El
video
(en Hispanoamerica)
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o
video
(en Espana y
Guinea Ecuatorial
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cita requerida
]
)
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es la tecnologia de
grabacion
, procesamiento, almacenamiento, transmision de imagenes y reconstruccion por medios
electronicos
digitales o analogicos de una secuencia de
imagenes
que representan escenas en movimiento.
Etimologicamente
, proviene del verbo
latino
video
(pronunciado como /video/ en esa lengua),
vides, videre
, que se traduce como el verbo 'ver'. Se suele aplicar este termino a la senal de video y muchas veces se usa la denominacion ≪el video≫ o ≪la video≫ a modo de abreviatura del nombre completo de la misma.
La tecnologia de video fue desarrollada por primera vez para los sistemas de
television
, pero ha derivado en muchos formatos para permitir la grabacion de video de los consumidores y que ademas pueda ser visto a traves de Internet.
En algunos paises se llama asi tambien a una grabacion de imagenes y sonido en
cinta magnetica
o en
disco optico
, aunque con la aparicion de estos ultimos dicho termino se identifica generalmente con las grabaciones anteriores en cinta magnetica, del tipo
VHS
,
Betamax
. Muchos videos se cuelgan en sitios web, como por ejemplo
YouTube
, que contiene diferentes tipos de reproducciones.
Inicialmente la senal de video esta formada por un numero de lineas agrupadas en varios cuadros, y estos a la vez divididos en dos campos portan la informacion de luz y color de la imagen. El numero de lineas, de cuadros y la forma de portar la informacion del color depende del estandar de television concreto. La amplitud de la senal de video es de 1Vpp (1 voltio de pico a pico) estando la parte de la senal que porta la informacion de la imagen por encima de 0V y la de sincronismos por debajo el nivel de 0V. La parte positiva puede llegar hasta 0,7V para el nivel de blanco, correspondiendo a 0V el negro y los sincronismos son pulsos que llegan hasta -0,3V. En la actualidad hay multitud de estandares diferentes, especialmente en el ambito informatico.
Partes de la senal de video analogica
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La senal de video consta de lo que se llama
luminancia
,
crominancia
y de senales de sincronismo. La amplitud se situa entre los -0,3 V del nivel inferior del sincronismo hasta los 0,7 V que corresponde al blanco. La senal propia es la referida a la luminancia con los sincronismos, a la que se le anade la senal de crominancia, con su sincronia propia, que es la salva de color, de tal forma que la crominancia se superpone a la senal de luminancia.
El ancho de banda de la senal de luminancia suele ser del orden de 5
MHz
, pero depende del sistema empleado. La crominancia es una senal que modula en cuadratura (es decir en amplitud y en fase) a una senal portadora denominada ≪subportadora de color≫ cuya frecuencia es proxima a la parte alta de la banda, que en el sistema estadounidense
NTSC
es de 3,58
MHz
y en el sistema europeo PAL es de 4,43 MHz. Esta frecuencia tiene relacion con el resto de frecuencias fundamentales de la senal de video que estan referidas a la frecuencia de campo que toma como base, por cuestiones historicas, la frecuencia de la red de suministro electrico, 50 Hz en Europa y otros paises y 60
Hz
en la mayor parte de America.
Estandares de codificacion de la imagen
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Existen estandares diferentes para la codificacion del color:
NTSC
,
SECAM
(usado en Francia, sus dependencias y ex colonias; mayoria de Rusia hasta la llegada de la television digital) y
PAL
(resto de Europa; Argentina, Brasil, Groenlandia y Uruguay en America; mayoria de Africa, Asia y Oceania).
Sincronismos
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En lo referente a los sincronismos se distinguen tres clases, de linea u horizontales, de campo o verticales y los referentes al color. Los sincronismos de linea indican donde comienza y acaba cada linea de la imagen de video y se dividen en portico anterior, portico posterior y pulso de sincronismo.
Los sincronismos verticales son los que indican el comienzo y el final de cada campo. Estan compuestos por los pulsos de igualacion o ecualizacion anterior, pulsos de sincronismo, pulsos de igualacion posterior y lineas de guarda, en las cuales se inserta hoy en dia servicios tales como el teletexto.
