UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

REA DE ENERGA, INDUSTRIAS Y

RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES

INGENIERA DE ELECTRNICA Y

TELECOMUNICACIONES

MDULO VIII

Conceptos bsicos de video digital

AUTORAS:

Gilda Alvarado

VIVIANA LOJN

Katherine Minga

DOCENTE:

Ing. PAULO SAMANIEGO

FECHA:

08 de MAYO de 2015

LOJA - ECUADOR

Marzo julio

2015

CONCEPTOS BSICOS DE VIDEO DIGITAL.

Lo primero a tener claro, es que todo lo que trabajamos en el ordenador es digital. Si escaneamos una

foto, la pasamos de formato analgico a formato digital. Si pasamos la voz a formato digital, y si

capturamos imgenes desde el televisor, estamos transformando el vdeo de formato analgico a formato

digital. Un DVD ya est en formato digital, de modo que hacer cualquier cosa con l ser trabajar con

vdeo digital.

1. CARACTERSTICAS DEL VIDEO DIGITAL.

El trmino digital se expresa en forma binaria (0 y 1). Un ordenador slo sabe trabajar con ceros y con

unos (dgitos) de modo que cualquier cosa que le llegue del exterior, ha de transformarse a ceros y unos

para que l se entienda. Una imagen de vdeo en un televisor est compuesta de lneas (625 lneas para

un televisor PAL, el formato usado en Europa, 525 para un televisor NTSC, el formato usado en casi toda

Amrica y Japn) pero una imagen digital est compuesta de pxeles, o puntos. Una imagen ser de ms

calidad cuantos ms puntos tenga.

Un ordenador puede reproducir y trabajar con un vdeo de cualquier tamao, formato o caracterstica,

pero hay unos estndares a los que conviene adaptarse si queremos que nuestro vdeo se reproduzca,

no slo en ordenadores, sino tambin en televisores a travs de DVD's o CD's de vdeo, entre posibles

formatos. Para adaptar un vdeo a esos estndares se debe ajustar a diversos parmetros.

1.1. Resolucin.

Al igual que en la imagen digital, en el vdeo digital la resolucin repercute en su calidad.

La cantidad de pxeles de ancho y alto de la captura es lo que influye al ampliar la imagen para verla en

una televisin o en un proyector.

1.2. Tipos de archivos de vdeo.

Al igual que ocurre con la fotografa fija, existen numerosos tipos de archivos de vdeo; unos sin

comprimir y otros comprimidos con prdidas para reducir su tamao.

AVI (Audio Video Interleaved = Audio y Video Intercalado).

Figura 1. Icono de AVI.

Es el formato estndar para almacenar video digital.

Cuando se captura video desde una cmara digital al ordenador, se suele almacenar en este

formato.

El archivo AVI puede contener video con una calidad excelente. Sin embargo el peso del archivo

resulta siempre muy elevado.

El formato AVI puede ser visualizado con la mayora de reproductores: Windows Media,

QuickTime, etc. siempre y cuando se encuentren instalados en el equipo los adecuados cdecs

(abreviatura de codificador-decodificador. Transforma un archivo con un flujo de datos (stream) o

una sea) para cada tipo de reproductor.

Es ideal para guardar videos originales que han sido capturados de la cmara digital.

No es recomendable publicarlos en Internet en este formato por su enorme peso.

MPEG (Moving Pictures Expert Group = Grupo de Expertos de Pelculas)

Figura 2. Icono de MPEG.

Es un formato estndar para la compresin de video digital.

Son archivos de extensin *.MPG *.MPEG.

Admite distintos tipos de cdecs de compresin: MPEG-1 (calidad CD), MPEG-2 (calidad DVD),

MPEG-3 (orientado al audio MP3) y MPEG-4 (ms orientado a la web).

Se reproducen con Windows Media Player y QuickTime.

MOV (formato de video y audio desarrollado por Apple)

Figura 3. Icono de MOV.

Utiliza un cdec propio que evoluciona en versiones con bastante rapidez.

Se recomienda utilizar el reproductor de QuickTime. Existe una versin gratuita del mismo que

se puede descargar de Internet.

Es ideal para publicar videos en Internet por su razonable calidad/peso.

Admite streaming (transmisin de video en vivo por internet).

WMV (desarrollado recientemente por Microsoft)

Figura 4. Icono de WMV.

Utiliza el cdec MPEG-4 para la compresin de video.

Tambin puede tener extensin *.ASF

Slo se puede visualizar con una versin actualizada de Windows Media 7 o superior. Esta

aplicacin viene integrada dentro de Windows.

