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Tv analogica

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Tv analogica

  1. 1. TELEVISÃO ANALÓGICA Fernando Pereira Instituto Superior Técnico Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  2. 2. A caixa que mudou o mundo … ouUma imagem vale mais do que mil palavras ! Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  3. 3. Televisão: o ObjectivoTransferência à distância de informação visual e auditivausando sinais eléctricos onde muitos (?) utentes consomem (simultaneamente ?) o mesmo conteúdo. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  4. 4. O Grande Objectivo: Telepresença Objectivo: TelepresençaCrescente sensação de imersão Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  5. 5. Minutos de TV por Dia … Ano 2000 Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  6. 6. História da Televisão: a Primeira Fase História1925 - John Baird demonstra a possibilidade de transmitir contornos de objectos simples.1926 - John Baird demonstra o primeiro sistema de televisão monocromática.1928 - John Baird demonstra o primeiro sistema de televisão a cores.1929 - Bell Labs demonstram o primeiro sistema de televisão a cores em que as cores primárias sãotransmitidas em paralelo.1936 - Jogos Olímpicos de Berlim - Primeira emissão TV de grande potência.1937 - França, Inglaterra, Alemanha e EUA iniciam emissões regulares de TV monocromática(baixa definição).1941 - FCC normaliza o sistema de TV monocromática com 525 linhas.1951 - CCIR não consegue chegar a acordo sobre as normas para a TV monocromática.1951/52 - Aparece na Europa a TV monocromática com 625 linhas.1953 - FCC normaliza o sistema de TV a cores, NTSC.Março 1957 - Início das emissões regulares de TV monocromática, em Portugal.1957 - Coroação da Rainha Isabel II - Primeira transmissão em directo em rede europeia.1960 - Na Alemanha aparece o sistema de TV a cores, PAL.1960 - Em França é apresentado o sistema de TV a cores, SECAM.1964 - Jogos Olímpicos de Tóquio - Primeira transmissão em directo, via satélite, de TVmonocromática. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  7. 7. História da Televisão: a Segunda Fase História1970 - Inicia-se no Japão o estudo da televisão de alta definição.1977 - Atribuição pela WARC de canais de 27 MHz para transmissão de TV, via satélite.Março 1980 - Início das transmissões regulares de TV a cores - PAL - em Portugal.1981 - Primeira demonstração pública do sistema Japonês de alta definição - MUSE.1983 - É criado na Europa o sistema MAC para a difusão directa de TV, via satélite.1985 - A Europa decide criar o seu sistema de alta definição para combater a invasão Japonesa -HD-MAC.1986 - Primeiro protótipo para o sistema MUSE.1988 - Jogos Olímpicos de Seúl - Transmissão em directo via satélite usando o sistema MUSE.1989 - Início das emissões regulares de alta definição no Japão.1990 - Campeonato do Mundo de Itália - Primeira demonstração do sistema europeu de altadefinição HD-MAC.1992- Jogos Olímpicos de Barcelona - Demonstração em larga escala do sistema HD-MAC.1993 - Os EUA preparam-se para escolher o primeiro sistema completamente digital de televisão.1993 - A televisão digital ganha terreno ... muito rapidamente …1993 - Norma MPEG-2 é finalizada.1998 - Projecto DVB desenvolve as especificações técnicas que complementam as normas MPEG-2.200X –TV digital nas mais variadas formas, cabo, fio de cobre (ADSL), IPTV, DVB-H, … Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  8. 8. Classificação dos Sistemas de TelevisãoClassificação Tipo de informação Monocromático (Y) Policromático (YUV) Estereoscópico (2 × YUV) Multivista (N × YUV) Definição da imagem Baixa definição, < 300-400 linhas/imagem Média definição, ≈ 500-600 linhas/imagem Alta definição, > 1000 linhas/imagem Modo de transmissão Radiodifusão (terrestre) Cabo Satélite Linha telefónica (XDSL) Móvel (UMTS) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  9. 9. Nós, os Utentes … Nós,É preciso não esquecer que os serviços de comunicação audiovisual devem, acima de tudo, cumprir a missão de SATISFAZER O UTENTE FINAL.É fundamental levar em conta as características do Sistema Visual Humano, nomeadamente: A capacidade limitada de ver informação espacial. A ‘facilidade’ em adquirir a ilusão de movimento. A menor sensibilidade à cor em relação ao brilho/luminância. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  10. 