Barras de color EBU vistas en un MFO y un
vectoscopio
.
La frecuencia de los pulsos de sincronismo depende del sistema de
television
. En los paises que usan normas de codificacion americanas, la imagen tiene 525 lineas por cuadro (262,5 por cada campo), 60 campos (30 imagenes o cuadros) por segundo y sincronismo horizontal de 15.750
Hz
, mientras que en los paises que usan normas europeas, se utilizan 625 lineas por cuadro (312,5 por cada campo), 50 campos por segundo (25 cuadros) y sincronismo horizontal de 15.625 Hz. Estas cifras se derivan de la frecuencias de la red electrica publica en las que, antiguamente, se enganchaban los
osciladores
de los receptores.
En lo referente al color, en todos los estandares se modula una portadora con la informacion del color. En NTSC y PAL lo que se hace es una modulacion en amplitud para la saturacion, y en fase para el tinte, en lo que se llama
modulacion en cuadratura
. El sistema PAL alterna 180° en cada linea la fase de la portadora para compensar distorsiones de la transmision. El sistema SECAM solo realiza modulacion en frecuencia de cada componente de color.
Caracteristicas de los flujos de video
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Numero de fotogramas por segundo
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Los estandares de origen europeo PAL y SECAM especifican 25 cuadros por segundo, mientras que NTSC especifica 29,97 cuadros por segundo. El cine es mas lento con una velocidad de 24 cuadros por segundo, lo que complica un poco el proceso de transferir una pelicula de cine a video. Para lograr la ilusion de una imagen en movimiento, la velocidad minima de carga de las imagenes es de unas quince imagenes por segundo, sin embargo el ojo humano puede distinguir movimiento mucho mas fluido por encima de los 48 fotogramas por segundo.
Sistemas de barrido
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Entrelazado
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La exploracion entrelazada de imagenes televisivas fue desarrollada de manera independiente por el ingeniero aleman Fritz Schroter, en 1930
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y por el estadounidense Randall Ballard, en 1932
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para evitar el parpadeo que se produce en tales imagenes cuando son reproducidas en un
tubo de imagen
debido a la persistencia de los luminofosforos que componen la pantalla del mismo.
La exploracion entrelazada 2/1, caracteristica de los sistemas de television PAL, NTSC y SECAM asi como de algunos otros desarrollados posteriormente, consiste en analizar cada cuadro de la imagen en dos semicuadros iguales denominados campos, de forma que las lineas resultantes esten se alternen por superposicion. Uno de los campos contiene las lineas pares y se le denomina "campo par", mientras que el otro contiene las lineas impares y se le llama "campo impar". Al comienzo de cada uno de ellos, se situa el sincronismo vertical. Hay un desfase de media linea entre un campo y otro para que asi el campo par explore la franja de imagen que dejo libre el campo impar. La exploracion entrelazada de un cuadro de dos campos exige que el numero de lineas del cuadro sea impar para que la linea de transicion de un campo al otro sea divisible en dos mitades.
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Las especificaciones abreviadas de la resolucion de video a menudo incluyen una
i
para indicar entrelazado. Por ejemplo, el formato de video PAL es a menudo especificado como 576i50, donde 576 indica la cantidad de lineas verticales,
i
indica entrelazado, y el 50 indica 50 cuadros (y 25 imagenes) por segundo.
Progresivo
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En los sistemas de barrido progresivo, en cada periodo de refresco se actualizan todas las lineas de exploracion. El desarrollo de sistema de representacion de imagen diferentes al tubo de imagen, como las pantallas de TFT y de plasma, han permitido desarrollar sistemas de television de barrido progresivo.
Un procedimiento conocido como desentrelazado puede ser utilizado para transformar el flujo entrelazado, como el analogico, el de DVD, o satelite, para ser procesado por los dispositivos de barrido progresivo, como el que se establece en los televisores TFT, los proyectores y los paneles de plasma.
Resolucion de video
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Comparacion de resoluciones de television.
