Re: FAQ -Video Del Pentagono

Inviato da  Tuttle il 17/1/2008 21:54:07
Citazione:
...la cosa che colpisce è la fotografia in cui effettivamente con un frame interllaciato, il guidatore di un automobile in movimento sembra sparire...


Vediamo di analizzare il frame interlacciato in questione (così come lo erano I frame originari del pentagono).

Questo (link all'immagine originale per non allargare la pagina):

http://img210.imageshack.us/img210/2607/interlaceduy2.jpg

Un auto si sposta da destra a sinistra all'interno del campo visivo della telecamera alla velocità di 20Km/h. (dato riportato dall'articolo originale)

L'auto in questione è lunga all'incirca 4500mm e procede perpendicolarmente all'asse di ripresa. Quindi non sono presenti particolari variabili di calcolo dovute all'angolo fra traiettoria e asse dell'obbiettivo. Per capirci, l'auto passa “di piatto” rispetto all'obbiettivo.

Procediamo all'individuazione del rapporto fra metro e pixel.

Il frame originale ha una risoluzione orizzontale di 704pixel, ne consegue che il rapporto è una semplice divisione fra I metri rappresentati (2500mm calcolati sulla porzione di auto visibile) e I pixel della risoluzione orizzontale.
Sto ovviamente calcolando sul "piano" dell'auto.

Ovvero 2500mm/704px. Ovvero 3.125.

Il ratio quindi è di 3.125. Ovvero 3.125 mm reali sono rappresentati da 1 pixel sul fotogramma.

Ora si deve stabilire la velocità sul fotogramma, in rapporto ai pixel - ed abbiamo:

Velocità reale = 20km/h = 5,5mt/sec = 5500mm/sec

Rapporto fra Velocità Reale e Velocità Rappresentata = 5500mm/30 (frame al secondo) = 183mm/frame

Moto sul frame in pixel = 183mm/3.125 (ratio mm/pixel) = 58.56px/frame

Abbiamo quindi che l'auto si sposta (ad una velocità costante) di 58.56 pixel su ogni frame.

Ma come abbiamo visto il frame è interlacciato, ovvero contiene due semicampi, ognuno dei quali rappresenta 1/60 di secondo di moto. Ovvero la metà esatta del frame interlacciato. Ecco che risulta necessario stabilire il moto intrinseco ad ogni semicampo (field).

L'operazione è semplice perché basta dividere per 2 il valore ottenuto in precedenza:

Moto x Field = 58.56px/2 = 29.28px/field

Per fare una verifica su quanto calcolato finora - procediamo al deinterlacciamento dei due semiquadri e verifichiamo quanto l'auto si sposta fra un semicampo e l'altro.

Deinterlacciamento campo 1:

http://img184.imageshack.us/img184/4817/de1dj0.jpg

La prima immagine è il deinterlacciamento del primo semicampo (tempo 1). Ho segnato un punto di riferimento per stabilire lo spostamento. Prendiamo la maniglia come riferimento lineare.

Deinterlacciamento campo 2:

http://img293.imageshack.us/img293/5474/de2ko8.jpg

La seconda immagine è il deinterlacciamento del secondo semicampo (tempo 2). Ho segnato anche in questo caso la posizione della maniglia sul fotogramma.

La differenza di posizione fra le due risultanti è pari a 29px lineari. Esattamente quanto ottenuto dai calcoli indicati.

Il risultato generale mostra che i due fotogrammi deinterlacciati, come si vede, non hanno cancellato niente (anzi hanno ripristinato la corretta lettura di moto delle singole parti dell'auto) e ciò che sembrava confuso e poco visibile nel frame originiale interlacciato (non fruibile sul monitor del PC) risulta chiaro nei due frame deinterlacciati. Questo malgrado il frame proposto sul sito sia un Jpeg di bassa qualità e non il segnale YUV originale. La densità dei macroblocchi (e quindi il fattore di compressione) risulta molto più elevato di quello dei video Mpeg rilasciati dal Pentagono

Il risultato ottenuto è importantissimo perché il fattore di moto espresso dall'auto è molto più alto di quello dell'aereo che avrebbe dovuto transitare nei video del pentagono.

