Tesis de Television Digital

8/16/2019 Tesis de Television Digital

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REPUBLICA DE CUBA

INSTITUTO SUPERIOR POLITECNICO“JOSE ANTONIO ECHEVERRIA”

TEMA: TELEVISION DIGITAL

TITULO: CONSIDERACIONES TECNOLOGICAS QUE PERMITIERON LA

IMPLEMENTACION DE LOS CANALES EDUCATIVOS I y II DELA TELEVISION CUBANA.

AUTOR: NURIA ESPINOSA RODRIGUEZ

TUTORES: JULIO GONZALEZ GUIZAN AMADO GARCÍA.

CIUDAD DE LA HABANA, JUNIO DE 200.“A!O DE LA ALTERNATIVA BOLIVARIANA PARA LAS AMERICAS"

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AGRADECIMIENTOS:

A los que hicieron posible la realización de este proyecto de diploma, por brindarme suapoyo, su tiempo y sus experiencias. Estas personas son:

1. A mis queridísimos tutores, Julio Gonzalez y Amado, por su contribución yesmerada dedicación.

. A mis padres, hermana y tía, por su incondicional e in!inito amor.

". A mi !ant#stico cu$ado.

%. A mi &ran ami&o 'oris (aul.

). A *arlos +adrón de Gueara que se robó mi a!ecto.-. Al colectio de EE*/A.

0. Al colectio del *anal Educatio en &eneral.

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RESUMEN:

EN IDIOMA ESPAÑOL:

Este proyecto abordar# las tecnolo&ías aplicadas en la implementación de los canaleseducatios 1y. artiremos de una introducción a los sistemas b#sicos de la teleisión yposteriormente haremos re!erencia a la tecnolo&ía d2&ital, dentro de esta, los !ormatos decompresión, la composición de la se$al /34, etc., y por 5ltimo explicaremos y describiremoslas di!erentes #reas !uncionales que con!orman los canales.

EN IDIOMA INGLÉS:

his pro6ect 7ill approach the technolo&ies applied in the implementation o! the educationalchannels 1y. 8e 7ill leae !rom an introduction to the basic systems o! teleision and later

on 7e 7ill ma9e re!erence to the technolo&y d2&ital, inside this, the compression !ormats, thecomposition o! the si&n /34, etc., and lastly 7e 7ill explain and 7e 7ill describe the di!!erent!unctional areas that con!orm the channels.

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INDICE

CONTENIDO No. PAGINA

4ntroducción.............................................................................................................. -*apítulo o. 1.;4ntroducción a la < analó&ica......................................................... =1.1.;Estructura !ísica del o6o..................................................................................... =1.1..>ropiedades !undamentales del o6o>............................................................... =1..>?ormato de la ima&en>.......................................................................................1@1..1.>Exploración para la obtención de la se$al de ideo>...................................... 1@1..".>roceso de exploración entrelazada>............................................................. 111..%.>?actores que limitan la de!inición>.................................................................. 11..).>(esolución horizontal y ertical>......................................................................1"1..-.>/e$al compuesta de ideo>.............................................................................1)1.". >/istema de < en colores>................................................................................1-

1.".1.>+uminancia, matiz y saturación.......................................................................1-1.".".>*olores primarios>...........................................................................................1-1.".%.>*omposición b#sica de los sistemas de < en colores...................................101.".).>/istemas codi!icados>.....................................................................................101.".-.>/e$al de luminancia. /e$ales de di!erencias de colores>...............................11.".0.>BCtodos de transmisión de las se$ales de crominancia>................................11.".=.>*odi!icador del sistema /*>.......................................................................11."..>3ecodi!icador del sistema /*>...................................................................

*apítulo o. .>?undamento de la teleisión di&ital>................................................%.1.1.>..................................................................................................-..1.>Buestreo de la se$al de ideo>......................................................................0

...>?ormato de muestreo>....................................................................................".1.>*uanti!icación de las se$ales de ideo>........................................................."@D"D1D>(uido de cuanti!icación>................................................................................"1.%.1.>(elación se$alruido>....................................................................................."".).1.>?uncionamiento del conersor A3 %........................................................."%.-.1.>Bultiplexación por diisión de tiempo>..........................................................."0.-..>/e$ales de re!erencia de tiempo>.................................................................."=.0.1.>*on!ormación de inter!aces di&itales de ideo>.............................................%@.0..>3ia&rama de o6o>...........................................................................................%".0.".>/e$ales de prueba en inter!ace /34>............................................................%%.0.%.>/e$ales patoló&icas en las inter!aces di&itales>............................................%-

*apítulo o. ".>*ompresión de se$ales de teleisión>...........................................%=".1.1.>*onceptos &enerales de la reducción del '4 (AE>..................................%=".1..>?actores que hacen imprescindible la compresión>.....................................%".1.".>roceso de compresión>.............................................................................%"..1.>3*>...........................................................................................................)".".1.>*uanti!icación>............................................................................................)"".%.1.>rocesos .................................................................................)%".).1.>*ompresión de ideo en el standard BDJEG>...........................................)-".)..>?ormato de compresión BEG>...............................................................)0".).".>*orrelación espacial>..................................................................................)=".).%.>*orrelación temporal>...................................................................................)=".).).>*odi!icación inter o temporal>.......................................................................)".).-.>*odi!icación bidireccional>............................................................................)".).0.>er!iles y nieles de BEG>.......................................................................)

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".).=.>Bodos de predicción en BEG>.................................................................-".)..>Estructura ?(ABE>......................................................................................-"".).1@.>Estructura ?4E+3>......................................................................................-"".).11.>/cannin& BEG>....................................................................................-%",).1>roceso de codi!icación en BEG>..........................................................-)".).1".>roceso de decodi!icación en BEG>.....................................................--".-.1.>?ormato de compresión 3.......................................................................-0".0.1.>*onsideraciones sobre tCcnicas de compresión>........................................0@".=.1.>4nter!aces de ideo di&ital>..........................................................................0"..1.>rotocolo /34>..........................................................................................0"

*apítulo o. %. >4mplementación tecnoló&ica de los *anales Educatios 4 y 44.............................................................................................0)%.1.1.>*ontrol Baestro>.........................................................................................0-%.. >Estudio de teleisión>....................................................................................=1%.".>*#maras port#tiles>........................................................................................="%.%.>*ubículos de edición lineal>...........................................................................=%

%.%.1.>?ormato 3.....................................................................................=%%.).>/istema de edición no lineal en red>..............................................................=)%.-.>(ed de almacenamiento /A>.......................................................................=-%.0.>*ubículo de edición no lineal>........................................................................==%.=.>*ubículo de isiona6eDinyección>................................................................... =%.. >Estación de sonido>......................................................................................@%.1@ lanes para el desarrollo !uturo de los *anales Educatios.........................1%.11;


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INTRODUCCION

El acelerado proceso tecnoló&ico que hoy muestran los sistemas de telecomunicaciones y conespecial Cn!asis la tecnolo&ía de la teleisión ante el apremiante reto de introducir sistemas de

producción y di!usión que operen en un entorno di&ital, han motiado la necesidad dedesarrollar este raba6o de 3iploma que nos permita reunir en !orma de compendio unain!ormación soportada por los especialistas de los *anales Educatios de la eleisión *ubanaen su traba6o de dise$o e implementación de este proyecto.

+as premisas de esta inersión tecnoló&ica en el campo de la teleisión di&ital, estuomatizada por la inminente necesidad que tenía el país de crear un soporte para la di!usión deun nueo concepto de producir mensa6es teleisios que permita educar a distancia para unp5blico siempre presente, el estudiante cubano y de otros pueblos.

+a tarea constituyó un reto tecnoló&ico para los especialistas de la eleisión *ubana, ale6adosde comple6os procesos inersionistas, posterior al obli&atorio receso que impuso el eríodo

Especial del cual no estuieron excentos los medios de di!usión masia.

*on el ob6etio de lo&rar resultados en un tiempo relatiamente corto y realizar una adecuadaselección del equipamiento a instalar que permitiera cumplir con la misión asi&nada por ladirección de la (eolución, se dio comienzo a un proceso de an#lisis e inesti&ación de unmundo tecnoló&ico marcado por indiscutibles corrientes consumistas, no a6enas a estemercado.

+os encar&ados del proyecto tuieron que obiar etapas que lue&o de implementarse el mismodebieron ser reanalizados y alorados sus resultados por un traba6o que permita a&lutinar uncon6unto de in!ormaciones que no pudieron ser reco&idas por la celeridad con que se exi&ió lacreación de estos canales y que a5n hoy se encuentran dis&re&adas por el &alopante

desarrollo de la tecnolo&ía di&ital en el mundo.

+a necesidad de recopilar la in!ormación sobre esta tecnolo&ía es el ob6etio primordial deeste traba6o, pues a 6uicio de tCcnicos y especialistas del canal puede constituir unaherramienta en !uturos empe$os, así como serir de material de consulta para su superaciónyo actualización, al i&ual que para el adiestramiento de los especialistas de nueaincorporación.

ara la realización de este traba6o lo hemos diidido en cuatro capítulos, a !in de crear uncon6unto de temas que permita adquirir estos conocimientos de una !orma m#s iable en elnecesario dominio de la tecnolo&ía di&ital en la teleisión.

En los tres primeros capítulos se en!atiza en los !undamentos teóricos, dando a conocer aspectos teóricos que nos permitan una !amiliarización con los par#metros b#sicos quebrindan los manuales de sericio del equipamiento, y que basados en los conceptosinformación es poder los !abricantes no explican ni abordan en esta documentación tCcnica.

En el primer capítulo se realiza una necesaria introducción a los conocimientos b#sicosrelatios a la teleisión analó&ica, donde existe en la actualidad in!ormación su!iciente sobreesta tem#tica y por tanto su propósito no es m#s que retomar aquellos aspectos que, anuestro criterio, son !undamentales para &arantizar la comprensión al abordar temas re!eridosa este tipo de tecnolo&ía que en la actualidad es obsoleta en el mundo.

+os capítulos y " se re!ieren a la tecnolo&ía di&ital de ideo y las tCcnicas de compresión,este 5ltimo imprescindible para la implementación pr#ctica desde el punto de ista económicode la teleisión en un entorno di&ital, lo cual consideramos una premisa teórica que nos

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permitió una introducción en el mundo de la teleisión di&ital, que es en la actualidad unanecesidad inaplazable.

En el capítulo % hemos tratado de abordar en apretada síntesis una descripción de lascaracterísticas y posibilidades tecnoló&icas de cada una de las #reas !uncionales quecon!orman los *anales Educatios.

