ImagineaImaginea –– semnalsemnal bidimensionalbidimensional (I)(I)

Conversieimagine -semnal

e(x,y,t)

Conversiesemnal -imagine

e(x,y,t)

informa�ie optic�bidimensional�

(x,y)

informa�ie optic�bidimensional� (x,y)

canal electric unidimensional

transmisiesemnal

ImagineaImaginea –– semnalsemnal bidimensionalbidimensional (II)(II)

� conversie unidimenional/ bidimensional prinexplorarea imaginii

� conversie bidimenional/ unidimensional prinexplorarea imaginii

� conversie electro-optic�

(CRT, LCD)

� conversie opto-electric�(vidicon, CCD)

Receptor TVCamer� video

Sincronizarea explor�rii

CaracteristicileCaracteristicile ochiuluiochiului umanuman (I)(I)

� Acuitatea vizual� � linii/cadru

TV: 625 (525) PC: 600 – 1200

� Iner�ia vizual� � cadre/secund�

TV: 50 (60) PC: 50 – 100

� Sensibilitatea vizual� � pixeli/linie

� luminozitate

� acuitate mare

� l�rgime de band� mare� culoare

� acuitate mic�

� l�rgime de band� mic�

CaracteristicileCaracteristicile ochiuluiochiului umanuman (II)(II)

T1

tU

T2

tU

Ucont

pâlpâire

f�r� pâlpâire

T1 = 1/10 s

T2 = 1/50 s

ExplorareaExplorarea liniar�liniar� a a imaginilorimaginilor (I)(I)

Explorarea progresiv� (neîntre�esut�)

linii vizibile

linii stinse

� z = 625 linii de explorare/cadru

� fc = 50 Hz - frecven�a cadrelor

� frecven�a liniilor: fH = 625 × 50 = 31.250 Hz

ExplorareaExplorarea liniar�liniar� a a imaginilorimaginilor (II)(II)

Explorarea între�esut�

� z = 625 linii de explorare/cadru

� fc = fv/2 = 25 Hz - frecven�a cadrelor

� frecven�a liniilor: fH = 625 × 25 = 15.625 Hz

câmp impar

câmp par

FrecvenFrecven��aa semnaluluisemnalului de de televiziuneteleviziune (I)(I)

2 pixeli4 pixeli8 pixeli

766 pixeli...

f2 = 2×fH

f3 = 4×fH

f1 = fH

PIXEL = element de imagine

FrecvenFrecven��aa semnaluluisemnalului de de televiziuneteleviziune (II)(II)

� Raport de imagine� 4:3

� Rezolu�ia vertical�� 575 linii vizibile (din 625)

� Rezolu�ie orizontal�� 4/3×575 = 766 pixeli

� Frecven�a maxim� a semnalului de imagine� fMAX = 766/2×fH = 383×15.625 Hz � 6 MHz

Pentru percep�ie optim�, pixelul trebuie s�fie p�trat

ParametriiParametrii de de explorareexplorare (I)(I)

Un monitor are rezolu�ia de 1024×768 �i o frecven��de reîmprosp�tare de 80 Hz

� Comparati l��imea de band� necesar� transmiteriisemnalului:

� semnalul analogic: ......

� semnalul digital: .........

Imagine digital�capacitatea memoriei cadrului

Semnal analogicfrecven�a liniilor de explorare

Imagine digital�debitul de date în timp real

Semnal analogicfrecven�a maxim� a semnalului

RezultatFormulaCalcula�i

ParametriiParametrii de de explorareexplorare (II)(II)

Un monitor are rezolu�ia de 1024×768 �i o frecven��de reîmprosp�tare de 80 Hz

� Comparati l��imea de band� necesar� transmiteriisemnalului:

� semnalul analogic: 31 MHz

� semnalul digital: � 750 MHz

2,4 Moct.M = nx×z×3Imagine digital�capacitatea memoriei cadrului

61,5 kHzfH = fV×z=768×80Semnal analogicfrecven�a liniilor de explorare

1,5 Gb/sD = Mx×fV×8Imagine digital�debitul de date în timp real

31 MHzfmax = n/2×fHSemnal analogicfrecven�a maxim� a semnalului

RezultatFormulaCalcula�i

SemnalulSemnalul video complex (I)video complex (I)

Este ob�inut pe parcursul explor�rii liniare (x-x’)

IMAGINE x x’

semnal IMAGINE

(linia activ� x-x’)

nivel de alb

nivel de negru

semnal STINGERE

(linia de întoarcere)

semnal VIDEO

(imagine + stingere)

spa�iu de gard�t

t

t

SemnalulSemnalul video complex (II)video complex (II)

