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Il codec AVC-Intra
1 PERCHÉ LA AG-HPX301E È UNA CAMERA RIVOLUZIONARIA?
Per diversi motivi, a cominciare dal fatto che introduce in un prodotto dal costo inferiore ai 10.000
Euro un codec di registrazione fino ad oggi utilizzato esclusivamente sulle camere broadcast da
oltre 30.000 Euro. Inoltre grazie all’utilizzo di questo codec e ai sensori MOS da 2.2 Milioni di Pixel è
possibile avere nella AG-HPX301E un flusso di lavoro interamente Full HD
3 Sensori MOS
FUL HD 2.2MPixel
1920 x 1080 nativi
Processo video
a 20 bit
Full HD
Codec di compressione
AVC-Intra 100 10bit
HD Full Raster 1920x1080
4:2:2 Intra Frame 100Mbps
Registrazione Full HD
a 100Mbps su supporto
a stato solido P2 Card
2 PERCHÉ IL CODEC AVC-INTRA È COSÌ IMPORTANTE?
Per registrare i flussi video è indispensabile applicare una compressione alle immagini e la qualità
finale della registrazione dipende, in gran parte, dal tipo di compressione (codec) utilizzato per
registrare le immagini. L’AVC-Intra rappresenta oggi il miglior formato di registrazione disponibile a
livello di camcorder a stato solido:
I Parametri Del Codec Avc-intra
- Registrazione Full HD Full Raster
- Profondità colore a 10bit
- Compressione Intra Frame
- Campionamento 4:2:2
- Codec H.264
Registrazione Full HD Full Raster
Il codec AVC-Intra registra i flussi video senza pre-campionare l’immagine (a differenza di altri
codec HD) registrando effettivamente fotogrammi di 1920x1080 pixel. Altri codec sottocampionano
l’immagine a 1440x1080 e, pur restituendo un’immagin Full HD in riproduzione, non raggiungono le
prestazioni qualitative del codec AVC-Intra
Panasonic Italia S.p.a
Tel. 02 6788383
Via Lucini 19 - 20125 Milano
www.panasonic-broadcast.it
1080
1920
1080
1440
Il codec AVC-Intra
Profondità colore a 10 bit
Maggiore è il numero di Bit Utilizzati per la registrazione delle informazioni di colore dei singoli pixel,
maggiore è la quantità di sfumature che possono essere mantenute tra la minima e la massima
luminosità per ciascun colore. Rispetto ai codec standard a 8 bit, che utilizzano 256 sfumature per
colore, il codec AVC-Intra a 10 bit utilizza ben 1024 sfumature per colore!
Codec Standard
8 Bit
AVC-Intra
10 Bit
Compressione Intra Frame
Esistono due macro-famiglie nei sistemi di compressione:
- Compressioni Intra Frame
- Compressioni Inter Frame o Long GOP (Long Group Of Pictures)
Le differenze sono spiegate nella tabella sottostante e, in termini di qualità, le massime prestazioni in
ogni condizione possono essere raggiunte solo utilizzando codec Intra Frame.
Il codec AVC-Intra è ovviamente basato esclusivamente su una compressione Intra Frame
Compressione Intra Frame
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11
Compressione Long GOP
B0 B1 I2 B3 B4 P5 B6 B7 P8 B9 B10 P11
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Nella compressione Intra-Frame sono ogni singolo fotogramma viene analizzato in
modo indipendente e memorizzato (Frame I).
Quindi nel caso in esempio, un filmato di 11 frame, ogni singolo fotogramma degli 11
registrati è completamente indipendente dai fotogrammi che lo precedono e che lo
seguono. Questo comporta un peso maggiore del file, ma una maggiore facilità di
gestione da parte del sistema di Editing perché affatica molto meno il processore
rispetto alle compressioni Long GOP
Nella compressione Long GOP ai fotogrammi chiave (I) che contengono tutte le
informazioni del fotogramma a cui si riferiscono, si intervallano i fotogrammi B e P,
ricavati dai fotogrammi chiave per differenza o con algoritmi predittivi.
I fotogrammi non sono tra loro indipendenti e quindi per ricostruire il contenuto di un
fotogramma B o P non è sufficiente analizzare il singolo fotogramma, ma il processore
deve ricostruire la relazione tra il fotogramma in oggetto e quello, o quelli, da cui quel
fotogramma deriva.
