formatos televisión resumen

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4:2:2 4:4:4 4:2:2 4:2:2 Color calidad trasmisión (YCrCb) Entrelazado Uso Frec. Campo /cuadro [Hz] Asp ect Lineas Filas Norm ativa 24/ 24 60/ 30 50/ 25 60/30 no Televisión Alta res. DVD 16:9 720x 1280 HDT ATSC 720p si Televisan Alta res. 16:9 1080x 1920 HDT ATSC 1080i si Televisión Europa 4:3 625 PAL si Televisión EE:UU 4:3 525 NTSC

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4:2:2

4:4:4

4:2:2

4:2:2

Color calidad trasmisión(YCrCb)

EntrelazadoUsoFrec.Campo/cuadro [Hz]

Aspect

LineasFilas

Normativa

24/ 24

60/ 30

50/ 25

60/30

noTelevisiónAlta res. DVD

16:9720x 1280

HDT ATSC720p

siTelevisanAlta res.

16:91080x 1920

HDT ATSC 1080i

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siTelevisión EE:UU4:3525NTSC

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• La codificacion de color se hace en sitstema YCrCb.

• Bitrate de codificación de color sin comprimir (bpp – bits por pixel):

Cada muestra (rectangulo) es de 8 bitsHay tantas pixeles como comp. Y.4:4:4 – 24 bpp (12 rect. 4 pixeles)4:2:2 – 16 bpp (8 rect. 4 pixeles)4:1:1 – 12 bpp (12 rect. 8 pixeles)4:2:0 – 12 bpp

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• Especificación de Líneas/”frame rate”NTSC 525/60PAL 625/50

• ATSC (Advanced TV Standard Committee)

1080i 1920x1080 escaneado entrelazado720p 1280x720 escaneado progresivo

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• Razón de aspectoTV convencional is 4:3 (1.33)HDTV 16:9 (2.11)Cine 1.85:1 o 2.35:1

• Razón de refrescoNTSC 60Hz (59.94Hz)PAL 50HzCine 48Hz (todavía 24 fps)

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• 525 líneas repetidas 29.97 veces por segundo (33.37 mseg/frame)

• Las líneas escaneadas entrelazadas dividen los frames en 2 campos cada uno de 262.5 líneas (16.68 mseg./campo)

• 20 líneas se reservan para controlar información al comienzo de cada campo

(525-lineas, 60-frames/seg.)

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• 625 líneas de escaneado repetidas 25 veces por segundo (i.e. 40 mseg/frame)

• Las líneas de escaneado entrelazadas dividen al frame en 2 campos de 312.5 líneas cada uno (i.e. 20 mseg/campo)

• Aproximadamente un 20% mas de líneas que NTSC

• NTSC vs. PAL � aproximadamente el mismo ancho de banda

(625-líneas, 60-frames/seg.)

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• La luminancia (Y) es la cantidad lineal de luz, directamente proporcional a la intensidad física y ponderada por la sensibilidad al espectro de la percepción humana a la sensibilidad.

• La luminancia puede ser calculada como la suma ponderada de los componentes lineales: Rojo, Verde y Azul.

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• El cálculo de la luminancia Y a partir de los tres componentes espectrales de la luz es el siguiente:

Y = 0.125 R + 0.7514 G + 0.0721 B

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• La CIE (Comisión Internacional sobre Iluminación) define la brillantez como:

El atributo de una sensación visual de acuerdo con el cual un área aparece mostrar mas o menos luz.

• La brillantez es una cantidad subjetiva.• La CIE considera a la luminancia como la

forma objetiva de medir la cantidad relacionada con el brillo.

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• En un estado particular de adaptación, la visión humana puede distinguir diferentes niveles de luminancia.

• La razón entre la luminancia de la zona mas luminosa de una escena y la mas oscura se llama razón de contraste.

• Recordar sensibilidad al contraste y resolución espacial.

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• Es una señal no lineal denominada Y’, representativa del brillo y que se forma por combinación mediante suma ponderada de los componentes no lineales R’, G’ y B’.

• R’, G’ y B’ se obtienen a partir de R, G y B mediante una función de transferencia no-lineal denominada corrección gamma.

Y’ = 0.299 R’ + 0.587 G’ + 0.114 B’

* �� • En fotografía, vídeo y gráficos por

ordenador, Gamma significa un parámetro numérico que describe la no linealidad de la reproducción de la intensidad.

• Un TRC es no-lineal debido a que la intensidad de la luz reproducida en la pantalla es una función no-lineal de su voltaje de entrada.

• La corrección Gamma puede ser considerada como el proceso de compensar dicha no-linealidad.

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• La visión humana también es no linealLa sensación de luminosidad es una potencia de la función de intensidad (y=xw)

• Los CRT no lineales son cercanos a la inversa de la percepción humana de la luminosidad.

• La codificación de la intensidad mediante una señal corregida a Gamma maximiza la imagen perceptual.

