6. Vídeo (I). - dis.um.esdis.um.es/~jfernand/0405/smig/tema6-ppt.pdf · de todo el mundo, 40 años después de que saliera a la luz el primero. z La triple señal de video “en

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Sistemas Multimedia e Interacción Gráfica- Curso 2004/05

6. Vídeo (I).6.1.6.1. INTRODUCCIÓN.INTRODUCCIÓN.6.2.6.2. BREVE HISTORIA DEL VÍDEO DOMÉSTICOBREVE HISTORIA DEL VÍDEO DOMÉSTICO6.3.6.3. VÍDEO ANALÓGICO.VÍDEO ANALÓGICO.6.3.1.6.3.1. Señal de vídeo analógico.Señal de vídeo analógico.6.3.2.6.3.2. Estándares de Vídeo Analógico.Estándares de Vídeo Analógico.6.4.6.4. VÍDEO DIGITAL.VÍDEO DIGITAL.6.4.1.6.4.1. Señal de vídeo digital.Señal de vídeo digital.6.4.2.6.4.2. Estándares de vídeo digital.Estándares de vídeo digital.6.5.6.5. FORMATOS ESTÁNDARES DE FORMATOS ESTÁNDARES DE VIDEOVIDEO DIGITALDIGITAL6.5.1.6.5.1. Vídeo CDVídeo CD6.5.2.6.5.2. SuperSuper Vídeo CDVídeo CD6.5.3.6.5.3. DVDDVD6.5.4.6.5.4. DVDV


6. Vídeo (II).6.6.6.6. COMPRESION DE COMPRESION DE VIDEOVIDEO

6.6.1.6.6.1. Estándares para compresión de vídeo.Estándares para compresión de vídeo.6.6.1.1.6.6.1.1. MJPEG.MJPEG.6.6.1.2.6.6.1.2. H.261.H.261.6.6.1.3.6.6.1.3. MPEG.MPEG.

6.6.1.3.1.6.6.1.3.1. MPEGMPEG--4.4.6.6.1.4.6.6.1.4. CinepakCinepak6.6.1.5.6.6.1.5. SorensonSorenson VideoVideo6.6.1.6.6.6.1.6. IndeoIndeo6.6.1.7.6.6.1.7. QuickTimeQuickTime6.6.1.8.6.6.1.8. AnimationAnimation

6.6.2.6.6.2. Nuevos formatos de compresión de vídeoNuevos formatos de compresión de vídeo6.6.2.1.6.6.2.1. DIVX/XVIDDIVX/XVID6.6.2.2.6.6.2.2. xVCDxVCD

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6. Vídeo (III).

6.6.3.6.6.3. Contenedores de vídeo AVI/OGM/Contenedores de vídeo AVI/OGM/MatroskaMatroska6.7 HARDWARE PARA 6.7 HARDWARE PARA VIDEOVIDEO6.8.6.8. PROCESO DE CREACIÓN DE VÍDEO EN MULTIMEDIAPROCESO DE CREACIÓN DE VÍDEO EN MULTIMEDIA

6.8.1.6.8.1. Diseño (guión)Diseño (guión)6.8.2.6.8.2. Filmación/obtención de los cortes de vídeo y audioFilmación/obtención de los cortes de vídeo y audio6.8.3.6.8.3. Revisión y digitalizaciónRevisión y digitalización6.8.4.6.8.4. Edición/montajeEdición/montaje6.8.5.6.8.5. IntegraciónIntegración

6.9.6.9. EDICIÓN DE VÍDEOEDICIÓN DE VÍDEO6.9.1.6.9.1. Edición lineal y no linealEdición lineal y no lineal6.9.2.6.9.2. Efecto cromaEfecto croma

6.10 6.10 VIDEOVIDEO EN INTERNETEN INTERNET6.11 HERRAMIENTAS PARA TRATAMIENTO DE 6.11 HERRAMIENTAS PARA TRATAMIENTO DE VIDEOVIDEO


6.1.- Introducción (I).

Podemos considerar el vídeo como una extensión lógica Podemos considerar el vídeo como una extensión lógica de los gráficos e imágenes estáticas, agrupando un cierto de los gráficos e imágenes estáticas, agrupando un cierto número de estos/as entre las que existe una relación número de estos/as entre las que existe una relación temporal.temporal.

Podemos considerar el vídeo como una secuencia de Podemos considerar el vídeo como una secuencia de imágenes caracterizadas por su resolución, número de imágenes caracterizadas por su resolución, número de colores y, un factor distintivo con respecto a la imagen colores y, un factor distintivo con respecto a la imagen estática que es el número de imágenes que se muestra estática que es el número de imágenes que se muestra por unidad de tiempo (por unidad de tiempo (FRAME RATEFRAME RATE), de forma que la ), de forma que la impresión obtenida es que existe movimiento.impresión obtenida es que existe movimiento.

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6.1.- Introducción (II).

Para dar una sensación de movimiento continuo, el valor del Para dar una sensación de movimiento continuo, el valor del frameframe raterate debe estar alrededor de las 25 imágenes por debe estar alrededor de las 25 imágenes por segundo.segundo.

Como es obvio, nos encontramos nuevamente con el Como es obvio, nos encontramos nuevamente con el problema de las altas necesidades de espacio de problema de las altas necesidades de espacio de almacenamiento necesarias para poder tratar adecuadamente almacenamiento necesarias para poder tratar adecuadamente este medio.este medio.

Sin embargo, existen técnicas de compresión basadas en los Sin embargo, existen técnicas de compresión basadas en los cambios que se producen entre imágenes consecutivas que cambios que se producen entre imágenes consecutivas que pueden reducir considerablemente el tamaño final del fichero pueden reducir considerablemente el tamaño final del fichero generado (generado (EjEj: Persona hablando con el mismo fondo y la : Persona hablando con el mismo fondo y la cámara fija).cámara fija).


6.1.- Introducción (III).

Es útil que la secuencia de imágenes incluya Es útil que la secuencia de imágenes incluya información de sonido en el mismo conjunto. Para información de sonido en el mismo conjunto. Para obtener la correcta sincronización entre sonidos e obtener la correcta sincronización entre sonidos e imágenes, se suelen mezclar dichas informaciones => imágenes, se suelen mezclar dichas informaciones => INTERLEAVING:INTERLEAVING: UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE IMÁGENES SE ALTERNA CON LA INFORMACIÓN IMÁGENES SE ALTERNA CON LA INFORMACIÓN DE AUDIO ASOCIADA, DESPUÉS DE LA CUAL SE DE AUDIO ASOCIADA, DESPUÉS DE LA CUAL SE DISPONE OTRA PIEZA DE VÍDEO CON SU DISPONE OTRA PIEZA DE VÍDEO CON SU CORRESPONDIENTE INFORMACIÓN DE SONIDO, CORRESPONDIENTE INFORMACIÓN DE SONIDO, ETC.ETC.

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6.2.- Breve historia del vídeo doméstico (I).1927. 1927. JohnJohn LogieLogie BairdBaird inventinventóó la "la "fonovisifonovisióónn", para grabar im", para grabar imáágenes genes de televiside televisióón en discos de fonn en discos de fonóógrafo. La calidad era horrible...grafo. La calidad era horrible...

1951.1951. BingBing CrosbyCrosby EnterprisesEnterprises construyconstruyóó el primer magnetoscopio en el primer magnetoscopio en b/n, grabador de cinta de vb/n, grabador de cinta de víídeo magndeo magnéética. Al atica. Al añño siguiente RCA o siguiente RCA desarrolldesarrollóó un prototipo en color.un prototipo en color.

En los sesenta.En los sesenta. Aparecen cientos de formatos y tipos distintos (Aparecen cientos de formatos y tipos distintos (SonySony, , PanasonicPanasonic, , PhilipsPhilips, General , General ElectricElectric...), fundamentalmente para ...), fundamentalmente para grabacigrabacióón y redifusin y redifusióón de programas de TV. La cinta era bastante n de programas de TV. La cinta era bastante ancha, de dos pulgadas.ancha, de dos pulgadas.

En los setenta.En los setenta. Empezaron a aparecer aparatos domEmpezaron a aparecer aparatos doméésticos (CBS, sticos (CBS, PhilipsPhilips...) reduciendo el ancho de la cinta (a 3/4 de pulgada, sistema ...) reduciendo el ancho de la cinta (a 3/4 de pulgada, sistema UU--maticmatic).).


6.2.- Breve historia del vídeo doméstico (II).1975.1975. ApareciAparecióó el sistema el sistema BetamaxBetamax de media pulgada, disede media pulgada, diseññado por ado por SonySony..

1977.1977. JVC comercializJVC comercializóó el VHS.el VHS.

1979.1979. PhilipsPhilips y y GrundigGrundig sacaron el Vsacaron el Víídeo 2000.deo 2000.

La polLa políítica de VHS, mucho mtica de VHS, mucho máás abierta que la de s abierta que la de SonySony, junto a la , junto a la mayor duracimayor duracióón de las cintas, provocaron que el mercado se inclinara n de las cintas, provocaron que el mercado se inclinara significativamente por el VHS que, como sabemos, es el sistema qsignificativamente por el VHS que, como sabemos, es el sistema que ue finalmente se ha impuesto en el mercado domfinalmente se ha impuesto en el mercado domééstico.stico.

Actualmente tenemos la siguiente generaciActualmente tenemos la siguiente generacióón de vn de víídeo: el digital, DV. deo: el digital, DV. Y con Y con éél el DVD. El vl el DVD. El víídeo digital de consumo es de calidad similar al deo digital de consumo es de calidad similar al vvíídeo de estudio, con 500 ldeo de estudio, con 500 lííneas de resolucineas de resolucióón.n.

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (I).La señal de vídeo analógico es una señal eléctrica que varía conLa señal de vídeo analógico es una señal eléctrica que varía con el el tiempo y que se obtiene a partir de muestrear, de forma periódictiempo y que se obtiene a partir de muestrear, de forma periódica, la a, la información que llega a una cámara: un patrón de distribución esinformación que llega a una cámara: un patrón de distribución espacial pacial de intensidad luminosa cambiante con el tiempo.de intensidad luminosa cambiante con el tiempo.

Este proceso se conoce como Este proceso se conoce como BARRIDO (BARRIDO (scanningscanning))..

De esta forma se recoge la información acerca de la distribuciónDe esta forma se recoge la información acerca de la distribuciónluminosa a través de unas líneas predefinidas de muestreo, así cluminosa a través de unas líneas predefinidas de muestreo, así como omo la información de control (sincronismos) acerca de la posición la información de control (sincronismos) acerca de la posición horizontal y vertical del punto de barrido en cada momento.horizontal y vertical del punto de barrido en cada momento.

El punto de reconocimiento de la imagen va trazando líneas casi El punto de reconocimiento de la imagen va trazando líneas casi horizontales de izquierda a derecha, volviendo a la izquierda y horizontales de izquierda a derecha, volviendo a la izquierda y así así sucesivamente hasta completar la pantalla.sucesivamente hasta completar la pantalla.


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (II).

Los métodos de barrido más comúnmente usados son: Los métodos de barrido más comúnmente usados son: PROGRESIVOPROGRESIVO y y ENTRELAZADOENTRELAZADO..

PROGRESIVOPROGRESIVO::–– Recorre (obtiene) una imagen que se denomina cuadro o Recorre (obtiene) una imagen que se denomina cuadro o frameframe

cada T segundos.cada T segundos.–– En el campo de los ordenadores, este valor T es de 1/72 segundosEn el campo de los ordenadores, este valor T es de 1/72 segundos

para monitores de alta resolución.para monitores de alta resolución.

ENTRELAZADO:ENTRELAZADO:–– Se usa comúnmente en el campo de la televisión.Se usa comúnmente en el campo de la televisión.–– EjEj: Entrelazado 2:1 donde se dibuja primero las líneas pares y : Entrelazado 2:1 donde se dibuja primero las líneas pares y

después las impares, por eso se distingue entre el campo (después las impares, por eso se distingue entre el campo (fieldfield) ) par e impar de una imagen.par e impar de una imagen.

