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August 18, 2005 1 El Camino hacia HDTV Oscar G. Silva LADE Profesional - Tektronix Mexico
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August 18, 20051
El Camino hacia HDTV Oscar G. Silva
LADE Profesional - Tektronix Mexico
2
Temario
EntenderEntender HDTV y en HDTV y en ddóóndende aplicaaplica Tektronix Tektronix parapara esteeste mercadomercado::–– El El EstEstáándarndar ATSC y DVBATSC y DVB–– FormatosFormatos de de ImImáágenesgenes–– FormatosFormatos en en EstudiosEstudios–– MPEG & AC3MPEG & AC3–– Issues en la Issues en la CompresiCompresióónn
Serial Digital Interface (SDI)Serial Digital Interface (SDI)–– MedicionesMediciones en el en el PatrPatróónn de Ojo en HDde Ojo en HD–– TimingTiming en HD (en HD (TrilevelTrilevel SyncSync vs. vs. BlackBlack BurstBurst))–– GamutGamut en HDen HD
Audio Audio MulticanalMulticanal–– DolbyDolby Digital ACDigital AC--33–– DolbyDolby EE
EquipoEquipo de de MonitoreoMonitoreo Tektronix Tektronix parapara HDTVHDTV
Up Up conversionconversion SD a HDSD a HD
3
El Estándar ATSC19.39 Mb/s en un canal de transmisión de 6 MHz
Esquema de modulación 8VSB para la transmisión
2 formatos en HD: 1920x1080 y 1280x720
Varios formatos en SD, incluyendo 601
Canal de Audio en formato Dolby AC-3 5.1
Los receptores deben decodificar cualquierformato
Estándares para Ancillary data (Datos Auxiliares) no definidos totalmente
www.atsc.org
4
El Estándar DVB
Satélite DVB-S EN 300 421 V1.1.2 (1997-08)
Terrestre: DVB-T ETS 300 744 (1997):SFN: ETSI TS 101 191 V1.3.1 (2001-01)TR 101 190 V1.1.1 (1997-12) Transm.
Cable: DVB-C EN 300 429 V1.2.1 (1998-04)
Nota para Cable:3 estándares en ITU.J83
Anexo A - EuropaAnexo B - Norte AmericaAnexo C - Asia
Medición ETSI TR 101 290 V1.2.1 (2001-05)Measurement guidelines for DVB systems
DVB-SI EN 300 468 Datos EN 300 192 & TR101 202MHP TS 101812 v1.1.1DVB IRDs TS102 201 Set top box interfacesTeletexto EN300 472 DVB-subtitle EN 300 743SSU TS102 006 System Software update
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Estándares de Prueba
MPEG– ISO/IEC 13818-4 (conformance) Sólo Transporte.
DVB– TR101 290 Mediciones para Banda Base y Transmisión
ATSC– A64 Mediciones de Transmisión y Compliance.
– Note también que las ‘tablas’ son transmitidas en partes llamadas‘secciones’ – en los estándares de prueba de DVB las definiciones de timing son mostradas como ‘sección de timing’
6
SMPTE 274MSMPTE 274M–– EscaneoEscaneo EntrelazadoEntrelazado y y ProgresivoProgresivo
–– FrecuenciaFrecuencia de de MuestreoMuestreo (MHz)(MHz) 74.25 y 148.574.25 y 148.5
–– LLííneasneas ActivasActivas verticalesverticales 19201920
–– LLííneasneas ActivasActivas horzontaleshorzontales 10801080
–– Total de Total de llííneasneas porpor cuadrocuadro 11251125
–– FrecuenciasFrecuencias de de CuadrosCuadros MMúúltiplesltiples
SMPTE 292M: SDI; 1.485 SMPTE 292M: SDI; 1.485 GbsGbs; ; soportasoporta ssóólolo 74.25 MHz 74.25 MHz
Formatos en Estudios de Producción
7
SMPTE 296MSMPTE 296M–– EscaneoEscaneo ProgresivoProgresivo
–– FrecuenciaFrecuencia de de MuestreoMuestreo (MHz)(MHz) 74.2574.25
–– LLííneasneas ActivasActivas VerticalesVerticales 12801280
–– LLííneasneas ActivasActivas HorizontalesHorizontales 720720
–– Total de Total de llííneasneas porpor cuadrocuadro 750750
–– FrecuenciasFrecuencias de de CuadroCuadro 60 y 59.9460 y 59.94
SMPTE 292M: SDI; 1.485 SMPTE 292M: SDI; 1.485 GbsGbs
Formatos en Estudios de Producción
8
ITUITU--R BT.601R BT.601–– EscaneoEscaneo EntrelazadoEntrelazado
