Introduzione al video digitale

Novembre 2016
Un video è una successione di immagini ad una certa cadenza. L'occhio umano ha come caratteristica di essere capace di distinguere circa 20 immagini al secondo. Così, visualizzando più di 20 immagini al secondo, è possibile indurre in inganno l'occhio e fargli credere di vedere un'immagine animata. La fluidità di un video è caratterizzata dal numero di immagini al secondo (in inglese frame rate), espressa in FPS (Frames per second, in italiano fotogrammi per secondo). D'altra parte il video nel senso multimediale del termine è generalmente accompagnato dal suono, cioè da dati audio.


Video digitali e analogici

Si distinguono solitamente numerose grandi famiglie di "immagini animate":

Il cinema, che consiste nel memorizzare su una pellicola la successione di immagini in negativo. La restituzione del film viene fatta allora grazie ad una sorgente luminosa che proietta, partendo da una copia in positivo, le immagini una dopo l'altra su uno schermo.

Il video analogico, che rappresenta l'informazione come un flusso continuo di dati analogici, destinato ad essere visualizzato su uno schermo televisivo (basato sul principio della scannerizzazione.

Esistono più norme per il video analogico. Le tre principali sono:

PAL;

NTSC;

SECAM.

Il video digitale, che consiste nel codificare il video in una successione di immagini digitali.

PAL

Il formato PAL/SECAM (Phase Alternating Line/Sequenziale Colore con Memoria), utilizzato in Europa per la televisione terrestre analogica, permette di codificare i video su 625 linee (solo 576 sono visualizzate dato che l'8% delle linee serve alla sincronizzazione), a 25 immagini al secondo in formato 4:3 (cioè il rapporto larghezza su altezza vale 4/3).

Ora, a 25 immagini al secondo, molte persone percepiscono una vibrazione dell'immagine. Così, dato che era impossibile inviare più informazioni dati i limiti della banda, si è deciso di intrecciare le immagini, cioè di inviare prima le linee pari, poi quelle dispari. Il termine "campo" designa così la "mezza-immagine" formata sia dalle linee pari che da quelle dispari. L'insieme costituito dai due campi è detto Scansione interlacciata. Quando non vi è intrecciamento si usa il temine Scansione progressiva:

intreccio


Grazie a questa procedura detta "intrecciamento", il televisore PAL/SECAM visualizza 50 campi al secondo (ad una frequenza di 50 Hz), ossia 2x25 immagini in due secondi.

NTSC

La norma NTSC (National Television Standards Committee), utilizzata negli USA e in Giappone, usa un sistema di 525 linee intrecciate a 30 immagini/sec (quindi una frequenza di 60Hz). Come nel caso del PAL/SECAM, l'8% delle linee serve a sincronizzare il ricettore. Così, dato che l'NTSC visualizza un formato di immagine 4:3, la risoluzione reale è di 640x480.

Il video digitale

Il video digitale consiste nel visualizzare una successione di immagini digitali. Dato che si tratta di immagini digitali visualizzate ad un certo ritmo, è possibile conoscere la capacità di banda necessaria per visualizzare un video, cioè il numero di byte visualizzati (o trasferiti) per unità di tempo. Così la capacità di banda necessaria per visualizzare un video (in byte al secondo) è uguale alla dimensione di un'immagine che moltiplica il numero di immagini al secondo.

Sia un'immagine true color (24 bit) con una definizione di 640 pixel per 480. Per visualizzare correttamente un video con questa definizione è necessario visualizzare almeno 30 immagini al secondo, cioè una capacità di banda uguale a:
900Kb * 30 = 27 Mb/s
.

Sotto-campionatura

Dato che l'occhio è poco sensibile alle variazioni della crominanze, la tecnica detta sotto-campionamento in crominanza (in inglese chroma subsampling), detta anche decimazione, consiste nell'eliminare delle informazioni di crominanza in un gruppo di 4x4 pixel.

Potrebbe anche interessarti :
Il documento intitolato « Introduzione al video digitale » da CCM (it.ccm.net) è reso disponibile sotto i termini della licenza Creative Commons. È possibile copiare, modificare delle copie di questa pagina, nelle condizioni previste dalla licenza, finché questa nota appaia chiaramente.