El tamano de una imagen de video se mide en
pixeles
para video digital, o en lineas de barrido horizontal y vertical para video analogico. En el dominio digital, (por ejemplo
DVD
) la television de definicion estandar (SDTV) se especifica como 720/704/640 × 480i60 para NTSC y 768/720 × 576i50 para resolucion PAL o SECAM. Sin embargo, en el dominio analogico, el numero de lineas activas de barrido sigue siendo constante (486 NTSC/576 PAL), mientras que el numero de lineas horizontal varia de acuerdo con la medicion de la calidad de la senal: aproximadamente 320 por linea para calidad VCR, 400 pixeles para las emisiones de television, y 720 pixeles para DVD. Se conserva la relacion de aspecto por falta de pixeles ≪cuadrados≫.
Los nuevos televisores de alta definicion (HDTV) son capaces de resoluciones de hasta 1920 × 1080p60, es decir, 1920 pixeles por linea de barrido por 1080 lineas, a 60 fotogramas por segundo.
La resolucion de video en 3D para video se mide en voxels (elementos de volumen de imagen, que representan un valor en el espacio tridimensional). Por ejemplo, 512 × 512 × 512 voxels, de resolucion, se utilizan ahora para video 3D simple, que pueden ser mostrados incluso en algunas PDA.
Relacion de aspecto
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Comparacion de las relaciones de aspecto de la
cinematografia
comun (rojo) y la
television
tradicional (verde).
La
relacion de aspecto
se expresa por la anchura de la pantalla en relacion con la altura. El formato estandar hasta el momento en que se comenzo con la estandarizacion de la television de Alta resolucion tenia una relacion de aspecto de 4/3. El adoptado es de 16/9. La compatibilidad entre ambas relaciones de aspecto se puede realizar de diferentes formas.
Una imagen de 4/3 que se vaya a ver en una pantalla de 16/9 puede presentarse de tres formas diferentes:
- Con barras negra verticales a cada lado (
pillarbox
). Manteniendo la relacion de 4/3 pero perdiendo parte de la zona activa de la pantalla.
- Agrandando la imagen hasta que ocupe toda la pantalla horizontalmente. Se pierde parte de la imagen por la parte superior e inferior de la misma.
- Deformando la imagen para adaptarla al formato de la pantalla. Se usa toda la pantalla y se ve toda la imagen, pero con la geometria alterada (los circulos se ven elipses con el diametro mayor orientado de derecha a izquierda).
Una imagen de 16/9 que se vaya a ver en una pantalla de 4/3, de forma similar, tiene tres formas de verse:
- Con barras horizontales arriba y abajo de la imagen (
letterbox
). Se ve toda la imagen pero se pierde tamano de pantalla (hay varios formatos de
letterbox
dependiendo de la parte visible de la imagen que se vea (cuanto mas grande se haga mas se recorta), se usan el 13/9 y el 14/9).
- Agrandando la imagen hasta ocupar toda la pantalla verticalmente, perdiendose las partes laterales la imagen.
- Deformando la imagen para adaptarla a la relacion de aspecto de la pantalla. se ve toda la imagen en toda la pantalla, pero con la geometria alterada (los circulos se ven elipses con el diametro mayor orientado de arriba abajo).
Espacio de color y bits por pixel
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El nombre del modelo del color describe la representacion de color de video. El sistema
YIQ
se utilizo en la television
NTSC
. Se corresponde estrechamente con el sistema
YUV
utilizado en la television
NTSC
y
PAL
; y con el sistema
YDbDr
utilizado por la
television
SECAM
.
El numero de colores distintos que pueden ser representados por un pixel depende del numero de bits por pixel (bpp). Una forma de reducir el numero de bits por pixel en video digital se puede realizar por
submuestreo de croma
(por ejemplo, 4:2:2, 4:1:1, 4:2:0).
Calidad de video
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La calidad de video se puede medir con metricas formales como PSNR o subjetivas con calidad de video usando la observacion de expertos.
La calidad de video subjetiva de un sistema de procesamiento de video puede ser evaluada como sigue:
- Elige las secuencias de video (el SRC) a usar para la realizacion del test.
- Elige los ajustes del sistema a evaluar (el HRC).