–– FrecuenciaFrecuencia de de MuestreoMuestreo (MHz)(MHz) 13.513.5
–– LLííneasneas ActivasActivas VerticalesVerticales 720720
–– LLííneasneas ActivasActivas HorizontalesHorizontales 483483
–– Total de Total de llííneasneas porpor cuadrocuadro 525525
–– FrecuenciaFrecuencia de de cuadrocuadro 59.9459.94
SMPTE 259M: SDI; 270 SMPTE 259M: SDI; 270 MbsMbs
Formatos en Estudios de Producción
9
SMPTE 305 SMPTE 305 ASI Asynchronous Serial InterfaceASI Asynchronous Serial Interface–– PaquetizadoPaquetizado bajobajo SMPTE 259 en stream de SMPTE 259 en stream de datosdatos en en áárearea de de
imimáágengen de de muestreomuestreo 4:2:2 en 4:2:2 en componentescomponentes SDISDI–– VelocidadesVelocidades 200Mb/s @ 270Mb/s200Mb/s @ 270Mb/s
270Mb/s @ 360Mb/s270Mb/s @ 360Mb/s
SMPTE 310 SMPTE 310 SSI Serial Synchronous InterfaceSSI Serial Synchronous Interface–– VelocidadesVelocidades 40Mb/s40Mb/s–– RelojReloj 10.76MHz10.76MHz SSíímbolombolo
19.39MHz 8VSB19.39MHz 8VSB38.78MHz 16VSB38.78MHz 16VSB
Formatos en Estudios de Producción
10
Redes de Broadcast
Y otras1080 i1080 i720 p 480 p 720 p
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Dolby AC-3
AC-3 es un codificador de Audio de Alta Calidad y Baja Complejidad.
Codifica múltiples canales de Audio en una sóla entidad
Implementación Estandarizadabajo
– SMPTE Recomendación 5.1– 5 canales completos + 1 canal
Subwoofer
LEFT SUB CENTER RIGHT
LEFTSURROUND
RIGHTSURROUND
12
Dolby AC-3
Codificador basado en una transformada adaptativa
Utiliza Frecuencias Lineales, críticamente muestreadas en un banco de filtros
Ventajas– Los componentes de las señales fuente y los componentes del ruido de
cuantización se mantienen en un ancho de banda crítico– Beneficio debido a las características del enmascaramiento del oído
humano
512 Muestras100% Redundancia, Cuantización de 256 niveles con el TDAC
Time Domain Aliasing Cancellation
August 18, 200513
Dirección de las ESTACIONES de TV hacia HDTV
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Estación de TVConversión SDTV a HDTV
45 45 MbsMbs NetworkNetworkDTV FeedDTV Feed
To DTVTo DTVTransmitterTransmitter
ATSC/DVBATSC/DVBEncoderEncoder
SDTV MCRSDTV MCR
SDTV to HDTVSDTV to HDTVUpconverterUpconverter
SDTV SourcesSDTV Sources
IRDIRD
Local ContentLocal ContentInsertionInsertion
625 / 1125
1125
625
625 / 1125
625 / 1125
15
Estación de TVProducción Local en HDTV
45 45 MbsMbs NetworkNetworkDTV FeedDTV Feed
IRDIRD
Local ContentLocal ContentInsertionInsertion
625 / 1125
To DTVTo DTVTransmitterTransmitter
ATSC/DVB ATSC/DVB EncoderEncoder
SDTV to HDTVSDTV to HDTVUpconverterUpconverter
SDTV MCRSDTV MCR
SDTV SourcesSDTV Sources
1125
625
1125
HDTV MCRHDTV MCR
HDTV SourcesHDTV Sources
625 / 1125
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La Transición de Analógico a DTV
Analógico y DTV co-existirán por algunos años– Calendario FCC hacia 2006– Necesidad de retener tele-espectadores– Necesidad de manejar costos
Múltiples formatos existirán– Formato Analógico– HDTV y SDTV Digital
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HD vs. Múltiples Programas
El Stream de datos de 19.4 Mb/s puede contener un programade Video comprimido en 720p o 1080i 59.94 Hz + Audio y Datos Auxiliares
El programa transmitido puede usar una frecuencia menor parapermitir menor compresión o múltiples programas
Cerca de 4 programas en SD pueden ser acarreados en el mismo ancho de banda de un programa en HD
18
Equipo de Prueba
Pruebas en Analógico y Rec. 601 bien conocidas– Efectos creativos ya se encuentran dentro de límites y bien estandarizados para
