Bitplane

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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 numeri binari che rappresentano il segnale.^[1]

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 ${\displaystyle m}$ bit vale 1, esso contribuisce per un valore pari a ${\textstyle 2\exp(m-n)}$, altrimenti non contribuisce affatto. Pertanto i bitplane possono fornire metà dei valori del precedente bitplane.

Per esempio, nel valore a 8 bit 10110101 (ovvero 181 in decimale) i bitplane funzionano come segue:

Bitplane	Valore	Contributo	Totale parziale
Primo	1	${\displaystyle 1*2^{7}=128}$	128
Secondo	0	${\displaystyle 0*2^{6}=0}$	128
Terzo	1	${\displaystyle 1*2^{5}=32}$	160
Quarto	1	${\displaystyle 1*2^{4}=16}$	176
Quinto	0	${\displaystyle 0*2^{3}=0}$	176
Sesto	1	${\displaystyle 1*2^{2}=4}$	180
Settimo	0	${\displaystyle 0*2^{1}=0}$	180
Ottavo	1	${\displaystyle 1*2^{0}=1}$	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 ${\displaystyle (X,Y)}$ con tre pixel adiacenti sul piano, ovvero ${\displaystyle (X-1,Y)}$, ${\displaystyle (X,Y-1)}$ e ${\displaystyle (X-1,Y-1)}$. 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 49% e il 51% dei pixel rappresentanti rumore.