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Procesamiento de Video
MATERIA: PROCESAMIENTO DE VIDEO
PANORAMA GENERAL
Procesamiento de Video
G/Y
B/Z
R/X R-Y
B-Y
Y
Clock X10
G/Y/Y R/Pr/X B/Pb/Z
Serial Digital Composite 143Mb/sec (NTSC) 177Mb/sec (PAL)
D2 and D3
Parallel Digital Composite PAL=17.7MB/sec NTSC=14.3MB/sec
4Fsc (PAL=17.7MHz)
(NTSC=14.3MHz)
Component Analog Video (GBR/XYZ)
Analog Composite Video (PAL/NTSC/SECAM)
Digital Versatile Disk Blu-ray Disk™
Audio
Color Difference Component Analog Video (Y, B-Y, R-Y)
Transmission Channel Analysis
1. Telco a. SDH b. ATM c. SONET 2. Satellite a. DVB-S
QPSK b. DVB-S2
8PSK 3. Cable a. DVB-C
16, 32, 64 QAM
4. Terrestrial a. DVB-T
COFDM b. ATSC
8VSB c. ISDB-T 5. Internet a.
Streaming Video b. VoIP c. IPTV 6. LAN a. GigE
Compressed Video/Audio
Generation, Analysis and Monitoring
Picture Quality
Monitoring
Program Stream
Data
Data
Analog Composite Video
(PAL/NTSC/SECAM)
4:4:4 DL/3G 74.25MHz-DL/3G
Tektronix Video Signals Diagram
VQoS (Video Quality
of Service)
Audio
Copyright 2008 Tektronix Inc. (Rev 7/09/08)
Multi-Program Transport
Stream
10 Bits Parallel
Composite Encoder
Parallel to Serial Shift
Register
Re-M
ult
iple
xer
Matr
ix
Decoder
Serializer
De-
Mu
ltip
lexer
A to D Conv
Transmission Channel Receiver
Scrambler Encoder
Coprocessor
Ancillary Data (Audio, VPID, AFD,
WSS, CC, Teletext, etc)