intercambio entre formatos– Transparencia del Sistema de Prueba
Mismas pruebas, nuevas máscaras de gamuts para formatode HD
Sistemas de Compresión más difíciles y complejos– Movimiento, detalle, ruido, etc…– Nueva metodología de prueba para caidad de imágen
August 18, 200519
Métodos de Prueba en el caminohacia HDTV
20
Issues de Tele-espectadores
Las Las seseññalesales analanalóógicasgicas se se degradandegradan pocopoco a a pocopoco, la , la seseññalal digital digital simplementesimplemente caecae en el cliffen el cliff
TenemosTenemos ImImáágengen Perfecta o NADA de Perfecta o NADA de ImImáágengen
El El GradoGrado B en la B en la recepcirecepcióónn –– ÁÁrearea en en dondedonde un un cambiocambiopequepequeññoo en el en el ambienteambiente hacehace imposibleimposible la la recepcirecepcióónnde la de la seseññalal digitaldigital
AntenasAntenas actualesactuales puedenpueden no ser no ser suficientessuficientes parapara la la recepcirecepcióónn. . PolarizacionesPolarizaciones CircularesCirculares son de son de grangran ayudaayuda
AntenasAntenas aaééreasreas requeridasrequeridas la la mayormayorííaa del del tiempotiempo
ProblemasProblemas menoresmenores en el en el transmisortransmisor puedenpueden causarcausargrandesgrandes ppéérdidasrdidas de de coberturacobertura
21
Imágen Analógica vs DTVNivél de la señal .1 dB antes del cliff
22
Capas de Monitoreo de la señal de Video
Test FunctionSignalVideo
Banda BaseCalidad de
Video y Capa de
Transporte
MPEG-2 Análisis del Protocolo
SDH / ATM / IP o RF
Análisis del Canal de
Transmisión
ProgramCompression
TransmissionChannel
Formatting
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Señal vs. Calidad de Imágen
Los sistemas de Video Análogo y Digital son lineales– Mediciones Indirectas con Monitores Forma de Onda y
algunas máscaras especiales son suficientes
Los sistemas de Compresión de Video son No-Lineales– La calidad de Imágen es una función de la cantidad de
compresión, la complejidad de la imágen y las capacidadesdel algoritmo de compresión
– Mediciones Directas de la Calidad de la Imágen utilizandosecuencias complejas de movimiento son requeridas
August 18, 200524
Serial Digital Interface(SDI)
Todos los valores de tiempo estándados para formato analógico NTSC
o digitales a un rate de 525
Todos los valores de tiempo estándados para formato analógico NTSC
o digitales a un rate de 525
25
Construcción del Diagrama de Ojo
26
Construcción del Diagrama de Ojo
27
Construcción del Diagrama de Ojo
28
Construcción del Diagrama de Ojo
29
Construcción del Diagrama de Ojo
30
El Patrón de Ojo
31
UnitInterval
0.8 Volts+ 10%
Jitter0.2 UI p-p
20% to 80%Risetime
Especificaciones para las Mediciones en el Diagrama de Ojo
One Clock Interval
OvershootRising/Falling Edgeless than 10%
32
Mediciones en HD
80%
20%
AmplitudeAmplitude
Rise TimeRise Time
Fall TimeFall Time
33
Mediciones en HD
Decrementos en Amplitud
Debido a la longitud del cable o a la trayectoria de distribución
El Histograma muestra lasvariaciones en la amplitud
Límites variables permitenalarmar en ciertos valoresa ser mostrados en rojo
La señal aún se recibirácorrectamente
34
Mediciones en HD
Overshoot y undershoot presentes en el Diagramade Ojo
Debido a losdesacoplamientos de impedancias en la trayectoria de transmisión
Necesidad de asegurar lasterminaciones correctasusadas a través de la trayectoria de la señal
La señal se recibirácorrectamente
Overshootand
Undershoot
Overshootand
Undershoot
35
Mediciones en el Display de Jitter