*onsideramos 5til la inesti&ación por lo noedoso del tema, pues nos permitió obtener conocimientos sobre la tecnolo&ía di&ital de teleisión, tema no a&otado a5n por lasparticularidades de cada #rea tCcnica del canal que puede ser retomado con mayor pro!undidad en otras inesti&aciones, por el constante desarrollo que llea a cabo el colectiotCcnico de los *anales Educatios, en!rascados en encontrar nueas ariantes y solucionesque ha&an m#s e!iciente el proyecto y &aranticen su italidad.

*on la implementación tecnoló&ica de los *anales Educatios en un entorno di&ital se halo&rado un paso de aance dentro de la eleisión *ubana y aunque, al decir de losespecialistas encar&ados del dise$o, este !ue un reto pro!esional ineitable, dado las

limitaciones económicas que presenta el país para incorporar tecnolo&ía de punta y suconstante desarrollo en bree tiempo.

El traba6o de dise$o ha conertido a este colectio en inte&radores de sistemas término demoda en el mundo de la radiodi!usión, pues tuieron que buscar entre diersos !abricantes laopción m#s adecuada de concordancia con el presupuesto económico asi&nado, donde seencuentran soluciones que permitieron un considerable ahorro, sin que por ello exista undeterioro en la calidad y con!iabilidad del sistema.

or tanto, ponemos a consideración este traba6o inesti&atio que tiene como propósitoa&lutinar los conocimientos de tCcnicos y especialistas que hoy hacen posible la producción dela teleisión que nuestro país requiere en el marco de la 'atalla de 4deas para lo&rar un pueblo

m#s culto y llear la luz del saber a los pueblos hermanos.

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*A4H+F o.1. 4(F3H**4I A +A E+E


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P%o#iea e inte/%a!ión es#a!ial e la visión:

ara la correcta explicación de esta propiedad debemos de6ar bien claras al&unascuestiones, especí!icamente el concepto de espectro isible.

/e llama luz a la ener&ía radiante electroma&nCtica capaz de estimular al o6o humano. +amisma est# constituida por elementos discretos Kcuantos o !otonesL que se propa&an en!orma rectilínea tanto en el acío como a traCs de los medios materiales, cuya elocidad es:CM "@@@@@ 9ms.

*omo se sabe, las ondas electroma&nCticas est#n caracterizadaspor una lon&itud deonda λ y una !recuencia & determinada, relacionadas entre sí en la !orma,

λ 8 C9& 2.2;

+a banda de !recuencias isibles KluzL en el espectro de ondas electroma&nCticas est#comprendida entre "=@nm ≤ λ ≤0=@nm. Esta banda de !recuencias recibe el nombre

de espectro isible y est# limitado en !recuencia, por arriba, por los rayos ultraioletasy por deba6o, por los rayos in!rarro6os.

El experimento del prisma de e7ton permitió er la constitución del espectro isible. A traCs del mismo se pudo apreciar que la descomposición de un rayo de luz blancapor el prisma produce una banda luminosa cuyo color aría pro&resiamente desde elro6o hasta el ioleta, pasando por el naran6a, el amarillo, el erde y el azul. Estoscolores así obtenidos son denominados colores espectrales.

/eparando una banda muy estrecha de este espectro, haciendo, por e6emplo, una !i6ahendi6a en la pantalla donde se proyecta el mismo, se obtiene un haz luminosocoloreado que no puede ser descompuesto ni con un prisma ni por otro mCtodo. Esto

es lo que se conoce como radiación monocrom#tica o pura. Ahora bien, del experimento del prisma antes mencionado se deduce que la acciónsimult#nea sobre el o6o humano de la ener&ía radiada en todas las direcciones deonda del espectro isible, en i&ual proporción, produce en la corteza cerebral lasensación de luz blanca. Esto se debe a que cuando la radiación que a!ecta un conoen la retina est# !ormada por dos o m#s componentes de distintas lon&itudes deondas o posee una distribución espectral continua de determinado ancho, el sistemaretina D corteza cerebral ase&ura la inte&ración del con6unto de componentespercibidas y proporciona, al i&ual que en el caso de una radiación monocrom#tica, unasensación de color determinada. A esta propiedad de la isión se conoce comopropiedad de inte&ración espacial de la isión.

P%o#iea e a/"e$a vis"al o #oe% se#a%ao% el o'o 1"mano:

El límite de la a&udeza isual se debe a la naturaleza discontinua de la retina, ya que, si dos!uentes luminosas puntuales est#n tan próximas como para que sus im#&enes en ellasimpresionen un mismo cono, a la corteza cerebral lle&ar# solamente una in!ormaciónsensorial que estar# dada por la inte&ración de las radiaciones producidas por las citadas!uentes.

eniendo en cuenta que la distancia entre dos conos en la zona de mayor precisiónisual de la retina es de aproximadamente ,) micrones y la distancia !ocal delcristalino es de cm, es posible determinar el #n&ulo mínimo que debe subtender dos

rayos luminosos con el o6o para ser percibidos distintamente por el sistema retina Ncorteza cerebral. Este #n&ulo es de medio minuto. K@.)OL.

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En la pr#ctica se acepta como promedio de los indiiduos de ista normal un #n&ulo deun minuto como poder separador del o6o

Memo%ia vis"al. Inte/%a!ión tem#o%al el o'o 1"mano

4nesti&ando las reacciones químicas que ocurren en la retina se ha podido comprobar

que la respuesta de los elementos por lo sensible de la misma Kconos y bastoncillosL aun impulso luminoso rectan&ular es pr#cticamente inmediata al inicio de dichoimpulso. or el contrario, al desaparecer el impulso luminoso, la sensación luminosaa desapareciendo se&5n una cura exponencial determinada, debido a una ciertahistCresis que representa los pi&mentos retinianos al extin&uirse la luz. /e acepta queel tiempo medio que demora en extin&uirse la sensación luminosa es del orden de)@ms.

3ebido a lo anterior si dos destellos luminosos se suceden con su!iciente rapidezproocar#n en la corteza cerebral la sensación de uno solo de duración i&ual a lasuma de ambos. Esta !usión de las sensaciones se lo&ra si las excitaciones sucesiasest#n separadas por un interalo de tiempo no mayor de )@ms que es, como ya se ha

planteado la duración media de la persistencia de las sensaciones isuales.

2.6. 3ORMATO DE LA IMAGEN

+a relación que existe entre el ancho y la altura de la ima&en se denomina %ela!ión eas#e!to cuyo alor es i&ual:


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3i/"%a No 2.6. Re#%esenta!ión sim#li&i!aa el ,a%%io #%o/%esivo

El n5mero de línea de exploración por cuadro es un !actor importante, por cuantodetermina la apreciación de detalles de la ima&en. ara la determinación de esten5mero se debe considerar las si&uientes cuestiones:

1. +a capacidad del o6o para resoler peque$os detalles Kun minutoL.. El #n&ulo óptico con el cual se obsera cómodamente una ima&en Kdiez

&radosL.

M"#$%&'" (")%*$+& '($,-&-/'($*% 0" "#" *%)*)%( )% #$0'%&*$% +'$% % )% " #"" 0$'%(0" ")

-0"(%#-( #" )% %&'%))% " "0 0"$0 "*"0 )% %)'(% #" )% %&'%))%.

#.2.$. PROCESO DE E%PLORACION ENTRELAZADA

P%(% (-#*$( &% 0"&0%*$+& #" -$$"&'- #" -(% *-&'$&% &%'(%) "& )-0 0$0'"%0 #" TV

"0 &"*"0%($- )% '(%&0$0$+& #" &% 0"*"&*$% #" *%#(-0 $-0 % &% ")-*$#%# '%) " ")

-0"(%#-( &- %("*$" 0%)'-0 - *%$-0 (0*-0.

E& )% *$&"%'-,(%:% 0" (-"*'%& 24 *%#(-0 -( 0",- %(% (-#*$( )% 0"&0%*$+& #"

-$$"&'-. E& )-0 0$0'"%0 #" TV 0" '(%&0$'"& 3! + 25 *%#(-0 -( 0",- 0",;& ") 0$0'"%.

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&'()*+ #.3. L-4 5+67-4 )/ /*1++- 2:#

• 3%e!"en!ia e Cam#o

or razones de orden pr#ctico Kradiaciones debidas a !u&as ma&nCticas de lostrans!ormadores de alimentación, !iltrados imper!ectosL, !ue indispensable utilizar una!recuencia de campo que estuiera relacionada con la !recuencia de la red K-@ Pz enEE.HH., )@ Pz en EuropaL para minimizar el e!ecto isual de estas imper!ecciones o!enómenos indeseables en la ima&en conocido como ondulaciones no estacionarias,que es barrido super puesto a la ima&en que se proyecta.

En *uba el sistema adoptado cuenta con una !recuencia de campo de -@PQ y utiliza)) líneas por cuadro, teniendo cada campo -,) líneas.

Las #%emisas ,si!as e la e=#lo%a!ión ent%ela$aa son os:

1. El cuadro debe estar !ormado por un n5mero impar de líneas.. +a !recuencia de campo debe ser i&ual a la de la red elCctrica para eitar

desplazamientos horizontales de las líneas.

2.6.> 3ACTORES ?UE LIMITAN LA DE3INICI@N

• 3a!to% e %et%o!eso ve%ti!al

+a limitación de todas las líneas de exploración para portar in!ormación iene dado por el retroceso que tiene el haz explorador cuando termina de explorar un campo y a asituarse al comienzo del si&uiente. Este retroceso ocurre durante un tiempo !inito y a Clest#n asociadas un &rupo de líneas que se pierden denominadas líneas no activas yse debe a que durante todo el tiempo es necesario que se manten&a la exploraciónhorizontal para &arantizar que el sincronismo del sistema se manten&a establemente.

v 8 Ba 9 B M @. a @." 2.;

3onde, Ba tiempo actio de campoR B tiempo total de campo.

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• 3a!to% e %et%o!eso 1o%i$ontal

Ftra cuestión que limita el empleo de toda la línea para captar in!ormación de ideoiene dada por el retroceso horizontal, el cual sucede cuando el haz termina deexplorar una línea y se sit5a para explorar la si&uiente. En relación con este procesoexiste un tiempo activo de línea que es una parte del tiempo total de línea. A esta

relación se le denomina factor de retroceso horizontal

1 8 7a 97 M @.= a @.=% 2.>;

3onde, 7a tiempo actio de líneaR 7 tiempo total de línea.

Cn&ase en cuenta que el tiempo que corresponde a un campo es 1-@s y cadacampo contiene -.) líneas, el n5mero de líneas por se&undo es:

66. = F 8 2F l+neas9s

Esta !recuencia de 1)0)@ Pz es la elocidad con que el haz electrónico completa suciclo de moimiento horizontal de izquierda a derecha y re&resa nueamente a laizquierda. or lo tanto el tiempo durante el cual se realiza la exploración de una líneahorizontal es:

292F H . ms

• 3a!to% e ell

/u alor es M @.0 a @.= y es que el permite &arantizar la i&ualdad de la resoluciónhorizontal y ertical que se puede apreciar en una ima&en de teleisión.

