SISTEMAS DE ALTADEFINICION. CAPITULO UNO INTRODUCCION.

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1 SISTEMAS DE ALTADEFINICION

2 CAPITULO UNO INTRODUCCION

3 ¿REGRESO AL FUTURO? ¿Qué es AltaDefinición?

4 ¿REGRESO AL FUTURO? ¿ParaqueHD?

5 TelevisiónYFilm

6 POR QUE LA INDUSTRIA SE MUEVE A ATV Al codificar NTSC y el proceso de transmisión degradan la calidad de estudio de la imagen entregada. Deficiencias en la señal NTSC analógica. Operaciones en estudio se hacen difíciles. Asegurar flexibilidad en necesidades y proveer una optima integración. Transmitir programas con su calidad original.

7 POR QUE LA INDUSTRIA SE MUEVE A ATV Tener impacto en : Desempeño de audio y video.Desempeño de audio y video. Nuevos servicios de datos auxiliares.Nuevos servicios de datos auxiliares. Costos vs. ahorros.Costos vs. ahorros. Distribución de programas.Distribución de programas. Costos de equipo.Costos de equipo. Uso del espectro de radiofrecuencia (RF).Uso del espectro de radiofrecuencia (RF).

8 POR QUE LA INDUSTRIA SE MUEVE A ATV La solución Digital : Interoperabilidad. Flexibilidad. Compresión. Rastreo Entrelazado y Progresivo. Relación del aspecto de la imagen. Conversión de formato de video. Apertura limpia y de producción. Consideraciones del sistema de audio. Compatibilidad DTV con programas en film.

9 POR QUE LA INDUSTRIA SE MUEVE A ATV Las propuestas de solución : El sistema japonés Hi-Vision e ISDB. El sistema europeo DVB. El sistema norteamericano ATSC.

10 CAPITULO DOS SISTEMA ATV

11 ATSC Europa por una tasa de 50Hz por campo, países de NTSC por una no menor de 59.94Hz. La continua investigación y desarrollo por standards de transmisión y producción. Opiniones que tanto la transmisión como la producción deben ser coherentes. El reporte 801 de la ITU. Un standard de colorimetría no definido. Un solo standard a nivel global para la producción de programas encuentra los siguientes conflictos:

12 ATSC Reporte 801 de la ITU

13 ATSC Enfocan esfuerzos para obtener la mayor comunalidad de parámetros posibles: Una razón de datos común (CDR) siguiendo ITU-R BT-601. Un formato de imagen común (CIF) especificando características espaciales para el área de imagen activa de los sistemas.

14 ATSC Se investiga la posibilidad de tener un standard de transmisión terrestre para sistemas ATV : Transmisoras de programas ATV entregaran programas idénticos y simultáneos en NTSC. Canal de transmisión de 6MHz Los canales UHF no utilizados serán asignados a estaciones de TV.

15 FORMATOS DE PRODUCCION interlace progressive 1080/60i 1080/50i 720/60p 480/60i 480/60p 480/30p Formatos de Producción 576/50i ¡¡¡18 diferentes formatos!!!

16 TABLA ATSC TABLA DE ATSC SIMPLIFICADA

17 NTSC vs ATSC ElementosNTSCATSC Imagen activa, píxeles/línea525 líneas (720x483)Desde 1920x1080 a 640x480 líneas. Tasa de imagen, bps29.9760,30,24,59.94,29.97,23.97 ScanningEntrelazadoEntrelazado y progresivo Relación de aspecto de imagen4:34:3 - 16:9 Relación de aspecto de pixel0.990.9-1 Transmisión de audioFM análogo, mono/stereoSurround digital 5+1 80Hz-15kHz3Hz-20kHz Interoperabilidad con computadorasDifícilPosible EscalabilidadDifícilPosible Compresión de datosNingunaSi Capacidad de datos auxiliaresNingunaSi Pérdidas por transmisiónAltasMuy bajas.