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (III).Ha de existir una indicación para el final de cada línea, Ha de existir una indicación para el final de cada línea, denominado denominado SINCRONISMO HORIZONTALSINCRONISMO HORIZONTAL..

También existe una indicación para el final de cada campo o También existe una indicación para el final de cada campo o SINCRONISMO VERTICALSINCRONISMO VERTICAL..

Durante el tiempo en que el punto de barrido se desplaza de Durante el tiempo en que el punto de barrido se desplaza de una línea a la siguiente es necesario apagar el rayo de una línea a la siguiente es necesario apagar el rayo de electrones (electrones (blankingblanking intervalsintervals) y se denomina ) y se denomina HORIZONTAL HORIZONTAL BLANKINGBLANKING..

También se define un También se define un VERTICAL BLANKINGVERTICAL BLANKING que se produce que se produce desde que se termina de barrer la última línea hasta que el desde que se termina de barrer la última línea hasta que el punto de barrido vuelve a la primera.punto de barrido vuelve a la primera.


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (IV).

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (V).A partir del recorrido descrito anteriormente se obtiene la señaA partir del recorrido descrito anteriormente se obtiene la señal, que l, que para el caso monocromático, toma la forma que se muestra a para el caso monocromático, toma la forma que se muestra a continuación, donde se puede observar la parte correspondiente acontinuación, donde se puede observar la parte correspondiente al l recorrido sobre una de las líneas comentadas.recorrido sobre una de las líneas comentadas.


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (VI).

La relación entre la anchura de la imagen respecto a La relación entre la anchura de la imagen respecto a su altura se denomina su altura se denomina RELACIÓN DE ASPECTO RELACIÓN DE ASPECTO (ASPECT RATIO).(ASPECT RATIO).

Ejemplos de Ejemplos de aspectaspect ratio:ratio:–– Televisión convencional: 4:3.Televisión convencional: 4:3.–– Televisión de alta definición: 16:9. Televisión de alta definición: 16:9. –– Cine: 1,85:1 y 2,35:1.Cine: 1,85:1 y 2,35:1.

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Se han definido diferentes estándares de vídeo basándose en distSe han definido diferentes estándares de vídeo basándose en distintas intas relaciones de aspecto (relaciones de aspecto (aspectaspect ratio).ratio).

6.3.1.- Señal de vídeo analógico (VII).


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (VIII).Los parámetros a considerar en la señal de vídeo analógico son Los parámetros a considerar en la señal de vídeo analógico son los siguientes:los siguientes:

–– Intervalo en blanco horizontal (horizontal Intervalo en blanco horizontal (horizontal blankingblanking intervalsintervals):):Durante la vuelta al principio de una línea hay un pequeño espacDurante la vuelta al principio de una línea hay un pequeño espacio io de tiempo en que el sensor se apaga y y se envía un nivel en de tiempo en que el sensor se apaga y y se envía un nivel en blanco (cero), con lo que la señal completa de un fotograma es ublanco (cero), con lo que la señal completa de un fotograma es una na serie de líneas separadas por intervalos en blanco horizontal.serie de líneas separadas por intervalos en blanco horizontal.

–– Relación de aspecto (Relación de aspecto (aspectaspect ratio): ratio): Relación entre la distancia Relación entre la distancia horizontal y la vertical de recorrido del punto de rastreo, la rhorizontal y la vertical de recorrido del punto de rastreo, la relación elación horizontal/vertical de la imagen (televisión horizontal/vertical de la imagen (televisión --> 4:3, película de cine > 4:3, película de cine --> 2:1, televisión de alta calidad > 2:1, televisión de alta calidad --> 16:9).> 16:9).

–– Sincronización: Sincronización: Se utiliza una señal adicional de sincronización Se utiliza una señal adicional de sincronización ((syncsync informationinformation) que es una marca de temporización horizontal y ) que es una marca de temporización horizontal y verticalvertical

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (IX).–– Resolución horizontal:Resolución horizontal: Corresponde al área que el sensor es capaz Corresponde al área que el sensor es capaz

de detectar. Está limitada por por el ancho de banda de la señalde detectar. Está limitada por por el ancho de banda de la señal, ya , ya que la variación de la señal eléctrica tiene que ser capaz de vaque la variación de la señal eléctrica tiene que ser capaz de variar con riar con la suficiente velocidad para reflejar los cambios que se encuentla suficiente velocidad para reflejar los cambios que se encuentran en ran en cada uno de los puntos sucesivos de la línea horizontal.cada uno de los puntos sucesivos de la línea horizontal.

–– Relación vertical: Relación vertical: Número de líneas que determinan la resolución de Número de líneas que determinan la resolución de la imagen.Un pequeño número de líneas de cada fotograma se dejanla imagen.Un pequeño número de líneas de cada fotograma se dejanblancas para retornar de nuevo a la línea inicial, marcando el iblancas para retornar de nuevo a la línea inicial, marcando el intervalo ntervalo de separación vertical (vertical de separación vertical (vertical blankingblanking intervalinterval). Este espacio en ). Este espacio en blanco se suele usar para transmitir otra información mezclada cblanco se suele usar para transmitir otra información mezclada con la on la señal de vídeo, como el teletexto o subtítulos.señal de vídeo, como el teletexto o subtítulos.

–– Velocidad de cuadro y entrelazado: Velocidad de cuadro y entrelazado: Para que el ojo humano no Para que el ojo humano no perciba que hay parpadeo en una serie de imágenes mostradas de perciba que hay parpadeo en una serie de imágenes mostradas de forma consecutiva, esta debe refrescarse al menos 50 veces por forma consecutiva, esta debe refrescarse al menos 50 veces por segundo.segundo.


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (X).–– Para no necesitar actualizar la imagen completa tan rPara no necesitar actualizar la imagen completa tan ráápido, se suele usar pido, se suele usar

un un trucotruco que es refrescar en ese perque es refrescar en ese perííodo sodo sóólo la lo la mitadmitad de la imagen, de de la imagen, de modo que la imagen completa se refresca 25 veces (60 / 30 en otrmodo que la imagen completa se refresca 25 veces (60 / 30 en otros os sistemas). Si se hiciera con mitades completas de pantalla el ojsistemas). Si se hiciera con mitades completas de pantalla el ojo humano o humano notarnotaríía el parpadeo (a el parpadeo (flickerflicker), pero si se hace con l), pero si se hace con lííneas consecutivas es neas consecutivas es imperceptible en objetos tan limitados en altura, por lo que se imperceptible en objetos tan limitados en altura, por lo que se suele suele emplear entrelazado de lemplear entrelazado de lííneas (en un rastreo se muestran las lneas (en un rastreo se muestran las lííneas neas impares y en el siguiente las pares, y asimpares y en el siguiente las pares, y asíí sucesivamente).sucesivamente).

–– B/N y color: B/N y color: La seLa seññal en blanco y negro puede representarse al en blanco y negro puede representarse elelééctricamente sctricamente sóólo como un valor lineal de brillo. Para el color se lo como un valor lineal de brillo. Para el color se necesitan tres senecesitan tres seññales independientes que representen el brillo de cada ales independientes que representen el brillo de cada punto filtrado con un color primario: RGB. Debido a la complejidpunto filtrado con un color primario: RGB. Debido a la complejidad de ad de distribuir tres sedistribuir tres seññales en sincronismo perfecto, la mayorales en sincronismo perfecto, la mayoríía de los sistemas a de los sistemas de vde víídeo no gestionan RGB (tres cables), sino que las tres sedeo no gestionan RGB (tres cables), sino que las tres seññales se ales se codifican en un formato compuesto que puede ser distribuido en ucodifican en un formato compuesto que puede ser distribuido en un n úúnico nico cable (o transmitido por radiodifusicable (o transmitido por radiodifusióón). Hay distintos tipos de composicin). Hay distintos tipos de composicióón, n, que son los distintos sistemas que conocemos estandarizados en eque son los distintos sistemas que conocemos estandarizados en el l mundo: PAL, NTSC, SECAM...mundo: PAL, NTSC, SECAM...

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XI).Los estudios sobre la percepción de los colores permitieron llegLos estudios sobre la percepción de los colores permitieron llegar a ar a una serie de estándares de vídeo analógico que, a pesar de sus una serie de estándares de vídeo analógico que, a pesar de sus defectos, siguen vigentes y satisfacen a millones de telespectaddefectos, siguen vigentes y satisfacen a millones de telespectadores ores de todo el mundo, 40 años después de que saliera a la luz el pride todo el mundo, 40 años después de que saliera a la luz el primero.mero.

La triple señal de video “en color” (rojo, verde y azul La triple señal de video “en color” (rojo, verde y azul -- RGB) RGB) suministrada por el dispositivo captador de imagen, debía ser suministrada por el dispositivo captador de imagen, debía ser transformada a una señal que, por un lado, fuera visualizable sitransformada a una señal que, por un lado, fuera visualizable sin n demasiados defectos sobre un televisor en blanco y negro y, por demasiados defectos sobre un televisor en blanco y negro y, por otro, otro, “cupiese” en un canal de televisión existente garantizando una i“cupiese” en un canal de televisión existente garantizando una imagen magen en color con una calidad satisfactoria.en color con una calidad satisfactoria.

La idea básica fue transformar por combinación lineal las tres La idea básica fue transformar por combinación lineal las tres componentes RGB (rojo, verde, azul) en otras tres señales componentes RGB (rojo, verde, azul) en otras tres señales equivalentes Y, Cequivalentes Y, CBB, C, CRR (Y, U, V)(Y, U, V)


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XII).Se llama Luminancia o brillo Se llama Luminancia o brillo YY a la señal en blanco y negro y queda expresada a la señal en blanco y negro y queda expresada matemáticamente por la siguiente fórmula:matemáticamente por la siguiente fórmula:

Y=Y= 0,30R + 0,59G + 0,11B0,30R + 0,59G + 0,11B

Por tanto, la señal de luminancia Por tanto, la señal de luminancia YY está formada por un 30% de la señal roja está formada por un 30% de la señal roja (R), un 59% de la señal verde (G) y un 11% de la señal azul (B).(R), un 59% de la señal verde (G) y un 11% de la señal azul (B).

La señal de luminancia no tiene información sobre el color y es La señal de luminancia no tiene información sobre el color y es preciso tener preciso tener alguna información adicional que contribuya a restituir el coloralguna información adicional que contribuya a restituir el color. En la matriz, . En la matriz, además de la luminancia se obtienen, algebraicamente, las informademás de la luminancia se obtienen, algebraicamente, las informaciones de aciones de la diferencia de color: U (la diferencia de color: U (CCBB) y V () y V (CCRR).).

Por simple suma algebraica, se pueden obtener las relaciones sigPor simple suma algebraica, se pueden obtener las relaciones siguientes:uientes:(R (R –– Y) + Y = RY) + Y = R(G (G –– Y) + Y = GY) + Y = G(B (B –– Y) + Y = BY) + Y = B

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XIII).A los términos entre paréntesis anteriores se les conoce por A los términos entre paréntesis anteriores se les conoce por diferencia de diferencia de colorcolor. .

–– A la diferencia BA la diferencia B--Y se la denomina U (CY se la denomina U (CBB).).–– A la diferencia RA la diferencia R--Y se la denomina V (CY se la denomina V (CRR). ).

En la salida de la matriz se obtienen tres informaciones: Y, U yEn la salida de la matriz se obtienen tres informaciones: Y, U y V. Este V. Este conjunto de señales YUV (o Y, CB, CR) es el punto común de todosconjunto de señales YUV (o Y, CB, CR) es el punto común de todos los los sistemas de televisión en color, incluso para los sistemas digitsistemas de televisión en color, incluso para los sistemas digitales más ales más recientes.recientes.

La señal YUV es idéntica en contenido a la señal RGB, pero existLa señal YUV es idéntica en contenido a la señal RGB, pero existe una clara e una clara diferencia. Cada componente de la señal RGB ocupa un ancho de badiferencia. Cada componente de la señal RGB ocupa un ancho de banda de nda de 5MHz, mientras que la señal YUV requiere un menor ancho de banda5MHz, mientras que la señal YUV requiere un menor ancho de banda: 5 : 5 MHzMHzpara la Y y 1MHz para cada componente U y V. Por tanto, la señalpara la Y y 1MHz para cada componente U y V. Por tanto, la señal RGB es RGB es más pura y nítida, de ahí el uso en monitores informáticos.más pura y nítida, de ahí el uso en monitores informáticos.