CRC Calculator
+
NRZ NRZI
Clock SD-270MHz
HD/DL-1.485GHz
3G-2.97GHz
Clock Divide
by 10
HD 1080i,sF,p
720p
SD 576i,p 480i,p
Analog Composite
625i 525i
Serial Digital Interface 270Mb/sec-SD (D1) 1.485Gb/sec-HD/DL
2.97Gb/sec-3G
Set Top Box
PSI – MPEG PSIP – ATSC
SI – DVB PCR
Video File Server
Input video files from many
sources
Output video files to many applications
SD/HD
SD/HD/DL/3G G/Y B/Z R/X
DL/3G
Y/B-Y/R-Y Scaled to Y/Pb/Pr
4:2:2 SD/HD/DL/3G 6.75MHz-SD
37.125MHz-HD 74.25MHz-DL/3G
4:2:2 SD/HD/DL/3G 13.5MHz-SD
74.25MHz-HD 148.5MHz-DL/3G A to D
SD/HD 10 bits DL/3G 10/12
bits
A to D
SD/HD 10 bits DL/3G 10/12
bits
A to D
SD/HD 10 bits DL/3G 10/12
bits
G/Y/Y B/Cb/Z R/Cr/X
ANC Data Processing & Serialization
Used only when processing Dual Link
Audio Packetizer
PTS DTS
Audio Encoder
Transmission
Channel Transmitter
Parallel Bus Time Division Multiple Access
If DL, Data Split Here
ANC Data Processing
& Serialization
Video Packetizer
PTS DTS
Program Stream
Mux
Video PES
Audio
PES
Data Packetizer
Video Encoder
Dual Link
1.485Gbps for each DL = 2.97Gbps
3G/DL 2K
1080i,sF,p
DL Only
Alpha Channel or Data
Analog Component and Composite
Non-Compressed Digital
Content Verification
Compressed Digital
Picture Quality Analysis
Audio/Video Elementary
Streams
PSI – MPEG PSIP – ATSC SI – DVB PCR
Single Program Transpo
rt Streams
SPTS
Encoder
Mu
ltip
lexe
r
Single Program Transport Streams
SPTS
Dolby Digital
AC3 Audio
Sonido
Audio
Unidad 1 Audio analógico y digital
1.1 Conceptos Básicos.
Sonido & Audio
Procesamiento de Video
Ondas sonoras que constituyen un tipo de ondas
mecánicas que tienen la virtud de estimular al oído humano y
generar una sensación auditiva
Interpretación eléctrica de una señal sonora
Procesamiento de Video
Audio Analógico Audio Digital
Las señales analógicas son funciones de
variables continuas y se denominan así
porque sus evoluciones temporales imitan
las señales originales.
Es toda aquella señal analógica, que se
reproduce, guarda y edita en términos
numéricos discretos.
La señal analógica se codifica a través
del sistema binario
1.1 Conceptos Básicos.
Balanceadas y Desbalanceadas
1.2 Líneas de audio analógicas
Procesamiento de Video
Línea de audio balanceada analógica
• Consta de tres conductores, el mas vivo y el menos vivo y tierra.
• La línea del mas vivo y el menos vivo son las que proporcionan las señales mesurables de audio con respecto a su tierra.
• La diferencia entre el mas vivo y el menos vivo es:
Ambas líneas contienen la misma señal de audio, solo que la del menos vivo esta invertida con respecto a la del mas vivo proporcionando así un efecto de 180 grados de defasamiento.
CONECTOR CANNON / XLR-3
Procesamiento de Video
VIVO
NEUTRO/MENOS VIVO
TIERRA
Configuracion Diferencial
Características técnicas:
• Una línea balanceada esta mejor protegida contra señales electroestáticas y electromagnéticas.
• Se pueden cablear líneas balanceadas, alrededor de 100m de longitud.
• La terminación de una línea balanceada en audio profesional EN EQUIPOS DE LÍNEA ES DE
600 ohm.
CONECTOR XLR-3
UN CANAL DE SALIDA
+
- 1 2 3
A
-B
A-(-B)
+
_
A+B
ES EL NIVEL RESULTANTE DE LA SUMA DE
NIVELES DEL MAS VIVO Y EL MENOS VIVO.
Procesamiento de Video
EQUIPO CON SALIDAS BALANCEADAS DONDE SE REPRODUCE UN TONO DE
PRUEBA DE 1KHZ A +4dBu.
1 2 3
1 2 3
ENTRADAS
CH2 OUT
CH1 OUT
Ejemplo:
Procesamiento de Video
Aplicaciones
Equipos de Línea 600 Ohm
• Consolas de Audio
• Reproductores de Disco Compacto.
• Dat (Digital Audio Tape)
• Cámaras de video profesional
• Multitrack
• Minidisc
• Amplificadores de Potencia
• Ecualizadores, etc.
Nota: Con Entradas o Salidas de Línea Balanceadas
(Cannon o Plug Stereo)
Procesamiento de Video
Conectores XLR-3
Conectores XLR aéreos, tipo
hembra y macho. Conector híbrido de XLR y
1/4" TRS (jack).
Procesamiento de Video
Línea de audio desbalanceada analógica.
+
- 0
SEÑAL MAS
RUIDO
NO HAY PROTECCION CONTRA EL RUIDO O DE SEÑALES
ELECTROESTATICAS Y ELECTROMAGNETICAS
La señal desbalanceada consta solo del Vivo y la tierra, la línea del mas Vivo es la
que proporciona la señal medible de audio con respecto a su tierra
Características técnicas:
Alta impedancia 10kohm.
Ganancia de -10dbu.
Distancia en cableado de aprox. 15m.
No hay protección contra el ruido
Conectores RCA
Procesamiento de Video
. Son conectores monofónicos y tienen dos
terminales, uno en forma de pequeño pincho de
2 o 3 mm de diámetro situado dentro de un
cilindro metálico en el caso de los conectores
machos, y otro que es el propio cilindro que
recubre el terminal central.