E questo esempio fa capire ottimamente che non esiste relazione univoca fra velocità dell'oggetto e la sua rappresentazione. Come dimostrato da questo stesso esempio, la differenza la fa LA DISTANZA dal soggetto in moto (a parità di otturazione e lunghezza focale).

Difatto - benchè quest'auto procedesse ad una velocità ridicola (20Km/h) il suo fattore di spostamento sul fotogramma (e quindi sul sensore CCD) è molto superiore a quella di un 757 che si sposta a 850Km/h - ma a 250mt di distanza dalla telecamera. (valore calcolato per rapporto FOV/Oggetto)

Il fattore di spostamento del 757 sul frame (oggetto atteso di 37 pixel su 320 totali) era di appena ~8px/frame e ~4px/field. Sul frame originale I valori saranno pressochè del doppio (I file rilasciati sono dei downsize dei segnali originali). E come si vede sono valori ben lontani dai 58.56px/frame e dai 29.28px/field dell'auto (e di ogni suo singolo elemento lineare compresa la maniglia).

Un altro fattore importante è il fattore di spostamento messo in relazione alla dimensione in pixel della massa che si muove all'interno di un ciclo di otturazione. Se il fattore di spostamento per ogni ciclo è di molto superiore all'intera massa in moto, è evidente che la risultante sarà un effetto di motion blur. Ma per valori di spostamento inferiori alla massa in moto la risultante sarà assolutamente leggibile a correttamente rappresentata. Nel caso dei video del pentagono la massa in moto avrebbe dovuto misurare 37 pixel, ed il suo moto - per ogni ciclo - appena 4 pixel. (valori pressoché doppi se calcolati sui segnali originari)

Infatti se prendiamo la maniglia come riferimento (oggetto di appena 29 pixel su 704), essa si sposta di ben 29 pixel su ogni ciclo (rapporto di 1 a 1 nel caso della maniglia e di 1 a 9 nel caso dell'aereo), ma malgrado ciò rimane sempre ben distinta in ogni semicampo grazie appunto all'otturazione elettronica. Come ho spiegato nella FAQ - l'oggetto (la maniglia in questo caso) risulta oblunga sul frame originale, perché rappresentata da due momenti diversi interlacciati ma viene ripristinata sulla dominante dopo il processo di deinterlacciamento, ove è possibile ritrovarla in una posizione specifica...pari appunto ad 1/60 di secondo di moto rappresentato.



Questo esempio non fa altro che dimostrare ulteriormente quello che ho specifiato nelle FAQ e in tante altre occasioni. Non esiste possibilità alcuna di cancellare elementi deinterlacciando e non esiste rapporto univoco fra velocità dell'oggetto e capacità di rappresentare il suo moto. Quest'ultima è difatto correlata alla distanza dell'oggetto in movimento messa in relazione alla velocità di otturazione elettronica.

Ciao.

Per riferimenti si veda l'articolo originale dal quale è tratto il fotogramma analizzato:

http://www.axis.com/products/video/camera/progressive_scan.htm


EDIT:

Ecco il medesimo ragionamento applicato ai video in oggetto (ricostruzione procedurale).

Nella prima fila in alto c'è un solo frame deinterlacciato.

Nella seconda fila ci sono 3 fotogrammi deinterlacciati consecutivi.

Nella terza fila ci i medesimi 3 fotogrammi suddivisi nei rispettivi semicampi.

Si noti il moto intrinseco ad ogni semicampo. Come si vede è rappresentato da pochissimi pixel e l'aereo sta procedendo alla velocità resa ufficiale.


Messaggio orinale: http://www.luogocomune.net/site/newbb/viewtopic.php?forum=3&topic_id=4097&post_id=110104