18 Cámara 4:3 Cámara 16:9 Cámara 16:9 Cámara 16:9 Estudio 4:3 720x483 Estudio 16:9 720x483 Estudio 16:9 720x483 Estudio 16:9 1920x1080 Router 525I Router 525P Router 1125I Convertidor 4:3 a 16:9 Convertidor 525P a 525I Sistema al aire 525I Convertidor 16:9 a 4:3 Codif. MPEG-2 (4:2:0) Codif. MPEG-2 (4:2:2) Sistema al aire 525P Codif. MPEG-2 (4:2:0) Convertidor 1125I a 525I y 525P Codif. MPEG-2 (4:2:0) Multiplexor de tramas MPEG-2 NTSC Encoder 525I 525P 1125I STEP #1 (Presente) STEP #2 STEP #3 STEP #4 4/3 270 Mbps 16:9 1.18 Gbps 360/540 Mbps 270 Mbps 360/540 Mbps 270 Mbps Al transmisor análogo NTSC (simulcast) Al transmisor digital ATSC (paso #1 y 2) (19 Mbps) A filial (45 Mbps) Al transmisor digital ATSC (paso #3 y 4) (19 Mbps) NTSC Y ATSC

19 CAPITULO TRES SISTEMAS DE ALTA DEFINICION

20 ESTANDARES EN HDTV TABLA DE ESTANDARES PARA HDTV

21 ESTANDARES EN HDTV DIFERENTES RESOLUCIONES PARA ATV

22 FORMATO COMUN DE IMAGEN ESTÁNDAR ITU

23 FORMATO GLOBAL 1080/24P 24P Original Camera Negative 1080/24P Telecine transfer 1080/24P Digital acquisition 25P Playback + Line conversion 25P Playback 1080/50 i 625/50 i 50Hz Area 3/2 Pull-down 1080/60 i 3/2 Pull-down + Line conversion 720/60P 3/2 Pull-down + Line conversion 480/60P 3/2 Pull-down + Line conversion 480/60 i 60Hz Area Film recording Film Theaters 1080/24P Program mastering 1080/24P Master tape 1080/24P Master tape

24 RELACION DE ASPECTO 4:3 vs 16:9

25 RELACION DE ASPECTO MODO DE EDGE CROP

26 RELACION DE ASPECTO MODO DE LETTER BOX

27 RELACION DE ASPECTO MODO DE SQUEEZE

28 COLORIMETRIA Diagrama de color CIE

29 COLORIMETRIA Diagrama de color CIE

30 COLORIMETRIA Tabla de color CIE

31 COLORIMETRIA SMPTE 170 vs SMPTE 274/296

32 COLORIMETRIA Tabla comparativa Televisión Scanning Standard ITU-R BT. 601ITU-R BT. 709Other SMPTE 170M NTSC X EBU 625 PAL SECAM X ANSI/SMPTE 293M 525 / 720X483 / 59.94 / 1:1 X SMPTE 274M 1250 / 1920x1080 / Multiple rates / 1:1, 2:1 X ANSI/SMPTE 295M 1250 / 1920x1080 / 50 / 1:1, 2:1 X ANSI/SMPTE 296M 750 / 1280x720 / Multiple rates / 1:1 X SMPTE 240M 1125 / 1920x1035 / 60, 59.94 Hz / 2:1 SMPTE 240M ANSI/SMPTE 240M uses a luma equation that is similar to Rec. 709, but it is not exactly the same

33 3:2 PULL DOWN

34 3:2 PULL DOWN Relationship between Timecode and Pull-down Sequence TimecodePD Frame Sequence Timecode PD Frame Sequence Timecode PD Frame Sequence :00 A FRAME :10 A FRAME :20 A FRAME :00*A FRAME:10*A FRAME:20*A FRAME :013:113:213 :01*3:11*3:21*3 :023:123:223 :02*2:12*2:22*2 :032:132:232 :03*3:13*3:23*3 :043:143:243 :04*3:14*3:24*3 :05 A FRAME :15 A FRAME :25 A FRAME :05*A FRAME:15*A FRAME:25*A FRAME :063:163:263 :06*3:16*3:26*3 :073:173:273 :07*2:17*2:27*2 :082:182:282 :08*3:18*3:28*3 :093:193:293 :09*3:19*3:29*3

35 24 PsF 24P vs 24PsF

36 24 PsF 24PsF vs 60i

37 TRI SYNC

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40 CAPITULO CUATRO FORMATOS DE HDTV

