Visualizza wikitesto di Bitplane

{{F|informatica|dicembre 2019|}}
[[File:Lichtenstein_bitplanes.png|destra|thumb|upright=1.8|Gli otto bit plane (a destra) di un'immagine in scala di grigi (a sinistra). Sono otto perché l'immagine originale usa otto bit per codificare ciascun pixel.]]
Il '''bitplane''', '''bit plane''' o '''bit-plane''' di un segnale discreto digitale (per esempio un segnale che rappresenta un'immagine o un suono) è un insieme di [[bit]] corrispondenti a una specificata posizione di un [[bit]] in ciascuno dei [[Numero binario|numeri binari]] che rappresentano il segnale.<ref>{{Cita web|url=http://www.pcmag.com/encyclopedia_term/0%2C2542%2Ct%3Dbit+plane%26i%3D38689%2C00.asp|titolo=Definition of: bit plane|lingua=en|accesso=15 febbraio 2017|dataarchivio=7 ottobre 2012|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121007084142/http://www.pcmag.com/encyclopedia_term/0%2C2542%2Ct%3Dbit+plane%26i%3D38689%2C00.asp|urlmorto=sì}}</ref>

Ad esempio, per la rappresentazione di dati a [[16 bit]] si usano 16 bitplane: il primo bit contiene l'insieme dei bit più significativi e il sedicesimo quelli meno significativi.

Si può notare che il primo bitplane fornisce riguardo ai valori di un medium i valori più critici per l'approssimazione, anche se sono i più grezzi. Aggiungendo bitplane si ottiene un'approssimazione migliore, ma maggiore è il numero di bitplane e minore è il contributo di ciascun bit aggiuntivo al risultato finale.

Se un bit del ''n''-esimo bitplane di un insieme di dati con <math>m</math> bit vale 1, esso contribuisce per un valore pari a <math display="inline">2\exp(m-n)</math>, altrimenti non contribuisce affatto. Pertanto i bitplane possono fornire metà dei valori del precedente bitplane.

Per esempio, nel valore a {{M|8|ul=bit}} <code>10110101</code> (ovvero 181 in [[decimale]]) i bitplane funzionano come segue:

{| class="wikitable"
! Bitplane 
!Valore
!Contributo
!Totale parziale
|-
| Primo 
| 1 
| <math>1 * 2^7 = 128</math>
| 128
|-
| Secondo 
| 0 
| <math>0 * 2^6 = 0</math>
| 128
|-
| Terzo 
| 1 
| <math>1 * 2^5 = 32</math>
| 160
|-
| Quarto 
| 1 
| <math>1 * 2^4 = 16</math>
| 176
|-
| Quinto 
| 0 
| <math>0 * 2^3 = 0</math>
| 176
|-
| Sesto 
| 1 
| <math>1 * 2^2 = 4</math>
| 180
|-
| Settimo 
| 0 
| <math>0 * 2^1 = 0</math>
| 180
|-
| Ottavo 
| 1 
| <math>1 * 2^0 = 1</math>
| 181
|}
Il termine bitplane è talvolta usato come un sinonimo di [[bitmap]]. Tuttavia, da un punto di vista tecnico, ''bitplane'' fa riferimento alla posizione dei dati in memoria, mentre ''bitmap'' si riferisce ai dati stessi. 

Un aspetto interessante nell'uso dei bitplane è determinare se rappresentano del rumore casuale oppure un'informazione significativa. Un metodo per determinarlo è confrontare ciascun pixel <math>(X,Y)</math> con tre pixel adiacenti sul piano, ovvero <math>(X-1,Y)</math>, <math>(X, Y-1)</math> e <math>(X-1,Y-1)</math>. Se il pixel ha un valore identico in almeno due dei tre pixel adiacenti allora non rappresenta rumore. Un bitplane è considerato "rumoroso" se ha una percentuale compresa tra il {{Percentuale|49}} e il {{Percentuale|51}} dei pixel rappresentanti rumore.

== Applicazioni ==

=== Formati di file multimediali ===
Per esempio nella codifica di suoni in formato [[Pulse-code modulation|PCM]] il primo bit del campione indica il segno della funzione, ovvero metà dell'intera gamma di valori di ampiezza, mentre l'ultimo bit definisce il valore preciso. Cambiare i bit più significativi introduce una maggiore distorsione rispetto al cambiamento di quelli meno significativi. 

=== Grafica bitmap ===
Molti personal computer del passato, in particolare si ricordano [[Commodore Amiga]] e [[Atari ST]], utilizzavano il formato bitplane per rappresentare la grafica sui monitor, a differenza del più comune formato a pacchetto. Questo permetteva di eseguire manipolazioni di immagini usando operazioni sui bit tramite hardware dedicato (in particolare un chip [[blitter]]) e effetti quali il [[parallax scrolling]].

=== Stima del movimento video ===
Alcuni algoritmi di valutazione del movimento nei video possono essere ottenuti usando i bitplane dopo l'applicazione di un filtro che trasforma le caratteristiche salienti dei contorni in valori binari. Il vantaggio è che si possono ottenere buone approssimazioni nelle operazioni di correlazione con costi minimi in termini di calcoli necessari. Per esempio le [[Convoluzione|convoluzioni]] possono essere ridotte a combinazioni di operazioni di shift e manipolazioni di singoli bit, facilmente gestibili dall'hardware dei microprocessori.

=== Programmi ===
Molte librerie software di elaborazione grafica possono suddividere un'immagine in bitplane. Per esempio strumenti quali Palmarith di [[Netpbm]] e Convert di [[ImageMagick]] possono essere usate per generare bitplane.

== Note==
<references />

== Bibliografia ==
* {{RivistaVG|mc|104|277-280|2|1991|titolo=Bit-Plane, Bitmap e Color Palette}}

== Voci correlate ==
* [[Profondità di colore]]
* [[Immagine binaria]]

{{Portale|informatica}}

[[Categoria:Strutture dati]]