2.6. RESOLUCI@N 7ORIONTAL J BERTICAL

En teleisión existe una medida de la de!inición de una ima&en, la cual se plantea entCrminos de resolución, o sea, mediante la resolución es posible cuanti!icarla capacidad deun sistema para captar y reproducir una ima&en.

• Resol"!ión ve%ti!al.

/e de!ine como el mayor n5mero de líneas horizontales alternadamente blancas y ne&rasque es posible distin&uir en la pantalla.


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omando N M)), M @.0, v M@., la resolución horizontal ser# Rv M"" líneas

• Resol"!ión 7o%i$ontal.

/e de!ine como el mayor n5mero de líneas erticales alternadamente blancas y ne&ras que

es posible distin&uir en la pantalla, multiplicadas por el inerso de la relación de aspecto.


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3i/"%a No2. 3o%ma /ene%al e la se)al !om#"esta e vieo

+a in!ormación de sincronización presente en una se$al de ideo consiste en:

/incronización de exploración horizontal

/incronización de exploración ertical /incronización de la in!ormación de color.

+a in!ormación de la sincronización ertical y horizontal presente en una se$al de ideocompuesta, es usada para actiar los circuitos de de!lexión ertical y horizontal que tiene elreceptor de teleisión y consisten en pulsos los cuales tienen una amplitud y una duraciónespecí!icas de cada sistema de exploración utilizado. +os pulsos de sincronización sonse$ales unipolares con una amplitud entre @ y "@@ m, en el sistema utilizado en nuestropaís.

+os pulsos de sincronización son colocados en espacios donde la in!ormación de ideo nocontienen líneas exploradas y el niel positio es el niel de blaking para que en el receptor

estos no sean apreciados en los períodos de retraso.• Estructura del 'orrado.

+os interalos de tiempo del borrado ertical y horizontal son períodos en los cuales ocurrenlos retrasos del haz durante el proceso de exploración de la ima&en. *ada línea deexploración est# diidida en período actio y período de borrado, por tanto una línea deexploración que tiene una duración de -".)us tiene un período de borrado de [email protected] y por consi&uiente un tiempo actio de ),=)-us.

2. SISTEMAS DE TELEBISI@N EN COLORES.

2..2 L"minan!ia( Mati$ - Sat"%a!ión e "n !olo%.

+a sensación de color producida por un estímulo luminoso est# caracterizada por trespar#metros conocidos como luminancia, matiz y saturación.

+a luminancia, es una ealuación del aspecto del color relacionado con la intensidad KbrilloLde la sensación. +a luminancia permite clasi!icar cualquier sensación de color comoequialente a la sensación producida por un alor particular de &ris neutro.

El matiz de un color, es un par#metro que permite clasi!icar al mismo como ro6o, erde,amarillo, etc., y est# determinado por la lon&itud de onda dominante del estímulo luminoso.

+a saturación de un color indica su pureza, o sea, el &rado de disolución del mismo en luzblanca. +os colores espectrales poseen un m#ximo de saturación mientras que para elblanco la saturación es cero. +a saturación de un color indica cuanto se separa el mismo del&ris neutro de i&ual luminancia, para acercarse al color espectral correspondiente a sulon&itud de onda dominante.

El matiz y la saturación de un color determinan la cromaticidad del mismo. +ue&o, podemosconcluir diciendo que un color puede ser especi!icado por su luminancia y cromaticidad.

2.. COLORES PRIMARIOS

'as#ndose en la teoría tricolor de la percepción del color, de B.


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intensidad la sensación de color percibida dependía de las ma&nitudes relatias de losmismos.

+os colores primarios esco&idos tienen que ser mutuamente independientes, o sea, que lamezcla aditia de dos de ellos no produzca el tercero. ambiCn se seleccionan aquellos quepermitan reproducir el mayor n5mero de colores que aparecen en la ida diaria y en la

naturaleza. /e&5n los criterios planteados los colores primarios óptimos son: el erde, el ro6oy el azul.

2..> COMPOSICI@N SICA DE LOS SISTEMAS DE TELEBISI@N ENCOLORES.

odemos deducir que la &Cnesis de los sistemas de teleisión en colores !ue ladescomposición de los colores de la escena a transmitir en tres !lu6os luminosos, ro6o, erdey azul y la aplicación de los mismos a tres tubos de c#mara, en cuya salida se obtienen tresse$ales elCctricas (, G y ' que representan los alores triestímulos (, G y ' del color delelemento de #rea explorado. Estos alores triestímulos estarían determinados por los

colores primarios ya mencionados y el color blanco de re!erencia.

osteriormente, las se$ales elCctricas (, G y ' se transmiten hasta el receptor y seentre&an al transductor de salida que obtiene a partir de ellas tres !lu6os luminosos, ro6o,erde y azul que mezclados aditiamente sobre la su pantalla, reproducen con cierta!idelidad el color de la ima&en ori&inal.

+os procedimientos o sistemas propuestos a lo lar&o de los a$os pueden ser clasi!icados deacuerdo con el mCtodo de transmisión de las se$ales (, G y ', en no codificados ycodificados.

+os no codificados tenían como principal inconeniente la incompatibilidad con los

sistemas monocrom#ticos existentes debido a sus 1%% campos por se&undo en lu&ar de-@,que por tanto, ocupaba, aproximadamente, un ancho de banda de 1- BPQ en lu&ar de -BPQ. or lo tanto, como es ló&ico, los sistemas implementados !ueron los codificados.

2.. SISTEMAS CODI3ICADOS.

El principal requerimiento planteado a los sistemas de < en colores es que se cumplan losprincipios de compatibilidad directa e inersa.

Principio de compatibilidad inversa: +os receptores de color deben ser capaces dereproducir, sin a6uste especial al&uno, en blanco y ne&ro y con una calidad similar a laestablecida por los sistemas monocrom#ticos, las emisiones correspondientes a estos

sistemas.

Principio de compatibilidad directa: +os receptores de < en blanco y ne&ro, al recibir se$ales en colores, deben poder reproducir las im#&enes en blanco y ne&ro, sinde&radación, ni a!ectaciones producidas por la existencia de in!ormación de crominancia. Elconcepto de compatibilidad directa induce a considerar el sistema de < en colores como unsistema de < en blanco y ne&ro al que se ha a&re&ado in!ormación de crominancia sina!ectar el correcto !uncionamiento del mismo y sin ariar nin&uno de los par#metrosestablecidos, o sea:

Adoptar i&uales !recuencias de exploración horizontal y ertical que la de lossistemas de < monocrom#ticos.

4&ual posición relatia de portadoras de audio y ideo. 4&uales anchos de banda total de ideo.

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ransmitir la in!ormación de crominancia de la escena captada, en el mismo anchode banda asi&nado a la se$al de luminancia en los sistemas monocrom#ticos.

+a idea b#sica de cómo lo&rar un sistema de < en colores compatibleest# basada en laaplicación de tres principios b#sicos:

1. rincipio de luminancia constante.. rincipio de las altas !recuencias mezcladas.". rincipio de imbricación del espectro de la se$al de crominancia en las altas

!recuencias del espectro de la se$al de luminancia.

• P%in!i#io e las altas &%e!"en!ias me$!laas.

Este principio permitió lle&ar a la conclusión de que la transmisión de una ima&en en coloresera posible transmitiendo una se$al combinada que llear# la in!ormación de luminancia delos detalles &randes, medianos y peque$os de la misma, con un ancho de banda similar alutilizado en los sistemas de < monocrom#tico, y una o dos se$ales que portar# lain!ormación de crominancia sólo de los detalles &randes y medianos, utilizando un ancho de

banda reducido a un )U del anterior. Esto se debe a que el o6o humano es m#s sensible ala luminancia KbrilloL que a la crominancia.

P%in!i#io e l"minan!ia !onstante

lantea que el ruido y la inter!erencia presente en el canal de crominancia a!ectar#nsolamente la cromaticidad de la ima&en reproducida sin cambiar la luminancia de la misma,debido a que estos son menos molestos para el obserador cuando a!ectan dicho canal.3os importantes medidas tomadas en los sistemas de < en colores, con el !in de lo&rar elcumplimiento de este principio son el cumplimiento del mCtodo de las altas !recuenciasmezcladas y la utilización del canal m#s ancho y me6or prote&ido para transmitir la se$al deluminancia.

P%in!i#io e im,%i!a!ión el es#e!t%o e la se)al e !%ominan!ia en las altas&%e!"en!ias el es#e!t%o e la se)al e l"minan!ia.

eniendo en cuenta que los paquetes de !recuencia del espectro de la se$al de ideo seencuentran centrados en las !recuencias m5ltiplos enteros de las !recuencias de líneas, es!#cil comprender que la imbricación del espectro de la se$al de crominancia se lo&ramodulando con la se$al que llea la in!ormación de crominancia una subportadora cuya!recuencia sea m5ltiplo impar de la mitad de la !recuencia de línea, o sea,

3s! 8 6n 2; 31 2.;

3e esta !orma la imbricación de los espectros queda como se muestra en la !i&ura o 1.

3i/"%a No.2. Im,%i!a!ión e los es#e!t%os.

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Estos tres principios, en resumen, consisten en transmitir una se$al que conten&a lain!ormación de luminancia de la escena captada, con un ancho de banda similar al utilizadoen los sistemas de < monocrom#ticos y dos se$ales que porten la in!ormación decrominancia con un ancho de banda reducido con respecto a la luminancia. Estas 5ltimas setransmiten en los interalos acíos del espectro de la se$al de luminancia en la zona de lasaltas !recuencias.

2.. SEÑAL DE LUMINANCIA. SEÑALES DE DI3ERENCIA DE COLOR

Htilizando los colores primarios se demostró que una luminancia 1 cdmV del blanco tomadocomo re!erencia en el sistema, podía ser i&ualada con la mezcla aditia de @," cdmV de ro6oR@,) cdmV de erde y @,11 cdmV de azul, es decir:

2 !9mQ 8 F( !9mQ F( !9mQ F(22 !9mQ 2.2F;

omando en este sistema de primarios (G' de la < en colores, los alores anteriorescomo alores unitarios de luminancia se tiene:

1 de (o6o M @," cdmV1 de


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@ SPz que sería isible al reproducir la ima&en. Esta !recuencia de audio no era posibleariarla debido a que !ue establecida en los sistemas de < monocrom#ticos, por lo tanto lamodi!icada sería la 3s!. ara ello !ue necesario ariar la !recuencia de línea 31( ya que laariación necesaria para cumplir con la condición propuesta era unos cuantos Pz y noa!ectaba el !uncionamiento del sistema.