41 HDTV STANDARDS SMPTE 240MSignal Parameters – 1125-Line High-Definition Production Systems (Analog System) SMPTE 260M1125/60 High-Definition Production System – Digital Representation and Bit-Parallel Interface (1035 active lines) SMPTE 274M1920 x 1080 Scanning and Analog and Parallel Digital Interfaces for Multiple Picture Rates SMPTE 292MBit-Serial Digital Interface for High-Definition Television Systems (HD-SDI) SMPTE 296M1280 x 720 Scanning and Analog and Parallel Digital Interfaces for Multiple Picture Rates SMPTE 305MSerial Data Transport Interface (SDTI) SMPTE 372MDual Link 292M Interface for 1920 x 1080 Picture Raster SMPTE 424M3 Gb/s signal data interface ITU-R BT.709-2Parameter values for the HDTV Standards for production and international program exchange

42 SMPTE 274M El Formato 1920 x 1080 de HDTV ITEMPARAMETERVALUE 1Frame Rate (Hz)30 Hz (30/1.001)* 2Field Rate (Hz)60 Hz (60/1.001)* 3Interlace Ratio2:1 4Number or Total Lines1125 5Number of Active Lines1080 (21-560, 584-1123) 6Blanked Lines45 (1-20, 561-583, 1124-1125) 7Line Frequency (fH/Hz)33750 (33750/1.001)* * Compatibles con NTSC en paréntesis

43 SMPTE 274M Representación Digital del formato 1920x1080/60i CB field 1 960 active pixels 540 active lines CR field 1 960 active pixels 540 active lines Y field 1 1920 active pixels 540 active lines Y field 2 1920 active pixels 540 active lines CR CB multiplexed field 2 1920 active pixels 540 active lines CR CB multiplexed field 1 1920 active pixels 540 active lines MPX and TRS adder TRS adder CB CR Multiplexed frame CB Frame CR Frame Y Frame 37.125 Mwords/s datastream 74.25 Mwords/s CB CR multiplexed datastream 37.125 Mwords/s datastream 74.25 Mwords/s Y datastream

44 SMPTE 274M Representación Digital del formato 1920x1080/60i ITEMPARAMETERVALUE 1Coded SignalsE’y = 0.7152E’g + 0.0722E’b + 0.2126E’r E’cb = 0.5389 (E’b – E’y) E’cr = 0.635 (E’r – E’y) 2Sampling frequency (MHz)Y: 2200 x fH = 74.25 Cb: 1100 x fH = 37.125 Cr: 1100 x fH = 37.125 3Sampling Structure- Orthogonal - Line: field and frame respective - Cb, Cr: sampled cosited with odd Y samples in each line 4Sampling per total lineY: 2200 Cb: 1100 Cr: 1100 5Sampling per active lineY: 1920 Cb: 960 Cr: 960 6CodingUniformely quantized PCM Dividido entre 1.001 para señales compatibles con NTSC

45 SMPTE 274M Respuesta en frecuencia dB MHz 0 -10 -20 -30 -40 10203040 0 CB, CR Y

46 SMPTE 296M El formato 1280 x 720 de HDTV ITEMPARAMETERVALUE 1Frame Rate (Hz)60 Hz (60/1.001)* 3Interlace Ratio1:1 4Number or Total Lines750 5Number of Active Lines720 (26-745) 6Blanked Lines30 (1-25, 746-750) 7Line Frequency (fH/Hz)45,000 (45,000/1.001)* * Compatible con NTSC en paréntesis

47 SMPTE 296M Representación digital del formato1280 x 720 / 60P CB frame 640 active pixels 720 active lines CR frame 640 active pixels 720 active lines Y frame 1280 active pixels 720 active lines CR CB multiplexed frame 1280 active pixels 720 active lines MPX and TRS adder TRS adder 37.125 Mwords/s datastream 74.25 Mwords/s CB CR multiplexed datastream 37.125 Mwords/s datastream 74.25 Mwords/s Y datastream 74.25 Mwords/s Y datastream

48 SMPTE 296M Representación digital del formato 1280 x 720 / 60P ITEMPARAMETERVALUE 1Coded SignalsE’y = 0.7152E’g + 0.0722E’b + 0.2126E’r E’cb = 0.5389 (E’b – E’y) E’cr = 0.635 (E’r – E’y) 2Sampling frequency (MHz)Y: 1650 x fH = 74.25 Cb: 825 x fH = 37.125 Cr: 825 x fH = 37.125 3Sampling Structure- Orthogonal - Line: field and frame respective - Cb, Cr: sampled cosited with odd Y samples in each line 4Sampling per total lineY: 1650 Cb: 825 Cr: 825 5Sampling per active lineY: 1280 Cb: 640 Cr: 640 6CodingUniformely quantized PCM

