Televisión HD: Resoluciones, Barrido Progresivo/Entrelazado y Compresión de Vídeo

Televisión HD: Características Fundamentales

La televisión de Alta Definición (HD) ofrece una calidad de imagen superior a los estándares anteriores. Sus características principales incluyen:

• Resoluciones comunes: Las más utilizadas son 1920 x 1080 y 1280 x 720 píxeles.
• Tipos de barrido: Presenta dualidad entre barrido progresivo (p) y entrelazado (i).
• Frecuencia de cuadro: Variable para adaptarse a diferentes necesidades, con valores comunes de 24, 25, 30, 50 o 60 Hz.
• Relación de aspecto: Fija en 16:9, proporcionando un formato panorámico.
• Calidad digital: Elimina defectos inherentes a los sistemas analógicos como PAL y NTSC.
• Sonido: Generalmente acompañada de sonido envolvente 5.1 o superior.
• Estándares en España: Se utilizan comúnmente los formatos 720p, 1080i o 1080p.

Barrido Entrelazado (i) vs. Progresivo (p)

La letra 'i' indica que la señal es interlaced (entrelazado). En este modo, en cada "campo" solo se dibujan la mitad de las líneas de la pantalla (alternando líneas pares e impares). Al repetir este proceso rápidamente, el cerebro humano integra la información para percibir una imagen completa.

La letra 'p', por otro lado, significa progressive (progresivo). En este modo, todas las líneas de la imagen se dibujan secuencialmente, una a continuación de la otra, en cada cuadro completo.

¿Cuándo usar 1080i o 720p?

• 1080i: Es adecuada para imágenes con poco movimiento o movimientos lentos. Ofrece mayor detalle y definición estática, aunque los movimientos rápidos pueden generar artefactos visuales (distorsiones).
• 720p: Está más indicada para escenas con movimientos rápidos de cámara o de los objetos en pantalla, ofreciendo una imagen más fluida en esas condiciones.

Técnicas de Compresión de Vídeo

Compresión Intracuadro (Intra-frame)

Esta técnica reduce la redundancia espacial dentro de un mismo cuadro o imagen:

• Submuestreo de crominancia: Se pasa de un muestreo 4:2:2 a 4:2:0. Esto mantiene la calidad de la luminancia (brillo) pero reduce a la mitad la información de crominancia (color), aprovechando la menor sensibilidad del ojo humano al detalle de color.
• Reducción de profundidad de bits: Disminución de 10 a 8 bits por componente de color, reduciendo el volumen de datos.
• División en bloques: La imagen se segmenta en bloques de 8x8 píxeles.
• Transformada Discreta del Coseno (DCT): Es la herramienta matemática clave para la reducción de información. Transforma los bloques de píxeles del dominio espacial al dominio de la frecuencia, concentrando la mayor parte de la energía (información visual importante) en unos pocos coeficientes.
• Aplicación: La DCT se aplica tanto a los bloques de luminancia como a los de las señales de diferencia de color (crominancia).

Compresión Intercuadro (Inter-frame): Predicción de Imágenes

Esta técnica explota la redundancia temporal entre cuadros consecutivos en una secuencia de vídeo:

• Se observan los cambios entre una imagen (cuadro) y la siguiente.
• Se predicen los bloques de la imagen actual basándose en bloques de imágenes anteriores o posteriores (recolocando objetos según su movimiento).
• Se codifican únicamente las diferencias (error de predicción) y la información sobre los elementos nuevos que han aparecido en la escena.

Para analizar el movimiento entre imágenes, se comparan macrobloques (grupos de bloques, por ejemplo, 16x16 píxeles) y se obtiene información clave:

• Vectores de movimiento: Definen el desplazamiento (cambio de posición) de cada macrobloque entre cuadros.
• Información residual: Datos sobre la diferencia entre el macrobloque predicho y el real, incluyendo elementos nuevos o cambios no capturados por el vector de movimiento.