IMAGINE x x’

semnal VIDEO

(imagine + stingere)

t

semnal SINCRONIZARE

(pe stingere) t

t

SEMNALUL VIDEO COMPLEX

(video + sincronizare)

linia x-x’ linia urm�toare

SpectrulSpectrul semnaluluisemnalului video complex (I)video complex (I)

Discretizarea semnalului bidimensional:

1. dicretizare temporal� (câmpuri TV sausemicadre)

� fV = 50 Hz

2. discretizare spa�ial� (linii TV)

� fH = 15.625 Hz

Spectrul� similar semnalului e�antionat

� con�ine toate combina�iile

n×fH ± m×fV� include spa�ii libere ce pot fi utilizate

SpectrulSpectrul semnaluluisemnalului video complex (II)video complex (II)

spa�iu liber

100 fH 101 fH

fH

2 fH

100 fH 384 fH

Posibilit�Posibilit���ii de de îîntrentre��esereesere spectral�spectral�

� Luminan�a – spectru discret cu spa�ii libere

� Crominan�a – form� identic�

6 MHzm fH (m+1) fH

a b

a b

1,5 MHzn fH (n+1) fH

c d

c d

6 MHzm fH (m+1) fH

e f

e f

(m+1/2) fHfsc

>4 MHz

EY

EC

E

SistemulSistemul vizualvizual umanuman (I)(I)

� Toate culorile detectate de ochiul umansunt o combina�ie a culorilor primare: RGB

� sistemul aditiv formeaz� culorile princombinarea luminii ro�ii, verde �ialbastr�

� ex: receptoare TV, monitoare PC

� sistemul substractiv formeaz� culorileprin filtrarea luminii turcoaz, purpurie�i galben� din lumina alb�

� ex: materiale fotografice, lumini de scen�

SistemulSistemul vizualvizual umanuman (II)(II)

� În traiectoria neural� lumina este divizat� în:

� luminan�� (str�lucire)

� crominan�� (culoare)

� nuan��

� satura�ie

� vedem detalii în luminan�� (este necesar� o l�rgime mare de band�)

� nu vedem detalii in crominan�� (suficient� o l�rgime mic� de band�)

� putem detecta zeci de niveluri de str�lucire(suficien�i 8 biti)

� putem detecta zeci de mii de nuan�e de culoare(necesari minimum 16 bi�i)

alb

albastru

negruverdero�u

LUMINAN��

SATURA�IE

NUAN��

TeleviziuneaTeleviziunea colorcolor

� Principiul aditiv tricrom:� 1 imagine de o culoare = 3 imagini de culori de baz�: R, G, B

� Parametrii culorii� str�lucire – luminan��

� nuan�� – lungime de und�

� puritate – satura�ie

� Tipuri de culori� culori de baz� (unghiurile triunghiului)

� CULORI SATURATE

� culori formate din amestecarea a 2 culori de baz� (laturile triunghiului)

� CULORI SATURATE

� culori formate din amestecarea a 3 culori de baz� (interiorul triunghiului)

� CULORI NESATURATE

alb

SemnaleSemnale TV color (I)TV color (I)

� Luminan�a unei imagini (color) estefolosit� în televiziunea alb-negru:

Y = 0,3×R + 0,59×G + 0,11×B� Folosirea semnalelor R, G, B esteincompatibil� cu vechiul sistem TV

� Sistemele TV color compatibile folosesc:� Y – luminan�a (pentru procesare corect� de c�tre sistemele TV alb-negru)

� C – crominan�a (doar informa�ie de culoare, f�r� informa�ie de str�lucire)

� semnale diferen�� de culoare: R-Y, G-Y, B-Y

SemnaleSemnale TV color (II)TV color (II)

Din cele 4 semnale se utilizeaz� doar 3:� luminan�a

� Y = 0,3×R + 0,59×G + 0,11×B

� crominan�a (2 semnale diferen�� de culoare)� R-Y = 0,7×R - 0,59×G - 0,11×B� B-Y = -0,3×R - 0,59×G + 0,89×B

Emi��toralb-negru

Emi��torcolor

alb-negru

color

SemnaleSemnale TV TV compatibilecompatibile (I)(I)

� Luminan�aEY = 0,3×ER + 0,59×EG + 0,11×EB = 0 ÷ 1

� Diferen�� de culoareER-Y = 0,7×ER - 0,59×EG - 0,11×EB = -0,7 ÷ 0,7

EG-Y = -0,3×ER + 0,41×EG - 0,11×EB = -0,41 ÷ 0,41

(nu se utilizeaz�)

EB-Y = -0,3×ER - 0,59×EG + 0,89×EB = -0,89 ÷ 0,89

SemnaleSemnale TV TV compatibilecompatibile (II)(II)