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XIV).

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XV).Partiendo de la figura anterior, podemos observar las cuestionesPartiendo de la figura anterior, podemos observar las cuestiones siguientes:siguientes:

–– Si las señales U y V se aplican a un modulador controlado por unSi las señales U y V se aplican a un modulador controlado por un generador generador de sincronismos, obtendremos la codificación que da origen a la de sincronismos, obtendremos la codificación que da origen a la señal de señal de crominanciacrominancia (C). Por tanto, la señal YUV se ha transformado en señal Y/C o (C). Por tanto, la señal YUV se ha transformado en señal Y/C o señal de video separado usada en sistemas Sseñal de video separado usada en sistemas S--VHS y Hi8. La señal C tan solo VHS y Hi8. La señal C tan solo requiere un ancho de banda de 2MHz. Mientras las señales RGB o lrequiere un ancho de banda de 2MHz. Mientras las señales RGB o la YUV a YUV requieren tres líneas de transmisión (hilos), la señal Y/C tan srequieren tres líneas de transmisión (hilos), la señal Y/C tan solo precisa de olo precisa de dos.dos.

–– Finalmente, si se mezclan las señales Y/C se obtiene la señal deFinalmente, si se mezclan las señales Y/C se obtiene la señal de video video compuesto. Para mantener el sincronismo entre ambas señales se acompuesto. Para mantener el sincronismo entre ambas señales se adiciona diciona una señal especial o salva (una señal especial o salva (BurstBurst). La salva se compone de un tren de ). La salva se compone de un tren de impulsos de la portadora de color (4,43MHz en PAL) y se coloca dimpulsos de la portadora de color (4,43MHz en PAL) y se coloca detrás del etrás del pórtico posterior de la sincronización horizontal.pórtico posterior de la sincronización horizontal.

–– El video compuesto también se conoce por FBAS (El video compuesto también se conoce por FBAS (FarbFarb--, , BildBild--, , AustastAustast--SynchrosignalSynchrosignal, imagen en color con exploración y sincronismo). El video , imagen en color con exploración y sincronismo). El video compuesto, que contiene toda la información del color, tan solo compuesto, que contiene toda la información del color, tan solo requiere una requiere una única línea de transmisión de 5MHz de ancho de banda.única línea de transmisión de 5MHz de ancho de banda.


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XVI).Señal de vídeo compuesto Señal de vídeo compuesto

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6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XVII).Señal de vídeo compuesto Señal de vídeo compuesto


6.3.1.- Señal de vídeo analógico (XVIII).

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6.3.2.- Estándares de vídeo analógico (I).

Los estándares más difundidos en el campo de la difusión Los estándares más difundidos en el campo de la difusión televisiva son los siguientes (televisiva son los siguientes (VIDEO COMPUESTOVIDEO COMPUESTO):):–– NTSC:NTSC: NationalNational TelevisionTelevision SystemsSystems CommiteeCommitee (1952), se (1952), se

utiliza principalmente en Norte América y Japón.utiliza principalmente en Norte América y Japón.–– PAL:PAL: PhasePhase AlternationAlternation LineLine (1960), se utiliza mayormente (1960), se utiliza mayormente

en Europa.en Europa.–– SECAM:SECAM: SystemeSysteme ElectroniqueElectronique Color Color AvecAvec MemoireMemoire, ,

utilizado en Francia y Rusia.utilizado en Francia y Rusia.–– HDTV:HDTV: HighHigh DefinitionDefinition TelevisionTelevision, se define como dos veces , se define como dos veces

mayor en resolución que la televisión convencional, con una mayor en resolución que la televisión convencional, con una relación 16:9 de aspecto, una frecuencia de barrido de relación 16:9 de aspecto, una frecuencia de barrido de cuadro de 24Hz o mayor y, por lo menos, dos canales de cuadro de 24Hz o mayor y, por lo menos, dos canales de audio de calidad CD.audio de calidad CD.


6.3.2.- Estándares de vídeo analógico (II).

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6.3.2.- Estándares de vídeo analógico (III).

También hay diferencia a la hora de elegir el cableado:También hay diferencia a la hora de elegir el cableado:–– El cable de vídeo compuesto (por ejemplo, el conector RCA) El cable de vídeo compuesto (por ejemplo, el conector RCA)

transmite únicamente una señal completa. Normalmente es transmite únicamente una señal completa. Normalmente es un conector RCA amarillo o a través de un un conector RCA amarillo o a través de un euroconectoreuroconector..

–– El cable de SEl cable de S--vídeo (vídeo (supersuper--vídeovídeo) separa la luminancia de la ) separa la luminancia de la crominanciacrominancia y es un conector mini DIN de 4 patas.y es un conector mini DIN de 4 patas.

–– El cable de RGB (como el El cable de RGB (como el euroconectoreuroconector) transmite las tres ) transmite las tres señales de color original independientes.señales de color original independientes.

–– La conexión YUV es de uso mayoritario en USA y Japón La conexión YUV es de uso mayoritario en USA y Japón (rara vez lo encontramos en Europa) y suele tener 3 (rara vez lo encontramos en Europa) y suele tener 3 conexiones tipo BNC.conexiones tipo BNC.


6.3.2.- Estándares de vídeo analógico (IV).Podemos clasificar las conexiones por su calidad como:Podemos clasificar las conexiones por su calidad como:

–– RGBRGB --> > EXCELENTEEXCELENTE..–– YUVYUV --> > EXCELENTEEXCELENTE..–– Y/CY/C --> > MUY BUENAMUY BUENA..–– VÍDEO COMPUESTOVÍDEO COMPUESTO --> > ACEPTABLEACEPTABLE..

–– Por tanto, la mejor calidad de imagen nos la proporcionará la Por tanto, la mejor calidad de imagen nos la proporcionará la conexión RGB del conexión RGB del EuroconectorEuroconector. .

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6.4.- Vídeo digital (I).

Podemos considerar el vídeo digital como una forma más de Podemos considerar el vídeo digital como una forma más de información (datos) que es capaz de manejar un ordenador. información (datos) que es capaz de manejar un ordenador.

El vídeo digital realiza la conversión de la señal eléctrica a bEl vídeo digital realiza la conversión de la señal eléctrica a bits, its, mediante el proceso de digitalización o muestreo (conversión A/Dmediante el proceso de digitalización o muestreo (conversión A/D).).

Esto produce una aproximación a la señal original y si la Esto produce una aproximación a la señal original y si la digitalización es suficientemente precisa, podemos realizar tantdigitalización es suficientemente precisa, podemos realizar tantas as copias como queramos sin pérdida de calidad, cosa que no ocurre copias como queramos sin pérdida de calidad, cosa que no ocurre con las copias analógicas.con las copias analógicas.

Para que la señal obtenida sea precisa, debemos cumplir el Para que la señal obtenida sea precisa, debemos cumplir el teorema de teorema de NyquistNyquist en el proceso de muestreo.en el proceso de muestreo.


6.4.- Vídeo digital (II).

Las ventajas de realizar el tratamiento en formato digital Las ventajas de realizar el tratamiento en formato digital son:son:

–– ROBUSTEZ DE LA SEÑAL: es menos sensible a interferencias y ROBUSTEZ DE LA SEÑAL: es menos sensible a interferencias y errores en la transmisión. También admite procesos de errores en la transmisión. También admite procesos de comprobación de la integridad de la señal.comprobación de la integridad de la señal.

–– Es posible el acceso aleatorio a los contenidos de la secuencia,Es posible el acceso aleatorio a los contenidos de la secuencia,facilitando la edición y/o impresión de imágenes individuales defacilitando la edición y/o impresión de imágenes individuales de la la secuencia grabada.secuencia grabada.

–– Es posible realizar la captura (grabación) al mismo tiempo que Es posible realizar la captura (grabación) al mismo tiempo que otros procesos de tratamiento de la imagen.otros procesos de tratamiento de la imagen.

–– No hay necesidad de sincronismo y apagado del haz en los No hay necesidad de sincronismo y apagado del haz en los mismos, ya que se conoce la longitud de cada línea y dónde mismos, ya que se conoce la longitud de cada línea y dónde empieza y termina.empieza y termina.

17


6.4.1.- Señal de vídeo digital (I).Casi todos los estándar de vídeo digital se ajustan al estándar Casi todos los estándar de vídeo digital se ajustan al estándar de de componentes de vídeo para representar la señal de color (o nivelcomponentes de vídeo para representar la señal de color (o niveles de es de gris).gris).

La mayoría de las cámaras de vídeo proporcionan salida RGB que sLa mayoría de las cámaras de vídeo proporcionan salida RGB que se e digitalizan de forma individual.digitalizan de forma individual.

La resolución horizontal y vertical del vídeo digital se refiereLa resolución horizontal y vertical del vídeo digital se refieren al n al número de número de pixelspixels por línea y el número de líneas por cuadro.por línea y el número de líneas por cuadro.

La pérdida de resolución espacial en el caso analógico comporta La pérdida de resolución espacial en el caso analógico comporta un un efecto de desenfoque o emborronamiento. En el caso digital, se efecto de desenfoque o emborronamiento. En el caso digital, se produce el efecto de produce el efecto de ALIASINGALIASING: se hace visible la naturaleza : se hace visible la naturaleza pixeladapixeladade la imagen, fundamentalmente en los bordes de los objetos, ya de la imagen, fundamentalmente en los bordes de los objetos, ya que que en lugar de verlos de forma continua, se aprecia un efecto de esen lugar de verlos de forma continua, se aprecia un efecto de escalera.calera.


En funciEn funcióón de las caractern de las caracteríísticas del monitor y de la sticas del monitor y de la distancia del usuario este efecto se aprecia en mayor o distancia del usuario este efecto se aprecia en mayor o menor medida.menor medida.

La calidad de color deseable se alcanzarLa calidad de color deseable se alcanzaríía con 24 bits de a con 24 bits de color (8 bits de cada canal RGB), aunque a menudo se color (8 bits de cada canal RGB), aunque a menudo se usa una soluciusa una solucióón de compromiso para disminuir los n de compromiso para disminuir los requisitos de tamarequisitos de tamañño de 16 bits (5 bits R, 6 bits G, 5 bits B, o de 16 bits (5 bits R, 6 bits G, 5 bits B, ya que el ojo humano parece ser mya que el ojo humano parece ser máás receptivo al verde), s receptivo al verde), o bien se define el color mediante paleta.o bien se define el color mediante paleta.

6.4.1.- Señal de vídeo digital (II).

18


6.4.1.- Señal de vídeo digital (III).

El cuadro de trabajo de vEl cuadro de trabajo de víídeo digital en PAL es de 768 x deo digital en PAL es de 768 x 576. El hecho de que sea tan habitual trabajar en 320 x 576. El hecho de que sea tan habitual trabajar en 320 x 240 o 160 x 120 es que son divisores directos de 640 x 240 o 160 x 120 es que son divisores directos de 640 x 480, que es la resoluci480, que es la resolucióón NTSC.n NTSC.

El problema del vEl problema del víídeo digital es el requerimiento de deo digital es el requerimiento de memoria que impone al sistema, tanto para su memoria que impone al sistema, tanto para su almacenamiento como para su transmisialmacenamiento como para su transmisióón.n.

La viabilidad del vLa viabilidad del víídeo digital estdeo digital estáá en funcien funcióón del uso de n del uso de los mlos méétodos de compresitodos de compresióón.n.


6.4.2.- Estándares de vídeo digital (I).

19


6.4.2.- Estándares de vídeo digital (II).

Aunque la calidad de imagen es alta en estos estándares, Aunque la calidad de imagen es alta en estos estándares, no pueden competir con la película de 35mm. en lo que no pueden competir con la película de 35mm. en lo que respecta a resolución espacial.respecta a resolución espacial.