Método de Demodulación
Muestra el jitter relacionadoa la línea de video y a la velocidad de campo
La amplitud de la señaldebería ser menor a 0.2UI
36
Mediciones en el Display de Jitter
Readout directo del jitter
Límites variables permitenalarmar valores en color rojo
El display de Jitter muestralos pulsos de interferenciapresentes en la señal
El WFM700 provee la salidadde jitter demodulado paraanálisis en un osciloscopio
37
Filtros en el Display de Jitter
38
Asegurando la salud del sistema de HD
Inicia desde la instalación asegurando el tipo de cable correctoa emplear
Asegurar la correcta carga del sistema y sus terminaciones
Verificar cada link con emulador de distancias y señalespatológicas
Usar re-clocking en trayectorias largas
Usar modos de Ojo y Jitter para determinar si es que existealgún problema
Monitorear los CRC
39
Señales Patológicas – Prueba de Stress SDI Checkfield
20 BITS
19 BITS
1 BIT
20 BITS
HORIZONTAL ACTIVE LINE ONLY
La Condición ocurre una vez por campo en una línea completa
VERTICAL BLANKING INTERVAL
FIRST HALF OF ACTIVE FIELD
300h, 198h
FOR CABLE EQUALIZER TESTING
SECOND HALF OF ACTIVE FIELD
200h, 110h
FOR PHASE LOCKED LOOP TESTING
40
Display de Ojo
Glitches debido al Offset de DC
August 18, 200542
Medición de Timingen
Señales Digitales
Todos los valores de tiempo estándados para formato analógico NTSC
o digitales a un rate de 525
Todos los valores de tiempo estándados para formato analógico NTSC
o digitales a un rate de 525
43
Timing Horizontal Digital
No existe pulso de sincronía en la señaldigital
EAV– End of Active Video– 3FF,000,000,XYZ
SAV– Start of Active Video– 3FF,000,000,XYZ
H SyncRef. Point
000
000
XYZ
3FF
000
000
XYZ
3FF
EAV SAV
H TimingSDI
Black Level(040)
Black Level0 mv
44
Línea Horizontal SD
Primera muestra activa de ImágenÚltima muestra activa de Imágen
COMPONENTE: Línea Activa Digitalizada, EAV/SAV agregados
EAV
SAV
1712
3FF
1713
000
1714
000
1715
XYZ
0C
b1
Y2
Cr
3Y3F
F00
000
0XY
Z
XYZ Palabra que muestra Inicio/Fin deLínea (H), Vertical Blanking (V), y Campo (F)
45
EAV
SAV
EAV
4 words 4 words 4 words
TOTAL LINE 1716/1728 WORDS for 525/625
ANALOG LINE
DIGITAL ACTIVE LINE (same for 525/625)
1440 WORDS (0-1439)
276/288WORDS
for 525/625
BLANKINGINTERVAL
Línea Horizontal SD
46
Display de Datos WFM700M para señal SD
H Blanking Interval
SD SAV
3FF,000,000,XYZ
Active Video
3FF
000,000
XYZ
47
SMPTE 292 Línea Horizontal Digital
Primera muestra de Imágen ActivaÚlima muestra de Imágen Activa
COMPONENTE: Línea Activa Digitalizada, EAV/SAV agregado
EAV
SAV
3FF
3FF
000
000
000
000
XYZ
XYZ
0C
b1
Y2
Cr
3Y
3FF
C3F
F Y
000
C00
0 Y
000
C00
0 Y
XYZ
CXY
Z Y
LN0
CLN
0 Y
LN1
CLN
1 Y
CR
C0
YC
R0
CR
C1
YCR
1
XYZ Palabra que muestra Inicio/Fin de Línea (H),Vertical Blanking (V), y Campo (F)
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Display de Datos WFM700M para señal HD
H Blanking Interval
HD SAV CbYCrY
3FF,3FF,000,000, 000,000,XYZ,XYZ
Active Video
3FF
000,000
XYZ
3FF
000,000
XYZ
49
Black Burst Sync vs. Tri-Level Sync
Porqué Tri Level Sync ?– HD tiene tiempos de subida/bajada mucho más rápidos– Extracción más sencilla de pulsos de campo simplificados– Muestra 0H Definido en el filo de subida de la señal Tri-level sync
Muestra 0v definida aún más sencillo a -300mvMejora el rendimiento de jitter y separación de sincronía
Black Burst – Señal sub-portadora de más Alta Frecuencia– Métodos conocidos de extracción– Métodos conocidos para diferentes frecuencias– Usada en todos los sistemas
50
SD vs. HD
SD Field
HD Field
SD FieldSD Field