3isminuyendo la !recuencia de línea a 1) 0"%, -% Pz y sabiendo que la !recuenciainterportadora de audio debe ser m5ltiplo par de la semi!recuencia de línea, se lo&ra que elm5ltiplo )0 de la mitad de esta nuea !recuencia de línea sea i&ual a %,) BPz, es decir,

6 3196; 8 6 2 >(6>96; 8 >( M7$

Este peque$o cambio en la !recuencia de línea ocasiona ariación en la !recuencia decampoR

3!am 8 31966( 8 (> 7$

*omo es apreciable la ariación es apenas perceptible, antes 3!am M -@Pz y ahora es

),%Pz. X la !recuencia subportadora de crominancia, 3s!, ser# i&ual a ", )0 )%) Pz.*on estas lees ariaciones se elimina la se$al inter!erente de @ Pz mencionadaanteriormente.

2.. CODI3ICADOR DEL SISTEMA NTSC.

Hn codi!icador no es m#s que el con6unto de circuitos necesarios para obtener las se$alesde luminancia y crominancia, a partir de las se$ales primarias (, G y '.

+as se$ales (, G y ', una ez procesadas de acuerdo con los requerimientos hechos a lasmismas, son entre&adas al primer circuito del codi!icador, la matriz, que tiene como !unción

obtener las se$ales de luminancia y las se$ales de in!ormación crom#tica (DX y 'DX. +asse$ales obtenidas en la matriz KX, (DX y 'DXL, son !iltradas para limitar el ancho de bandade las mismas al alor establecido. +a se$al de luminancia de acuerdo al principio decompatibilidad directa, se limita a %, BPz, mientras que las se$ales (DX y 'DX eranlimitadas a 1,) BPz y @,) BPz, respectiamente, aunque en la actualidad estas dos se$alesest#n limitadas al mismo ancho de banda.

+os !iltros pasa ba6o con distintas !recuencias de corte introducen en las se$ales X, (DX y 'DX retardos di!erentes. *omo las in!ormaciones de luminancia y crominancia de un mismoelemento de la ima&en explorada deben ser transmitidas de !orma tal que tarden el mismotiempo en lle&ar al transductor de salida en el receptor para que sea posible la reproduccióndel color de dicho elemento, es necesario compensar las di!erencias de retardo antes

se$aladas. ara esto, se colocan en las trayectorias de las se$ales X y (DX, líneas deretardo que i&ualen el retardo total de estas al de la se$al 'DX, que por limitarse a un anchode banda menor es la que su!re un retardo mayor.

osteriormente, las se$ales (DX y 'DX se entre&an a dos moduladores balanceadossimilares, con6untamente con dos subportadoras de la misma !recuencia K", )0 )%) BPzL,pero des!asadas @Y entre sí. +a subportadora de ", )0 )%) BPz es producida por el&enerador de sincronismo de color, consider#ndose su !ase inicial i&ual a 1=@Y.

Hna ez realizada la modulación de amplitud con subportadora suprimida de las dossubportadoras en cuadratura de !ase, estas se suman produciendo la se$al de crominancia,la cual a su ez es sumada a la se$al de luminancia, con6untamente con las se$ales de

borrado compuesto, de sincronismo y la r#!a&a de subportadora de crominancia K'H(/L,dando como resultado la se$al compuesta de ideo en colores.

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+as se$ales de borrado, sincronismo y la r#!a&a de subportadora de crominancia son&eneradas en el &enerador de sincronismo de color a partir de la !recuencia subportadora.

+a r#!a&a de subportadora de crominancia transmitida, como ya se planteó, en el pórticosuperior del interalo de borrado horizontal, se obtiene entre&ando la subportadora a unacompuerta, controlada por un tren de pulsos de !recuencia de línea conocido como bandera

de la ráfaga, que sólo de6a pasar de = a 11 ciclos de la misma.

El tren de pulsos bandera de la r#!a&a es producido tambiCn por el &enerador desincronismo.

3i/. 2.22 Coi&i!ao% el sistema NTSC

2.. DECODI3ICADOR DEL SISTEMA NTSC.

El decodi!icador no es m#s que el con6unto de circuitos encar&ado de obtener las se$ales deluminancia y crominancia.

+a se$al compuesta de ideo a la salida del detector se encuentra, en el canal destinado ala luminancia, el !iltro de rechazo destinado a reducir el e!ecto de la subportadora decrominancia sobre la luminancia de la ima&en.

El !iltro utilizado con este !in es denominado filtro peine y su !uncionamiento se basa en lasuposición de que debido a la alta redundancia de la se$al de ideo, la di!erencia entre doslíneas sucesias es despreciable. eniendo en cuenta lo anterior y debido a que la !ase de lase$al de crominancia se inierte de una línea a otra, es !#cil comprender que la suma dedos líneas sucesias permite obtener lla se$al de luminancia y la di!erencia la se$al decrominancia. El elemento de retardo i&ual al tiempo de una línea K-",) usL, permite disponer en cada instante de la in!ormación de la línea anterior para realizar los procesos de suma y

di!erencia.

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En la trayectoria de la se$al de crominancia, la se$al compuesta de ideo se entre&a a un!iltro pasabanda, encar&ado de separar la banda de !recuencias del espectro donde seencuentra imbricada la se$al de crominancia. Xa separada la se$al de crominancia, esta seentre&a a dos demoduladores sincrónicos similares con6untamente con dos subportadorasre&eneradas con la !ase adecuada K""Y y 1"YL, obteniCndose a sus salidas dos se$ales quelimitadas conenientemente con !iltros pasaba6o dan como resultado las se$ales (DX y 'DX

Al i&ual que en el codi!icador, la di!erencia de anchos de banda de las se$ales X, (DX y 'DXobli&a a utilizar líneas de retardo en los canales (DX y X.

osteriormente, las se$ales (DX y 'DX son entre&adas a una matriz que da a su salida lasse$ales de (DX, GDX y 'DX. A estas se$ales se les suma la luminancia X, obteniCndose deesta !orma tres se$ales con características similares a las usadas en el principio de las altas!recuencias mezcladas.

Estas se$ales se aplican a los ca$ones electrónicos de ro6o, erde y azul del tubo de ima&enpara modular la intensidad de los haces electrónicos, obteniCndose la reproducción del color de los detalles &randes y medianos de la ima&en ori&inal.

+a recuperación de la r#!a&a de subportadora de crominancia se realiza entre&ando la se$alde ideo a una compuerta K'urst GateL, que est# situada en el pórtico posterior del interalode borrado. +a r#!a&a de subportadora de crominancia es entre&ada 6unto con lasubportadora &enerada por el oscilador local, a un comparador de !ase entre las dosse$ales en cuya salida se obtiene una se$al directa proporcional a la di!erencia de !aseentre ambas se$ales. Esta se$al de control se aplica al oscilador para lo&rar lasincronización del mismo con la !ase de las oscilaciones de la r#!a&a de subportadora decrominancia.

+a subportadora re&enerada se entre&a a un bloque de a6uste de !ase que tiene como!unción compensar el error de !ase que pueda ocurrir en el proceso de re&eneración de

dicha subportadora, eitando que se produzca distorsión en los matices reproducidos.?inalmente, las !ases iniciales que deben poseer las subportadoras re&eneradas aplicadas alos demoduladores sincrónicos de (DX y 'DX, se obtienen con redes de des!asa6es de )0Y y@Y, respectiamente.

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CAPITULO No 6. 3UNDAMENTOS DE BIDEO DIGITAL

+a de!inición &eneral de ideo en un entorno di&ital es la conersión de las se$ales deideo analó&icas conertidas en una sucesión de n5meros por medio de un procesode conersión analó&icoD di&ital, y que tiene las si&uientes enta6as:

1. Hna se$al di&ital de ideo es inmune al ruido y no su!re de distorsiones lineales yno lineales.

. iene un comportamiento de mayor e!iciencia en comparación con la tecnolo&íaanaló&ica.

". +as se$ales di&itales de ideo son adecuadas para la realización de tCcnicas decompresión.

Re!"ento 1istó%i!o:

+a dCcada de los [0@ introdu6o la tecnolo&ía di&ital en la tCcnica de producción deteleisión. Aquí se introducen las ca6as ne&ras que tenían entradas y salidasanaló&icas, pero su procesamiento interior se implementaba en un entorno di&ital conequipos como: correctores base tiempo K'*L, sincronizadores de campo K!ramesynchonizersL y conertidores de normas. Esta tecnolo&ía mencionada era la noedadde esa Cpoca.

El !inal de la dCcada de los [=@ !ue testi&o del sur&imiento de las &rabadoras de ideodi&itales K


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mundo, pues tiene la noedad de ser el que introduce el concepto de *A*F(3E(,que no es m#s que la unión de la c#mara y la &rabadora en un solo equipo, !acilitandocon el ello todas las &rabaciones en exteriores para las coberturas in!ormatias,conirtiCndose hasta nuestros días en el !ormato de producción m#s utilizado, al puntode que cada 1@ *A*F(3E( dedicados al proceso de producción, = son de este tipo.

El !ormato 3" tiene la notoriedad de que !ue el !ormato utilizado en las coberturas delos Jue&os Flímpicos de 'arcelona, marcando con ello el inicio de una tecnolo&íadi&ital en las producciones de pro&ramas de


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3i/. 6.6 Es0"ema e &"n!ionamiento el inte%&a!e SDI

+a explicación de esta inter!ace di&ital ser# abordada en el desarrollo de este capítulo.

+a dCcada de los O@ introdu6o toda una serie de equipos de producción de


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+os primeros equipos di&itales que se introducen en la teleisión denominadas ca6asne&ras y tenían la si&uiente estructura:

3i/. 6. Est%"!t"%a e las !a'as ne/%as.

+a se$al de entrada es una se$al analó&ica compuesta, la cual se limita en banda por medio de !iltros pasaba6os para eliminar el !enómeno inter!erencia conocido comoaliasing proocado en el proceso de conersión analó&icoD di&ital. Este !iltro alimentaa un conersor analó&icoD di&ital que coloca la se$al de ideo en un entorno numCricoKdi&italL y es lleada a un procesador que puede ser un corrector baseD tiempo K'*L,sincronizador de campo K!rame sincronizerL o un equipo de e!ectos di&itales que,acorde a las enta6as que se conocen, tiene el procesamiento di&ital, &arantiza de!orma m#s e!iciente este procesamiento en comparación o similar proceso en !ormaanaló&ica. +ue&o se produce un proceso de conersión 3A que realiza el procesoinerso y alimenta a un !iltro pasaba6o que recibe el nombre de !iltro de reconstruccióny a su salida nos entre&a una se$al de ideo analó&ico.