49 SMPTE 296M Respuesta en frecuencia dB MHz 0 -10 -20 -30 -40 10203040 0 CB, CR Y

50 CAPITULO CINCO AUDIO EN HDTV

51 AUDIO EN DTV El Sistema ATSC de audio Un sistema de audio digital complementario para DTV Otras características del sistema ATSC El resto del sistema de transmisión de audio - Dolby E Multi-channel coding

52 AUDIO EN DTV Transmisión de Audio en DTV Flujo digital Multicanal (5.1) Compresión sin perdidas Dolby Digital (AC-3) 5.1 canales en 384kb/s Metadata Una pista de audio para varios ambientes Resolución de problemas tradicionales de audio en TV

53 AUDIO EN DTV Especificaciones de ATSC El decodificador de audio en el receptor de DTV es especifico para ATSC. El flujo de datos consiste de datos de audio y metadatos. Los metadatos de audio incluyen parametros que describen el programa de audio y controlan ciertos aspectos de como el audio es presentado a los consumidores.

54 AUDIO EN DTV Configuración TV Acceptable Listening Positions Acceptable Room Room TV Monofónico Estereofónico

55 AUDIO EN ATSC 5.1 Canales Surround Acceptable Listening Positions L R C RSLS LFE

56 AUDIO EN ATSC Producción de audio DTV w Preferible Digital w Lineal o no lineal w Multicanal (6, 8 o más) w Comprimido o no comprimido  Adquisición  Contribución  Distribución  Transmisión w Metadatos y edición w Compatibilidad (5.1, surround, estereo, mono)

57 Dolby E Producción existente

58 Dolby E Pero necesitamos cascadear codificadores Y necesitamos editar el audio Puede usar codificadores AC-3

59 Dolby E Estructura de sincronización

60 Dolby E Solución: Dolby E para distribución Broadcast – 8 canales audio dentro de un espacio de 2 canales PCM – Muy alta calidad: maneja 10 generaciones de codificación/decodificación – Cambio o edición sin alteraciones – Incluye timecode y metadatos – Retrazo muy bajo: 1 cuadro codificado y 1 cuadro decodificado Actualización a multicanal

61 Dolby E Post Production /Remote Dolby E Network Operations Center Dolby E Local TV Station/ Affiliate Dolby Digital Consumer DTV Receiver Consumer Digital Cable/ Satellite IRD Dolby Digital Donde usarlo

62 Dolby E Metadata S t u d i o Audio Console Video Switcher Dialnorm, Compression Sat. A1 Vid 60 Mb Telco A1 Vid 45 Mb A2 A1 Vid A2 A1 Vid A SDI 270 Mb A D Dolby E Encoder T/C Infraestructura de Postproducción para Multicanales de Audio

63 Dolby E Cuadros de Video y Cuadros Dolby E

64 CAPITULO SEIS TRANSMISION

65 SISTEMAS DE TRANSMISION Hi-Vision y EDTV Japón: primero en tener imagenes de alta definición. 1987 : HDTV desarrollado por la NHK y estandarizado por BTA (Broadcast Technology Association) en Japón y SMPTE (240 y 260M). Características : 1125 líneas 60 Hz 30MHz de ancho de banda para luminancia. 15MHz por cada señal de diferencia de color (Cr y Cb). Digitalizada : 1.2 Gbps (con muestas de 8 bits). Aspecto 16:9 con scanning entrelazado.

66 SISTEMAS DE TRANSMISION MUSE Varios sistemas MUSE fueron desarrollados para cumplir con diferentes requerimientos de transmisión : MUSE - E: 8.1 MHz de BW, optimo para transmisión terrestre. MUSE - T : Optimo para transmisión satelital, 16.2 MHZ de BW. MUSE - 6 : Sistema DTV que cabe en 6MHz de BW y es compatible con receptores NTSC. MUSE - 9 : Sistema DTV que utiliza 9MHz de BW y es compatible con receptores NTSC.

67 SISTEMAS DE TRANSMISION Hi Vision Basado en el standard de producción HDTV 1920x1035 y el esquema de codificación para transmisión MUSE-E. Cuatro canales de audio en TDM con las señales de video. No es compatible con los receptores actuales y no cabe en los 6MHz de BW de la TV convencional.