Existen desarrollos encaminados a desarrollar un estándar Existen desarrollos encaminados a desarrollar un estándar denominado denominado superhighsuperhigh--definitiondefinition (SHD), que permita (SHD), que permita mostrar imágenes en tiempo real de 2000x2000 mostrar imágenes en tiempo real de 2000x2000 pixelspixels con con una frecuencia de cuadro de 60Hz.una frecuencia de cuadro de 60Hz.

Para llevarlo a la práctica se necesitan nuevas técnicas de Para llevarlo a la práctica se necesitan nuevas técnicas de compresión.compresión.


6.5 Formatos estándares de vídeo digital

Video CD

Super Video CD

DVD

DV

20


6.5.1 Vídeo CDImplementación especial de CD-ROM/XA diseñada para almacenar vídeo MPEG-1Define un disco Mode 2 Form 2 que puede contener hasta 74 minutos de calidad VHS a pantalla completaExtiende la utilidad de MPEG codificando el vídeo de bitrates estándares en un formato que elimina la información de vídeo redundante y añade una aplicación en tiempo de ejecución CDi para ser usada en reproductores CDi, DVD o VideoCD. Evolución

– VCD 2.0– VCD-ROM– Super VCD


6.5.1 Vídeo CD: Características

Hasta 98 por pista (500 en total por disco)Puntos de entrada

SíSubtítulos

Menús para seleccionar. Listas de reproducción para secuencias predeterminadas de audio/vídeo/imágenes. Movimiento hacia adelanta y hacia atrás.

Interacción:

MPEG-1 de hasta 720 x 480/576 (uso para menús)Imágenes:

MPEG-1 estéreo y pistas de audio opcionalesAudio:

352 x 240 a 30 fps (NTSC) o 352 x 280 a 25 fps (PAL/SECAM)Resolución:

MPEG-1Video:

74 minutosTiempo de reproducción

ValorParámetro

21


6.5.1 Vídeo CD: Estructura

Archivos de datos y programa CD-i(undefined)CDI

Versión opcional extendida de PSD.VCDVersión opcional extendida de LOT.VCDLista opcional de direcciones de I-frameDatos opcionales (uno por pista)

PSD_X.VCD

LOT_X.VCD

SCANDATA.DAT

CAPTnn.DAT

EXT

Archivos opcionales de información para karaokeKARINFO.xxxKARAOKE

Items de reproducción (uno por segmento)ITEMnnn.DATSEGMENT

Archivos CD Audio files (uno por pista)AUDIOnn.DATCDDA

Archivos MPEG (uno por pista)AVSEQnn.DATMPEGAV

Identificación de álbum y discoLista de puntos de entrada (máx 500)Descriptor de secuencia de reproducciónArchivo de desplazamiento de lista de IDs

INFO.VCDENTRIES.VCDPSD.VCDLOT.VCD

VCD

ComentariosArchivosDirectorio


6.5.1 Vídeo CD 2.0

480 x 480, 480 x 576, 704x480 or 704x576Resolución de imágenes

Menús, control de reproducción e ítems de reproducción de segmentos MPEG

Otras características

1 estéreo o 2 monoFlujos máximos de audio

Dolby ProLogic (analógico)Sonido Surround

224kbpsBitrate Audio

MPEG-1 layer 2Compresión Audio

Hasta 1151 kbps (CBR)Bitrate Vídeo

MPEG-1Compresión Vídeo

SIF (352 x 288 PAL, 352x240 NTSC)Resolución Vídeo

DescripciónCaracterísticas

22


6.5.2 Super Video CDEstándar de 1998 construido sobre el estándar VCDCalidad de vídeo entre el VCD y el DVDMejor resolución de vídeo, codificación con bitratevariable y compresión MPEG-2 Vídeo entrelazado y mejor resolución en componente DCSe puede incluir un segundo flujo de audio MPEG, por lo que se puede añadir un segundo idioma. La codificación de audio MPEG-2.5.1 permite añadir sonido digital surround a las películas


6.5.2 Super Video CD: Características

480 x 480, 480 x 576, 704x480, 704x576Imágenes

Overlay gráfico para OSD, 4 flujos de subtítulos o letras, interactividad extendida con instrucciones variables y condicionalesOtras características

2 stereo o 4 monoMáximo flujos audio

MPEG-2 5+1 (digital) o Dolby ProLogic (analógico)Sonido Surround

Variable entre 32 kbps y 384 kbpsBitrate Audio

MPEG-1 layer 2Compresión Audio

Variable hasta 2600 kbps Bitrate video

MPEG-2Compresión Vídeo

2/3 D1 (480x576 PAL, 480x480 NTSC)Resolución Vídeo

DescripciónCaracterística

23


6.5.2 Super Video CD vs VCD

Hasta 98 por pista (500 por disco).Puntos de entrada:

Gráficos superponiblesLeyendasSubtítulos:

Mayor interactividadMenús, Lista de reproducción, FF/FRInteracción:

MPEG-2MPEG-1Imágenes:

2 flujos MPEG-1 estéreo VBRcanal 5.1 opcional

MPEG-1 estéreo CBRpistas CD audio opcionalesAudio:

480 x 480 (NTSC)480 x 576 (PAL/SECAM)

352 x 240 (NTSC)352 x 280 (PAL/SECAM)Resolución:

MPEG-22.6 Mbps VBR medio

MPEG-11.15 Mbps CBRVídeo:

300 kBps150 kBpsRatio datos:

35 a 70 mins+74 minutosTiempo de reproducción:

SVCDVideo CD v 2.0Parámetro


6.5.3 DVDRequisitos de diseño

– 133 minutos en una cara de un disco (99% de las películas) de vídeo comprimido MPEG-2 con audio multicanal surround.

– Mejor resolución de vídeo que el Laserdisc. – Sonido surround calidad CD (calidad home cinema)– Audio hasta en 8 idiomas – Subtítulos hasta en 32 idiomas – Formatos Pan-scan, letterbox y panorámico– Control de contenidos – Protección de copia– Compatibilidad con CDs– División y acceso por capítulos – Hasta 9 ángulos de cámara para dar mayores posibilidades al

usuario

24


6.5.3 DVD: Tiempo de reproducciónUn DVD-5 (cara simple): 133 minutos de vídeo codificado con MPEG-2, 3 canales de audio surround y 4 canales de subtítulos.

En un DVD-9 (capa dual) tenemos hasta 240 minutos de vídeo.

En un DVD-10 (doble cara) tenemos 133 minutos por cara, pero hay que darle la vuelta al disco.

Un DVD-18 (capa dual, doble cara) puede tener 240 minutos por cara, necesitando cambiar de cara

Estos tiempos son variables, dependiendo del bitrate de codificación, número de canales de audio

El bitrate máximo es 9’8 Mb/s para vídeo, audio e imágenes (10’08 incluyendo la información de control).

Para 133 minutos, el bitrate medio es 4’7 Mb/s. El bitrate medio de vídeo disponible depende del número de flujos de audio y la codificación usada y debería ser al menos 4 Mb/s para obtener resultados de alta calidad.


6.5.3 DVD: Estructura de archivos (I)

25


6.5.3 DVD: Estructura de archivos (II)

Primer Title Video Object Set Segundo Title Video Object Set

. . . . . .Último Title Video Object Set (n <=9)

VTS_01_1.VOBVTS_01_2.VOB

. . . . . VTS_01_n.VOB

Archivo VTSI (VTS Manager Information)Video Object Set para Menú VTSCopia Seguridad VTSI

VTS_01_0.IFOVTS_01_0.VOBVTS_01_0.BUP

Archivo VMGI (Video Manager Information)Archivo VOB para Menú VMG Copia Seguridad VMGI

VIDEO_TS.IFOVIDEO_TS.VOBVIDEO_TS.BUP

DescripciónArchivo


6.5.3 DVD: Flujos de datos

PGC para obtener interactividad-1Navegación

2 bits/pixel RLE3.36 Mb/sHasta 32Imágenes

Varios formatos de audio en stereo y surround

6.144 Mb/sHasta 8Audio

Vídeo MPEG-1 o MPEG-29.8 Mb/s1Video

CodificaciónMax datos rate

FlujosTipo de dato

26


6.5.3 DVD: Protección de copia


6.5.3 DVD: Codificación vídeo

24 o 29.97 fpsNTSC frame rate (en disco)

25 fpsPAL/SECAM frame rate

CBRVBR o CBRVBR o CBR

352 x 576352 x 288

720/704 x 576352 x 576/288

Resolución PAL/SECAM(horizontal x vertical)

352 x 480351 x 240

720/704 x 480352 x 480/240

Resolución NTSC (horizontal x vertical)

MPEG-1MPEG-2Parámetro

27


6.5.3 DVD: Calidad de imagen

~133 mins por capa

37 mins bitratemax

74 minsmax

60 minsTiempo dereproducción

Hasta 82 st/4 mono11Idiomas

5.1422 a 5.1Canales audio

Muy buenaBuenaAceptableBuenaCalidad

3.5 Mb/s 2.6 Mb/s 1.15 Mb/s-Bitrate

480/576480/576240/288Líneas

720480352Píxels

VBRVBRCBR-CBR/VBR

MPEG-2MPEG-2MPEG-1Composición analógicaFormato decodificación

DVD-VideoSVCDVideo CDLaserdiscPropiedad


6.5.3 DVD: Formatos de pantalla

•Widescreen, 16:9 a pantalla completa.•Letterbox, donde una película widescreen se muestra dejando barras arriba y abajo.•Pan & Scan, donde una película widescreen se muestra como 4:3 pero más estrecha que la original.

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6.5.3 DVD: Ángulos de cámara

Hasta 9 ángulos de cámara diferentes. Estas secuencias son entrepuestas en el disco para permitir un rápido acceso a lasmismas, por lo que se reduce el bitrate general para permitir esetiempo de búsqueda.


6.5.3 DVD: Codificación del audioDolby Digital: (Dolby AC-3) proporciona sonido surround 5.1 y se usa actualmente en reproductores de Laserdisc y DVD-Video. Es un formato con pérdidas que tiene bitrates que van desde 64 kbps (mono) a 448 kbps. El sonido surround 5.1 requiere de un mínimo de 384 kbps, pero Dolby recomienda usar el máximo de 448 kbps. El audio stereo suele requerir 192kbps. Los reproductores de DVD-Video convierten la salida Dolby Digital 5.1 en Dolby Surround (ProLogic) usando las salidas analógicas stereo cuando no se dispone de decodificador Dolby Digital.

MPEG: También es un formato con pérdida. MPEG-2 proporciona sonido surround 5.1/7.1 con CBR (32-912 kbps, 384 kbps de media) o VBR. La tasa de muestreo se fija a 48 kHz. La opción 7.1 añade los altavoces centro-izquierda y centro derecha. MPEG-1 layer II se usa como para Video CD.

LPCM: Formato de audio sin comprimir, similar al Audio CD, pero con mayor frecuencia de muestreo y cuantización. LPCM ofrece hasta 8 canales de 48/96 kHz de frecuencia de muestreo y 16/20/24 bits por muestra, pero no todos al mismo tiempo. El bitrate máximo es 6144 Mbps, superior al de Dolby Digital o MPEG-2, ofrece una calidad similar al DVD-Audio, pero deja poco ancho de banda para el vídeo.

DTS (Digital Theater Systems): Es un formato de audio 5.1 con pérdida, frecuencia de muestreo de 48 kHz y usa hasta 20 bits por muestra. La tasa de datos varía de 64 kbps a 1536 Mbps.

Linear PCM, Dolby Digital, MPEG or othersLinear PCM or MPEG-1 or MPEG-2 or Dolby DigitalPAL/SECAM

LPCM, Dolby Digital, MPEG u otrosLPCM ó Dolby DigitalNTSC

OpcionalObligatorioDisco

29


6.5.4 DVEstándar internacional creado por un consorcio de 10 compañías para obtener un formato de vídeo digital para el consumidor

Se muestrea el vídeo a 720 píxels por línea de escaneo.