/i el procesamiento de la se$al analó&ica se realizara en un entorno de componentesanaló&icos, el proceso tendría mayor calidad, pues el mismo estaría libre de lacodi!icación que precisa un sistema de ideo compuesto analó&ico y su dia&rama

sería:

3i/. 6.> Dia/%ama e #%o!esamiento e la se)al analó/i!a en "nento%no e !om#onentes analó/i!os

El proceso de conersión A3 reiste ital importancia, y para lo&rarlo cuenta con tresK"L procesos que son:

1. Buestreo de la se$al analó&ica. *uanti!icación de las muestras". *odi!icación de se$al

6.6.2 MUESTREO DE LA SEÑAL DE BIDEO

El proceso de muestreo se realiza en el caso de una se$al de ideo como el procesode multiplicar una se$al analó&ica por un tren de pulso de !recuencia fs que, comopara todo proceso de muestreo, debe cumplir el criterio de /hanon yquist, queestipula que la !recuencia de muestreo debe ser mayor que dos KL eces la !recuenciam#xima que a a ser muestreada.

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3i/. 6. M"est%eo e "na se)al

3onde &s ≥ 6&m= por eorema de yquist

El muestreo puede ser considerado como proceso de modulación de amplitud depulsos KABL que produce armónicos alrededor de la !recuencia de muestreo, dondees imprescindible que se cumpla con el teorema de yquist, y para &arantizar esto yeitar el !enómeno de aliasing es que antes del proceso de conersión analó&ico N

di&ital se ubica un !iltro pasaba6o denominado antialiasing, que eita que !recuenciasmayores que fmax puedan tener acceso al sistema de muestreo. Ftra !orma de eitar el aliasing es aumentar la !recuencia de muestreo.

*onsideremos que el sistema que debemos conertir de analó&icoD di&ital es unase$al de ideo compuesto. ara esto se ha esco&ido una !recuencia de 1%," BPz quecumple la condición de 2 fmax fs, pues el ancho de banda de una se$al compuestaes de %, BPz, por lo que se cumple que: =,% BPz ≤ 1%," BPz, y al realizar ladistribución del espectro de !recuencia este sería:

3i/. 6. Es#e!t%o e &%e!"en!ia e "na se)al e vieo !om#"esto m"est%eaa.

/i la se$al a muestrear !uera una se$al por componentes, la se$al de X KluminanciaLse considera con una !recuencia m#xima de ),) BPz, y a las se$ales de crominancia

se le estima su !recuencia de muestreo para que cumpla con los si&uientes requisitos:

3ebe cumplir el criterio de yquist3ebe ser un m5ltiplo de la !recuencia horizontal, Fh en el caso del /* de 1)0"% Pz.

/e esco&e para la se$al de luminancia la !recuencia de 1",) BPz, cuya elección&arantiza que no ocurra el !enómeno de aliasing , como se muestra en la !i&ura .0KaLy .0 KbL

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3i/. 6.a; Es#e!t%o e &%e!"en!ia e "na se)al e l"minan!ia m"est%eaa

3i/. 6.,; Es#e!t%o e &%e!"en!ia e la se)al e !%ominan!ia m"est%eaa.+a !recuencia de luminancia de 1",) BPz !ue seleccionada para permitir un n5meroentero de muestras en cada línea en los sistemas )) +íneas),%Pz y -)+íneas)@Pz. En el primero se obtiene =)= muestras por línea y en el se&undo =-%.

3s931M o. de muestra por línea 6.2;

2( M7$9 2> 7$ 8 m"est%as en el 69(>

El muestreo utilizado es conocido como muestreo orto&onal y es como se muestra enla !i&ura..=

3i/. 6. M"est%eo o%to/onal.

or ende existen 0@ muestras en cada línea para la se$al de luminancia de las =)=que tiene el sistema y "-@ para cada una de las se$ales de di!erencia de color.

Existen otras estructuras de muestreos como la %:%:%, donde las se$ales deluminancia y di!erencia de color se muestrean con 1",) BPz y el %:1:1, en el cual lasse$ales de crominancia ahora se muestrean a ","0) BPz, reduciendo en este caso a1=@ muestras en cada canal de croma.

6.6.6 3ORMATOS DE MUESTREO

Existen arios mCtodos de realizarlo a partir de una !recuencia normalizada de ","0) BPz.Estos ran&os de muestreo son:

3!


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1. >:2:2D 3onde la se$al de luminancia se muestrea con 1",) BPz K%x ","0) BPzL ylas señales diferencia de color se muestrean ","0) BPz. Este mCtodo es usado enaquellos procesos de poca elaboración como espacios in!ormatios, donde noexisten en&orrosos procesos de edición en la con!ección del pro&rama deteleisión. *on la introducción de los sistemas de edición no lineal hay un &rann5mero de teleisoras que han adoptado sistemas que utilizan este muestreo ensus procesos productios

2. >:6:6D +a se$al de luminancia es muestreada con una !recuencia de 1",) BPz ylas dos KL señales diferencia de color -,0) BPz Kx ","0)L. Es el utilizado comosistema de muestreo de la &ran mayoría de los sistemas de producción di&ital concalidad de producción de teleisión.

3. >:>:> N +a se$al de luminancia y di!erencia de color se muestrean con una!recuencia de 1",) BPz. En ocasiones no se utilizan se$ales por componente, sinopor se$ales (.G.'. Es un sistema de supercalidad. /e utiliza en las !ilmaciones demaquetas para su uso en producciones cinemato&r#!icas.


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&'(. 2.8 P*-54- 6)4*- 9+4+ 1+ 5)+/''5+5';/

A cada una de las se$ales que se obtienen del proceso de muestreo se les hace coincidir con un niel de cuanti!icación. +a expresión que ri&e el proceso es:

ZM 3onde ? M nieles de cuanti!icación y n M lon&itud de la palabra di&ital que se asi&na acada una de las muestras como se re!le6a en la tabla .. *omo apreciamos en la!i&ura la se$al di&ital obtenida es una representación aproximada de la ori&inal. A esteproceso de la asi&nación a las muestras de cada uno de los alores discretos, al&unostextos lo denominan !"anti&i!a!ión lineal aunque se considera inapropiado.

n " % ) - 0 = 1@ 1 1%Q < 2 = 1- " -% 1= )- )1 1@% %@- 1-"=%

T+=1+ 2.2

+os nieles de cuanti!icación dependen de la lon&itud de la palabra di&ital n que no esm#s que la cantidad de bits que se le asi&na a cada muestra. En el caso del ideodi&ital se utilizan alores de n entre = y1@. En los 5ltimos tiempos se ha adoptadopre!erentemente 1@ bits, aunque en los procesos de conersión A3, que tienen lu&ar en las c#maras de teleisión, se utilizan 1 ó 1% bits en dependencia del !abricante.

3i/. 6.2F Lon/it" e "na #ala,%a i/ital

or encima de )1 nieles de cuanti!icación el o6o humano no es capaz de determinar ladi!erencia entre t y ϕ( donde t es la se$al muestreada y ϕ es la se$al cuanti!icada.

Bientras mayor nieles de cuanti!icación existan, ser# m#s exacta la asi&nación de unalor discreto a la muestra obtenida en el proceso de muestreo y la se$al di&ital ser#una me6or representación de la se$al analó&ica que se precisa di&italizar.

6..6 RUIDO DE CUANTI3ICACI@N

*omo hemos planteado la se$al di&ital es inmune al ruido que a!ecta a la se$alanaló&ica, sin embar&o, sí los nieles de cuanti!icación son ba6os aparecer# un!enómeno indeseable denominado R"io e C"anti&i!a!ión.

Este !enómeno resulta de la coincidencia de una muestra con el alor medio entre dosnieles de cuanti!icación, dando lu&ar a la indecisión, a la hora de asi&nar el códi&ocorrespondiente a la misma, a uno de los nieles de cuanti!icación en cuestión.


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aten5an las probabilidades de ocurrencia del ruido de cuanti!icación de!inido como±296 ?.

3i/.6.22 Ca"sa el %"io e !"anti&i!a!ión.

Hna característica del ruido de cuanti!icación es que solo existe cuando hay se$al aplicada.ara determinar al mismo se emplean tCcnicas analíticas.

ara calcular el olta6e medio cuadr#tico, que denotaremos como eQ( diidiremos elinteralo pico a pico de la se$al t;( en subinteralos de olta6es i&uales, de S oltios.En el centro de cada subinteralo de olta6e supondremos localizado el niel decuanti!icación 2( 6...n.

&'(. 2.#2

/í representamos en líneas discontinuas el alor instant#neo que puede tomar \KtL,podemos decir que,

e 8t; 6.6;

/í consideramos ahora #=; = como la probabilidad de que \KtL este en el interalo deolta6e NS96 a S96( entonces el error medio cuadr#tico de cuanti!icación ser#:

s96 s96eQ 8 ∫ #=; = =;Q= ∫ #=; = =;Q=... 6.; s96 s96

ormalmente la !unción de densidad de probabilidad pKxL del mensa6e \KtL no esconstante, sin embar&o se puede demostrar que para cuanti!icadores uni!ormes no

su6etos a sobreolta6es, en los cuales el n5mero de n es &rande, la ma&nitud de olta6eS, es peque$a en comparación con el olta6e pico a pico de la se$al y por consi&uientela !unción de probabilidad de error pKxL es constante dentro de cada interalo.

33


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Ahora, en la ecuación del olta6e medio cuadr#tico consideramos pKxL M +) en elprimer miembro, en el se&undo miembro pKxL M +- y así sucesiamente, quedando laecuación de la !orma si&uiente:

s96 s96

eQ 8L L ...; ∫ = =;= ∫ = =;=... 6.>; s96 s96

(ealizando un cambio de ariable, Q M \ N \9, obtenemos:

s96

VQ 8 L L ∫ Q $ 6.; s96

4nte&rando y sustituyendo alores en ecuación K.)L:

VQ 8 L S L S...; SQ926 6.;

ero hemos analizado el caso que LS es la probabilidad de que t; estC en el quinto

subinteralo de cuanti!icacion y LS es la probabilidad que t; estC en el sextointeralo, pero esta suma tiene que ser i&ual a la unidad para el caso de cuanti!icaciónuni!orme, entonces:

VQ 8 SQ926 6.;

+o calculado anteriormente es con el propósito de demostrar que la se$al de ruidocuando se emplea cuanti!icación uni!orme es:

X con ello podemos plantearnos un !actor que es indispensable para alorar el

comportamiento de cualquier ob6etio electrónico, y este !actor no es m#s que eldenominado (elación /e$al(uido.

RELACI@N SEÑAL9RUIDO

artiremos de la si&uiente ecuación:

3onde Z es el olta6e pico a pico de la se$al a muestrear y Z es el niel que existeentre nieles de cuanti!icación, que al ser cuanti!icados uni!ormemente, son todosi&uales.

eniendo en cuenta lo planteado anteriormente podemos considerar que:

S>N


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un !actor que me6ora la relación / en una cantidad de 2F lo/ &s9&m=;( donde &ses la !recuencia de muestreo y &m= es la !recuencia m#xima de ideo.