Il vantaggio della compressione Long GOP è quello di ridurre in modo molto efficiente,
a parità di altri parametri, le dimensioni del flusso video rispetto alle compressioni Intra
Frame. Di contro i formati Long GOP sono più complessi da gestire in post produzioni,
per via dei calcoli richiesti ai processori e comportano una maggiore perdita di qualità
quando si interviene in post produzione con rendering ed elaborazioni.
Il codec AVC-Intra
Sotto-campionamento di Luminanza e
Crominanza
Un altro dei parametri fondamentali di un
codec, quando viene applicata la
compressione alle immagini, è il sottocampionamento della luminanza e della
crominanza. Sacrificando parte delle
informazioni (quindi non fornendo a tutti i
pixel le informazioni precise) è possibile
risparmiare spazio di dati e rendere più
gestibile il flusso video per la compressione.
Esistono formati di registrazione non
compressi che campionano tutte le
informazioni di luminanza e crominanza
per ogni Pixel e registrano in un formato
definito 4:4:4
In alternativa è possibile sfruttare le
limitazioni dell’occhio umano, molto
sensibile alle variazioni di luminanza e
meno sensibile a quelle di crominanza,
mantenendo, in fase di registrazione, tutti i
dati relativi alla luminanza e sacrificando,
in diverse misure, quelli relativi alla
crominanza.
Queste modalità di sottocampionamento, definite:
4:2:2
4:2:0
4:1:1
non forniscono a tutti i pixel dell’immagine
le informazioni di croma, ottenendo un
risparmio nella quantità delle informazioni
da registrare.
RGB
4:4:4
4:2:2
4:2:0
4:1:1
YPbPr
R
1920x1080
G
1920x1080
B
1920x1080
4:4:4
Y
1920x1080
Pb
960x1080
Pr
960x1080
4:2:2
Y
1920x1080
Pb
960x540
Pr
960x540
4:2:0
Per fare questo è prima di tutto necessario scomporre in modo differente i dati dell’immagine da
registrare, che non saranno più suddivisi nei canali RGB (Vedi figura in alto) ma in modalità YPbPr,
indispensabile per gestire in modo separato la Luminanza (a cui l’occhio umano è molto sensibile)
dalla crominanza.
Il codec AVC-Intra utilizza, nella modalità a 100Mbps, un sotto-campionamento 4:2:2 a garanzia
della migliore qualità in fase di post-produzione e color correction.
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Il codec AVC-Intra
Compressione H.264
Un altro aspetto fondamentale inerente i sistemi di compressione, è la famiglia di codec utilizzata
per gli algoritmi di calcolo. Il codec AVC-Intra è basato sulla famiglia di codec H.264, caratterizzata
da prestazioni estremamente elevate dovute alla relativa gioventù di questo formato di
compressione.
Per fare un paragone, possiamo vedere nella tabella sotto, alcuni codec a confronto in termini di
data di introduzione e efficienza.
Rispetto, per esempio, al codec MPEG2, l’H.264 è in grado di offrire il doppio dell’efficienza a parità
di qualità delle immagini (file che pesano la metà a parità di qualità). Questo perché i due codec
sono separati da uno sviluppo di circa 10 anni, una vera e propria era in campo informatico.
New Comp.
H.264/ AVC
Compression efficiency
improvement
JPEG2000
MPEG-2
Progress of
compression technology
MPEG-1
JPEG
Year
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08
Codec a Confronto
Supporto
DV
DVCPRO25
DVCPRO 50
HDV
XDCAM 35
XDCAM 50
DVCPRO HD
AVC-Intra 50
AVC-Intra 100
Nastro
Nastro / Card P2
Nastro / Card P2
Nastro
Card SxS
Blu Ray Disc
Nastro / Card P2
Card P2
Card P2
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Formato
SD
SD
SD
HD
HD
HD
HD
HD
HD
Codec
DV Base
DV Base
DV Base
MPEG2
MPEG2
MPEG2
DV Base
H.264 / MPEG4
H.264 / MPEG4
Compressione
Intra Frame
Intra Frame
Intra Frame
Long Gop
Long Gop
Long Gop
Intra Frame
Intra Frame
Intra Frame
Risoluzione
720x576
720x576
720x576
1440x1080
1920x1080
1920x1080
1440x1080
1440x960
1920x1080
Profondità
Chroma
Bit
Subampling
8
4:2:0
8
4:1:1
8
4:2:2
8
4:2:0
8
4:2:0
8
4:2:2
8
4:2:2
10
4:2:0
10
4:2:2
Bit Rate
25 Mbit
25 Mbit
50 Mbit
25 Mbit
35 Mbit
50 Mbit
100 Mbit
50 Mbit
100 Mbit