DV usa compresión intraframe: cada frame comprimida depende completamente de sí misma y no de datos provenientes de otras frames

También usa compresión adaptativa entre frames; si el compresor encuentra poca diferencia entre los campos entrelazados de un frame, los comprimirá juntos

La información de vídeo DV se introduce en un flujo de datos de 25 Mbpsque, añadiendo el audio y la corrección de errores se forma un flujo total de 36 Mbps

Transferencia del vídeo al ordenador: IEEE-1394


6.5.4 DV: especificaciones

1000 kbps a 1500 kbpsBitrate Audio

2 canales stereo a 32 kHz 12-bit PCM no lineal1 canal stereo a(48/44.1/32) kHz 16-bit PCM lineal

Audio

25 Mbps (CBR)Bitrate Video

DVCompresión de Video

D1 (720x576 PAL, 720x480 NTSC)Resolución de Vídeo

DescripciónCaracterísticas

30


6.5.4 DV: calidad de formatosD-5 (10-bit uncompressed digital) 10 D-1 (8-bit uncompressed digital) 9.9 Digital Betacam, Ampex DCT 9.7 D-9 (Digital-S), DVCPRO50 9.6 DV, DVCAM, D-7 (DVCPRO) 9 MII, Betacam SP 8.9 1" Type C 8.7 3/4" SP 6.5 3/4", Hi8, SVHS 5 Video 8, Betamax 4 VHS 3 EIAJ Type 1, Fisher-Price Pixelvision 1


6.6.- Compresión de vídeo (I).Una idea básica de compresión de vídeo consiste en emplear cualqUna idea básica de compresión de vídeo consiste en emplear cualquiera de uiera de los métodos vistos para la compresión de imágenes aplicado a cadlos métodos vistos para la compresión de imágenes aplicado a cada uno de a uno de los cuadros o los cuadros o framesframes que se denominan que se denominan INTRAFRAMESINTRAFRAMES..

Sin embargo, los niveles de compresión que se pueden alcanzar deSin embargo, los niveles de compresión que se pueden alcanzar de esta esta forma son limitados por el tratamiento diferenciado de cada cuadforma son limitados por el tratamiento diferenciado de cada cuadro.ro.

Los métodos de compresión Los métodos de compresión INTERFRAMESINTERFRAMES tratan de aprovechar las tratan de aprovechar las características de redundancia temporal debida a la similitud encaracterísticas de redundancia temporal debida a la similitud entre cuadros tre cuadros vecinos, junto a redundancias espaciales, espectrales y vecinos, junto a redundancias espaciales, espectrales y psicovisualespsicovisuales para para obtener porcentajes de compresión mayores.obtener porcentajes de compresión mayores.

Algunas aplicaciones pueden tener requerimientos específicos (p.Algunas aplicaciones pueden tener requerimientos específicos (p.e. acceso e. acceso aleatorio a todos los cuadros) que dicten el uso de técnicas aleatorio a todos los cuadros) que dicten el uso de técnicas intraframesintraframes en en lugar de lugar de interframesinterframes..

31


6.6.- Compresión de vídeo (II).Podemos clasificar los métodos de compresión de vídeo en cuatro Podemos clasificar los métodos de compresión de vídeo en cuatro clases:clases:

–– Basadas en forma de ondas (Basadas en forma de ondas (WaveformWaveform).). La idea de estos métodos es La idea de estos métodos es estimar los contenidos de un cuadro o campo en la siguiente instestimar los contenidos de un cuadro o campo en la siguiente instancia a partir ancia a partir de la información en un punto de la secuencia; esto se lleva a cde la información en un punto de la secuencia; esto se lleva a cabo mediante abo mediante técnicas de técnicas de MOTION ESTIMATIONMOTION ESTIMATION..

–– Basadas en objetos (Basadas en objetos (ObjectObject basedbased).). Son la generalización de aquellas Son la generalización de aquellas empleadas para la compresión de imágenes en las que se descomponempleadas para la compresión de imágenes en las que se descomponía la ía la información visual en función de una serie de primitivas (por ejinformación visual en función de una serie de primitivas (por ejemplo contornos emplo contornos y texturas) que en este caso incluirán como parámetro el movimiey texturas) que en este caso incluirán como parámetro el movimiento asociado nto asociado a las mismas.a las mismas.

–– Basadas en modelos (Basadas en modelos (ModelModel basedbased).). Hacen referencia a la búsqueda de modelos Hacen referencia a la búsqueda de modelos que representen la información de la escena. Los modelos son objque representen la información de la escena. Los modelos son objetos en 2D o 3D etos en 2D o 3D predefinidos. Esta idea se incluye en el estándar MPEGpredefinidos. Esta idea se incluye en el estándar MPEG--4.4.

–– Basadas en Basadas en fractalesfractales ((FractalFractal codingcoding).). Como generalización de las vistas para Como generalización de las vistas para imágenes estáticas.imágenes estáticas.


6.6.1.- Estándares para compresión de vídeo

Vamos a hacerVamos a hacer un repaso de los estun repaso de los estáándares ndares realizados por comisiones internaciones hasta realizados por comisiones internaciones hasta llegar a formatos propietarios de codificacillegar a formatos propietarios de codificacióón de n de vvíídeo. deo. –– MJPEG como representante de los denominados MJPEG como representante de los denominados

mméétodos de compresitodos de compresióón n intraframintraframee..–– H.261 (desarrollado para videoconferencia que admite H.261 (desarrollado para videoconferencia que admite

tanto el mtanto el méétodo todo intraframeintraframe como como interframinterframee).).–– MPEG que estMPEG que estáán encaminados a mn encaminados a méétodos todos interframinterframee..–– Formatos Formatos QuickTimeQuickTime, , VideoVideo forfor Windows Windows y otrosy otros como como

ejemplos de sistemas propietarios.ejemplos de sistemas propietarios.

32


6.6.1.1- MJPEG El estándar El estándar MotionMotion--JPEGJPEG trata cada campo (ó cada cuadro) de una trata cada campo (ó cada cuadro) de una secuencia de vídeo de forma diferente y le aplica un proceso de secuencia de vídeo de forma diferente y le aplica un proceso de compresión totalmente independiente del resto. Al igual que JPEGcompresión totalmente independiente del resto. Al igual que JPEGobtiene una reducción de 20:1.obtiene una reducción de 20:1.

Hay dos variantes usuales de MJPEG:Hay dos variantes usuales de MJPEG:–– MJPEG AMJPEG A, que obtiene ficheros más pequeños., que obtiene ficheros más pequeños.–– MJPEG BMJPEG B, que obtiene ficheros de más calidad., que obtiene ficheros de más calidad.

–– BENEFICIOS:BENEFICIOS:Modificaciones más precisas en un editor de vídeo.Modificaciones más precisas en un editor de vídeo.Podemos empezar a reproducir en cualquier cuadro.Podemos empezar a reproducir en cualquier cuadro.

–– INCONVENIENTES:INCONVENIENTES:Como no se usa la redundancia Como no se usa la redundancia InterInter--FrameFrame (temporal), la compresión da como (temporal), la compresión da como resultado un fichero relativamente largo.resultado un fichero relativamente largo.Gran carga computacional.Gran carga computacional.


6.6.1.2.- H.261 (I).Es el estándar de compresión de vídeo utilizado para Es el estándar de compresión de vídeo utilizado para videoconferencia.videoconferencia.

Describe los métodos de codificación y decodificación cómo parteDescribe los métodos de codificación y decodificación cómo parte de de un servicio audiovisual en múltiplos de p*64 un servicio audiovisual en múltiplos de p*64 KbpsKbps (1<= p <= 30).(1<= p <= 30).

Existen implementaciones hardware y software.Existen implementaciones hardware y software.

Sus dos caracterSus dos caracteríísticas principales son:sticas principales son:–– Determina el retraso mDetermina el retraso mááximo (150 milisegundos), para que las ximo (150 milisegundos), para que las

comunicaciones comunicaciones bidireccionalesbidireccionales de vde víídeo ofrezcan, de forma efectiva, deo ofrezcan, de forma efectiva, realimentacirealimentacióón visual directa.n visual directa.

–– Es posible realizar implementaciones hardware a bajo coste.Es posible realizar implementaciones hardware a bajo coste.

De cara a futuras aplicaciones para el gran pDe cara a futuras aplicaciones para el gran púúblico, se requerirblico, se requeriráán n velocidades de transmisivelocidades de transmisióón de 9,6Kb/s. Para este propn de 9,6Kb/s. Para este propóósito se han sito se han desarrollado H.263 y H.263+.desarrollado H.263 y H.263+.

33


6.6.1.2.- H.261 (II).

Opera sobre imágenes no entrelazadas que codifica en modo Opera sobre imágenes no entrelazadas que codifica en modo YCbCrYCbCr y soporta como resoluciones de los formatos CIF y QCIF y soporta como resoluciones de los formatos CIF y QCIF los que se muestran en la figura siguiente:los que se muestran en la figura siguiente:


6.6.1.2.- H.261 (III).

Las redundancias espaciales se reducen mediante el Las redundancias espaciales se reducen mediante el empleo de la empleo de la transfomacitransfomacióónn basada en DCT y la basada en DCT y la correlacicorrelacióón temporal mediante una codificacin temporal mediante una codificacióón n predictivapredictivadel movimiento. del movimiento.

Permite la utilizaciPermite la utilizacióón de mn de méétodos de compresitodos de compresióón n IntraframIntraframee, donde se codifican bloques de 8x8 , donde se codifican bloques de 8x8 pixelspixels de de cada imagen con ellos mismos. cada imagen con ellos mismos.

TambiTambiéén puede funcionar en modo n puede funcionar en modo InterframeInterframe donde se donde se codifican los cuadros con respecto a uno de referencia.codifican los cuadros con respecto a uno de referencia.

34


6.6.1.3.- MPEG (I).

El El MovingMoving Picture Picture ExpertsExperts GroupsGroups ha dado nombre a ha dado nombre a una familia de estándares que se aplica a la codificación una familia de estándares que se aplica a la codificación de señales de vídeo y en la cual se pueden distinguir entre de señales de vídeo y en la cual se pueden distinguir entre diferentes estándares con rangos de actuación distintos.diferentes estándares con rangos de actuación distintos.

–– MPEGMPEG--1:1:Es capaz de realizar su trabajo sobre medios de almacenamiento Es capaz de realizar su trabajo sobre medios de almacenamiento como el CDcomo el CD--ROM, así como canales de comunicación del estilo de las ROM, así como canales de comunicación del estilo de las RDSI, RDSI, LANsLANs y y WANsWANs..Codifica Codifica macrobloquesmacrobloques (16x16) hasta en tres modos diferentes para (16x16) hasta en tres modos diferentes para cada cuadro de la secuencia.cada cuadro de la secuencia.Cada cuadro se codifica, en relación a los cuadros consecutivos Cada cuadro se codifica, en relación a los cuadros consecutivos con con técnicas de compensación del movimiento desde un cuadro anteriotécnicas de compensación del movimiento desde un cuadro anterior r ((predictivepredictive modemode) o hacia un próximo cuadro () o hacia un próximo cuadro (bidirectionalbidirectional modemode).).


6.6.1.3.- MPEG (II).A intervalos regulares, se fuerza a codificar todos los A intervalos regulares, se fuerza a codificar todos los macrobloquesmacrobloques en en modo modo intracodeintracode frameframe, para evitar la propagación de errores y permitir , para evitar la propagación de errores y permitir un rápido acceso a cualquier cuadro decodificado en una secuenciun rápido acceso a cualquier cuadro decodificado en una secuencia de a de imágenes.imágenes.

MPEGMPEG--1 considera solo vídeo en formato de barrido progresivo.1 considera solo vídeo en formato de barrido progresivo.

El espacio de representación de color es el El espacio de representación de color es el YCrCbYCrCb..

Las características Las características diferenciadorasdiferenciadoras de MPEGde MPEG--1 respecto a sus 1 respecto a sus predecesores son:predecesores son:

–– Acceso aleatorio: cualquiera de los cuadros puede ser codificadoAcceso aleatorio: cualquiera de los cuadros puede ser codificado en un en un tiempo máximo conocido. Se consigue mediante la inclusión de puntiempo máximo conocido. Se consigue mediante la inclusión de puntos de tos de acceso independientes (acceso independientes (II--framesframes) en la secuencia codificada.) en la secuencia codificada.