El ran&o de cuanti!icación que ocupa el ideo, normalmente tiene un alor de 1@@4(E, que sí lo damos en tCrmino de olta6e en el sistema /* es 01% m(6 M7$X!recuencia m#xima de ideo, &m= 8>(6 M7$X ran&o m#ximo de olta6e del cuanti!icador, B08 2( BoltX di!erencia entre niel de blanco y niel de borrado, BWB, 8 F(2> BoltX tienecomo resultado un alor de S9N 8 (2 .

+a implementación de sistemas analó&icos que !uncionen en un entorno por componentes,reduce los !enómenos de distorsión lineal y no lineal, reducen el ruido que se &enera en elproceso de codi!icación de la se$al de ideo, pero produce un incremento en laimplementación de la tecnoló&ica en los sistemas de


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+a !recuencia de muestreo de luminancia de 1",) BPz es como se planteó en el muestreo,un subm5ltiplo de la !recuencia horizontal de un sistema analó&ico. Entonces la cantidad demuestra en una línea se determina por:

3i/. 6.2>

+a !recuencia de muestreo de los canales de crominancia es de -,0) BPQ, por tanto:

3i/. 6.2 a ; - ,;

+a !recuencia de muestreo es 1",) BPz para X. or ende, la !recuencia de corte del !iltroantialising debe ser menor o i&ual que -,0) BPz, basado en el teorema de yquist. ara&arantizar una respuesta de corte no muy abrupta para un !iltro analó&ico se ha tomado la!recuencia de ),) BPz, que es superior en "U que la !recuencia asi&nada al canal deluminancia en ideo compuesto.

+a !recuencia de muestreo de los canales de croma es -,0) BPz y el !iltro de reconstruccióny antialisin& es ,0) BPz que representa un ="U con respecto al ancho de banda quetiene una se$al de ideo compuesto.

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A continuación representamos los espectros de las se$ales de luminancia y croma.

3i/. 6.2 a; - ,; es#e!t%os e las se)ales e l"minan!ia - !%oma.

+os ran&os de cuanti!icación que se utilizan para conertir esta se$al a di&ital son 1@%nieles de cuanti!icación. or tanto la lon&itud de la palabra para cada muestra es de 1@ bit.

/i ahora quisiCramos determinar la relación / con que opera un sistema que procese unase$al de ideo por componentes en un entorno di&ital, debemos predecir los ran&os en queopera el sistema. 3e los 1@% nieles con que cuenta el conersor A3, la se$al de luminancia puede ariar se&5n la ?i&ura Y."1, la cual utiliza una se$al de barras de color para e6empli!icar esteproceso.

3i/"%a NY6.2 Ba%ia!ión e la se)al e l"minan!ia en los 2F6> niveles.

+ue&o, aplicando la ecuación K.1L que de!ine la relación / para cuanti!icación uni!ormepodemos plantear:

S9N8 (F6 n 2F( lo/ &s 9 6 &m; 6F lo/ B0 9BW Bn]

/ustituyendo alores por:

n M1@, &s M 1",) BPz, &ma= M),) BPz, B0 M @,=10%


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tCcnicas KB3L para hacer un ahorro en el procesamiento y distribución de las se$alesdi&itales.

El mCtodo consiste en ubicar en una línea de teleisión las tres K"L se$ales por componentesKX (DX 'D XL, pero manteniendo independientes todos sus par#metros, o sea, quecontinuamos traba6ando con una se$al di&ital por componentes.

&'(. 2.# M)1'71+5';/ 7-* ''4';/ / '67- 1+4 4K+14 '-

+a si&uiente !i&ura representa un multiplexor Kcodi!icadorL que utiliza la !recuencia de 0BPz para ubicar las tres K"L se$ales por componentes. Aquí utilizaremos un !lu6o binario

paralelo, que es como se interconectan etapas dentro de equipos di&itales.+a interconexión serie entre equipos di&itales como distribuidores di&itales, s7itcher,c#maras y matrices de conmutación ser# analizado cuando eamos las interfacesseries de video conocidos como /34.

&'(. 2.# M)1'71-* 5-''5+-*

6..6 SEÑALES DE RE3ERENCIA DE TIEMPO TRS;.

E& )%0 0"%)"0 #$,$'%)"0 '%$/& "0 &"*"0%($- )% '$)$@%*$+& #" 0$&*(-&$@%*$+& "('$*%) -($@-&'%). E0'%0 &*$-&"0 0" ("%)$@%& "#$%&'" "0'(*'(%0 "0"*$%)"0 #" $'0*-&-*$#%0 *-- 0"%)"0 #" (""("&*$% '"-($@%*$+& " 0" "&:%& *-& *%#% ):&"%%&'"0 #" " -*((% ") *-$"&@- #" )% ):&"% %*'$% #$,$'%). S" "&:% &% 0"%) *-&-*$#%*-- SAV =S'%(' A*'$" V$#"-? &% "@ " '"($&% )% ):&"% %*'$% #$,$'%) 0" "-*%)% 0"%) EAV =E A*'$" V$#"-?. A%0 0"%)"0 *-&-(%& )% "0'(*'(% TRS #" &%0"%) #" $#"- #$,$'%). E0'%0 "0'(*'(%0 %%("*"& "&'(" *%#% ):&"% *-&'$&;%& #(%&'"") $&'"(%)- #" -((%#- "('$*%).

39


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Ambas se$ales EAB y SAB constan de % palabras di&itales. +as tres K"L primeras son unacadena de 1 consecutios. (ecuerde que los alores Ktodos 1 y todos @L, !ueron eliminadosde los códi&os que se le asi&nan a la se$al di&ital en el proceso de conersión A3, pues lapresencia de una cadena consecutia de 1 hace que el que recibe dicha se$al estC enpresencia de una estructura EAB o SAB.

+as palabras di&itales, al i&ual que las muestras cuentan de 1@ bit cada una, ya que lalle&ada de diez K1@L alores de 1; nos indicar#n que estamos en presencia de se$alesEAB o SAB, que con!orman la estructura (/. +as si&uientes dos palabras est#ncon!ormadas por diez K1@L ceros consecutios. El alor de todas las muestras otambiCn est# eliminado de los alores que puede tomar cualesquiera de las muestrasdi&itales que con!orman la se$al di&ital de ideo.

+a cuarta palabra est# con!ormada por un &rupo de = bit, pues cuando se de!inió laestructura (/, las muestras estaban con!ormadas por = bit, y los nieles decuanti!icación eran )-. osteriormente se quiso dotar a la se$al di&ital de mayor cantidad de nieles de cuanti!icación 1@%, pero ya se había de!inido la estructura(/. A los bits restantes se les asi&na el alor de @;, cuando la lon&itud de la

palabra es de 1@ bit.

Esta cuarta muestra de la estructura (/ contiene " bits de datos 7( 3 - B, los cualesest#n prote&idos por otros % bits de redundancia que con!orman una palabra de*ódi&o Pammin&; de 0 bits.

+os errores en un K1L bit pueden ser corre&idos y los errores en bits pueden ser detectados.

+a si&uiente tabla muestra como se con!orman las se$ales EAB y SAB, y la !i&ura, suubicación en una línea de ideo di&ital.

3i/. 6.2 U,i!a!ión e las se)ales EAB - SAB en "na l+nea e vieo i/ital.

BIT > 6 2 FM2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

M6 @ @ @ @ @ @ @ @ @ @M @ @ @ @ @ @ @ @ @ @M> 1 ? < P " 1 @ @ @

Ta,la 6.

H E0 '$)$@%#- %(% #$0'$&,$( "&'(" & )0- SAV - EAV. P%(% SAV '-% ") %)-( F!G EAV'-% ") %)-( F1G.

3 N 3e!ine es estado de la exploración entrelazada. Es @; durante el primer campo, y 1;para el se&undo campo.

4!


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B N 4denti!ica el borrado ertical. Es 1; en el período de borrado ertical Kcuando losSAB y EAB se mantienen en las líneas del borrado erticalL y @; durante las líneasactias de ideo.

+os bits @, 1, ," tomar#n alores;1;o @;, en dependencia de los alores ?, < y P, quepuede ser isto en la si&uiente tabla:

T$- #" TRS 3 B 7 P P6 P2 PF 2 F*ampo o.1.


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3onde: TW es el total de muestras por línea, Tl es el total de líneas por cuadro, n es eln5mero de bit por cada muestra, 3v es el n5mero de cuadro por se&undo.

/ustituyendo los alores para una inter!ace di&ital, quedaría:

it Rate M 1@ T 101- T )) T ,0

it Rate M -, Bbs

Es #lido aclarar que este 'it (ate !ue considerando una se$al que !ue muestreadacon el sistema %::. *omo podemos deducir, la transmisión de un punto a otro de untelecentro, requiere de un &ran ancho de banda, y por ello debemos aplicar tCcnicasde compresión de aspecto, tema que abordaremos posteriormente.

3e !orma similar se calcula el 'it (ate de una se$al di&ital de ideo compuesto:

it Rate M 1@ T 1@ T )) T ,0

it Rate M 1%" Bbs

eniendo en cuenta que este sistema se encuentra pr#cticamente en desuso en laactualidad, centraremos el contenido de este capítulo en la se$al /34 por componentes. ara esto comenzaremos planteando el dia&rama en bloques delserializador di&ital que nos permite obtener una se$al /34.

&'(. 2.20 D'+(*+6+ / =1-)4 1 4*'+1'+-* '('+1

+a se$al di&ital de ideo de !orma paralela, es alimentada a un circuito conertidor paralelo Dserie, el cual no es m#s que un re&istro de desplazamiento que es alimentado por un relo6

serie de 0@ BPz con!ormado.+ue&o de con!ormarse una se$al di&ital del tipo serie, en el extremo que recibe a lamisma, el relo6 de esta se$al di&ital es reconstruido por un circuito A+, que debe&arantizar una adecuada sincronización de los datos, pero tambiCn se &eneran lar&assecuencias de unos K1L y ceros K@L, que pueden proocar que la obtención de dichase$al de relo6, sea a!ectada y por supuesto, ser# alterada la sincronización de la se$al.Es por ello que es necesario, en la con!ormación de la se$al /34, la utilización de uncircuito de scambler ó enrrollador que presentaremos en el si&uiente dia&rama.

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&'(. 2.2# C'*5)'- /**-11+-*

El scrambler produce una secuencia binaria pseudo aleatorio. /u principio se basa en quepara transmitir una se$al en banda base se tienen en cuenta los si&uientes criterios:

1. *aracterísticas espectrales de la se$al.. *apacidad de sincronización.". 4nmunidad al ruido.%. *apacidad de detección de errores). *osto y comple6idad de su realización.

