar la taxa de bits. En les escenes amb moviment ràpid, la taxa variable de bits usa més bits que els quals usaria en escenes amb moviment lent però de durada similar assolint una qualitat visual consistent.

En els casos de video streaming en temps real i sense buffer, quan l'ample de banda és fix (per exemple en videoconferència emesa per canals d'ample de banda constant) s'ha d'usar CBR (Constant Bit Rate, Taxa de Bits Constant).