–– Permite operaciones de búsqueda rápida hacia delante/atrás.Permite operaciones de búsqueda rápida hacia delante/atrás.–– Retraso razonable en el proceso de codificación/decodificación.Retraso razonable en el proceso de codificación/decodificación.

35


6.6.1.3.- MPEG (III).

La estructura de un fichero MPEGLa estructura de un fichero MPEG--1 tiene los siguientes 1 tiene los siguientes componentes:componentes:

–– Secuencias formadas por grupos de imágenesSecuencias formadas por grupos de imágenes–– Grupos de imágenes GOP (Grupos de imágenes GOP (groupgroup ofof picturespictures) compuestas por ) compuestas por

imágenes.imágenes.–– Imágenes compuestas por trozos (Imágenes compuestas por trozos (slidesslides). Existen diferentes tipos ). Existen diferentes tipos

de imágenes o cuadros: I, P y B; que indican diferentes grados dde imágenes o cuadros: I, P y B; que indican diferentes grados de e compresión.compresión.

–– Los trozos están compuestos de Los trozos están compuestos de macrobloquesmacrobloques..–– Los Los macrobloquesmacrobloques están compuestos por un número de bloques.están compuestos por un número de bloques.–– Los bloques, son vectores de 8x8 Los bloques, son vectores de 8x8 pixelspixels. Esta son las unidades . Esta son las unidades

más pequeñas debido a la operación de transformación basada en más pequeñas debido a la operación de transformación basada en DCT.DCT.


6.6.1.3.- MPEG (IV).

36


6.6.1.3.- MPEG (V).

Los cuatro tipos de cuadros o Los cuatro tipos de cuadros o slicesslices MPEG son:MPEG son:–– IntraIntra--codedcoded (I): (I): son los de referencia y están completos.son los de referencia y están completos.

Al menos hay uno cada 10 o 15 Al menos hay uno cada 10 o 15 framesframes..Están comprimidos con un algoritmo al estilo de JPEG de forma Están comprimidos con un algoritmo al estilo de JPEG de forma intraintra--frameframe con DCT.con DCT.Se utilizan como puntos de acceso aleatorio a la secuencia.Se utilizan como puntos de acceso aleatorio a la secuencia.También se les llama cuadros clave (También se les llama cuadros clave (keykey framesframes).).

–– PredictivePredictive--codedcoded (P): (P): se codifican con respecto al se codifican con respecto al frameframe anterior anterior (I o P a su vez).(I o P a su vez).

Realiza una predicción del movimiento.Realiza una predicción del movimiento.Hacen uso de codificaciones Hacen uso de codificaciones interframesinterframes, en las cuales se realiza una , en las cuales se realiza una estimación de movimiento y se codifican mediante DCT las diferenestimación de movimiento y se codifican mediante DCT las diferencias cias obtenidas.obtenidas.


6.6.1.3.- MPEG (VI).

–– BidirectionalBidirectional predictivepredictive--codedcoded (B): (B): bidireccionalbidireccional y relativa a y relativa a otras I o P. No se pueden utilizar nunca como referencias de otras I o P. No se pueden utilizar nunca como referencias de otros otros framesframes..

El número de cada uno de estos tipos de cuadros en un GOP, El número de cada uno de estos tipos de cuadros en un GOP, depende de la aplicación (en realidad de los tiempos de acceso ydepende de la aplicación (en realidad de los tiempos de acceso yrequerimientos de velocidad que esta deba cumplir).requerimientos de velocidad que esta deba cumplir).

El primer cuadro de un GOP siempre tiene que ser de tipo I.El primer cuadro de un GOP siempre tiene que ser de tipo I.

El orden en que son procesados los cuadros, no tiene por que serEl orden en que son procesados los cuadros, no tiene por que sersecuencial en el tiempo, ya que la predicción para los cuadros tsecuencial en el tiempo, ya que la predicción para los cuadros tipo ipo P y B debe basarse en imágenes que ya hayan sido trasmitidas.P y B debe basarse en imágenes que ya hayan sido trasmitidas.

37


6.6.1.3.- MPEG (VII).


6.6.1.3.- MPEG (VIII).Diferencias entre H.261 y MPEGDiferencias entre H.261 y MPEG--1.1.

38


6.6.1.3.1.- MPEG-4 (I).MPEGMPEG--4 trata más de agrupar los estándares ya existentes que 4 trata más de agrupar los estándares ya existentes que de crear nuevos formatos (formato de formatos). de crear nuevos formatos (formato de formatos).

Se trata de una especie de metaSe trata de una especie de meta--formato que engloba tanto la formato que engloba tanto la posibilidad de almacenar imágenes y sonidos comprimidos, posibilidad de almacenar imágenes y sonidos comprimidos, como la de añadir objetos sintéticos, interpretar (decodificar ycomo la de añadir objetos sintéticos, interpretar (decodificar yrenderizarrenderizar) y representar una composición de escena a partir de ) y representar una composición de escena a partir de múltiples objetos.múltiples objetos.

Además, describe la forma en que debe transmitirse y Además, describe la forma en que debe transmitirse y sincronizarse el envío de los datos, bien sea a través de una resincronizarse el envío de los datos, bien sea a través de una red d o bien en un soporte físico local.o bien en un soporte físico local.

Se encarga de la posible interacción del usuario con las Se encarga de la posible interacción del usuario con las escenas descritas.escenas descritas.


Dispone de un conjunto de tecnologías para satisfacer las Dispone de un conjunto de tecnologías para satisfacer las necesidades de los autores de productos multimedia, los proveedonecesidades de los autores de productos multimedia, los proveedores res de servicios de red y los usuarios finales.de servicios de red y los usuarios finales.

–– AUTORES DE PRODUCTOS MULTIMEDIA:AUTORES DE PRODUCTOS MULTIMEDIA:Les permite combinar varias tecnologías en una sola con mayor flLes permite combinar varias tecnologías en una sola con mayor flexibilidad.exibilidad.Les otorga una mayor reutilización de sus creaciones al trabajarLes otorga una mayor reutilización de sus creaciones al trabajar con objetoscon objetos

–– USUARIO FINAL:USUARIO FINAL:Le ofrece televisión digital, aplicaciones gráficas y multimediaLe ofrece televisión digital, aplicaciones gráficas y multimedia interactivas, interactivas, comunicación en tiempo real, vigilancia a distancia, etc.comunicación en tiempo real, vigilancia a distancia, etc.

–– PROVEEDORES DE SERVICIOS DE RED:PROVEEDORES DE SERVICIOS DE RED:Controlarán mejor el tráfico, puesto que el estándar contempla eControlarán mejor el tráfico, puesto que el estándar contempla el envío de l envío de señales de control.señales de control.Define unos niveles mínimos de calidad de servicio (Define unos niveles mínimos de calidad de servicio (QoSQoS) para que cada ) para que cada operador garantice un servicio de calidad según los requerimientoperador garantice un servicio de calidad según los requerimientos del cliente y os del cliente y del canal a utilizar.del canal a utilizar.Se puede optimizar el flujo de datos en función de su tipo y relSe puede optimizar el flujo de datos en función de su tipo y relevancia.evancia.

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (II).

39


Las escenas audiovisuales MPEGLas escenas audiovisuales MPEG--4 están compuestas por 4 están compuestas por multitud de objetos multimedia de forma jerárquica.multitud de objetos multimedia de forma jerárquica.

MPEGMPEG--4 estandariza el número de objetos multimedia 4 estandariza el número de objetos multimedia primitivos que pueden ser de dos o tres dimensiones.primitivos que pueden ser de dos o tres dimensiones.

–– Ejemplo: Si pensamos en una persona hablando en una clase y Ejemplo: Si pensamos en una persona hablando en una clase y queremos transmitir esta información de forma audiovisual, queremos transmitir esta información de forma audiovisual, podemos descomponer la escena en varios objetos diferentes, podemos descomponer la escena en varios objetos diferentes, como: imágenes estáticas (pizarra, fondo, etc), objetos de vídeocomo: imágenes estáticas (pizarra, fondo, etc), objetos de vídeo (la (la animación de la persona hablando), objetos audio (la voz de esa animación de la persona hablando), objetos audio (la voz de esa persona), etc.persona), etc.

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (III).


MPEGMPEG--4 (Escena. Composición de objetos multimedia)4 (Escena. Composición de objetos multimedia)–– Las escenas son agrupaciones de objetos multimedia.Las escenas son agrupaciones de objetos multimedia.–– Los objetos que componen la escena se agrupan en árboles y Los objetos que componen la escena se agrupan en árboles y

subárboles.subárboles.–– Esta idea se basa en el concepto de escena empleado en el Esta idea se basa en el concepto de escena empleado en el

lenguaje VRML (Virtual lenguaje VRML (Virtual RealityReality ModelingModeling LanguageLanguage o Lenguaje de o Lenguaje de Modelado de Realidad Virtual).Modelado de Realidad Virtual).

–– La idea básica es que los objetos multimedia primitivos se agrupLa idea básica es que los objetos multimedia primitivos se agrupan an para formar objetos multimedia más complejos de forma jerárquicapara formar objetos multimedia más complejos de forma jerárquica..

–– De esta manera, el autor puede construir escenas tan complejas De esta manera, el autor puede construir escenas tan complejas como sea necesario y el usuario puede interactuar con un grupo dcomo sea necesario y el usuario puede interactuar con un grupo de e objetos como si de uno sólo se tratara.objetos como si de uno sólo se tratara.

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (IV).

40


escena

profesor fondo 2D mobiliario presentaciónaudiovisual

voz spritemesa

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (V).


MPEGMPEG--4 4 (Sincronización de flujos de datos de los objetos multimedia) (Sincronización de flujos de datos de los objetos multimedia) –– Debido a la presencia de varios objetos es un solo bloque, es Debido a la presencia de varios objetos es un solo bloque, es

necesario tener en cuenta las necesidades de ancho de banda de necesario tener en cuenta las necesidades de ancho de banda de cada objeto para no tener que esperar al más lento.cada objeto para no tener que esperar al más lento.

–– Esto se consigue mediante una capa de sincronización (capa de Esto se consigue mediante una capa de sincronización (capa de sincronización de flujos) que se dedica exclusivamente a la gestsincronización de flujos) que se dedica exclusivamente a la gestión ión y control de los objetos que se necesitan representar.y control de los objetos que se necesitan representar.

–– Los objetos multimedia se transmiten en los que llamaremos Los objetos multimedia se transmiten en los que llamaremos flujos flujos de datosde datos..

–– Los flujos de datos se componen de Los flujos de datos se componen de flujos elementales de datos flujos elementales de datos ((elementaryelementary streamstream, ES), ES)..

–– Así pues, los objetos multimedia pueden necesitar varios flujos Así pues, los objetos multimedia pueden necesitar varios flujos de de datos, que pueden ser de diferente naturaleza y que son datos, que pueden ser de diferente naturaleza y que son transportados en uno o mas flujos elementales.transportados en uno o mas flujos elementales.

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (VI).

41


MPEGMPEG--4 4 (Sincronización de flujos de datos de los objetos multimedia) (Sincronización de flujos de datos de los objetos multimedia) –– Un objeto descriptor identificará los flujos asociados a un objeUn objeto descriptor identificará los flujos asociados a un objeto to

multimedia.multimedia.–– Los descriptores pueden llevar indicaciones del nivel de calidadLos descriptores pueden llevar indicaciones del nivel de calidad

((QoSQoS) apropiado que se requiere para la transmisión (p.e., la ) apropiado que se requiere para la transmisión (p.e., la máxima tasa de bit, la tasa de bit de error, la prioridad, etc).máxima tasa de bit, la tasa de bit de error, la prioridad, etc).

–– La capa de sincronización se encarga de sincronizar los flujos La capa de sincronización se encarga de sincronizar los flujos elementales. elementales.

–– La sintaxis de esta capa de sincronización es configurable en La sintaxis de esta capa de sincronización es configurable en multitud de modos por lo que se puede usar en distintos tipos demultitud de modos por lo que se puede usar en distintos tipos desistemas.sistemas.