• Y -versus- Y’

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• En el caso del CRTIntensidad = Voltaje γ

Intensidad = (Voltaje + ε) 2.5

Señal = Intensidad (1/γ)

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• Estándar Rec. 709 para HDTVR’ = 4.5 R si R=< 0.018R’ = 1.099 R 0.45 – 0.099 si R > 0.018

• Estándar 240M para la HDTVR’ = 4.0 si R =< 0.0228R’ = 1.115 R 0.45 – 0.115 si R > 0.0228

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• Modelan la percepción del color mediante la relación entre el espectro físico y el color percibido.

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• Tri-estímulo CIE XYZLa luminancia Y de una fuente es obtenida por la integración de la Distribución del Espectro de Potencia (DSP) ponderada por la función de ajuste del color y.Cuando la luminancia se aumenta con otros dos componentes X, Z, ponderados por sus funciones de ajuste del color x, z, pasamos a los valores tri-estímulo XYZ.

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• Significa la representación de color puro en ausencia de brillo.

x = X / (X + Y + Z)y = Y / (X + Y + Z)Z = Z / (X + Y + Z)

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• Puede utilizar codificación no linealRGB � R’G’B’ (RGB con corrección gamma)

• Puede utilizar la codificación luminancia / crominancia

R’G’B’ � Y’CBCR

Y es la luminancia (Y’ es luma)Las crominancias son CBCR

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• Desarrollado para el sistema americano de televisión de alta definición.

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• Partiendo de CB = B’ – Y’ y CR = R’ – Y’• Los componentes del video digital son:

Y’ CBCR• Otras codificaciones pueden incluir submuestreo del color:

4:4:4 La luminancia y las crominancias son muestreadas a la misma frecuencia. No existe ahorro de ancho de banda.

4:2:2 Las señales de crominancia son muestreadas a la mitad de la frecuencia que las de luminancia en la dirección horizontal.

4:1:1 Las señales de crominancia son muestreadas a un cuarto de frecuencia que las de luminancia en la dirección horizontal.

4:2:0 Las señales de crominancia son muestreadas a la mitad de frecuencia que las de luminancia, tanto en la dirección verticalcomo en la horizontal.

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• CompuestoNTSC - 6MHz (4.2MHz video), 29.97 frames/seg.PAL - 6-8MHz (4.2-6MHz video), 50 frames/seg.

• ComponenteVídeo separado (luma, chroma) - svhs, Hi8mmRGB, YUV, YIQ, …YCBCR – utilizado para los sistemas con compresión

• Vídeo separado se llama “s-video”

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• NTSCY = 0.299R + 0.587G + 0.114BI = 0.596R - 0.275G - 0.321B

Q = 0.212R - 0.523G + 0.311Bcompuesto = Y + I cos(Fsc t) + Q sen(Fsc t)

• PALY = 0.299R + 0.587G + 0.114BU = 0.492(B-Y)V = 0.877(R-Y)compuesto = Y + U sen (Fsc t) + V cos(Fsc t)

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• La TV analógica es una señal continua.• La TV Digital utiliza valores numéricos

discretosLa señal es muestreadaLas muestras son cuantizadas

• La imagen se representa por una matriz de píxeles.

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• En los sistemas de 525 y 625 líneas la frecuencia de muestreo estándar para los componentes del vídeo digital es de 13.5 MHz.

• Esta razón produce un número entero de muestras por línea en ambos sistemas.

• En los sistemas de HDTV se muestrea a un múltiplo de la anterior.

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• La utilización de 13.5 MHz produce:858 muestras en el sistema 525/60

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864 muestras en el sistemas 625/50��5">��"6�"

• Para anchos de banda inferiores se puede bajar la Frecuencia de muestreo hasta 3.375 MHz por tanto una relación 4:1

• Para RGB máxima calidad 4:4:4• Para YUV máxima calidad 4:2:2• Sistema PAL 4:1:1

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• Vídeo Compuesto DigitalFrecuencia de datos142 Mb/sSubmuestreo de color 4:2:2

• Vídeo Digital de componentesMantiene señales separadas para luma y crominanciaFrecuencia de datos 270 Mb/sSubmuestreo de color 4:2:2

• Vídeo Digital comprimidoMPEG, MJPEG, H.26x, DV, …

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• 4:2:2 YCBCR16x16 macrobloque8x8 pixel bloque8 bits/muestra = 16 bits/pixel = 4Kbits/macrobloque

• 4:1:1 YCBCR3Kbits/macrobloque12 bits/pixel

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• Digital720x483 = 347,760 píxeles/frameMuestreo 4:2:2 da 695,520 bytes/frame21 MB/sec (167 Mbs)Muestreo 4:4:4 da 250 Mbs

• ATV1280x720 = 921,600 píxeles/frameMuestreo 4:2:0 da 1,382,400 bytes/frame41 MB/sec (328 Mbs)

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• ATSC (720P)720x1280 = 921,600 píxeles/frameMuestreo 4:2:2 = 1,843,200 bytes/frame24 fps = 44,236,800 bytes/seg.� 44 MB/s = 354 Mbs

• ATSC (studio 1080I)1080x1920 = 2,073,600 píxeles/frameMuestreo 4:4:4 = 6,220,800 bytes/frame30 fps = 186,624,000 bytes/seg.�187MB/s = 1.5 Gbs