HD FieldHD Field
SD Line
HD Line
SD LineSD Line
HD LineHD Line
51
Timing Vertical Digital
No hay pulsos de campo presentes
SAVEAV FirstActiveLine
VerticalBlanking
Level(040)
EndActiveLine
52
Display de Timing
Display Simple para relaciones de timing– Entre la Referencia Externa y la Entrada de Video
Soporta HD, SD y Compuesto
Ya sea BB o Tri-Level
53
Patentado por Tektronix Display de Timing
August 18, 200554
Mediciones de Niveles y Gamut en HDTV
55
Conversión de R’G’B’ en Diferencias de Color
SMPTE240M (1125i 1035 lines)
Y’ = 0.701G’ + 0.087B’ + 0.212R’Pb = (B’-Y’)/1.826
Pr = (R’-Y’)/1.576
SMPTE 274M (1080) & 296M (720p)
Y’ = 0.7152G’ + 0.0722B’ + 0.2126R’Pb = [0.5/(1- 0.0722)](B’-Y’)Pr = [0.5/1- 0.2126) ](R’-Y’)
525 & 625 (601)Y’ = 0.587G’ + 0.114B’ + 0.299R’Pb = 0.564(B’-Y’)Pr = 0.713(R’-Y’)
56
Cromaticidad
• Los cambios de Formato limitan losrangos del color
• Se debe tenercuidado cuando se realiza la conversiónde un formato a otro
57
Conversión R’ G’ B’ / Y P’b P’r
Cámaras
Monitores
Equipo de Edición
Routers
Switchers
Equipo de Almacenamiento
58
Componente de LuminanciaCuantización a 10-bit
Excluded 766.3 mV 3FF 11 1111 1111
Peak 700.0 mV 3AC 11 1010 1100
Black 0 mV 040 00 0100 0000
Excluded -51.1mV 000 00 0000 0000
VOLTAGE766.3 mV
Excluded - ILLEGAL763.9 mV (107 IRE)
Not RecommendedWARNING
Peak 700.0 mV
{
59
Componente de Diferencia de ColorCuantización a 10-bit
Excluded 399.2 mV 3FF 11 1111 1111
Max Positive 350.0 mV 3C0 11 1100 0000
Black 0.0 mV 200 10 0000 0000
Max Negative -350.0 mV 040 00 0100 0000
Excluded -400.0 mV 000 00 0000 0000
60
Cambio en la Colorimetría entre HD y SD
HD YPbPr Monitor Forma de Onda
SD YPbPr Monitor Forma de Onda
Observe la diferencia en la transición de Verde a Magenta
61
Utilizando una Matriz de Ecuaciones Errónea
El convertir de HD a SD usando matrices erróneas puedeproducir errores en gamut
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1 2 3 4 5 6 7 8
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1 2 3 4 5 6 7 8
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1 2 3 4 5 6 7 8
62
Monitoreo de Gamut — la forma tradicional
Gamut Máximo
Gamut Mínimo
63
Cómo se forma el Display de Diamante
64
Entendiendo el Display de Diamante
R ErrorB
Red AmplitudeError
B
G
G
R
65
Aplicación – Display de Diamante
Señales de Prueba y en
Vivo
Fácil aislamiento de
fallas
66
Aplicación – Display de Diamante
67
Balance de Cámaras – Display de Diamante
Una señal de escala de grises
produce una línea vertical
4 Los errores de Balance se
muestran como una
pendiente
68
Errores de Timing con el display de Diamante
La curvatura indica un error de timing
4 El Diamante se encontraráindicando errores de timing
69
Construcción del display de Lightning
70
Mediciones de Timing – Usando el display de Lightning
La curvatura indica un error de timing
4 La dirección muestra si hay avance o retardo
4 La locación muestracual es el componentecon falla
4 Las cruces cuantificanel error de timing
71
Construcción del display Arrowhead
NTSC PAL
72
Display “Arrowhead”
– El Gamut de la señalCompuesta esmonitoreada con el display de Arrowhead
– El nivel de Luminancia se despliega en el ejeVertical
– El nivel de color se extiende a la derechadependiendo del nivel de Luminancia
– Las Alarmas pueden ser colocadas a 100 IRE o 700 mV, 110%, 120%, 131%
White
Chroma
Black100 IRE
73
Gamut Compuesto usando Arrowhead
Simplifica el monitoreode gamut en compuestosin la necesidad de un encoder
Limites de Alarmasajustables
Luma vertical
Chroma horizontal