10. O Espectro Visível Visível λ= c/f [m] com c = 300 000 km/s Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  11. 11. TELEVISÃOMONOCROMÁTICA Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  12. 12. Pré-História da Televisão: o Disco de Nipkow Pré-História Televisão:O disco de Nipkow é opaco,com um conjunto de orifíciosde pequeno diâmetro, cujoscentros se dispõem sobre umaespiral, com passo igual àaltura da imagem e mantendoentre si uma distância igual àlargura da imagem a analisar.A imagem é iluminada de umlado, ficando o disco deNipkow entreposto entre aimagem e uma lente queconcentra, numa célula foto-eléctrica, a porção de luz quepassa através dos orifícios. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  13. 13. O que Vemos na TV: a LuminânciaO FLUXO LUMINOSO radiado por uma fonteluminosa com o espectro de potência G(λ) é dado por: λΦ = k ∫ G(λ) y(λ) dλ [lm ou lumen] com k=680 lm/W λ λ λonde y(λ) é a função de sensibilidade média do olho humanoO modo como a potência radiada se distribui pelas diferentes direcções édado pela INTENSIDADE LUMINOSA: LUMINOSA JL = dΦ /dΩ [lm/sr ou vela (cd)] Φ ΩNa TV interessa-nos o BRILHO ou LUMINÂNCIA dum elemento desuperfície dS, observado segundo um ângulo θ, tal que a área normal àdirecção de observação é dSn, dado por: Y = dJL / dSn [lm/sr/m2] que dá o fluxo luminoso radiado, por ângulo sólido, por unidade de área. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  14. 14. Sensibilidade Média do Sistema Visual Humano Média Rendimento luminoso para vários tipos de lâmpadas a 220 V Tipo de Potência Fluxo luminoso Rendimento lâmpada (W) (lm) (lm/W)Incandescente 40 430 11Incandescente 100 1380 14Incandescente 200 2950 15Vapor mercúrio 80 3100 39Vapor mercúrio 250 11500 46 Fluorescente 20 1000 50 Fluorescente 40 2000 50 Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  15. 15. A Ilusão de Movimento: Resolução Temporal Movimento: ResoluçãoA informação visual corresponde aum sinal 3D (xyz) a variar notempo (t) que tem de sertransformado num sinal 1D notempo que possa ser transmitidoatravés dos canais disponíveis.Na recepção, a informação évisualizada num espaço 2Dresultante da projecção (naaquisição) no plano da câmara. A experiência mostra que é possível conseguir uma boa ilusão de movimento aO sinal 2D é amostrado no tempo a partir de cerca de 16-18 imagens poruma frequência tal que se consiga segundo, dependendo do conteúdo maisadquirir a ilusão de movimento ou menos rápido da imagem.para os conteúdos usuais. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  16. 16. De 2D para 1D: o VarrimentoA transformação do sinal 2D no plano da câmara num sinal 1D a transmitir nocanal é feita através do varrimento da imagem em linhas, de cima para baixo e daesquerda para a direita (como a leitura).Esta sequência de varrimento é determinada a priori e logo é conhecida peloemissor e pelo receptor.Como não existia, no início, capacidade de memorizar informação, a aquisição,transmissão e visualização são praticamente simultâneas. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  17. 17. Acuidade Visual: o Número de Linhas NúmeroA acuidade visual é a capacidade do olhodistinguir ou ‘resolver’ detalhe (informaçãoespacial) numa imagem. Mede-se com a ajudade imagens especiais, designadas miras.A acuidade visual determina o númeromínimo de linhas que a imagem deve ter paraque o observador colocado a uma dadadistância não as ‘distinga’ ou seja tenha umasensação de continuidade espacial.O número máximo de linhas que o sistemavisual humano consegue distinguir numa mirade Foucault é dado por Nmáx ~ 3400 h / dobsPara dobs /h ~ 8, tem-se Nmáx ~ 425 linhas. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  18. 18. O Factor de Kell O fenómeno associado ao Factor de Kell só se verifica na direcção vertical por ser a única em que a informação é representada de forma discreta.Quando se reproduz em televisão uma mira de Foucault, observa-se uma diminuição daacuidade visual ou seja um observador capaz de distinguir na mira original N barras sóconsegue distinguir na mira reproduzida KN barras; K é o Factor de Kell e valeaproximadamente 0.7.Quando o número de barras da mira se aproxima do número de linhas de varrimento, aimagem reproduzida depende fortemente da respectiva posição relativa.A consequência do fenómeno associado ao Factor de Kell (K) é que o número de linhas devarrimento tem de ser superior de um factor 1/K em relação ao número de linhasdeterminado pela acuidade visual. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  19. 19. Caracterizando a Imagem 2D …A imagem 2D é caracterizada por: Número de linhas/imagem - Depende da acuidade visual e também do factor de Kell. Factor de forma ou relação largura-altura - Para dar ao observador uma sensação de maior envolvimento na acção, a imagem é mais ‘comprida’ do que ‘alta’ já que esse é o formato dos nosso olhos e na vida real a maior parte da acção se passa na horizontal (4/3 => 16/9). Número de elementos de imagem/linha - Para igual resolução vertical e horizontal, depende do número de linhas/imagem e do factor de forma. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  20. 20. A Síntese da Imagem: Tubo de Raios Catódicos (CRT) Síntese Imagem: Catódicos Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  21. 21. A Cintilação CintilaçãoO fenómeno da cintilação ouflicker parece tornarindispensável a adopção deuma frequência de imagemsuperior à frequênciamínima para obter ilusão demovimento.Para os tubos de raioscatódicos, a variação daluminância no tempo éexponencial decrescente,com constantes de tempoentre 3 e 5 ms. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  22. 22. Contra a Cintilação, o Entrelaçamento Cintilação, EntrelaçamentoPara que cada zona da imagem seja suficientemente ‘refrescada’, cadaimagem é representada como 2 campos, um com as linhas pares eoutro com as linhas ímpares.O entrelaçamento resolve o problema da cintilação sem aumentar alargura de banda do sinal já que cada zona do écrã é periodicamenterefrescada ao dobro do ritmo correspondente á ilusão de movimento. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  23. 23. 25 imagens/s ⇒ 50 campos/s Não muda nº imagens/sNão muda nº linhas /imagemNão muda a largura de banda Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  24. 24. Correcção do Factor Gama CorrecçãoA correcção do factor gama é introduzida para compensar o facto das câmaras e dos tubos de raios catódicos serem dispositivos não lineares.Sendo Yorig a luminância da cena original, a câmara produz um sinal deluminância Yc Yc = K1 Yorig γ 1 (γ 1 ~ 0.3 - 1) γPor outro lado, a luminância reproduzida pelo tubo de raios catódicos temuma variação semelhante YTRC = K2 Yc γ 2 (γ 2 ~ 2 - 3) γou seja a luminância original e reproduzida relacionam-se por YTRC = K2 K1 γ 2 Yorig γ 1γ 2 γPara obter um gama do sistema (γ 1 γ 2) entre 1 e 1.3, introduz-se um γdispositivo não linear à saída da câmara que faz a correcção do factor gamacom γ 1 γ 2 γ cor ~ 1.3. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  25. 25. O Sinal de Luminância no Tempo Devido às limitações dos dispositivos usados, é necessário que decorra algum tempo entre o final de cada linha e o início da linha seguinte e entre o final de uma campo e o início do campo seguinte: retornos horizontal e vertical ... que podem ser úteis, e.g. teletexto … Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  26. 26. Porquê Modulação Negativa ? ModulaçãoO sinal é codificado dedicando a gama entre 0 e 33% do nível máximo ao sincronismo e arestante gama à informação de luminância, com o preto nos 33% e o branco nos 100%do nível máximo.A modulação negativa garante uma maior protecção em termos de relação sinal/ruídoaos impulsos de sincronismo e a menor distorção do sinal associada à saturação domodulador ou amplificador (pontos pretos em vez de pontos brancos). Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  27. 27. a1 N K A Largura de Banda do Sinal de Vídeo Vídeo a1 NSupondo que se pretende igual resolução subjectiva vertical e horizontal tem-se (a1 ~ 0.92 e a2 ~ 0.8 ): Número de elementos de imagem na vertical: Nv = a1 N Nº elementos de imagem na vertical subjectivam. relevantes: Nv = a1 N K Número de elementos de imagem na horizontal: Nh = a1 N K A Número de elementos de imagem na imagem: Nv Nh = a12 N2 K A Frequência de elemento de imagem (linha): fele = a1 N K A / (a2 / N F) Frequência de elemento de imagem (imagem): fele = a12 N2 K A / (a1 a2 / F) Frequência máxima presente no sinal de vídeo: fmáx= fele/2 = a1N2 F K A/2a2 Largura de banda do sinal de vídeo: LB ~ fmáx = a1N2 FKA / 2 a2 Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  28. 