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Introducción al video digital

Marzo 2015

¿Qué es un video?

Un video es una sucesión de imágenes presentadas a cierta frecuencia. El ojo humano es capaz de distinguir aproximadamente 20 imágenes por segundo. De este modo, cuando se muestran más de 20 imágenes por segundo, es posible engañar al ojo y crear la ilusión de una imagen en movimiento. La fluidez de un video se caracteriza por el número de imágenes por segundo (frecuencia de cuadros), expresado en FPS (cuadros por segundo).

Además, el video multimedia generalmente está acompañado de sonido, es decir, datos de audio.

Video digital y análogo

Las "imágenes animadas" generalmente se clasifican en diversas grandes familias:

  • El cine, que consiste en el almacenamiento de la sucesión de imágenes negativas en una película. La película se muestra mediante una fuente de luz que proyecta las imágenes sucesivas, de una copia positiva, en una pantalla.

  • El video análogo, que representa la información como un flujo continuo de datos análogos, para mostrarse en una pantalla de TV (en base al principio de escaneo). Existen diversas normas para el video análogo: Las tres principales son:

  • El video digital, que consiste en la codificación del video en una sucesión de imágenes digitales.

PAL

El formato PAL/SECAM (Phase Alternating Line/Sequential Colour with Memory), utilizado en Europa para la televisión hertziana, permite la codificación de videos en 625 filas (sólo se muestran 576 porque el 8% de las filas se utiliza para sincronización), a una frecuencia de 25 imágenes por segundo con un formato 4:3 (es decir, con una proporción 4/3 de ancho/altura).

No obstante, a 25 imágenes por segundo, muchas personas perciben cierta intermitencia en la imagen. Por lo tanto, como no era posible enviar más información debido a las limitaciones del ancho de banda, se decidió entrelazar las imágenes, es decir, enviar las filas pares en primer lugar y después las filas impares. El término "campo" indica la "media imagen" formada por las filas pares o las filas impares. La transmisión completa que comprende los dos campos se llama pantalla entrelazada. Cuando no hay entrelazado, se utiliza el término pantalla progresiva.

entrelazado

Gracias a este procedimiento llamado "entrelazado", un televisor PAL/SECAM muestra 50 campos por segundo (es decir, a una frecuencia de 50 Hz), lo que significa 2 x 25 imágenes en dos segundos.

NTSC

La norma NTSC (National Television Standards Committee), utilizada en los Estados Unidos y Japón, utiliza un sistema de 525 filas entrelazadas a 30 imágenes por segundo (es decir, a una frecuencia de 60 Hz). Como en el caso de la norma PAL/SECAM, el 8% de las filas se utiliza para sincronizar el receptor. De esta manera, dado que la norma NTSC muestra un formato de imagen de 4:3, la resolución que se muestra en realidad es de 640 x 480.

Video digital

El video digital consiste en mostrar una sucesión de imágenes digitales. Dado que estas imágenes digitales se muestran a una frecuencia determinada, es posible saber la frecuencia de refresco, es decir, el número de bytes mostrados (o transferidos) por unidad de tiempo.

De esta manera, la frecuencia necesaria para mostrar un video (en bytes por segundo) equivale al tamaño de la imagen multiplicado por el número de imágenes por segundo.

Consideremos una imagen a color verdadero (24 bits) con una definición de 640 X 480 píxeles. A fin de mostrar un video en forma correcta con esta definición, es necesario mostrar al menos 30 imágenes por segundo, es decir, a una frecuencia equivalente a:

900 KB * 30 = 27 MB/s

Submuestreo

Dado que el ojo no es muy sensible a las variaciones de crominancia, la técnica denominada submuestreo de crominancia, también llamada decimación, consiste en eliminar la información de crominancia de un grupo de 4 x 4 píxeles.

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