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Un plano de bits de una señal digital discreta (como una imagen o un sonido) es un conjunto de bits que corresponden a una posición de bit determinada en cada uno de los números binarios que representan la señal. [ 1 ]
Por ejemplo, para la representación de datos de 16 bits hay 16 planos de bits: el primer plano de bits contiene el conjunto del bit más significativo, y el decimosexto contiene el bit menos significativo.
Se puede observar que el primer plano de bits proporciona la aproximación más burda, pero también la más crítica, de los valores de un medio, y cuanto mayor sea el número de planos de bits, menor será su contribución a la etapa final. Por lo tanto, añadir un plano de bits proporciona una mejor aproximación.
Si un bit en el enésimo plano de bits de un conjunto de datos de m bits se establece en 1, contribuye con un valor de 2 m−n ; de lo contrario, no contribuye con nada. Por lo tanto, los planos de bits pueden contribuir con la mitad del valor del plano de bits anterior. Por ejemplo, en el valor de 8 bits 10110101 (181 en decimal), los planos de bits funcionan de la siguiente manera:
El término plano de bits se usa a veces como sinónimo de mapa de bits ; sin embargo, técnicamente, el primero se refiere a la ubicación de los datos en la memoria y el segundo a los datos en sí. [ 2 ]
Un aspecto del uso de planos de bits es determinar si un plano de bits es ruido aleatorio o contiene información significativa.
Un método para calcular esto consiste en comparar cada píxel (X, Y) con tres píxeles adyacentes (X − 1, Y) , (X, Y − 1) y (X − 1, Y − 1) . Si el píxel es igual a al menos dos de los tres píxeles adyacentes, no es ruido. Un plano de bits ruidoso tendrá entre un 49 % y un 51 % de píxeles que son ruido. [ 3 ]
Aplicaciones
formatos de archivos multimedia
Por ejemplo, en la codificación de sonido PCM , el primer bit de la muestra indica el signo de la función, o dicho de otro modo, define la mitad del rango total de valores de amplitud , y el último bit define el valor exacto. La sustitución de los bits más significativos produce mayor distorsión que la sustitución de los menos significativos. En la compresión de medios con pérdida que utiliza planos de bits, se ofrece mayor libertad para codificar los planos de bits menos significativos, siendo más importante preservar los más significativos. [ 4 ]
Como se ilustra en la imagen superior, los primeros planos de bits, en particular el primero, pueden tener secuencias constantes de bits y, por lo tanto, pueden codificarse eficientemente mediante codificación de longitud de ejecución . Esto se realiza (en el dominio de la transformación) en el formato de imagen Progressive Graphics File , por ejemplo.
Visualizaciones de mapa de bits
Algunos ordenadores mostraban gráficos en formato de plano de bits , especialmente los PC con tarjeta gráfica EGA , el Amiga y el Atari ST , a diferencia del formato empaquetado, más común . Esto permitía realizar ciertas manipulaciones de imágenes mediante operaciones bit a bit (sobre todo con un chip blitter ) y efectos de desplazamiento parallax.
Estimación del movimiento de vídeo
Algunos algoritmos de estimación de movimiento pueden realizarse utilizando planos de bits (por ejemplo, tras la aplicación de un filtro para convertir las características de los bordes prominentes en valores binarios). [ 5 ] Esto a veces proporciona una aproximación suficientemente buena para operaciones de correlación con un coste computacional mínimo. Esto se basa en la observación de que la información espacial es más significativa que los valores reales. Las convoluciones pueden reducirse a operaciones de desplazamiento de bits y conteo de puntos , o realizarse en hardware dedicado.
Redes neuronales
Los formatos de plano de bits pueden utilizarse para pasar imágenes a redes neuronales de picos o aproximaciones de baja precisión a redes neuronales / redes neuronales convolucionales . [ 6 ]
Programas
Muchos programas de procesamiento de imágenes pueden dividir una imagen en planos de bits. Herramientas de código abierto como Pamarith de Netpbm y Convert de ImageMagick pueden utilizarse para generar planos de bits.
Véase también
Referencias
- ↑ "Bit Plane" . PC Magazine . Archivado del original el 7 de octubre de 2012. Consultado el 2 de mayo de 2007 .
- ↑ «Avión de bits» . FOLDOC . Consultado el 2 de mayo de 2007 .
- ↑ Strutz, Tilo (2001). "Supresión rápida de ruido para codificación de imágenes sin pérdidas" . Actas del Simposio de Codificación de Imágenes (PCS'2001), Seúl, Corea . Recuperado el 15 de enero de 2008 .
- ↑ Cho, Chuan-Yu; Chen, Hong-Sheng; Wang, Jia-Shung (julio de 2006). "Transmisión de calidad fluida con etiquetado de planos de bits". Visual Communications and Image Processing (resumen). Visual Communications and Image Processing 2005. 5690 . The International Society for Optical Engineering: 2184– 2195. Bibcode : 2005SPIE.5960.2184C . doi : 10.1117/12.633501 . S2CID 62549171 .
- ↑ "Estimación de movimiento de bitlane". CiteSeerX 10.1.1.16.1755 .
- ^ Rastegari, Mohammad; Ordóñez, Vicente; Redmon, José; Farhadi, Ali (2016). "red xnor". arXiv : 1603.05279 [ cs.CV ].
- Estructuras de datos de bits