Es ideal para publicar videos en Internet por razonable calidad/peso.

Admite streaming (transmisin de video en vivo por internet).

FLV (video flash)

Figura 5. Icono de FLV.

Es un formato que utiliza el reproductor Adobe Flash para visualizar vdeo en Internet.

Son archivos de extensin *.FLV.

Se pueden reproducir desde distintos reproductores locales: MPlayer, VLC media player, Riva,

Xine, etc.

Opcin recomendada para la web por su accesibilidad. Al visualizarse a travs del reproductor

de Flash es accesible desde la mayora de los sistemas operativos y navegadores web.

Los repositorios de vdeo ms conocidos en Internet utilizan este formato para la difusin de

vdeos: YouTube, Google Video, iFilm, etc.

Permite configurar distintos parmetros del vdeo para conseguir una aceptable calidad/peso.

Admite streaming.

2. TAMAOS DE PANTALLA.

La resolucin en un mundo digital o analgico es parecida, pero existen algunas diferencias importantes

sobre su definicin. En el vdeo analgico, una imagen consta de lneas o lneas de TV, puesto que la

tecnologa de vdeo deriva de la industria de la televisin. En un sistema digital, una imagen est formada

por pxeles cuadrados.

Figura 6. Tamaos de pantalla.

Todos sabemos que cuanta ms resolucin tenga una imagen mejor, ms definicin tiene. Eso se

comprueba claramente a la hora de ampliarla: si la resolucin es escasa, al ampliarla a pantalla completa

se vern esos famosos "cuadrados" que, cuanto ms ampliemos ms grandes se vern. Es el efecto de

"pixelacin". Todas las imgenes digitales estn compuestas por puntos.

Cada punto es la parte ms pequea que un monitor es capaz de representar y ese punto representa un

slo color. Mediante tcnicas de interpolacin el ordenador puede calcular el color ms probable para

esos pxeles de "relleno" es evidente que cuanto ms ampliemos, mayor ser el nmero de pxeles

inventados y la imagen se corresponder menos con la original.

El principal factor a tener en cuenta a la hora de elegir el tamao de captura es el destino final de

nuestros vdeos. Los destinos ms comunes para dar salida al vdeo son VHS, VdeoCD, SuperVCD,

ChinaVideoDisc DV y DVD.

Los tamaos de captura para cada uno de estos destinos son:

VHS: 300x360 (Por compatibilidad, el VHS se suele capturar con el mismo tamao que el VCD)

VdeoCD (VCD): 352x288 PAL, 352x240 NTSC

SuperVCD (SVCD): 480x576 PAL, 480x480 NTSC

ChinaVideoDisc (CVD): 352x576 PAL, 352x480 NTSC

DV y DVD: 720x576, 720x480 NTSC

Imaginemos que tenemos una capturadora que nos permite capturar a 720x576. Puede que nos

"frotemos las manos" al pensar que podemos capturar en formato DVD. Ahora bien, si la fuente de la

captura es VHS Vdeo-8 tendremos una fuente de vdeo con una resolucin de 300x360. Si le pedimos

a la capturadora que nos capture a 720x576 lo nico que har ser ampliar la seal de orgen de 300x360

hasta los 720x576 que le hemos pedido "inventndose" los 420x216 puntos que faltan en la imagen

original, es decir, tendremos casi ms pxeles inventados que reales.

Para pasar un vdeo 352x288 a pantalla completa necesitamos casi el doble de pxeles de "relleno". Da lo

mismo si estos pxeles estn en la captura, en el archivo vdeo, o si los pone el ordenador al reproducir.

El monitor de un ordenador est compuesto por puntos, mientras que cualquier televisor est compuesto

por lneas, en concreto, 625 lneas para el sistema PAL o 525 para NTSC. Por eso, aunque en nuestro

monitor la calidad VHS deje bastante que desear, al pasarla de nuevo a VHS o VCD tendremos la

mxima resolucin para estos medios y, por lo tanto, tendremos la mxima calidad posible por extrao

que resulte.

Figura 7. Resolucin.

3. FLUJO DE DATOS (BITRATE).

Bitrate, Flujo de datos o tasa de

transferencia, como su nombre lo sugiere,

se suele dar en bits y no es bytes. Es la

tasa de bits a la que se puede

intercambiar o procesar informacin.