Negru

Albastru

Ro�u

Violet

Verde

Turcoaz

Galben

Alb

EG-YEB-YER-YEYEBEGERCuloare

SemnaleSemnale TV TV compatibilecompatibile (III)(III)

t

ER

t

EG

t

EB

t

EY 1 0,89 0,7 0,59 0,41 0,3 0,11 0

pentrustudio TV, prelucrarede înalt�calitate:

� R

� G

� B

SemnaleSemnale TV TV compatibilecompatibile (IV)(IV)

0000000Negru

-0,110,89-0,110,11100Albastru

-0,3-0,30,70,3001Ro�u

-0,410,590,590,41101Violet

0,41-0,59-0,590,59010Verde

0,30,3-0,70,7110Turcoaz

0,11-0,890,110,89011Galben

0001111Alb

EG-YEB-YER-YEYEBEGERCuloare

SemnaleSemnale TV TV compatibilecompatibile (V)(V)

t

t

t

t

EG-Y0

-0,110

pentrudifuziune, sistemecompatibile:

� Y

� R-Y

� B-Y

EY 1 0,89 0,7 0,59 0,41 0,3 0,11 0

ER-Y

0 0,1

-0,7-0,59

0,59 0,7

-0,110

EB-Y

0-0,89

0,3

-0,59

0,59

-0,3

0,890

0,11

-0,3

0,3

-0,41

0,41

SistemeSisteme TV color (I)TV color (I)

� IMAGINE COLOR � 3 imagini monocromatice� pentru rezolu�ie alb-negru � 3 × l��imea de band� alb-negru

� bun� pentru studiouri, dar nu �i pentrudifuzare

� IMAGINE COLOR � luminan�� (Y) �icrominan�� (R-Y, B-Y)� compatibilitate cu sistemul TV alb-negru� rezolu�ie de crominan�� (�i l��ime de band�) limitat�

� modula�ie (QM, FM) cu sub-purt�toare de crominan�� (R-Y, B-Y)

� compatibilitate cu canalele de difuzare TV alb-negru

SistemeSisteme TV color (II)TV color (II)

� SISTEME TV COLOR COMPATIBILE� NTSC 1953 SUA

� SECAM 1958 Fran�a

� PAL 1961 Germania

fp fAfSp

Y

l��imea de band� a canalului

C

CaracteristicileCaracteristicile sistemelorsistemelor TV color TV color compatibilecompatibile

Compatibile cu TV alb-negru, dar incompatibile între ele

Sisteme

8876L��imea de band� canal [MHz]

AMFMFMFMModula�ia de sunet

FMFMQAM+PALQAMModula�ia de crominan��

6,56,55,54,5Ecart purt�toare sunet [MHz]

MA pozitiv�

MA negativ�

MA negativ�

MA negativ�

Modula�ia în radiofrecven��

6654L��imea de band� Y [MHz]

15,62515,62515,750Frecven�a liniilor [kHz]

505060Frecven�a câmpurilor

Fran�aOIRTUHFVHF

SECAMPALNTSC

Parametrii

Schema Schema general�general� a a sistemelorsistemelor color TV color TV compatibilecompatibile (I)(I)

camera color

EREGEB

MY

MR-Y

MB-Y

EY

EY

EY

�MOD

FTJ

fSp

E

SVCC

EMISIE

FTJ EC

Schema Schema general�general� a a sistemelorsistemelor color TV color TV compatibilecompatibile (II)(II)

SELECTOR DE

CANALEMG-Y

EY

EC

sincronizareculoare

RECEP�IE

DEMOD

ER-Y

EB-Y

EG-Y

SVCCFTJ

FTB

ModulaModula��iaia subsub--purt�toareipurt�toarei de de crominancrominan���� (I)(I)

� Semnale� purt�tor:

� modulator:

� Modula�ie în amplitudine

� Modula�ie în amplitudine cu purt�toareasuprimat�

tUtu PPP ω⋅= sin)(

)(tu M

[ ] ttuUtu PMPMA ω⋅+= sin)()(

ttutu PMMAPS ω⋅= sin)()(

ModulaModula��iaia subsub--purt�toareipurt�toarei de de crominancrominan���� (II)(II)

Modula�ia în cuadratur� (QAM)� pot fi transmise ambele componente de crominan��

cu ajutorul unei singure purt�toare

� 2 modulatoare (2 semnale diferen�� de culoare)

� 1 frecven�� purt�toare cu 2 faze

� 0º (sin �P)

� 90º (cos �P)

� cele 2 modulatoare influen�eaz� 2 parametri aipurt�toarei

� amplitudinea (satura�ia culorii)

� faza (nuan�a culorii)