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (VII).


MPEGMPEG--4 (Interacción con los objetos multimedia)4 (Interacción con los objetos multimedia)–– Generalmente, el usuario final verá la escena tal cual el autor Generalmente, el usuario final verá la escena tal cual el autor la ha la ha

creado, aunque este pueda permitir cierto grado de interacción ccreado, aunque este pueda permitir cierto grado de interacción con on la escena si la diseña de este modo.la escena si la diseña de este modo.

–– Entre otras cosas, el usuario podrá:Entre otras cosas, el usuario podrá:Cambiar los puntos de vista o audición (navegar por la escena).Cambiar los puntos de vista o audición (navegar por la escena).Mover objetos de la escena a distintas posiciones.Mover objetos de la escena a distintas posiciones.Arrancar y detener el flujo de eventos (Arrancar y detener el flujo de eventos (ejej: iniciar y detener el vídeo).: iniciar y detener el vídeo).Elegir el lenguaje que desea emplear, caso de que se ofrezca sopElegir el lenguaje que desea emplear, caso de que se ofrezca soporte orte para varios.para varios.

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (VIII).

42


Capa

de

Red

Demultiplexión

...............

Flujos Elementales

Descompresión

Objetos primitivos

Descripción escenaescena

profesor fondo 2Dmobiliariopresentaciónaudiovisual

voz spritemesa

6.6.1.3.1.- MPEG-4 (IX).


6.6.1.3.1- Familia MPEG.El MPEGEl MPEG--4 introduce como caracter4 introduce como caracteríística mstica máás notable sobre los s notable sobre los anteriores la facilidad de interaccianteriores la facilidad de interaccióón con objetos visuales. n con objetos visuales.

–– EstEstáá basado en tbasado en téécnicas de representacicnicas de representacióón de basadas en objetos. n de basadas en objetos. –– Los Los pixelspixels de un objeto se consideran inseparables en la misma forma que de un objeto se consideran inseparables en la misma forma que

lo son las mollo son las molééculas en un objeto del mundo real debido a efecto de un culas en un objeto del mundo real debido a efecto de un campo de fuerza.campo de fuerza.

–– En este estEn este estáándar, la sendar, la seññal de val de víídeo se descompone en diferentes objetos, deo se descompone en diferentes objetos, cada uno de los cuales tiene su respectiva informacicada uno de los cuales tiene su respectiva informacióón de forma, textura y n de forma, textura y movimiento. movimiento.

–– Estas entidades se codifican de forma independiente para permitiEstas entidades se codifican de forma independiente para permitir el r el acceso directo y la manipulaciacceso directo y la manipulacióón (es decir operaciones de cortar, pegar, n (es decir operaciones de cortar, pegar, deformar, etc.).deformar, etc.).

El estEl estáándar MPEGndar MPEG--7 pasa por un cambio fundamental en la forma de 7 pasa por un cambio fundamental en la forma de representacirepresentacióón de la informacin de la informacióón: n: la llamada representacila llamada representacióón n semsemáánticantica..

43


6.6.1.3.1- MPEG: Evolución.


6.6.1.4.- Cinepak

El El codeccodec mmáás utilizado si lo que interesa es el espacio.s utilizado si lo que interesa es el espacio.

Permite definir el espacio entre cuadros llave y la calidad Permite definir el espacio entre cuadros llave y la calidad interframeinterframe, eliminando m, eliminando máás o menos informacis o menos informacióón en cada n en cada uno de los fotogramas relativos.uno de los fotogramas relativos.

TambiTambiéén se suele poner definir la velocidad de n se suele poner definir la velocidad de transferencia de datos mtransferencia de datos mááxima soportada, de modo que xima soportada, de modo que CinepakCinepak reducirreduciráá la calidad hasta permitir que los datos la calidad hasta permitir que los datos necesarios no sean superiores.necesarios no sean superiores.

44


6.6.1.5.- Sorenson Video

Parece que va a ser el sustituto natural de Parece que va a ser el sustituto natural de CinepakCinepak. .

Tiene una gran calidad incluso con tasas de transmisiTiene una gran calidad incluso con tasas de transmisióón n mmíínimas, con lo que se estnimas, con lo que se estáá convirtiendo en una de las convirtiendo en una de las principales opciones para transmisiprincipales opciones para transmisióón de vn de víídeo en Web.deo en Web.

TambiTambiéén es tremendamente asimn es tremendamente asiméétrico, como trico, como CinepakCinepak..


6.6.1.6.- Indeo

IndeoIndeo es una tecnologes una tecnologíía de compresia de compresióón/descompresin/descompresióón de n de vvíídeo desarrollada por Intel para procesadores Pentium, deo desarrollada por Intel para procesadores Pentium, muy usada en los ficheros AVI, y QT, entre otros.muy usada en los ficheros AVI, y QT, entre otros.

45


6.6.1.7.- Quicktime

Desarrollado por Desarrollado por AppleApple ComputerComputer como una arquitectura como una arquitectura para sistemas multimedia multiplataforma.para sistemas multimedia multiplataforma.

Se utiliza por desarrolladores de herramientas y Se utiliza por desarrolladores de herramientas y contenidos software para crear y distribuir de forma contenidos software para crear y distribuir de forma sincronizada gráficos, sonidos, video, texto y música.sincronizada gráficos, sonidos, video, texto y música.

No requiere hardware.No requiere hardware.


6.6.1.8.- Animation

Es el Es el codeccodec mmáás utilizado para comprimir pels utilizado para comprimir pelíículas culas generadas por ordenador (2 o 3generadas por ordenador (2 o 3--d), por ejemplo una d), por ejemplo una animacianimacióón generada con n generada con MacromediaMacromedia Director. Director.

Utiliza tambiUtiliza tambiéén compresin compresióón n interframeinterframe..

46


6.6.2.1 DIVX/XVIDVídeo de alta calidad en un fichero de tamaño reducido (CD de 650-700-800 o 900 MB)

Al contrario que los ficheros de DVD que van con compresión de vídeo en MPEG 2, utilizan el la compresión en MPEG 4

DIVX/XVID y AVI


6.6.2.1 DIVX/XVID vs DVDDIVX/XVID– Resolución PAL (generalmente): 640x480 o menor – Compresión vídeo: MPEG 4– Compresión de audio: MP3, Ogg, WMA– Bitrate de vídeo: 300-1000 kbps– Tamaño/minuto: 1-10 MB/min.– Compatibilidad con reproductores: cada vez mayor– Potencia necesaria: mucha

DVD – Resolución PAL: 720x576– Compresión vídeo: MPEG 2– Compresión de audio: MPEG 1, 2, AC3, DTS– Bitrate de vídeo: 3000-8000 kbps– Tamaño/minuto: 30-70 MB/min.– Compatibilidad con reproductores: máxima– Potencia necesaria: mucha– Calidad de visionado: excelente

47


6.6.2.1 Codecs DIVX/XVID El códec original DivX 3.xx se basa en el códec MPEG-4 V3 de Microsoft (ASF se basa en MPEG-4 V2). Este códec fue hacheado y re-distribuido porque no se podía codificar ficheros AVI con este códec de Microsoft, sólo se permitía crear ficheros ASF/WMV. DivX 3.xx también incluía versiones hacheadas de códecs MP3 y WMA.

El códec DivX4.xx no tiene nada que ver con el de Microsoft, fue desarrollado desde cero, y sigue en desarrollo. Ambos códecs pueden estar instalados al mismo tiempo y cada uno decodificará los contenidos codificados con ellos.

OpenDivX, conocido como “DivX para Windows/Linux/Mac”, que es parte del proyecto de código abierto del Proyecto Mayo, donde el códec original es referido como DivX ;-) Codec. Las versiones de estos dos códecs también difieren. El original usa 3.xx, mientras que el del Proyecto Mayo usa 4.xx.

DivX 5.x de DivXNetworks, de pago. DivX 5.1 pretende revolucionar la creación, producción y distribución de vídeo digital, incluso a través de Internet. Es más rápido que los códecs anteriores y más eficiente, permitiendo la reproducción en tiempo real de resoluciones de vídeo de alta definición sin usar hardware especial. Es capaz de decodificar flujos de vídeo MPEG-4 Simple Profile y MPEG-4 Advanced Simple Profile (ISO/IEC 14496-2).

XviD (DivX al revés) parte del formato de compresión de vídeo MPEG-4. Sin embargo, en este caso, se desarrolla bajo el proyecto de software libre del mismo nombre.


6.6.2.1 Comparativa codecs

Archivo 1

02:55DivX502:58XviD03:02DivX4

Archivo 2

01:33DivX501:34XviD01:37DivX4

2 archivos de vídeo, uno de 1’52” y otro de 59”

749 kbps10.510 KBDivX5698 kbps9.808 KBXviD750 kbps10.532 KBDivX4

838 kbps6.184 KBDivX5753 kbps5.522 KBXviD844 kbps6.230 KBDivX4

48


6.6.2.2 xVCDxVCD PAL:

– Vídeo: MPEG-1 con CBR o VBR; 352x288 píxels: 25 frames/s.– Audio: 32-384 kbps MPEG-1 Layer 2.– Extra: Menús y capítulos. Imágenes fijas 704x576, 352x288.

xSVCD PAL:– Vídeo: MPEG-2 con CBR o VBR; 352x288;352x576;720x576: 25 frames/s, hasta con 4

subtítulos– Audio: 32-384 kbps MPEG-1 Layer 2 con hasta 2 pistas de audio.– Extra: Menús y capítulos. Imágenes fijas 704x576, 352x288.

xVCD NTSC:– Vídeo: MPEG-1 con CBR o VBR; 352x240; 29’97 frames/s – Audio: 32-384 kbps MPEG-1 Layer 2.– Extra: Menús y capítulos. Imágenes fijas 704x480, 352x240.

xSVCD NTSC:– Vídeo: MPEG-2 con CBR o VBR; 352x240;352x480;720x480: 29’97 frames/s, hasta con 4

subtítulos– Audio: 32-384 kbps MPEG-1 Layer 2 con hasta 2 pistas de audio.– Extra: Menús y capítulos. Imágenes fijas 704x480, 352x240.


Comparativa

ExcellentDecent*Decent*Great*Great*Excellent*Great*GoodQuality

HighLowLowHighVery HighVery HighHighLowComputerCPU Usage

20min26-40hrs26-40hrs13-26hrs13-26hrs2-4hrs(3-7hrsª)

N/AN/AHours/DVDR

3min120-300min120-300min60-180min60-180min15-20min35-60min74minMin/74min CD

216 MB/min1 - 5 MB/min

1 - 5 MB/min

1 - 20 MB/min

1 - 10 MB/min

30 - 70 MB/min

10 - 20 MB/min

10 MB/minSize/min

1000~1500 kbit/s

64~128 kbit/s

64~128 kbit/s

64~192 kbit/s

64~448 kbit/s

192~448 kbit/s

128~384 kbit/s

224 kbit/s Audio bitratekbit/sec

DVRMMP3, WMASorenson, Cinepak, MP3

MP3, WMA, OGG, AAC, AC3

MP1, MP2, AC3, DTS, PCM

MP1MP1AudioCompression

25 Mbit/s 100~500 kbit/s

100~500 kbit/s

300~2000 kbit/s

300~1000 kbit/s

3000~9000 kbit/s

1000~2500 kbit/s

1150 kbit/s Video bitratekbit/sec

DVRMMPEG4Sorenson, Cinepak, MPEG4

MPEG4MPEG2, MPEG1

MPEG2MPEG1VideoCompression

720x480720x576

320x240²320x240²640x480²640x480²720x480720x576²

480x480480x576

352x240352x288

ResolutionNTSC

PAL

DVRMASFSMRnAVI

MOVDivXXviDWMV

DVDSVCDVCDFormat

49


6.6.3.1 AVIExisten dos tipos generales de AVI

– basados en Video for Windows (los primeros en aparecer) – basados en DirectShow (originalmente ActiveMovie)

Contenedor que puede guardar datos en su interior codificados de diversas formas y con la ayuda de diversos códecs

Existe la posibilidad de almacenar los ficheros en un formato AVI "raw" o crudo, es decir, sin compresión

Aunque un AVI puede tener n número de flujos, lo más común es un flujo de vídeo (vids) y otro de audio (auds)


6.6.3.1 AVI: EstructuraRIFF ('AVI '

LIST ('hdrl''avih'(<Main AVI Header>)LIST ('strl'

'strh'(<Stream header>)'strf'(<Stream format>)[ 'strd'(<Additional header data>) ][ 'strn'(<Stream name>) ]...