68 SISTEMAS DE TRANSMISION EDTV-II (Enhanced Definition TV) Sistema análogo de transmisión compatible con NTSC, estandarizado por la BTA en Japón. Señal de entrada : 525P @ 60fps o NTSC convencional (640x480) o CCIR-106 (720x483) de 525I @ 30fps convertidos a 525P. Codificada a 3 señales de mejoramiento y multiplexada con una señal principal.

69 SISTEMAS DE TRANSMISION Hi Vision y EDTV VT/VH 16:9 Progresivo 4:3 Entrelazado Cuadro codificado Monitor EDTV-II Monitor NTSC Imagen efectiva Y,C, HH 4:3 Entrelazado 720x480 0 - 6.2 MHz 0 - 480 lph 0 - 6.2 MHz 0 - 480 lph 0 - 4.2 MHz 0 - 360 lph 0 - 1.6 MHz 180 - 360 lph 15Hz 0 - 1.6 MHz 360 - 480 lph Only still pict. 0 - 4.2 MHz 0 - 360 lph (entrelazado) 4.2 - 6.2 MHz 0 - 180 lph Only still pict. VT VH Imagen Principal HH Formato de producción Codificación para transmisión Formato transmitido Receptores

70 SISTEMAS DE TRANSMISION El Sistema DVB Equivalente al standard ATSC en Europa. 1993 : Bajo la Union Europeo de transmisoras (EBU) para desarrollar especificaciones para transmitir video digital basado en MPEG-2 por cable, satélite o medios terrestres en Europa. Mismos objetivos que la ATSC : Arquitectura abierta con alta interoperabilidad que resulte en sistemas orientados al mercado.

71 SISTEMAS DE TRANSMISION La familia DVB: TransmisiónBWModulaciónTasa máx. DVB-S Satelital11-12GHzQPSK38.1Mbps DVB-C Cable 7-8MHz QAM38.1Mbps DVB-CS Cable8MHz Sistema SMATV DVB-MS Satelital11-12GHzQPSKMMDS >10GHz DVB-SI Sistema de servicios de información similar al st. ATSC DVB-CI Especificaciones de interfaz común para implementación de acceso condicionado DVB-TXT Especificacion de transporte de teletexto.

72 SISTEMAS DE TRANSMISION Diferencias de DVB con ATSC. Audio : Standard de codificación de audio por Capa II (Musicam) MPEG-2 Codificación de video MPEG-2, MP@ML @ 720x576. Mín. 352x288 transmitido y el receptor subirá a 720x576. No se estandarizan stadards para HDTV. Sistemas con capacidad de manejar HDTV comprimido. Operación a tasa de bits variables entre 1.5 - 15Mbps. Entrega de aspecto de imagenes de 4:3, 16:9 y 20:9 (2.21:1) a 50Hz. Transmisión por COFDM. Carriers de 1704 (2k) o 6816 (8K) para transmisión.

73 ATSC vs DVB Systems and Performance ATSC 8-VSB DVB-T COFDM Comments Signal peak to average power ratio 7 dB9.5 dB99.99 % of time Multipath distorsion Static Multipath: less than 4 dB larger than 4 dB Dynamic multipath: Better Worse Better Much better Mobile ReceptionNo2k mode Spectrum efficiencyBetterWorse HDTV CapabilityYesYes** 6 MHz DVB-T might have difficulty, due To low data rate. Interference into Analog TV system LowMediumATSC signal-to-noise is low, which requiere less Transmission power. Co-channel analog TV Interference into DTV Same Assuming ATSC system has comb-filter. Co-channel DTVBetterWorse

74 Digital Broadcasting Digital Terrestrial Broadcasting

75 Digital Broadcasting Digital Satellite Broadcasting

76 World Rich Contents Digital Production Wide screen Higher Resolution Digital Broadcasting Digital Satellite Digital Cable Digital ADSL HD-DVD/Blu-rayHD-DVD/Blu-ray Internet/WebInternet/Web Film Recording Format&Media Conversion ConversionFormat&Media Digital Cinema Rich Contents Creation

77 CAPITULO SIETE ¿QUE SIGUE?

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85 REGRESO AL FUTURO

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