Codifica dei colori tramite palette e compressione delle immagini e video, Slide di Informatica

Scarica Codifica dei colori tramite palette e compressione delle immagini e video e più Slide in PDF di Informatica solo su Docsity! LEZIONE 4 10/10/2023 CODIFICA CON PALETTE ● La codifica dei colori tramite palette è un metodo di codifica dei colori che utilizza una tavolozza di colori predefinita per rappresentare tutti i colori presenti in un'immagine. ● La palette è una tabella che associa un numero a ciascun colore. ● La codifica dei colori tramite palette è un metodo efficace per ridurre la dimensione dei file delle immagini, in quanto richiede solo di memorizzare il numero di ciascun colore nella palette, anziché i valori RGB di ciascun pixel dell'immagine. USO DI PALETTE DI COLORI ● Tipicamente, una palette contiene un numero relativamente limitato di colori, spesso tra 16 e 256. ● Assegnazione dei Colori: Ogni pixel nell'immagine è associato a uno dei colori nella palette. ● Invece di memorizzare il colore completo (con valori separati per rosso, verde e blu per esempio), l'immagine memorizza solo un indice che indica quale colore della palette utilizzare per quel pixel. RISPARMIO DI SPAZIO ● Questo approccio aiuta a risparmiare spazio di archiviazione perché non è necessario memorizzare il colore completo per ogni pixel. ● Invece, è sufficiente memorizzare gli indici dei colori della palette, che sono generalmente numeri più piccoli. ● La tecnica della palette può anche essere utilizzata per la compressione delle immagini - Ad esempio, se hai un'immagine con una vasta gamma di colori, ma la trasformi in un'immagine con una palette di 256 colori, è probabile che l'immagine finale sia più piccola in termini di spazio di archiviazione. DIMENSIONI CON USO DELLA PALETTE ● Palette con K colori diversi - La dimensione della tavolozza e ̀⎡log2 K⎤ bit - In genere, K è una potenza di due(256,65536,...) ● Dimensione della rappresentazione dell’immagine : - Numero totale di pixel della quale si compone moltiplicato - Numero di bit necessari per rappresentare un pixel(n) + - Dimensione della palette, 3⋅2n, spesso trascurabile (a meno che l’immagine non sia molto piccola). LIMITAZIONI E FORMATI DELLA PALETTE ● La codifica dei colori tramite palette è limitata al numero di colori che possono essere memorizzati nella palette. - potresti perdere dettagli o gradazioni di colore sottili. ● La codifica dei colori tramite palette viene utilizzata in una varietà di formati di immagini, tra cui: ● GIF: Il formato GIF utilizza una palette di 256 colori. ● BMP: Il formato BMP può utilizzare una palette di qualsiasi dimensione. ● ICO: Il formato ICO utilizza una palette di 256 colori. IMMAGINI E VIDEO ● Il movimento è rappresentato già in modo discreto nei media : infatti con un numero abbastanza alto di fotogrammi fissi (24-30 al secondo) l’occhio umano percepisce il movimento come un continuo ● potrei, in principio, codificare separatamente ogni fotogramma come immagine fissa, ma lo spazio di memoria richiesto sarebbe enorme (650 MB, un intero CD per un minuto di proiezione …) DALLE IMMAGINI AL VIDEO FRAMES PER SECOND (FPS) ● Il termine FPS è l’acronimo di Frames per Second (Fotogrammi per secondo) che in inglese viene spesso indicato come Frame Rate. ● In sostanza è la frequenza dei fotogrammi che compongono un filmato sia in fase di cattura che di riproduzione. ● Questa sequenza di immagini riprodotte con una frequenza alta, fornisce l’illusione di movimento all’occhio umano, quindi più alto sarà il numero di Fotogrammi al secondo più il video risulterà fluido. ● Il bitrate è una