- Elige un metodo de prueba para presentar las secuencias de video a los expertos y recopilar su valoracion.
- Invita a un numero suficiente de expertos, preferiblemente un numero no menor de 15.
- Realiza las pruebas.
- Calcula la media para cada HRC basandote en la valoracion de los expertos o no expertos.
Hay muchos metodos de calidad de video subjetiva descritos en la recomendacion BT.500. de la ITU-T. Uno de los metodos estandarizados es el Double Stimulus Impairment Scale (DSIS). En este metodo, cada experto ve una referencia intacta del video seguida de una version danada del mismo video. El experto valora entonces el video danado utilizando una escala que va desde “los danos son imperceptibles” hasta “los danos son muy molestos”.
Metodo de compresion de video (solo digital)
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Se usa una amplia variedad de metodos para comprimir secuencias de video. Los datos de video contienen redundancia temporal, espacial y espectral. En terminos generales, se reduce la redundancia espacial registrando diferencias entre las partes de una misma imagen (frame); esta tarea es conocida como compresion intraframe y esta estrechamente relacionada con la compresion de imagenes. Asi mismo, la redundancia temporal puede ser reducida registrando diferencias entre imagenes (frames); esta tarea es conocida como compresion interframe e incluye la compensacion de movimiento y otras tecnicas. Los estandares por satelite, y MPEG-4 usado para los sistemas de video domesticos.
Tasa de bits (solo digital)
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La tasa de bits es una medida de la tasa de informacion contenida en un flujo o secuencia de video. La unidad en la que se mide es bits por segundo (bit/s o bps) o tambien Megabits por segundo (Mbit/s o Mbps). Una mayor tasa de bits permite mejor calidad de video. Por ejemplo, el VideoCD, con una tasa de bits de cerca de 1Mbps, posee menos calidad que un DVD que tiene una tasa de alrededor de 20Mbps. La VBR (Variable Bit Rate ? Tase de Bits Variable) es una estrategia para maximizar la calidad visual del video y minimizar la tasa de bits. En las escenas con movimiento rapido, la tasa variable de bits usa mas bits que los que usaria en escenas con movimiento lento pero de duracion similar logrando una calidad visual consistente. En los casos de video streaming en tiempo real y sin buffer, cuando el ancho de banda es fijo (por ejemplo en videoconferencia emitida por canales de ancho de banda constante) se debe usar CBR (Constant Bit Rate ? Tasa de Bits Constante).
Video estereoscopio
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El video estereoscopio requiere de plastico rojo o cian, el cual proporciona la forma de ver las imagenes discretamente para formar una vista espectroscopica del contenido. Los discos HD DVD y Blu-Ray mejoran en gran medida el efecto 3D en los programas estereo codificados por colores. Los primeros reproductores HD disponibles comercialmente debutaron en el NAB Show de abril de 2006 en
Las Vegas
,
Nevada
,
Estados Unidos
.
Formatos de video
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]
| Estandares de dispositivos de video
|
Estandares de conectores de video
|
- Estandares digitales:
- ATSC
(Paises norteamericanos, Corea del Sur, Guam, Islas Virgenes de los Estados Unidos, El Salvador, Puerto Rico y Republica Dominicana)
- DTMB
(China, Cuba, Hong Kong y Macao)
- DVB-T
(Europa, algunas naciones caribenas, Colombia, Guayana Francesa, Islas Malvinas, Panama y Surinam)
- ISDB-T
(Japon y algunos paises africanos y asiaticos)
- SBTVD
(Variante brasilena de ISDB-T, Brasil y otros paises sudamericanos y centroamericanos)
- Estandares analogicos:
- MAC
(Europa, Estandar obsoleto)
- MUSE
(Estandar de Japon para television analogica de Alta Definicion)
- NTSC
(Norteamerica, Japon, Centro y Suramerica, excepto Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay)
- PAL
(Europa, Asia, Australia, Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay)
- PALplus
(extension PAL solo en Europa.)
- PAL-M
(variacion de PAL solo para Brasil.)
- SECAM
(Francia, URSS y Africa central.)
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Vease tambien
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Referencias
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Enlaces externos
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