)...

)LIST ('movi'

{SubChunk | LIST ('rec 'SubChunk1SubChunk2...)

...}...)

['idx1' (<AVI Index>) ] )

50


6.6.3.1 AVI: Cabecera principal (avih)

Número de frames

Número de flujos

Frames iniciales

Max bytes

Tamaño de buffer

Microsegundos/frame

Frames/segundo

Tamaño (p.ej., 320x240)

Flags


6.6.3.1 AVI: Cabecera de flujo (strh)Tipo de flujo (‘vids ‘, ‘auds’)

Manejador de flujo (‘cvid’ para cinepak)

Muestras por segundo

Prioridad

Frames iniciales

Comienzo

Longitud en frames

Longitud en segundos

Flags

Tamaño de Buffer

Calidad

Tamaño de muestra

51


6.6.3.1 AVI: Cabecera de bloque (strf)Flujo de vídeo:

– Tamaño (ej, 320x240)

– Profundidad de bit (ej, color 24 bits)

– Colores usados

– Compresión

Flujo de audio

– wFormatTag: formato (ej, WAVE_FORMAT_PCM)

– Número de canales

– Muestras por segundos

– Bytes medios por segundo

– Número de bloques de alineamiento

– Bits por muestra


6.6.3.1 AVI: Cabecera de datos (movi)

La lista ‘movi’ contiene los frames de video y los samples de audio.

Los bloques de datos pueden residir directamente en la lista ‘movi’ o ser agrupadas en listas ‘rec’, que agrupan bloques que deben serleídos juntos.

Cada bloque de datos es identificado por un número de 2 dígitos seguidos de 2 caracteres que describen el tipo de información del bloque. El significado de los caracteres es el siguiente:

– Db frame de vídeo no comprimida– Dc frame de vídeo comprimida– Pc cambio de paleta– Wb datos de audio

Por ejemplo, si el flujo 0 contiene audio, los datos valdrían 00wb. Si esde vídeo tendría valor 01db o 01dc.

52


6.6.3.2 OGMOGM significa Ogg Media File y fue desarrollado por TobiasWaldogels, siendo un formato de vídeo avanzado que puede hacer muchas cosas a las que no llega el formato AVI:

– Soporte de múltiples pistas de subtítulos– Soporte de múltiples pistas de audio en varios formatos (MP3, Dolby

Digital, Ogg Vorbis, WAV).– Soporte de capítulos– Soporte de audio OGG Vorbis.

OGM es fundamentalmente una extensión de Ogg, que no fue diseñado originalmente para contener audio y vídeo.

OGM no era un proyecto de código abierto a pesar de basarse en el entorno Ogg, aunque actualmente el creador se ha unido al equipo que lleva el proyecto Ogg y ha donado todo el código. Compresión Xvid aunque se está completando en Ogg Theora, supuestamente el mejor codec para el formato OGM.


6.6.3.3 MatroskaFormato código-abierto, multiplataforma, libre de patente, más reciente que OGM

Contenedor video(s) + audio(s) + subtítulo(s).

Formatos de audio soportados incluyen Ogg Vorbis, AAC, MP3 y AC3.

Incorpora características tales como:– Los ficheros pueden ser emitidos mediante streaming por HTTP/RTP

a través de Internet– Búsqueda rápida en el fichero– Recuperación ante errores– Menús (como los DVDs)– Entradas de capítulos– Subtítulos y audio seleccionables– Extensibilidad modular

53


6.6.3.3 Matroska: estructura (I)


7.6.- Proceso de creación de vídeo en multimedia (I).

Debido al coste en tiempo, espacio, equipo (y dinero, por Debido al coste en tiempo, espacio, equipo (y dinero, por supuesto, si sumamos todo esto) especialmente alto del supuesto, si sumamos todo esto) especialmente alto del vvíídeo, el proceso de creacideo, el proceso de creacióón debe estar bien planificado n debe estar bien planificado para conseguir el resultado apetecido sin desperdiciar mpara conseguir el resultado apetecido sin desperdiciar máás s recursos que los imprescindibles. recursos que los imprescindibles.

PodrPodrííamos generalizar el proceso de elaboraciamos generalizar el proceso de elaboracióón de vn de víídeo deo en los siguientes pasos: en los siguientes pasos:

–– DiseDiseñño, o, –– ObtenciObtencióón.n.–– DigitalizaciDigitalizacióón.n.–– EdiciEdicióón.n.–– IntegraciIntegracióónn..

54


7.6.1.- Diseño (guión) (I).

DeberDeberííamos diseamos diseññar el esquema del var el esquema del víídeo a incluir en deo a incluir en nuestra aplicacinuestra aplicacióón multimedia. Para ello se emplean varias n multimedia. Para ello se emplean varias ttéécnicas:cnicas:

–– Diagrama de flujoDiagrama de flujo de la aplicacide la aplicacióón, indicando todos los puntos n, indicando todos los puntos donde aparecen vdonde aparecen víídeos y recogiendo todos y cada uno de ellos, deos y recogiendo todos y cada uno de ellos, identificando posibles partes comunes y determinando las identificando posibles partes comunes y determinando las necesidades siempre antes de empezar a obtener los medios.necesidades siempre antes de empezar a obtener los medios.

–– GuiGuióónn de cada vde cada víídeo a elaborar (como en el proceso deo a elaborar (como en el proceso cinematogrcinematográáfico, aunque aqufico, aunque aquíí caben posibilidades de interaccicaben posibilidades de interaccióón o n o integraciintegracióón de otro tipo de medios). Se suele usar mucho el n de otro tipo de medios). Se suele usar mucho el concepto de concepto de storyboardstoryboard, que es una especie de desarrollo en , que es una especie de desarrollo en viviññetas dibujadas a nivel esquemetas dibujadas a nivel esquemáático de lo que va a contener el tico de lo que va a contener el vvíídeo. deo.


7.6.1.- Diseño (guión) (II).

Los Los storyboardsstoryboards se pueden usar para mse pueden usar para máás partes de una s partes de una aplicaciaplicacióón multimedia (animaciones, efectos grn multimedia (animaciones, efectos grááficos, ficos, incluso diseincluso diseñño de interfaz). Cada vio de interfaz). Cada viññeta puede indicar eta puede indicar anotaciones adicionales de voz en anotaciones adicionales de voz en offoff, de m, de múúsica, efectos sica, efectos pretendidos, duracipretendidos, duracióón aproximada en tiempo, tipo de plano n aproximada en tiempo, tipo de plano de cde cáámara, etc.mara, etc.

Otro punto importante del diseOtro punto importante del diseñño es la calidad que va a o es la calidad que va a tener el vtener el víídeo final, en cuanto a tamadeo final, en cuanto a tamañño del marco o del marco (resoluci(resolucióón), tipo de compresin), tipo de compresióón asumida, etc.n asumida, etc.

55


7.6.2.- Filmación/obtención de los cortes de vídeo y audio (I).

Una vez que estUna vez que estáá claro que hay que filmar o que vclaro que hay que filmar o que víídeos ya deos ya filmados hay que obtener, viene el proceso de obtener el filmados hay que obtener, viene el proceso de obtener el material audiovisual. Para obtener resultados material audiovisual. Para obtener resultados profesionales normalmente hay que contar con equipo profesionales normalmente hay que contar con equipo profesional, con lo que es una parte que habitualmente se profesional, con lo que es una parte que habitualmente se subcontrata en produccisubcontrata en produccióón multimedia.n multimedia.


7.6.3.- Revisión y digitalización (I).

Antes de digitalizar, hay que revisar cuidadosamente el Antes de digitalizar, hay que revisar cuidadosamente el material obtenido para no utilizar demasiado tiempo y material obtenido para no utilizar demasiado tiempo y espacio en cortes no utilizables (aunque la precisiespacio en cortes no utilizables (aunque la precisióón de n de ddéécimas de segundo ya se alcanzarcimas de segundo ya se alcanzaráá despudespuéés en la s en la producciproduccióón del montaje). n del montaje).

Es conveniente agrupar todo el proceso de digitalizaciEs conveniente agrupar todo el proceso de digitalizacióón n para que todo el material estpara que todo el material estéé disponible cuando despudisponible cuando despuéés s se realiza el montaje.se realiza el montaje.

56


7.6.4.- Edición/montaje (I). Es el proceso mEs el proceso máás interesante y normalmente el ms interesante y normalmente el máás complejo y s complejo y consumidor de tiempo de la producciconsumidor de tiempo de la produccióón de vn de víídeo. deo.

Los programas de ediciLos programas de edicióón no lineal de vn no lineal de víídeo actuales, como Adobe deo actuales, como Adobe PremierePremiere, permiten incorporar de modo sencillo gran cantidad de , permiten incorporar de modo sencillo gran cantidad de efectos y posibilidades de ediciefectos y posibilidades de edicióón para acabados semiprofesionales. n para acabados semiprofesionales.

En la ediciEn la edicióón hay que sincronizar el sonido con el vn hay que sincronizar el sonido con el víídeo. A menudo deo. A menudo para esto se graba sonido independiente del vpara esto se graba sonido independiente del víídeo (voces en deo (voces en offoff, , bandas sonoras, efectos de sonido, etc.). bandas sonoras, efectos de sonido, etc.).

De la misma forma, los grDe la misma forma, los grááficos estficos estááticos, las animaciones a combinar ticos, las animaciones a combinar con el vcon el víídeo y las titulaciones se pueden elaborar en el montaje o deo y las titulaciones se pueden elaborar en el montaje o preparar antes cuando su complejidad es considerable.preparar antes cuando su complejidad es considerable.


7.7.1.- Edición lineal y no lineal (I).

La La ediciedicióón linealn lineal usa algusa algúún componente analn componente analóógico, de modo gico, de modo que sobre la marcha tenemos que generar efectos de que sobre la marcha tenemos que generar efectos de transicitransicióón, montaje y superposicin, montaje y superposicióón para crear el vn para crear el víídeo final. deo final. Hacen falta dos o tres magnetoscopios (uno de grabaciHacen falta dos o tres magnetoscopios (uno de grabacióón).n).

En la En la ediciedicióón no linealn no lineal, en cambio, todo el soporte se digitaliza , en cambio, todo el soporte se digitaliza previamente, con lo que podemos editar lo que sea necesario previamente, con lo que podemos editar lo que sea necesario sin necesidad de sincronizacisin necesidad de sincronizacióón previa, retocar el resultado, etc. n previa, retocar el resultado, etc. utilizando solamente el ordenador en el proceso. Con un utilizando solamente el ordenador en el proceso. Con un magnetoscopio puede ser suficiente, primero para digitalizar lasmagnetoscopio puede ser suficiente, primero para digitalizar lastomas que queramos procesar y finalmente para registrar el tomas que queramos procesar y finalmente para registrar el resultado final.resultado final.

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7.7.1.- Edición lineal y no lineal (II).


7.7.2.- Efecto croma (I).

El El efecto cromaefecto croma es muy conocido en edicies muy conocido en edicióón de vn de víídeo deo y consiste en determinar un color como transparente y consiste en determinar un color como transparente para poder superponer dos vpara poder superponer dos víídeos o un vdeos o un víídeo con una deo con una imagen (las climagen (las cláásicas filmaciones sobre fondo azul). sicas filmaciones sobre fondo azul). TambiTambiéén puede realizarse este efecto si la pista de n puede realizarse este efecto si la pista de vvíídeo contiene canal alfa.deo contiene canal alfa.

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6. Vídeo (I). - dis.um.esdis.um.es/~jfernand/0405/smig/tema6-ppt.pdf · de todo el mundo, 40 años después de que saliera a la luz el primero. z La triple señal de video “en