misura della quantità di dati trasmessi o memorizzati in un secondo. Viene misurato in bit al secondo (bps). ● Nel contesto dei video, il bitrate si riferisce alla quantità di dati necessari per memorizzare o trasmettere un video. ● Un bitrate più alto produce un video di qualità superiore, ma richiede anche più dati. ESEMPI DI BITRATE ● Un video DVD ha un bitrate medio di circa 9 Mbps. ● Un video YouTube a 1080p ha un bitrate medio di circa 5 Mbps. ● Un video 4K ha un bitrate medio di circa 20 Mbps. La conoscenza di questi meccanismi è utile a caricare i video e a riprodurli in streaming SCELTA DEL BITRATE dipende da una serie di fattori, tra cui: ● Il tipo di contenuto: I video con più movimento richiedono un bitrate più alto rispetto ai video con meno movimento. ● La risoluzione: I video con una risoluzione più alta richiedono un bitrate più alto rispetto ai video con una risoluzione più bassa. ● La profondità del colore: I video con una profondità del colore più alta richiedono un bitrate più alto rispetto ai video con una profondità del colore più bassa. ● dispositivo su cui verrà riprodotto il video: I dispositivi con una larghezza di banda limitata richiedono un bitrate più basso rispetto ai dispositivi con una larghezza di banda illimitata. BITRATE AUDIO ● E’ possibile utilizzare un software di codifica video per il bitrate per i file audio è riferito alla gamma di suoni disponibile all’interno di un brano o di una registrazione. ● Le codifiche a 16 bit supportano intervalli di 96 decibel. Mentre a 24 bit arriva fino a 144 decibel. I ● 16 bit rappresentano uno standard per la gran parte delle registrazioni soprattutto se destinate al web. CODEC AUDIO E VIDEO 1 DI 1 ● La compressione può essere "lossless" (senza perdita di qualità) o "lossy" (con perdita di qualità). ● Audio e Video: - I codec audio sono progettati per la compressione e la decompressione di dati audio, come file musicali o tracce vocali. - I codec video, d'altra parte, sono specifici per i dati video, come i film o i video su Internet. ● Uso Comune: Alcuni esempi comuni di codec includono - MP3 e AAC per l'audio - H.264 e H.265 (HEVC) per il video. ● Questi codec sono ampiamente utilizzati per la compressione e la riproduzione di file multimediali. CODEC AUDIO E VIDEO 2 DI 2 ● Un video DVD è codificato utilizzando il codec MPEG-2. ● Un video YouTube è codificato utilizzando il codec H.264. ● Un video 4K è codificato utilizzando il codec H.265. ● Una canzone MP3 è codificata utilizzando il codec AAC. ● Un file WAV è codificato utilizzando il codec PCM. ESEMPIO: A QUANTI FPS DEVO REGISTRARE? ● per vedere un video fluido sono necessari 23,976 fps (questo è il minimo). ● Se registrate a 60, 120 o 240 fps il video diventerà molto più pesante in termini di spazio occupato nella scheda di memoria e nemmeno gli occhi più esperti noteranno una maggiore fluidità! ESEMPIO SLOWMOTION I frame vengono “spalmati” in un arco di tempo maggiore di un normale video. ● esempio: registro il salto di mio nonno con lo Snowboard, il video dura 5 secondi e voglio rallentarlo 4 volte quindi alla fine avrò un video di 20 (4x5) secondi. ● Se il video originale era registrato a 25 fps, in totale in quei 5 secondi ci saranno 125 frame (25x5); Questi 125 frame vengono spalmati in 20 secondi quindi alla fine otterrò un video di 20 secondi a 6,25 fps (125/20). Come potrete immaginare, un video a 6 fps è terribilmente scattoso. ● Per ottenere un buon risultato proviamo a registrare a 120 fps quindi, facendo tutti i calcoli fatti prima, alla fine otterrò un video sempre di 20 secondi ma a 30fps, che risulterà molto fluido.