Video Digital Según La Norma ITU-BT.R.601

4 Video Digital Según la Norma ITU-BT.R.601

(CCIR 601)

Las señales de video digital sin comprimir se utilizan desde hace algún tiempo En los estudios de televisión. De acuerdo con el estándar original denominado CCIR 601 denominado hoy como IBU-BT.R601, esta señal de datos se obtiene como sigue:

Para comenzar la cámara de video provee las señales análogas de rojo, verde y azul (R, G, B). Estas señales son matrizadas en la cámara, para formar las señales de luminancia (Y) y crominancia (diferencia del color CB y CR).

Fig. 4.1.

Fig. 4.1. Digitalización de la luminancia y la crominancia

Estas señales son producidas por la adición o sustracción de R = Rojo, G = Verde, B = Azul:

Y = (0.30 • R) + (0.59 • G) + (0.11 • B);

CB = 0.56 • (B-Y);

CR = 0.71 • (R-Y);

El ancho de banda de la luminancia se limita a 5.75 MHz usando un filtro pasabajos.

Las dos señales de diferencia de color se limitan a 2.75 MHz, es decir la resolución del color se reduce notoriamente en comparación con el brillo. Este principio es afin con el de los libros infantiles, donde la impresión de los detalles es ocasionada simplemente por líneas negras impresas. Asimismo en la televisión análoga (NTSC, PAL, SECAM), la resolución del color se reduce cerca de 1.3 MHz.

Las señales filtradas Y, CB y CR a continuación se muestran y se convierten a digital por medio de sus respectivos convertidores análogo/digital. El convertidor A/D en la rama de la luminancia funciona a una frecuencia de muestreo de 13.5 MHz y las dos señales de diferencia de color CB y CR se muestrean a 6.75 MHz cada una.

Fig. 4.2. Muestreo de los componentes según ITU-BT.R601

Esto satisfice los requisitos del teorema del muestreo: Que no hayan componentes de la señal por encima de la frecuencia del muestreo. Los tres convertidores A/D pueden tener una resolución de 8 o 10 bits. Para una resolución de 10 bits, dará una tasa gruesa de datos de 270 Mbit/s que es propicia para la distribución en el estudio pero demasiado alta para la transmisión de TV, vía los canales existentes (terrestre, satelital o cable). Las muestras de los tres convertidores A/D

se multiplexan en el orden: CB Y CR Y CB Y ... En está señal de video digital (Fig. 4.1.), el valor de la luminancia se alterna así con un valor de CB o un valor CR y hay el doble de veces valores de Y que valores de CB o CR. Esto se denomina resolución 4:2:2 resolution, comparadas con la resolución inmediatamente posterior al matrixado, que era igual a todos los componentes, la llamada 4:4:4.

Esta señal digital puede estar presente en forma paralela en un conector sub-D de 25 pines o en serie en un conector BNC serial de 75 Ohm. La interfaz serial se denomina SDI (Serial Digital Interface) por interfaz serial digital y se ha convertido en el interfaz más ampliamente utilizado porque puede emplearse un cable convencional de 75-Ohm BNC.

Dentro del flujo de datos, el inicio y el final de la señal de video activa son marcados por palabras d códigos especiales llamadas SAV (start of active video) inició de video activo, ciertamente adecuadas (Fig. 4.2.). Entre la EAV y la SAV, está el interval de borrado horizontal el cual no contiene ninguna información relacionada a la señal de video, es decir, la señal digital no acarrea el pulso de la sincronización. En el intervalo de borrado horizontal se puede transmitir información suplementaria, tal como señales de audio (embedded audio).

Fig. 4.3. Palabras codigo SAV y EAV en una señal ITU-BT.R601

Las palabras del código SAV y EAV code words (Fig. 4.3.) consiste en palabras de 8 o 10 bits cada una. La SAV y EAV comienzan con una palabra de código en la cual todos los bits se fijan a uno, seguidas por dos palabras en las cuales todos los bits se fijan a cero. La cuarta palabra de código contiene la información sobre el campo respectivo o el intervalo de borrado vertical, respectivamente. Esta cuarta palabra de código se utiliza para detectar el comienzo de un cuadro, de un campo o de un área activa de imagen en la dirección vertical. El bit más significativo de la cuarta palabra es 1. El bit siguiente (bit 8 en una transmisión de 10 bit o el bit 6 en una transmisión de 8 bit) señala el campo por medio de una bandera, si este bit se fija a cero, es una línea de campo 1 y si es uno, es una línea del campo 2. El bit siguiente (bit 7 en una transmisión o el 10 bit 5 en una transmisión de 8 bits) señala por medio de una bandera el área de video activa en dirección vertical. Si este bit se fija a cero, ésta es el área de video visible, y si no es el área de borrado vertical. El bit 6 (10 bit) o el bit 4 (8 bit) proporciona información acerca de si la actual palabra de código es un SAV o una EAV. Es SAV si este bit se fija a cero y EAV si no. Los bits 5...2 (10 bit) o 3...0 (8 bit) se utilizan para protección de error de las palabras de código SAV y EAV. La cuarta palabra de codigo de la secuencia de la referencia de la sincronización (TRS) contiene información siguiente:

• F = Campo (0 = 1st Campo, 1 = 2nd Campo)

• V = BorradoVertical (1 = intervalo de borrado vertical activo)

• H = SAV/EAV identificación (0 = SAV, 1 = EAV)

• P0, P1, P2, P3 = Protección bits (Código Hamming)

Ni la señal de luminancia (Y) ni las señales de diferencia de color (CB, CR) utilizan la gama dinámica completa disponible para ellas. Hay una gama prohibida que se reserva como margen, por un lado y por otro permiten que se identifiquen fácilmente las SAV y EAV. Una señal Y se extiende entre 16 y 64 decimales (8 bits) o 240 y 960 decimales (10 bits).

El área fuera de esta gama se utiliza como reserva y para propósitos de identificación de la sincronización.

Fig. 4.4. Diagrama de niveles

Esta señal de video conforme a ITU-BT.R601, que esta normalmente disponible como como una señal SDI (Serial Digital Interface), comforma la señal de entrada a un codificador MPEG.

Bibliografía: [ITU601], [MÄUSL4], [GRUNWALD]

5 Televisión en Alta Definición – HDTV

La Televisión de Definición Estándar – SDTV – introducida en los

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