El trmino tasa de bits, usado en

informtica y sistemas de

telecomunicaciones, bsicamente hace

referencia a la cantidad de bits que se

pueden transmitir en una unidad de tiempo

determinada a travs de un sistema de

transmisin. Dependiendo del contexto en

que el trmino se utilice, la tasa de bits,

o bitrate en ingls, se mide en Kbit/s o

Mbps, kilobits por segundo o megabits por

segundo, respectivamente. Los nmeros

ms altos siempre significan valores

mejores y de ms alta calidad, y valores bajos de tasa de bits pueden significar menos proceso de la

seal.

El bitrate es una medida de flujo de datos en archivos multimedia (video, audio, etc), lo que mide es la

cantidad de informacin reproducida por unidad de tiempo.

En audio y video la tasa de bits se refiere a la cantidad de datos almacenados es decir la informacin por

segundo que se lee del archivo de vdeo para reproducirlo. Para tomar un ejemplo, un archivo a 320 kbps

ofrece una calidad mucho ms alta que el mismo archivo codificado a 128 kbps.

La tasa de bits cabra esperarse que aumente cada vez que la resolucin crece a medida que una

cantidad de datos mayor estn siendo procesados. Esto significa que si bien las altas tasas de bitrates

pueden ofrecer una calidad excelente de visualizacin, tambin requieren muchsimo ms

esfuerzo, obligndolo a producir pausas y recortes. Pero siempre debemos recordar que si la fuente

desde donde obtuvimos los archivos era de psima calidad, entonces la copia ser tambin de mala

calidad, haya sido codificada a 128 kbps o a 320 kbps.

Una tasa mucho ms alta de bits ofrecer una calidad de visualizacin mucho mejor que un video con la

misma resolucin pero a una tasa de bits menor pero mientras ms kilobytes por segundo ms memoria

ocupar.

Al igual que con el tamao de imagen, a mayor flujo de datos, mejor calidad del material (imagen, audio),

pero hay que tener en cuenta que el flujo de datos es, en muchas ocasiones, ms importante que el

tamao y capturas de gran tamao pero poco flujo de datos pueden llegar a tener una calidad realmente

desastrosa.

El bitrate influye en la calidad, pues cuanto mayor sea, quiere decir que podemos almacenar ms

informacin en la misma duracin de tiempo, y el poder almacenar ms informacin est completamente

ligado a obtener ms calidad.

Por ejemplo un archivo de 1150 kbits/s y 352x288 se ver mejor que uno de 720x576 y 300 kbits/s.

Aunque el tamao de pantalla sea mayor, el escaso ancho de banda para los datos hacen que para

guardar la informacin de luminancia y color del vdeo sea necesario agrupar muchos pxeles con la

misma informacin degradando la imagen rpidamente. El efecto resultante, es parecido al que

conseguimos aumentando una imagen de baja resolucin.

Figura 8. Aplicacin de alto y bajo bitrate.

Es importante mencionar que debemos distinguir entre KByte (KB) y Kbit (Kb), ya que cada 8 bits

tenemos un byte.

4. FLUJO DE DATOS CONSTANTE (CBR - CONSTANT BIT RATE).

CBR aplica distribucin uniforme de los datos es decir un flujo constante de bits, por lo que no tiene en

cuenta si en la seal hay zonas con mayor o menor densidad de informacin, sino que en cada segundo

el tamao de informacin es el mismo. Entonces CBR no cambia el bit rate, pero la calidad varia a cada

segundo es decir est oscilando.

La ventaja es que es muy rpido de codificar y la desventaja es que en algunas escenas los bits asignado

puede ser insuficiente para evitar que aparezcan efectos no deseados.

CBR no es la mejor opcin para almacenaje ya que no asignar suficientes bits para las secciones

complicadas (resultantes de la degradacin de la calidad) y por el contrario gastar bits innecesarios en

secciones simples.

Una aplicacin en video podra ser en pelculas que tengan poco movimiento y pocos cambios de plano.

5. FLUJO DE DATOS VARIABLE (VBR - VARIABLE BIT RATE).

Aplica una distribucin no uniforme que s hace diferenciacin entre las zonas con mayor o menor

densidad de informacin, por lo que la distribucin del tamao en cada segundo resulta ms eficaz.

Cuando el Bit Rate es variable, la calidad se mantiene durante todo el tiempo que dure el archivo, ya que

en las partes donde hay mayor necesidad de alojar datos, se asigna un bit rate mayor, y cuando hay

menor necesidad, se asigna un bit rate menor. Va cambiando a lo largo de la duracin del archivo.