La funda que recubre las uniones del cable con
el terminal es de color blanco, rojo o negro. La
de color rojo se utiliza para el canal derecho y la
de color blanco o negro para el canal izquierdo.
Estos conectores se utilizan con cables
monofónicos, es decir que solo tienen un cable o
vivo y una malla.
1 2 3
VIVO
NEUTRO
TIERRA
CONECTOR
XLR-3/CANNON CONECTOR PLUG STEREO
BALANCEADO ¼”
Procesamiento de Video
1 MANGA (SLEEVE)
2 PUNTA (TIP)
3 ANILLO (RING)
SALIDAS BALANCEADAS A
ENTRADAS DESBALANCEADAS
SALIDAS BALANCEADAS A
ENTRADAS BALANCEADAS
Procesamiento de Video
SALIDAS DESBALANCEADAS A ENTRADAS DESBALANCEADAS
SALIDAS DESBALANCEADAS A ENTRADAS BALANCEADAS
Procesamiento de Video
Procesamiento de Video
Cable
Las conexiones en los conectores XLR-3 o cannon es como
sigue:
1 GROUND O TIERRA MALLA
2 EN FASE (HI O VIVO)COLOR MAS CLARO
3 FUERA DE FASE (LO O NEUTRO) COLOR OSCURO
Procesamiento de Video
El código de colores puede variar por el fabricante
¿Qué no debe pasar?
Procesamiento de Video
Unidad de Medición: Los Decibeles (dB)
Qué es un Decibel?
– Es una magnitud muy útil tanto para medidas de presión sonora como de niveles
de señales eléctricas.
- Es la décima parte de un Bel. Es la relación logarítmica de las dos potencias ó
tensiones. Esta relación en dB puede expresar ganancias o perdidas.
– Debido a que los decibeles son relaciones, no tienen unidades dimensionales
Por qué usar el decibel?
– Es conveniente solamente sumar el valor de los decibeles
– Una gran cantidad de valores pueden expresarse con los decibeles en un rango
moderado de valores
– La naturaleza logarítmica del decibel se acopla bien con la respuesta del oído
humano
Procesamiento de Video
1.3 Nivel de la señal de audio analógico.
Hay una gran variedad de diferentes escalas en dBs
dBm or dBmW = 10Log P2/1mW
dBV = 20Log V2/1V
dBu or dBv = 20Log V2/775mVrms
dBSPL = 20Log P2/P1
(SPL=Sound Pressure Level) --------------------------------------- dBFS: Full Scale
Procesamiento de Video
1.3 Nivel de la señal de audio analógico.
Procesamiento de Video
1.3 Nivel de la señal de audio analógico.
Niveles de audio análogo
Procesamiento de Video
Nivel de la señal de audio digital.
OVER: Distorsión o Limitadores
0dBFS: Escala Completa
-20 dBFS: Nivel de Referencia
-70 dB aprox: Piso de Ruido
Analog Lissajous Display
• Left & Right Audio Channels
applied to X-Y display
Procesamiento de Video
Balística
VU (Volume Unit Meter)
– La forma mas simple de medidor, basado en
los viejos sistemas análogos
– Muestra el nivel promedio del nivel de volumen
– Tiempos de subida y bajada simétricos
– Tiempos de integración largos (300ms)
PPM (Peak Program Meter)
– Mide el nivel pico de la señal de audio
– Tiempo de subida rápido (10ms) y tiempo de
bajada lento
– Tiempos de integración:
– PPM Type1 (1.7seg para caer -20dB)
– PPM Type2 (2.8seg para caer -20dB)
True Peak Meter (True Peak)
– Despliega los picos actuales
– Tiempos de subida y bajada casi
Procesamiento de Video
1.3.1 Nivel analógico Vs digital
+ 4 dBu - 20 dBFS
Conversión dBu & dBFS
Procesamiento de Video
+ 24 dBu 0 dBFS
Conversión dBu & dBFS
Nivel analógico Vs digital
Procesamiento de Video
Procesamiento de Video
1.4 CONVERSIÓN DE AUDIO
ANALÓGICO A DIGITAL
Procesamiento de Video