3e los criterios anteriores, la característica espectral de una se$al di&ital est#determinado por el ancho de banda de transmisión necesario, el cual depende de lacaracterísticas de la relación se$al]ruido K/L del receptor, pues a mayor ancho debanda, mayor potencia de ruido.

3e lo anterior se desprende un compromiso entre el ancho de banda y el ruido. +as

se$ales /34 pueden tener una atenuación de hasta "@ db, sin que esto a!ecte sureconstrucción.

+a capacidad de sincronización en una se$al /34, est# determinada por lareconstrucción del relo6 a partir de la se$al recibida que hace a este inherente a la!orma de onda de dicha se$al, donde una de las consideraciones consiste en lanecesidad de inmunidad al ruido y a las inter!erencias intersímbolos, que es un!enómeno indeseable conocido como Jitter; K!luctuacionesL.

+a inmunidad al ruido se lo&ra con el principio de aumentar la potencia, lo que haceque una se$al /34 ten&a nieles de olta6e de =@@m, y puede ser detectada en elextremo receptor, cuando la misma ten&a un niel de olta6e de hasta 1@@m.

El proceso de enrrollado KscramblerL, consiste en la utilización de un !iltro de respuestaimpulsia in!inita K44(L, que crea un códi&o de transiciones que eita, que los códi&osten&an una alta cantida de unos K1L y ceros K@L ó que no &aranticen un correcto!uncionamiento del circuito ++, en la recuperación de la !recuencia de relo6 en elextremo receptor.

El circuito que conierte los datos (Q Ko (etorno a *eroL a (Q4 Ko (etorno a*ero 4nertidoL, se muestra a continuación.

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3i/. 6.66 Ci%!"ito 0"e !onvie%te atos NR a NRI

/í suponemos un códi&o binario:

H$,. 2.23 E")$$*%*$+& #") *+#$,- NRI

+o que se lo&ra con esto es que los nieles de unos K1L, sean representados por transiciones de los nieles de 3*, lo&rando con esto el ob6etio de &arantizar que no exista

nieles de 3* en la se$al producto de lar&as secuencias de unos K1L ó ceros K@L, esto&arantiza una correcta recuperación del relo6 en el extremo receptor.

En el extremo donde se reciba una se$al /34, ser# necesario aplicar el procesoinerso, como se muestra en la !i&ura:

&'(. 2.23 E4)6+ 1 4'46+ 1 *57-* 1+ 4K+1 SDI

El ecualizador compensa la atenuación que su!re la se$al di&ital en su tr#nsito por el cablecoaxial. El circuito del conersor de códi&o (Q4 a (Q se muestra en la !i&ura:

3i/. 6.6 Ci%!"ito !onve%so% e !ói/o NRI a NR

+ue&o de obtener el códi&o binario que con!orma la se$al di&ital de ideo (Q, es necesarioque el mismo sea sometido a un proceso de desenrrollado cuyo dia&rama en bloques semuestra en la si&uiente !i&ura:

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3i/. 6.6 Dia/%ama el esen%%ollao%

6..6 DIAGRAMA DE O5O

El patrón de o6o, es usado para las eri!icación de las características de una se$al /34. /unombre es el resultado de la apariencia de esta se$al, ista en un osciloscopio dealmacenamiento.

En un sistema ideal con un ancho de banda in!inito, la respuesta al impulso cuadrado, seríaun dia&rama de o6o de !orma rectan&ular, pero en un sistema de ancho de banda !inito larespuesta al mismo impulso cuadrado es como se muestra en la !i&ura:

3i/. 6.6 %es#"esta al im#"lso !"a%ao en "n sistema e an!1o e ,ana &inito

En un sistema que transporta una se$al /34 con un !lu6o de 0@Bbs, producto de una se$alde ideo por componentes, se a!ectan los !lancos del pulso rectan&ular y se distorsiona eltecho del pulso. /on estos los par#metros que se aloran en un dia&rama de o6o de unase$al /34.

3i/. 6.6 El medio de transmisión del inter!ace /34, en un centro de producción de teleisión, es elcable coaxial, el cual a!ecta por su atenuación a la se$al de ideo. 'asta recordar que elancho de banda de una se$al de ideo compuesto es %, BPz y que cuando nos re!erimos auna se$al /34 estamos transportando un !lu6o de 0@ Bbs para una se$al di&ital por componentes.

En la si&uiente tabla se hace una re!erencia pr#ctica de cuanta distancia puede soportar unase$al di&ital /34, que se eníe por una cable coaxial. or lo &eneral el cable coaxial utilizadoes el 'E+3E ==1, que tiene pCrdidas de =,0 db cada 1@@ m a una !recuencia de a1@@

BPz, o sea, que es un cable coaxial di!erente al analó&ico. +a re!erencia o!recida en la tablaes tanto para sistemas di&itales compuestos como por componentes. En el caso decompuestos existir#n dos, uno para el A+ y otro para el /*.

Sistemas Relo' 3%e!. 3"n. Lon/. P"nto e 3alloLon/. P%!ti!ait Rate./*.3i&ital*ompuesto

1%" BPz 01,) BPz %@@ m "@ m 1%" Bbs

A+. 3i&ital*ompuesto

100 BPz ==,) BPz "-@ m @ m 100 Bbs

*omponente -@10@ BPz 1") BPz @ m "@ m 0@ Bbs

Ta,la 6.>

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En la tabla anterior se re!le6a la lon&itud del punto de !allo, que no es m#s que el puntodonde ocurre un desanecimiento de la se$al di&ital, y es cuando la atenuación es superior a "@ db y el extremo receptor no puede reconstruir los códi&os que !ueron eniados.

6.. SEÑALES DE PRUEA EN INTER3ACES SDI

El principio de estas se$ales de prueba se basa en el uso de códi&o de redundanciacíclica K*(*L, el cual es calculado para cada campo de ideo di&ital. Este códi&o sead6unta a la in!ormación di&ital que se pretende eniar al extremo receptor. *uando seproduce el enío de la se$al /34, y esta lle&a al extremo receptor, se procede aseparar el códi&o de redundancia cíclica. +ue&o en el receptor se calcula un nueo*(* de cada campo el cual es comparado con el eniado inicialmente, y de esta!orma se conoce en el extremo receptor si el campo eniado tiene errores en sutransmisión.

3e esta !orma la no coincidencia de ambos *(* permite introducir un nueo concepto

en el traba6o con se$ales di&itales de ideo que es el 'E( =bit error rate?.

C-&*"'- #" ED

+a si&uiente !i&ura muestra un dia&rama en bloque del concepto E3P en una se$aldi&ital de ideo.

&'(. 2.2 D'+(*+6+ / =1-) 1 EDH

Existen arias nomenclaturas para determinar errores a lo lar&o de un sistema, dondeuna se$al de ideo debe transitar por di!erentes equipos como &eneradores deinserción de lo&os, distribuidores, matrices de conmutación antes de ser entre&ada alos transmisores y en cualquiera de estos procesos puede introducirse o &enerarse unerror. Estas denominaciones son:

E3PKError 3etected PereL: Error 3etectado Aquí, o sea, en el propio equipo y seactia un led, o se llea esta in!ormación a computadora, pudiCndose analizar el 'E(presentado por el equipo dentro del sistema cuando el enlace se ha roto, por lo queno se pueden recuperar los datos. Esta alarma permanecer# !i6a y es una !ormapr#ctica para detectar el error en el equipo que lo est# proocando dentro del sistema.

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E3AKError 3etected AlreadyL: Error 3etectado en los Alrededores. El error detectadoha ocurrido, pero no es detectado en este equipo, o sea, que procedía de uno de losanteriores de la cadena.

43AK4nternal Error 3etectL: Error producido en hard7are del equipo ba6o prueba

HE/KHn9no7n Error /tatusL: +a se$al recibida procede con errores y no tieneaplicada en su con!ormación con el E3P.

^*ómo procede el sistema E3P_

*omo se mostró en el dia&rama, en una cadena que con!orma un centro deproducción de teleisión podemos er que, si el *(* calculado en el receptor eintroducido en la se$al /34 es eniado de un estudio de teleisión al control maestrodel elecentro, allí el distribuidor de ideo de entrada uele a ser insertado en lase$al /34 que se enía a la matriz de conmutación.

El c#lculo de *(* consiste en una operación matem#tica de diidir los alores de uncampo por un polinomio dado, y el resto es una palabra binaria de 1- bits que se ubica

en el interalo de borrado ertical de la se$al de ideo.

En sistemas de distribución y recepción de se$ales /34 se puede con!ormar unsistema de monitoreo autom#tico de errores que pueden indicar el !allo o el equipo quecon mayor !recuencia produce errores para su posterior ealuación, si estos son deltipo intermitente.

El polinomio que se utiliza para el c#lculo de *(* es del tipo:

Es el recomendado por el **4 para transmisiones de datos di&itales.

6..>. SEÑALES PATOL@GICAS EN LAS INTER3ACES DIGITALES

+as posibilidades de un sistema de < implementado en un entorno di&ital est#nb#sicamente dados en la !orma que pueden tener las secuencias de datos que puedenno poder ser reconstruidas adecuadamente. ara ello se debe:

1. Pacer que la se$al di&ital no conten&a un alto alor de componente 3*, pues la!unción de ecualización se torna di!icultosa, lue&o que la misma se eníe por cablecoaxial entre dos KL puntos.

. Pacer que en la se$al di&ital no estCn presentes lar&as cadenas de alores @ y 1,

pues el circuito ++ que reconstruye la se$al de relo6, traba6a sobre las ariacionesde @ a 1 y iceersa, lo que hace que la estabilidad del sistema dependa de laestabilidad del oscilador controlado por olta6e del circuito ++.

+a idea !undamental de la creación de se$ales patoló&icas consiste en crear códi&osque pon&a a prueba la con!iabilidad del sistema. Estas se$ales !ueron desarrolladas

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por /FX y se han conertido en se$ales &eneralizadas para todos los sistemas /34./e muestran la si&uiente !i&ura:

&'(. 2.28 + y = SK+14 P*)=+

ara la creación de estas se$ales patoló&icas en el entorno /34 K/34 *hec9 ?ieldL se ubicaen un campo una mitad compuesta por la se$al patoló&ica para prueba de los circuitos deecualización autom#tica, y la mitad restante, con la se$al patoló&ica de prueba para el!uncionamiento de los circuitos ++.