Graticula seleccionablepara PAL o NTSC
Usado con señales de prueba y en Vivo
Luma
Chroma
74
Monitoreo de Gamut de Luma con Arrowhead
Lower LumaLimit
Lower Luma+Chroma
Limit
UpperLuma+Chroma
LimitUpper LumaLimit
75
Niveles de Gamut
EBU-R103 – Especifica una serie de requerimientos para los limites de Gamut de una señal
Gamut en RGB– Límte superior 105% – Límite inferior -5% – Area 1%
Gamut Compuesto– Límite superior 932mv (Tek Default)– Límite inferior -221mv (Tek Default)– Area 0%
Gamut de Luma– Límite superior 103%– Límite inferior -1%– Area 1%
Los monitores forma de onda permiten el ajuste de límites
76
Sesión de Video
77
Sesión de Video
Indicación Simple de Errores de Gamut
Letras en minúscula indicanvalores abajo de límites
Letras en mayúsculasindican valores arriba de límites
En este caso
Letras r,g,b & l indicanvalores en la parte de negros para esta señal de barras SMPTE
Indica % de error durantela sesión
78
WVR7100/WVR6100 Gratículas de Safe Action / Safe Title
Gratículas seleccionables de Safe Action / Safe Title– 4:3, 14:9, 16:9, Personalizadas 1 & 2– Formato para los estándares SMPTE, ARIB & BBC
(US TVPG) TV-Y
79
(US TVPG) TV-Y
WVR7100/WVR6100 Gratículas de Safe Action / Safe Title
Gratículas seleccionables de Safe Action / Safe Title– 4:3, 14:9, 16:9, Personalizadas 1 & 2– Formato para los estándares SMPTE, ARIB & BBC
80
WVR7100/WVR6100 Closed Caption
Decodificación de la imágenen pantalla– Correctamente posicionado en
la pantalla
Indicación de V-Chip
Display de Datos Auxiliares
Funciones adicionales en el log de errores
August 18, 200581
Audio Embedded en HD
82
Audio Embedded en HD
Definido por ITU.BT-R 1365 y SMPTE299M
Hasta 16 canales de audio– Paquetizados en 4 grupos de audio con 4 canales de audio
Muestras de 24 bits de audio acarreados con los datos ANC
Los datos son acarreados únicamente en las muestras Cb y Cr
Palabras de datos adicionales (CLK) usadas para sincronización
Palabras adicionales de ECC para corrección de errores
83
Audio Embedded HD vs. SD
Audio embedded en HDSolo presente en Cb/Cr
Audio embedded en SDPresente en Y/Cb/Cr
84
Buffer de Audio Embedded para SD
SAV
EAVGroup 1
Group 2
Group 3
Group 4
85
Audio Embedded para HDSAV
EAV
Embedded AudioGroups
86
Paquete de Datos de Audio para HD
August 18, 200587
Audio Multi Canal
Compresión de Audio, Dolby AC-3, Dolby E
88
Audio Multi-Canal – Sistemas hasta 7.1
89
La necesidad de reducir la cantidad de datos
-163
84
-115
83
0
1158
3
1638
4
1158
3
0
-115
83
-163
84
-115
83
0
1158
3
1638
4
1158
3
0
-163
84
-115
83
16 b
its
48,000 samples per second
Estéreo: 2 canales * 48,000 muestras-por-segundo * 16 bits-por-muestra= 1,536,000 bits-por-segundo (1536 kbps)
5.1: 6 canales * 48,000 muestras-por-segundo * 16 bits-por-muestra= 4,608,000 bits-por-segundo (4608 kbps)
90
Características de Enmascaramiento
20 kHz
Límites de Enmascaramiento
Onda Senoidal
de 1kHzLímites del Silencio
20 Hz 1 kHz
Presióndel Sonido
91
El Audio El Audio eses ReproducidoReproducido a un a un NivelNivel ConstanteConstante
Source #1
dialog level = -25 dB
Source #2
dialog level = -15 dB
Reduce 6 dB
Reproduced
dialog level = -31 dB
Reduce 16 dB
Las 3 “D”s: Dialog Normalization
El nivel de diálogo es indicado en el bitstream
Los Decoders “bajan el volúmen” basados en el nivel de diálogo
92
Dynamic Range Is a UserDynamic Range Is a User--adjustable Parameteradjustable Parameter
Source
wide dynamic range
Compression enabled Reproduced
narrow dynamic range
Compression disabled
Reproduced
wide dynamic range
