Procesarea semnalului video 2D utilizat la comandarea roboților - calculul lungimii conturului obiectelor din imagine - calculul ariei obiectelor din imagine

Introducere

În ingineria electrică şi în ştiinta informaticii, procesarea video reprezintă un caz particular al procesării de semnal, unde semnalele input şi output reprezintă fişiere video sau lungimi video. Tehnicile de procesare video sunt folosite la televizoare, video, dvd-uri, video codecuri, playere video şi alte aparate. De exemplu, în mod obişnuit numai design-ul şi procesarea video este diferită la televizoare de alte produse.

Noţiunea de video digital se referă la un sistem de înregistrare video care funcţionează folosind un semnal video digital decât unul analogic.

Sistemul digital este o tehnologie care lucrează cu date şi care foloseşte valori „discrete” (discontinue), reprezentate de niveluri înalte sau joase cunoscute sub denumirea de biţi.

Spre deosebire de sistemul digital, sistemele non-digitale (sau cele analogice) folosesc o categorie continuă de valori pentru a prezenta informatia. Deşi reprezentările digitale sunt discrete, informaţia reprezentată poate fi ori discretă, cum ar fi numerele, literele, sau iconiţele, ori continuă, cum ar fi sunetele, imaginile şi alte instrumente de măsură ale sistemelor continue.

Originea cuvântului digital vine din latinescul digit – digitus, însemnând deget, deoarece degetele sunt folosite popular la numărarea discretă.

Extrapolând, cuvântul digital este folosit în mod comun în domeniul informaticii şi electronicii, în special unde informaţia din lumea reala este convertită la forma numerică binară, cum ar fi cea din domeniul audio digital şi din domeniul fotografiei digitale. Asemenea date care poartă pulsaţii electronice sau optice, amplitudinea fiecărei date reprezintă 1 logic (pulsatie prezent sau inalt) sau 0 logic (pulsatie absenta sau joasă).

2D reprezintă un format video digital profesional creat de Ampex (o companie americană de electronice fondată în 1944 de Alexander M. Poniatoff) şi alţi producători printr-un grup de standarde ale „Society of Motion Picture and Television Engineers” (SIMPTE - Societatea Inginerilor de Imagine în Mişcare şi de Televiziune) şi a fost introdus in 1988 la convenţia NAB (National Association of Broadcasters - Asociaţia Naţională de Distribuitori), fiind văzută ca alternativa mai ieftină a formatului 1D.

Produsul 1D a fost primul format de video profesional digital introdus în 1986 prin eforturile Comitetului de ingineri SMPTE. 1D stoca componenta video digitală necomprimată, decodată la Y’CbCr 4:2:2 folosind formatul CCIR 601, impreună cu frecvenţele audio PCM cât şi decodorul de timp la o bandă de 19 mm.

Componenta video necomprimată folosea foarte multă lătime de bandă la acea vreme, şi tocmai din acest motiv a fost creat sistemul 2D. Timpul maxim de înregistrare pe o casetă 1D este de 94 de minute şi in plus 1D era ca şi cost de producţie şi achiziţie foarte scump iar instalarea sa avea nevoie de schimbări foarte mari în infrastructura sa pentru a putea fi imbunătătită. Operaţiunile timpurii ale 1D întâmpinau numeroase dificultaţi, erori, deşi formatul s-a stabilizat destul de repede şi a reusit să se definească, mai târziu întro calitate a imaginii înaltă.

Asemenea lui 1D, 2D video este necomprimat; totuşi acesta economiseşte din laţimea de bandă şi din alte costuri de producţie prin folosirea unui NTSC (National Television System Committee – Comitetul Sistemului Naţional de Televiziune) pe deplin codificat sau a unui semnal video compus PAL (prescurtarea de la Phase Alternating Line) şi depozitându-l direct pe banda magnetică; acesta fiind cunoscut ca şi compus digital.

Printre avantajele semnalului 1D putem specifica definiţia sa clară, aceasta calitate a sa contribuind la potenţialul infinit al cantităţii rezoluţiei semnalului. Comparat cu semnalele digitale, semnalele analogice sunt de o densitate mai înaltă.

Un alt avantaj al semnalelor analogice este acela că procesarea lor poate fi obţinuta mult mai simplu decât la echivalentul lor digital. Un semnal analogic poate fi procesat în mod direct prin componentele sale analogice.

În ceea ce priveşte dezavantajele semnalului analogic trebuie menţionat faptul că orice sistem are inerent şi un anumit zgomot, o variaţie oarecare nedorită. Deoarece semnalul este copiat si recopiat, sau transmis pe distanţe lungi, aceste variaţii aparent întâmplătoare devin predominante. Astfel, privind acest fapt din perspectiva electronicii, aceste pierderi pot fi diminuate prin ascunderea lor sub anumite „scuturi”, sunt buni conectori, şi a unor tipuri de cabluri cum ar fi cei coaxiali. Efectele acestui zgomot creează pierderi de semnal şi distorsiuni, lucru imposibil de recuperat, deoarece amplificând semnalul pentru a recupera părţile slabe ale semnalului amplifică astfel zgomotul (distorsionându-l, interferându-se cu acesta), de asemenea. Chiar dacă rezoluţia unui semnal analogic este mai înaltă decât cea a unui semnal digital, în multe cazuri, diferenţa este umbrită de zgomotul semnalului.

1D mai este încă în uz deoarece din 2003 multe tehnologii îl mai folosesc ca format digital al casetelor video. Formatul Panosoni 5D avea să aibă atribuţii similare lui 1D, dar a fost introdus mult mai târziu. Rezoluţia 1D este de 720 x 486 pentru sistemele NTSC şi de 720 x 576 pentru sistemele PAL.

Produsul Ampex de 2D a fost conceput ca o soluţie mai practică pentru distribuitorii de televiziune, deoarece putea fi introdus in lanţuri de distribuţie deja existente şi în dispozitive fără a fi necesară o reproiectare extensivă sau alte modificări. Şi acest lucru pentru că, printre alte lucruri, cum ar fi preţul mic de achiziţie şi costurile de operare avantajoase, acest compus digital 2D acceptă standardul analog input şi output, RS – 170A.

Patru canale audio sunt disponibile pentru editare, precum şi un canal analog de aplicaţie.

2D a fost primul format de bandă digitală care oferea „read before write” ( un termen ampex-ian, „citirea înaintea scrierii”) de asemenea cunoscut şi sub denumirea de „preread” – „precitire” care se găseau pe magnetofoanele Sony.

„Read before write” permitea playback simultan şi înregistrarea pe acelasi VTR (video tape recorder – video). De exemplu un titlu putea fi suprapus peste o înregistrare existentă deja pe aceeaşi bandă video rulând banda printrun comutator de producţie, adăugând titlu, şi înregistrând noua imagine compusă pe exact aceeaşi locaţie a bandei. Aceasta elimină nevoia unei înregistrări suplimentare şi economisea timp considerabil în editarea lineară.

Dacă input-urile şi output-urile digitale sunt folosite cu un comutator digital compus performanţa e excelentă.

Sute de înregistrări video sunt posibile fără a se pierde calitatea imaginii folosind input-urile şi output-urile digitale. Dacă cineva ar edita folosind VTR 2D, înregistrarea video 2D, cu semnal video analogic I/O atunci s-ar pierde din calitatea imaginii datorită repetatei conversii de la analog la digital şi defecţiunile unei imagini normale ar fi fost stocate întro infrastructură analogică.