Vídeo digital

Setembro 2017

O que é um vídeo

Um vídeo é uma sucessão de imagens apresentadas a um determinado ritmo. O olho humano pode distinguir cerca de 20 imagens por segundo. Deste modo, quando se mostram mais de 20 imagens por segundo, é possível enganar o olho e criar a ilusão de uma imagem em movimento. A fluidez de um vídeo se caracteriza pelo número de imagens por segundo (frequência de quadros), expresso em FPS (Frames per second - Quadros por segundo). Por outro lado, o vídeo multimídia é geralmente acompanhado de som, ou seja, dados de áudio.

Vídeo digital e analógico

As imagens animadas se classificam em diversas grandes famílias:


O cinema, que consiste no armazenamento da sucessão de imagens em um filme. O filme é mostrado graças a uma fonte de luz que projeta imagens sucessivas, de uma cópia positiva, em uma tela;

O vídeo analógico, que representa a informação como um fluxo contínuo de dados analógicos, para ser exibido na televisão. Existem várias normas para o vídeo analógico: PAL, NTSC e SECAM;

O vídeo digital, que codifica o vídeo em uma sucessão de imagens digitais.

PAL

O formato PAL/SECAM (Phase Alternating Line), utilizado na Europa para a televisão hertziana, permite codificar os vídeos de 625 linhas (só 576 são exibidas, porque 8% das linhas servem para a sincronização). À razão de 25 imagens por segundo com um formato 4:3 (ou seja, uma proporção 4/3 de largura e altura).

No entanto, a 25 quadros por segundo, muitas pessoas percebem certa intermitência na imagem. Assim, já que não é possível enviar mais informações devido às limitações de largura de banda, decidiu-se entrelaçar as imagens, ou seja, enviar as linhas pares em primeiro lugar e, depois, as linhas ímpares. O termo campo indica a meia-imagem formada quer pelas linhas pares, quer pelas linhas ímpares. A transmissão completa que compreende os dois campos chama-se tela entrelaçada. Quando não há entrelaçamento, usa-se o termo tela progressiva:

entrelaçamento

Graças a este método chamado entrelaçamento, um televisor PAL/SECAM mostra 50 campos por segundo (ou seja, a uma frequência de 50 Hz), o que significa 2x25 imagens em dois segundos.

NTSC

A norma NTSC (National Television Standards Committee), utilizada nos Estados Unidos e no Japão, usa um sistema de 525 linhas entrelaçadas a 30 imagens por segundo (isto é, a uma frequência de 60Hz). Como no caso do padrão PAL/SECAM, 8% das linhas servem para sincronizar o receptor. Desta maneira, já que o NTSC mostra um formato de imagem 4:3, a resolução realmente exibida é de 640x480.

O vídeo digital

O vídeo digital consiste em exibir uma sucessão de imagens digitais. Dado que estas imagens digitais são mostradas a uma certa frequência, é possível saber a taxa de atualização, ou seja, o número de bytes exibidos (ou transferidos) por unidade de tempo. Assim sendo, a frequência necessária para mostrar um vídeo (em bytes por segundo) é igual ao tamanho da imagem multiplicado pelo número de imagens por segundo.

Tomemos uma imagem true color (24 bits) com uma definição de 640x480 pixels. Para mostrar um vídeo corretamente com esta definição, é necessário exibir, pelo menos, 30 imagens por segundo, ou seja, uma frequência equivalente a:

900 KB * 30 =  27 MB/s

Sub-amostragem

Visto que o olho não é muito sensível às variações de crominância (um dos dois elementos que conformam um sinal de vídeo, junto com a luminância), a técnica de sub-amostragem de crominância (chroma subsampling), ou dizimação, consiste em eliminar a informação de crominância de um grupo de 4x4 pixels. A sub-amostragem ocorre quando a frequência de amostragem do conversor A/D é inferior ao dobro da máxima frequência do sinal (fs < 2fmax); neste caso, uma espécie de batimento entre as duas frequências que distorce o sinal é exibido.

Veja também


Introducción al video digital
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Última modificação: 12 de julho de 2017 às 09:49 por ninha25.
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