Analisis De Seales De Video

Análisis de señales de video en banda base.

1.1. Fundamentos de video en banda base. Barrido. (scanning) El barrido es usado en todos lo sistemas de televisión para convertir una imagen bi-dimensional óptica en señales eléctricas. El concepto de barrido es ilustrado en la figura 1.1. La imagen óptica de la escena que esta tomando una cámara de televisión es “rastreada” en forma vertical y horizontal, de manera que las variaciones de brillantez y color de la escena son convertidas en señales eléctricas, el barrido empieza de la izquierda hacia la derecha y de arriba hacia debajo de la imagen. Se rastrea una línea horizontal después de otra hasta completar la imagen en forma rectangular y luego se empieza de nuevo en la parte superior y así sucesivamente. El barrido es una forma de muestreo, es decir, un proceso mediante el cual una señal continua es convertida en muestras medidas a intervalos regulares. En el receptor estas muestras son convertidas de nuevo en señales continuas por medios electrónicos y por medio de la retención del ojo humano. Hay dos formas de muestreo en el barrido de televisión; Variaciones en brillantez vertical son muestreadas en las líneas de barrido y las posiciones de los objetos en la imagen son muestreadas por el barrido de la imagen entera repetidamente..

Punto de inicio

Pixeles Figura 1.1 El principio de barrido.

Como resultado del proceso de barrido, la imagen es representada por un mosaico rectangular de elementos de pantalla o pixeles. Ver figura 1.1. Un píxel esta definido como el área más pequeña de una imagen de televisión que se puede transmitir dentro de los parámetros del sistema El proceso de transmisión de señal de televisión se lleva a cabo por medio del siguiente proceso: • Se analiza la imagen óptica con un dispositivo fotoeléctrico en una secuencia de barridos horizontales de la parte superior a la inferior de la pantalla, para producir una señal eléctrica en la cual los valores de brillantez y color de los elementos individuales de la pantalla son representados como niveles de voltaje de una forma de onda de video. • Se transmiten los valores de los elementos de pantalla en secuencia como valores de voltaje de una señal de video. • Se reproduce la imagen óptica original en una pantalla de video mostrando las líneas de barrido paralelo en la pantalla. Al final de cada línea de barrido horizontal, la señal es ‘escondida’ (blanked) mientras el rayo de barrido regresa a la parte izquierda de la pantalla. Este proceso continua hasta que la imagen es barrida de arriba abajo hasta completar lo que se conoce como ‘campo’. (field) o sea toda la pantalla. Entrelazado de campos de barrido. El barrido de la pantalla no se hace de una forma continua, sino que se barren primero las líneas horizontales pares y luego se barren las líneas horizontales nones, como lo muestra la figura 1.2. De manera que existe un campo

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Convenio UACJ – SA Comunicaciones análogas y digitales con las líneas pares y un campo con las líneas nones. Estos dos campos están entrelazados (interlaced) y forman un cuadro de imagen (frame)

Línea 1 Campo 1

Línea 284 Campo 2

Línea 2 Campo 1

Línea 285 Campo 2

Línea 263 Campo 1

Retraso vertical de campo 1 a campo 2, 20 líneas

Figura 1.2 Patrón de barrido entrelazado para señales de televisión. Estándares para transmisión de señal de televisión. Existen cuatro estándares en el mundo para transmitir señales de televisión, las características de estos estándares están resumidos en la tabla 1. El sistema NTSC (National Television Standars Committee) se usa en USA, Japón, México y otros países. El sistema PAL (Phase Alternate each Line) se usa en la mayoría de Europa y China. El sistema SECAM (Sequencial Color with [Avec] Memory) se usa en Francia y las antiguos republicas soviéticas. Se espera que el estándar de HDTV (High Definition Television) sea uno solo. Los primeros tres estándares son incompatibles por muchas razones. Hay muchas maneras de transportar la información de color de una imagen, una de ellas usada por los sistemas de televisión es generar un amplio espectro de colores con solo tres colores básicos, llamados Dr. Víctor Hinostroza

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Convenio UACJ – SA Comunicaciones análogas y digitales Green y Blue) o como mejor se le conoce a este sistema, el sistema RGB. Es decir, toda la información de color de una imagen puede estar representada por tres señales. De hecho en es sistema NTSC, se usan tres señales estas son: Tabla 1. Estándares de sistemas de transmisión de televisión. Estándar NTSC PAL SECAM HDTV Campos por Segundo 59.94 50 50 60 Cuadros por segundo 29.97 25 25 30 Líneas por cuadro 525 625 625 1125 Líneas por segundo 15734 15625 15625 33750

Luminancia. La señal de luminancia se parece mucho a una señal de televisión de blanco y negro, contiene información sobre la cantidad de luz en cada elemento de pantalla. La señal de luminancia es producida por la suma de las tres señales primarias RGB en cierta proporción, de acuerdo a la siguiente formula:

Y = 0.59G + 0.30R + 0.11B Crominancia. Derivadas de la señal de luminancia se obtienen dos señales de diferencia de color que son: B – Y y R - Y. estas dos señales de diferencia son llamadas crominancia. Estas dos señales llamadas señales diferencia, son transmitidas como dos señales I y Q en cuadratura. Las tres señales Y, B – Y y R- Y, contienen toda la información de la imagen que se necesita. La figura 1.3 muestra la localización en un espectro de frecuencia de 6 MHz en un canal NTSC de estas señales

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Portadora de luminancia

Sub-portadora de color

Portadora de Audio

1.25 MHz

3.58 MHz 4.5 MHz 6 MHz

Figura 1.3 Un canal de televisión NTSC estándar. Vídeo compuesto. Él termino de video compuesto se usa para definir una señal de video que contiene las siguientes partes: • • Información de luminancia y crominancia de una imagen. Información de sincronía para sincronización de circuitos de procesamiento de señales de color y barrido Una señal de video compuesto se muestra en las figuras 1.4 y 1.5. En la figura 1.4 se puede observar que la señal de crominancia esta superpuesta en la señal de Luminancia y las variaciones de amplitud de la señal de Luminancia es mayor que las de crominancia. En la figura 1.5 la parte negativa de la señal de video compuesto

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