El procedimiento de prueba consiste en alimentar al equipo ba6o prueba con estase$al y colocar su salida a un monitor a color. +os errores detectados en la partesuperior de la se$al corresponde a problemas con los circuitos de ecualización, debido!undamentalmente a lar&os excesios del cableado. +os errores que se aprecien en laparte in!erior se deben al mal !uncionamiento de los circuitos ++, que pueden ser resueltosR el primero, acortando la lon&itud de los cables y el se&undo, accionando elcontrol de !recuencia interno de los circuitos


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CAPITULO No.. COMPRESION DE UNA SEÑAL DE TELEBISION

El #%o!esamiento i/ital e las se)ales e a"io - vieo int%o"'o in!"estiona,lesventa'as !on %ela!ión al t%atamiento e las se)ales e televisión en "n ento%noanaló/i!o( #e%o %e#%esentó "n in!%emento el an!1o e ,ana( !"ano e%a ne!esa%iot%ans#o%ta% "na se)al SDI !on "n it Rate e 6F M7$.

Ante esta problem#tica se impone la necesidad de reducir el 'it (ate de la se$al di&italsin introducir una pCrdida apreciable en la calidad de la misma. ara hacer posible loplanteado anteriormente es que sur&en las tCcnicas de compresión, que permitenhacer m#s e!iciente el transporte y manipulación de se$ales de teleisión en unentorno di&ital.

.2.2 CONCEPTOS GENERALES DE LA REDUCCI@N DEL IT RATE.

+os sistemas analó&icos conencionales /*, A+ y /E*AB, ya habíanimplementado una tCcnica de compresión, aun cuando no recibiera este nombre, alreducir el ancho de banda de las se$ales de crominancia a 1,) BPz. +osprocesamientos de las se$ales di&itales en su muestreo %.., continuaron con lareducción de las se$ales de crominancia para con!ormar una se$al /34, en el !ormatostandardt, que como hemos planteado tiene un 'it (ate de 0@Bbs en el !ormato de/3< K/tandardt 3e!inición


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. Elementos 4rreleantes: eque$os detalles que son poco apreciables por el o6ohumano.

". Elementos 5cleo ó (eleantes: /on elementos que la supresión o cancelaciónde los mismos, &enera deterioros sensibles en la ima&en.

*onsideramos que una se$al de teleisión est# constituida por la repetición decuadros, lo que &arantiza la reproducción de im#&enes en moimiento. Ahora bien, nospodemos encontrar, en este proceso de reproducción, con se$ales redundantes dentrode los cuadros de im#&enes, a esto se le denomina Redundancia Espacial . ambiCnexiste la redundancia entre cuadros consecutios que con!orman una se$al y a esto sele denomina Redundancia emporal.

Las t*!ni!as e !om#%esión tienen !omo o,'etivo la %e"!!ión el it Rate "na se)alSDI( !omo 1emos #lanteao( - s" moo e !"m#li% este #%o#ósito va%+a en &"n!ión een 0"e momento el #%o!eso e "n sistema e televisión sea a#li!aa ete%minaat*!ni!a.

E=isten es0"emas e !om#%esión 0"e son ise)aos #a%a se% a#li!aos en la!%ea!ión el #%o/%ama e televisión - ot%as 0"e se a#li!an #a%a t%ans#o%ta% la se)alese el Tele!ent%o 1asta los sistemas e t%ansmiso%es( !onsie%ano "na t%ansi!ióne televisión te%%est%e o v+a sat*lite( #e%o am,os es0"emas lo/%an la !om#%esión !on,astante seme'an$as.

A,o%a%emos los !on!e#tos /ene%ales 0"e #e%miten %eali$a% la !om#%esión a "nase)al e vieo( 0"e !omo #oemos e"!i% tiene "n &in &"namentalmentee!onómi!o( as+ !omo tam,i*n se e=#on%n e'em#los #%!ti!os ent%o e "n sistemae televisión.

".1. A+GHF/ ?A*F(E/ ZHE PA*E 4B(E/*434'+E +A A+4*A*4I 3E

+A *FB(E/4I A +A /E`A+ /34.

Sin a#li!a% t*!ni!as e !om#%esión a "na se)al SDI( no se #"ee lo/%a% la/%a,a!ión e( a#%o=imaamente( 1o%as e vieo en !intas ma/n*ti!as!assettes;( - la !a#a!ia e alma!enamiento e los is!os "%os 7DD;(e los sistemas e ei!ión no lineal( se%+an altamente vol"minosos - !a%os.

Los sistemas e t%ans#o%te e se)al ent%e el !ent%o #%o"!to% Tele!ent%os;(- el sistema e t%ansmiso%es se%+a e "n !osto tan e=",e%ante( 0"eim#ei%+a s" im#lementa!ión.

El es#e!t%o %aioel*!t%i!o 0"e se estina 0"e se estina a la ",i!a!ión e "n!anal( en a0"ellos #a+ses one -a se e'e!"tan t%ansmisiones i/itales(ten%+a 0"e se% moi&i!ao - #%ovo!a%+a "na %e"!!ión e los #osi,les!anales a ",i!a% en el es#e!t%o ei!ao a la TB.

Existen arias tCcnicas de reducción del 'it (ate de una se$al de < di&ital, pero lautilizada en teleisión es la trans!ormada discreta del coseno K3*L, que no es m#sque una particularización de la trans!ormada de ?ourier y que se aplica en todas las!ormas y mCtodos que se establecen en el tratamiento para reducir el 'it (ate de unase$al di&ital, a5n cuando no es la 5nica.

.2. PROCESO DE COMPRESI@N

5!


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Existen dos !ormas de realizar el proceso de compresión son las llamadas compresióncon pCrdidas y sin pCrdidas, que podemos representar en el si&uiente cuadro paraabordar las características de los procesos que emplea.

&'(. $.# D'+(*+6+ / =1-)4 7*-54- 5-67*4';/ 5-/ y 4'/ 7*'+4

+os procesos que se consideran sin pCrdidas permiten una reducción del 'it (ate dela se$al de ideo di&ital y, posteriormente, al aplicar el proceso inerso y obtener los

mismos datos sin que exista modi!icación en ellos. En los procesos con pCrdidas esimposible recuperar los datos ori&inales y se produce una de&radación en la ima&en,a5n cuando es posible en estos 5ltimos una reducción mayor del 'it (ate de la se$aldi&ital de ideo.


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0$0'"% #" "0'("- '$)$@%#- "& )% -(%*$+& #" )% 0"%) SDI - 0"% 4.2.2 4.1.1 + 4.2.!. A "0'"

(-*"0- 0" )" *-&-*" *-& ") &-(" #" )-*>$&, 0 *-&-(%*$+& 0"(


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Aquí podemos apreciar uno de los mCtodos que se introducen en la llamadacompresión sin pCrdidas, que es eliminar el período de borrado de la se$al di&ital quese presenta una considerable reducción del 'it (ate, sin a!ectar la calidad de la se$al.ara calcular cu#nto representa la eliminación de la se$al (/ de una se$al /34debemos analizar su PA* Kdatos horizontalesL y


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?i&. ".) Fr&anización del macrobloque intracuadro de compresión 3<

Pa%a la e=#li!a!ión e !omo se a#li!a la DCT( %e!o%a%emos 0"e esto es "nat%ans&o%maa 0"e %eali$a el #%o!eso e t%ans&o%ma!ión e los !om#onentes elominio el tiem#o al ominio e las &%e!"en!ias( !omo se m"est%a en la &i/"%a:

?i&. ".-

La e=#%esión e esta t%ans&o%maa se%:

Done: !K6,9L, son los valo%es e m"est%as e !aa #i=el 0"e !on&o%ma la mat%i$ e =- ?Ku,L, son los valo%es e los !oe&i!ientes l"e/o e a#li!a% la t%ans&o%maaDTC a la mat%i$ e =.

En este #%o!eso( tiene "na si/ni&i!a!ión im#o%tante el !om#onente e la mat%i$ #a%a!"ano " - v toman el valo% !e%o( #a%a !"ano C"; - Cv;( toman el valo% e 29[6( #o% tanto la e=#%esión .2; se %e"!e a:

Esta expresión representa el alor promedio de 3* de todos los componentes de lamatriz =x=, y corresponde al brillo de esa porción del cuadro . Htilizando la 3*, lamatriz de pixels se trans!orma en una matriz de coe!icientes espectrales. El coe!icientede la esquina superior izquierda de la matriz representa el alor 3* o el alor medio dela matriz completa: el coe!iciente de la esquina in!erior derecha K\nL, representa la!recuencia espectral m#s eleada dentro de la matriz. +os dem#s coe!icientes A* seencuentran distribuidos entre estos dos. +o planteado anteriormente se realizó enconcordancia con la característica del o6o humanoKP


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?i&. ".0 E6emplo de 3*

Como se 1a #lanteao e=isten os &o%mas ,si!as e %eali$a% la !om#%esión( "naei!aa a lo/%a% me'o%as e!onómi!as en el #%o!eso e #%o"!!ión e los #%o/%amase TB( enominaa DB 0"e es "tili$aa en la TB !",ana( - ot%a ei!aa&"namentalmente a la t%ansmisión e la se)al e televisión !ono!ia !omo MPEG.

".".1 *HA4?4*A*4I

A !ontin"a!ión etalla%emos el #%o!eso e !"anti&i!a!ión( l"e/o e 1a,e% %eali$ao lat%ans&o%ma!ión DCT. Pa%a ello s"#on/amos 0"e se 1a o,tenio mat%i$ e =most%aa en la &i/"%a ..

Es vlio %eali$a% las si/"ientes a!ota!iones a la mat%i$ 0"e nos 1emos #%o#"estol"e/o e la a#li!a!ión e la t%ans&o%maa DCT( los valo%es ma-o%es se en!"ent%anal%eeo% e la !om#onente DC. A meia 0"e avan$amos en i%e!!ión ve%ti!al -1o%i$ontal( se %e"!e el valo% e los !om#onentes -a 0"e a"menta la &%e!"en!ia( osea( el !om#onente ms ale'ao 1o%i$ontal - ve%ti!almente #osee la ms alta&%e!"en!ia e la #o%!ión e la es!ena #%o!esaa.

?i&. ".= Zuanti!icación de la !i&ura ".0

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El o,'etivo e la !"anti&i!a!ión se% elimina% a0"ellos !om#onentes e ma-o% &%e!"en!ia #"es son los 0"e el o'o 1"mano a#%e!ia !on meno% intensia en!on!o%an!ia !on 7BS.

Pa%a lo/%a% el #%o!eso e !"anti&i!a!ión( 1emos iviio la mat%+$ e = en !"at%o$onas( e'ano el !om#onente e DC sin in!l"i% en nin/"na e las $onas ma%!aas. A

!aa "na e las $onas se le a#li!a "n !om#onente e !"anti&i!a!ión i&e%ente( o sea(la $ona No.2%o'a;( se ivie ent%e 2( la $ona No.6 ve%e;( se ivie ent%e 6( la $onaNo. ama%illa;( se ivie ent%e > - la $ona No.> a$"l;( se ivie ent%e 2. Estos!oe&i!ientes e !"anti&i!a!ión #"een va%ia% en e#enen!ia el &a,

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