Por ejemplo en audio: cuando solo se escuche el bombo de una batera, el bitrate ser de 128. Cuando

entra el bajo, el bitrate sube a 160, y cuando entran los dems instrumentos el bitrate tiene un pico y llega

a 256 kbps. Entonces durante todo el tema la calidad es la misma, pues est distribuido mejor el flujo de

los datos. Si fuera CBR, cuando solo suena el bombo sonara a 192, y cuando suena todo sonara

tambin a 192. Eso hara que cuando suena todo no se escuche tan bien como cuando suena solo el

bombo, ya que estaramos metiendo ms sonido, en el mismo espacio. Cuando el bitrate es constante, lo

que vara es la calidad del sonido a lo largo del tiempo.

En VBR cambia el bit rate, pero la calidad es siempre la misma en todos los segundos.

VBR es otro mtodo en el se aplica una tasa de flujo de datos acorde con las necesidades de cada

segmento por ejemplo de video, con lo cual se aprovecha lo que se ahorra en unos sitios donde sobra

para dar mejor calidad a otros donde escasea.

Una aplicacin sera en pelculas con mucho movimiento y bastantes cambios de planos.

El nico inconveniente del Flujo de Datos Variable (VBR) es que no podremos predecir cul ser el

tamao final exacto de nuestros archivos (aunque s podemos conocer el mximo o mnimo), todo

depende de la complejidad del archivo puesto que, como su nombre sugiere, el flujo de datos vara

dependiendo de la complejidad de las imgenes a comprimir

En video se puede establecer una opcin de calidad de la imgen que se deber mantener sin importar el

flujo de datos. Si queremos calidad, esta ser siempre la opcin a utilizar, puesto que siempre usar el

flujo de datos mnimo necesario para preservar la calidad especificada. De este modo, evitamos el efecto

que se produce en vdeos de CBR en los que unas secuencias se ven perfectas y otras muy pixeladas

con la imagen bastante degradada. El tamao final es completamente desconocido, pero preservaremos

una calidad constante en todo el vdeo.

5.1. DIFERENCIAS ENTRE CBR Y VBR.

La diferencia es que el CBR es constante en

todo el archivo, mientras que en el VBR

vara. Es decir, mientras que en el primero

se emplea el mismo flujo de datos en todas

las escenas, con el segundo se emplea

mayor flujo en las escenas que ms

requieren (por ejemplo, escenas de accin,

luz y ms color) y menos en las que menos

necesitan (fondos negros, sin gran

movimiento, etc...), manteniendo una media

determinada. Por eso, cuando se elija VBR

se definen 3 bitrates (mximo, mnimo y un

medio.

Cuando se usa CBR se suele poner un bitrate alto para que no altere la calidad en escenas de

movimientos rpidos.

La figura () ilustra un archivo con bajo movimiento, fcil de comprimir escenas, y de alto movimiento, difcil

de comprimir escenas. Ambas tcnicas logran la misma velocidad de datos promedio de la duracin del

archivo, pero la lnea roja CBR se mantiene constante a lo largo, mientras que la lnea VBR negro vara

con la cantidad de movimiento en la escena.

CONCLUSIONES

Cuando se tiene ms resolucin en una imagen va tener ms definicin.

Para cada destino final va tener un tamao de pixeles el video.

En general VBR debe producir un archivo de mayor calidad que CBR porque asigna la velocidad

de datos de archivos si es necesario para maximizar la calidad. La desventaja es la variabilidad

del flujo, ya que la tasa de bits por segundo puede variar significativamente de una seccin a

otra.

Por otro lado una mayor compresin implica que se tenga menos kilobytes por segundo, as no

ocupa espacio, pero lo malo es que mientras menos kilobytes por segundo la calidad es

menor. Hay una pugna entre la compresin y la calidad de audio.

REFERENCIAS:

[1] Diseo de materiales multimedia. Consultado el 07 de mayo de 2015. Ver enlnea:http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/107/cd/video/video0102.html.

[2] Conceptos-basicos-de-video-digital. Consultado el 07 de mayo de 2015. Ver en lnea:

http://www.videoedicion.org/documentacion/article/conceptos-basicos-de-video-digital#1-

introduccion

[3] Que es el bitrate. Consultado el 07 de mayo de 2015. Ver en lnea: http://www.informatica-

hoy.com.ar/multimedia/Video-digital-Que-es-bitrate.php

[4] CBR vs VBR. Consultado el 07 de mayo de 2015. Ver en lnea:

https://www.youtube.com/watch?v=VN9o9i2vWhs

Figura 9. Comparacin entre CBR y VBR.