1.4 Conversión de Audio Analógico a Digital
Procesamiento de Video
• Frecuencia de muestreo (Sampling Frequency)
Standard AES5-1984:
32 kHz
44.1 kHz
48 kHz
• Resolución (Resolutions)
16 bits (92 dB rango dinámico)
20 bits (116 dB rango dinámico)
24 bits (140 dB rango dinámico)
Procesamiento de Video
• Digital Audio Systems
Resolución
Frequencia de Muestreo
Número de Canales de Audio
Almacenamiento / Minuto
Frecuencia Resolución
(Hz) (bits)
44100 16 705600 88200 0.08411 5
48000 16 768000 96000 0.09155 5.5
96000 16 1536000 192000 0.18311 11
44100 20 882000 110250 0.10514 6.3
48000 20 960000 120000 0.11444 6.9
96000 20 1920000 240000 0.22888 13.7
44100 24 1058400 132300 0.12617 7.6
48000 24 1152000 144000 0.13733 8.2
96000 24 2304000 288000 0.27466 16.5
bps Bytes/s MB/s MB/min
Procesamiento de Video
(Audio Engineering Society and the European Broadcasting Union)
Procesamiento de Video
Líneas Digitales Balanceadas (Audio Standard AES-3 2003)
• Format Serial transmission of two channels of sampled and
linearly encoded data
• Physical Shielded twisted-pair (100 meters max.)
• XLR I/O Output – male pins with female shell
Input – female pins with male shell
• XLR wiring Pin 1 – shield, earth, ground
Pin 2 – signal
Pin 3 – signal
• Electrical 110 ohm source
2 V to 7 Vp-p across 110 ohm (balanced)
Rise/Fall time 5-30 ns
Intrinsic Jitter – 0.025UI
1.5.1 Audio Digital
Procesamiento de Video
Audio Standard AES-3 2003
The relative polarity of pins 2 and 3 is not important in the digital case.
600Ω
Analógica ?
Procesamiento de Video
Format Serial transmission of two channels of sampled and
linearly encoded data
Physical Allows Transmisswion over Coax Cable
More 100 meters
The connector type BNC (IEC 60169-8)
Transmitter Characteristics
Unbalanced output , Source impedance: 75Ω
Output signal amplitud: 1V ± 10% across 75Ω load
Rise/Fall time: 30 to 44ns
Data Jitter: ≤20nspp
Receiver Characteristics
Unbalanced input with impedance: 75Ω nominal
Cable equalization: Optional
Líneas Digitales Desbalanceadas (Audio Standard AES-3id)
Procesamiento de Video
Acoplamiento de impedancia
Baluns :
Audio AES/EBU. De 75 Ohms – 110 Ohms
De 110 Ohms – 75 Ohms
Procesamiento de Video
• Ballistics
– Meter response attack and
decay times
– VU, PPM, True Peak
• Maximum Audio Level 0dBFS
• Test & Peak Program Levels
– Peak Program Level -
8dBFS (above level
indicated in Red)
– Test Level -20dBFS or -
18dBFS (above level
indicated in Yellow)
• Correlation Meter
Audio Level Monitoring
Procesamiento de Video
Procesamiento de Video
SD Embedded Audio
Procesamiento de Video
Embebiendo el audio en el video permite: Una trayectoria para llevar ambas señales. Previene retardos audio/video Reduce los costos de cableado
SD Embedded Audio
Procesamiento de Video
• Embedded Audio Data placed within HANC data
• Up to 16 channels of embedded audio are specified for HANC
– Assembled into four groups (1,2,3,4)
– Each group contains 4 audio data channels each.
Group 1 = Channels 1,2,3,4
Group 2 = Channels 5,6,7,8
Group 3 = Channels 9,10,11,12
Group 4 = Channels 13,14,15,16
• In SD the audio sample is divided up into the 20bit audio sample
and the 4 bit AUX
• No embedded audio data at switching point or during EDH
• The data is carried in the CbYCrY* samples
SD Embedded Audio