Los encoders Dolby Digital calculan el rango dinámico de compresióny los factores de corte– Limita los niveles extremos de los niveles de Audio
Los decoders pueden o no aplicar estos factores– Limita los niveles de audición
The 3 “D”s: Dynamic Range Control
93
The 3 “D”s: Downmixing
El número de bocinas puede ser independiente al número de canales codificados
Downmixing asegura que se escuche todo el contenido
94
Resúmen Dolby Digital (AC-3)
Compresión de múltiples canales de audio a bajo bit rate 384 kbps
Usa codificación perceptual para reducir el bit rate
Normalización de Diálogo
Dynamic Range control
Habilidad de realizar el Downmix a Estéro o Dolby Surround
Para transmisión no para producción
95
Dolby E Usado para Producción
El Sistema de Reducción de datos de Audio en Dolby E fuediseñado para aplicaciones Contribución y Distribución
Multicanal / Multiprograma
Multigeneración de programas
Ediciones Limpias (audio follow video)
Compatible con equipo existente
96
Porqué usar Dolby E y no Dolby Digital (AC-3) para Distribución
Dolby E fue diseñado para distribución, no para transmisión
Bajo nivel de delay 1 frame vs. ~6 frames (AC-3 3/2)
Mejor calidad
8 canales no 5.1
Edición más suave – siguiente slide
Acarreo de metadata de Dolby E – pasa la metadata de Dolby Digital (AC-3) al Encoder AC-3 en tiempo real
97
Display de Sonido Surround
Permite visualizar la interacción de los canales múltiples– Izquierda (L), Derecha (R), Central (C), Izquierda Surround (Ls), Derecha
Surround (Rs)– Muestra sonido dominante– Correlación entre canales– Indicadores de Fase Fantasma– Filtros Lineales o A Weighting
98
Total Volume Indication
Display de Sonido Surround
99
Canal Central
C= L = RC < (L = R)
C > (L = R)
100
Indicadores de Correlacion de Fase
Correlación Negativa L/C
Alta Correlación L/R
No hay Correlación C/R
101
Serie WVR Decodificación Dolby
Decodificación Dolby E o Digital
Display de Barras Flexible
Selección de canales individuales
Permite la salida de pares de audio analógicos
Opción de Decodificacióncompleta en la opción DDE
Decodificación Limitada en la opción DD
102
Identificación Simple de Dolby
Identificación sencilla de streams de Dolby
Configuración rápida de decodificación AES y Dolby
Despliega hasta 10 canales de Audio
103
WVR Decodificación Dolby E
Decodifica Dolby E
Display Metadata
104
Decodifica Dolby Digital (AC-3)
Display de Barras
Dialnorm– Respuesta en Barras
Opcional
Dynamic Range– Respuesta en Barras
Opcional
WVR Decodificación Dolby
105
HDTV SwitcherHDTV Switcher
1.485Gb/s1.485Gb/s
1.485Gb/s1.485Gb/s
1.485Gb/s1.485Gb/s
1.485Gb/s1.485Gb/s
GraphicsGraphicsAudio Mixer
AES/EBU AudioAES/EBU Audio
764764764DOLBY
AC-3 Audio
DOLBY
AC-3 Audio
Signal Routing,Compression,
Rate Conversion.
Signal Routing,Signal Routing,Compression,Compression,
Rate Conversion.Rate Conversion.Studio
CamerasStudio
Cameras
HDTV StudioHDTV Studio
HDTV SwitcherHDTV Switcher
1.485Gb/s1.485Gb/s
1.485Gb/s1.485Gb/s
1.485Gb/s1.485Gb/s
1.485Gb/s1.485Gb/s
GraphicsGraphicsAudio Mixer
AES/EBU AudioAES/EBU Audio
764764764
DOLBY AC-3 Audio
MPEG 2?
DOLBY AC-3 Audio
MPEG 2?
Signal Routing,Compression,
Rate Conversion.
Signal Routing,Signal Routing,Compression,Compression,
Rate Conversion.Rate Conversion.Studio
CamerasStudio
Cameras
WFM700
106
HDTV Switcher
1.485Gb/s
1.485Gb/s
1.485Gb/s
1.485Gb/s
GraphicsAudio Mixer
AES/EBU Audio
764764
DOLBY AC-3 Audio
StudioCameras
Signal Routing,Compression,
Rate Conversion.
Signal Routing,Signal Routing,Compression,Compression,
Rate Conversion.Rate Conversion.
HDTV StudioMezzanine
Storage
MPEG2
~300Mb/s
SPG600
360Mb/s
45Mb/s Network
270Mb/s
YPbPr/RGB
TG700
1.485GB/sAES/EBU AudioHDTV Data
SDTV DataAC3 Audio
HD
WFM700
107
Resúmen
Monitoreo de Gamut y herramientas para post producción
Existen similitudes entre las estructuras de muestreo en HD y SD
Sin embargo, existen también diferencias que debemos conocer– Frecuencia de muestreo, frecuencias de reloj más altas– Las señales en HD son más susceptibles a errores por reflexiones,
terminaciones, y longitud de cable– Diferencias de EAV y SAV respectoa a SD– Diferencias en colorimetría entre HD y SD
Mejoras en el Audio – Sonido Surround Dolby Digital (AC-3) / E– Diferente estándar de Audio Embedded– Soporte para Dolby E/Digital en estructuras AES / Embedded– Herramienta de Monitoreo de Sonido Surround
108
Señal vs. Calidad de Imágen
Los sistemas de Video Análogo y Digital son lineales– Mediciones Indirectas con Monitores Forma de Onda y
algunas máscaras especiales son suficientes
Los sistemas de Compresión de Video son No-Lineales– La calidad de Imágen es una función de la cantidad de
compresión, la complejidad de la imágen y las capacidadesdel algoritmo de compresión
– Mediciones Directas de la Calidad de la Imágen utilizandosecuencias complejas de movimiento son requeridas
109
Imparidades de la Compresión
Blocking:Apariencia de remarcadode la estructura del bloqueEl Blocking se debe al valor de DC del coeficiente de la DCT que viene siendodiferente de un bloque a otro
110
Error Blocks:Una forma de distorción de bloqueUno o más bloques parecenno reensamblarse a la escena actual y se quedanen la escena anterior y contínuamente contrastantotalmente con los bloquesadyacentes
Imparidades de la Compresión
111
Edge busyness:Distorción que se concentra en los filos o límites de los objetos
Mosquito noise:Distorción de tipo Edge busyness y que se asociaal movimientoSe caracteriza porartifacts en movimientoopor patrones de de ruidoen bloquessuperimpuestos sobre losobjetos
Imparidades de la Compresión
112
Quantization noise:Nieve o sal & pimientaSimilar al ruido aleatoriopero que no es uniforme en la imágen
Imparidades de la Compresión
113
Blurring: Distorción en la imágenenteraSe caracteriza por la reducción de nitidez en losfilos o límites de los obletos y por los detalles espaciales
Imparidades de la Compresión
114
Sensibilidades de los clientes
Diferencias en Luminancia son más perceptiblesque las diferencias en color
Diferencias en primer plano son másperceptibles que aquellas en el background
Diferencias en áreas planas son másperceptibles que aquellas en áreas en donde hay más información
115
Signal Routing,Signal Routing,Compression,Compression,
Rate Conversion.Rate Conversion.
AC3 Audio
SDTV Data
HDTV Data ATSCATSCEncoderEncoder
Push Data
19.39Mb/s ATSC
MPEG2 Data
PictureQualityAnalysis
8VSB8VSBTransmitterTransmitter
RFA 300
DTV Transmission Path
ProtocolTesting MTS400 SeriesPQA300
August 18, 2005116
Conversión de Formatos en el camino hacia HDTV
Conversión de Formatos a HDTV
Problema– Costo de un Estudio en HD
Solución– Actualizar estudio a SDI– Conversión de formato de SDI a HDTV
Implementación de Conversión a HD
Up Conversion a HD
Frame Frame Store Frame
Duplicación de líneas en un cuadro
Problemas en la Conversión
Destruye la secuencia de líneas por Cuadro
Debido a la repetición de la misma línea 2 veces
Problemas que se introducen en la imágenImágen en movimiento borrosa debido a las diferenciasentre los campos
Twitter Interlíneas debido al entrelazado del cuadro de líneas
Imlementación Técnica de la Conversión
ProblemaNecesidad de resolver problemas como: – Movimiento borroso– Twitter Interlíneas
SoluciónUsar múltiples alamcenamientos de campos
Desarrolar un algoritmo de Interpolación
Problemas de la Interpolación
El proceso de promediación tiende a suavisar la Imágen
Black to White Transistion
Pixel Samples
Interpolation Black to White Transition softer
Pixel Samples
La diferencia entre los campos produce movimientos borrosos
Problemas de la Interpolación
Imágen A Imágen B
Interpolación de la Imágen
Imágenes residuales de ambosImágen de salida
Tecnología vs. Contenido Artístico
Relación de Aspecto 4:3 vs. 16:9 en HD
Se requiere considerar la Conversión en la Relación de Aspecto
4
3 9
16
Qué sucede con la Relación de Aspecto en la Conversión entre formatos?
Altura total de la imágen en 4:3 vista en 16:9 HD
Además de los filos negros de la Imágen
4
39
16
Se pierde la parte superior e inferior de la imágen
93
16
4
Qué sucede con la Relación de Aspecto en la Conversión entre formatos?
Se requieren de alargamientos anamórficos de la imágen en 4:3 psrs llenar la pantalla completa en formato 16:9
Distorciones de imágenes circulares que se convierten en óvalos
9
16
4
3
Qué sucede con la Relación de Aspecto en la Conversión entre formatos?