28. VHF e UHFVHF VHF é a sigla para o termo inglês Very High Frequency. Designa a faixa de radiofrequências de 30 MHz até 300 MHz. É uma frequência comum para propagações de sinais de televisão e rádio.UHF UHF é a sigla para o termo inglês Ultra High Frequency. Designa a faixa de radiofrequências de 300 MHz até 3 GHz. É uma frequência comum para propagações de sinais de televisão e rádio. As ondas eletromagnéticas com frequências nesta faixa têm mais atenuação atmosférica e menor reflexão na ionosfera que as ondas com VHFs. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  29. 29. Como se usa o Espectro ? TV Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  30. 30. Modulando em Amplitude … Banda de base Double Side Band (DSB) Vestigial Side Band (VSB) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  31. 31. O Sinal de Televisão na FrequênciaA modulação escolhida para o sinal de luminância foi a modulação de amplitudeVestigial Side Band (VSB) por ser bastante eficiente espectralmente e permitiresquemas simples de desmodulação como a detecção de envolvente.A modulação VSB é obtida nos emissores a partir do sinal modulado emamplitude (Double Side Band, DSB) através de filtragem adequada.O sinal de áudio é modulado noutra portadora, em AM ou FM (tipicamente FM). Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  32. 32. Emissor e Receptor de TV Monocromática Monocromática Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  33. 33. TELEVISÃOPOLICROMÁTICA Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  34. 34. As CompatibilidadesA TV policromática é mais um desenvolvimento natural na emulação pelas Telecomunicações de capacidades Humanas. Aproveita os desenvolvimentos tecnológicos e tem de garantir compatibilidade sem gastar mais banda. COMPATIBILIDADE DIRECTA (backward) - Uma emissão de TV policromática deve poder ser recebida, a preto e branco, por um receptor monocromático. COMPATIBILIDADE INVERSA (forward) - Um receptor policromático deve poder receber, a preto e branco, uma emissão de televisão monocromática. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  35. 35. Um Pouco de Colorimetria …Em sistemas aditivos, a soma de todas as cores dá branco e a subtracção detodas as cores dá preto.A Colorimetria demonstra que é possível reproduzir um elevado númerode cores através da mistura aditiva de apenas 3 cores primárias,cuidadosamente escolhidas.As cores primárias escolhidas em televisão para gerar todas as outrascores foram Vermelho (RED) Verde (Green) Azul (Blue)A luminância, Y, pode ser obtida a partir das componentes primáriasatravés de Y = 0.3 R + 0.59 G + 0.11 B Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  36. 36. Diagrama de Cromaticidade Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  37. 37. R - Vermelho G - Verde B - Azul + Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  38. 38. TV Policromática: a Escolha dos Sinais Policromática:COMPATIBILIDADE DIRECTA: Os sinais R,G,B não são escolhidos para a transmissão de TV policromática porque não garantem a compatibilidade directa e exigem uma largura de banda tripla da dos sistemas monocromáticos (havia que manter a banda). A compatibilidade directa exige a transmissão do sinal de luminância, Y, que pode ser obtido a partir das componentes primárias através de Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B.ACRESCENTANDO A CÔR: A transmissão da côr exige a escolha de mais 2 sinais que permitam recuperar facilmente os sinais R, G e B para a síntese a cores. Esses sinais devem gastar a menor banda possível explorando a menor sensibilidade visual humana à côr.COMPATIBILIDADE INVERSA: Os SINAIS DE CROMINÂNCIA R-Y, B-Y e G-Y permitem a recuperação simples dos sinais R,G,B, garantem a compatibilidade inversa e precisam de menos banda; escolhem-se os sinais R-Y e B-Y por maximizarem a relação sinal-ruído. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  39. 39. Luminância e Crominâncias ... R Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B ~ 5 MHz Câmara G B-Y=U ~ 1 MHz B R-Y=V ~ 1 MHzY - Luminância B-Y=U R-Y=V Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  40. 40. Os Sinais na Aquisição, Transmissão e Síntese ... Aquisição, Síntese RGB RGB YUV Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  41. 41. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  42. 42. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  43. 43. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  44. 44. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  45. 45. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  46. 46. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  47. 47. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  48. 48. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  49. 49. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  50. 50. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  51. 51. A Análise da Imagem Análise A imagem é analisada recorrendo a 3 tubos de análise,cada um precedido de um filtro com uma respostaespectral adaptada ao espectro dos luminóforos correspondentesno tubo de síntese. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  52. 52. De RGB para YIQ ou YUV Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  53. 53. Os Vários Primários Vários Primários Primários ideais Vermelho (λ ~ 700 nm) com x ~ 0.74 e y ~ 0.27 Verde (λ ~ 520 nm) com x ~ 0.06 e y ~ 0.84 Azul (λ ~ 430 nm) com x ~ 0.17 e y ~ 0.1 Primários NTSC Vermelho com x ~ 0.67 e y ~ 0.33 Verde com x ~ 0.21 e y ~ 0.71 Azul com x ~ 0.14 e y ~ 0.08 Primários PAL Vermelho com x ~ 0.64 e y ~ 0.33 Verde com x ~ 0.29 e y ~ 0.60 Azul com x ~ 0.15 e y ~ 0.06 Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  54. 54. A Síntese da Imagem Síntese Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  55. 55. A Correcção do Factor Gama CorrecçãoPara compensar a não linearidade da conversão da luminância em tensão evice-versa, deve fazer-se a correcção do factor gama ou seja Y 1/γ = (0.3 R + 0.59 G + 0.11 B) 1/γ γ γsendo 1/γ o factor gama transmitido. γComo cada um dos tubos de cor primária tem uma característicasemelhante às dos tubos monocromáticos, é indispensável fazer acompensação do factor gama para cada componente ou seja o receptordeve poder obter os sinais R 1/γ , B 1/γ e G 1/γ γ γ γPara evitar a resolução de equações não lineares nos receptores a cores, étransmitido o sinal Y’ = 0.3 R 1/γ + 0.59 B 1/γ + 0.11 G 1/γ γ γ γo que compromete a compatibilidade directa já que Y 1/γ ≠ Y’. γ Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  56. 56. Correcção do Factor Gama … em Detalhe …Correcção Deveria enviar-se 1. Y 1/γ = (0.3 R + 0.59 G + 0.11 B) 1/γ γ γ 2. R 1/γ -Y 1/γ γ γ 3. B 1/γ -Y 1/γ γ γ Mas envia-se 1. Y’ = 0.3 R 1/γ + 0.59 G1/γ + 0.11 B 1/γ γ γ γ 2. R 1/γ -Y’ γ 3. B 1/γ -Y’ γ Por ser mais fácil de recuperar os sinais R 1/γ , B 1/γ e G 1/γ γ γ γ Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  57. 57. Como se Mete o Rossio na Rua da Betesga ?PREMISSA 1 Largura de banda total disponível para os sinais do sistema policromático é a mesma do sistema monocromático.PREMISSA 2 Em vez de apenas o sinal de luminância é preciso transmitir (na mesma banda) agora o sinal de luminância e dois sinais de crominância. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  58. 58. Transmissão da Crominância: Crominância: Modulação em Quadratura ModulaçãoPara poupar banda, os 2 sinais de crominância são modulados emportadoras com a mesma frequência mas desfasadas de 90o.Para limitar a saturação do emissor, definem-se os sinais V’ = 0.877 (R’-Y’) U’ = 0.493 (B’-Y’) (ambos corrigidos do factor gama)que têm menor amplitude e são filtrados para ter uma banda inferior àdo sinal de luminância.O sinal modulado com as crominânciasvem: U’ cos ωc t + V’ sen ωc t Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  59. 59. Transmissão da Crominância: Desmodulação em Crominância: Desmodulação Quadratura Para recuperar os sinais de crominância modulantes, multiplica-se o sinal modulado por cos ωc t e sen ωc t e faz-se passar o resultado por filtros adequados. Na modulação em quadratura, um erro de fase na portadora de desmodulação provoca misturas indesejáveis dos sinais em fase e em quadratura ou sejaem vez de U’ tem-se U’ cos φ - V’ sen φem vez de V’ tem-se -V’ cos φ - U’ sen φ Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  60. 60. No Tempo e na Frequência: Do Preto e Branco à Côr Frequência: Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  61. 61. Quem Bem Arruma ... Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  62. 62. O Vectorescópio VectorescópioO sinal modulado em quadratura vemU’ cos ωc t + V’ sen ωc t =A cos ( 2 π fωc t + φ) ωonde A e φ são a amplitude efase da portadora de côrA = ( U’2 + V’2 ) 1/2φ = arctg (V’ / U’) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  63. 63. O SISTEMA NTSC Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  64. 64. O Sistema NTSC (National Television (NationalStandards Committee) Committee)No sistema NTSC, transmitem-se os sinais I’ = - 0,27 (B’-Y’) + 0.74 (R’-Y’) = cos 33o V’ - sen 33o U’ Q’ = 0.41 (B’-Y’) + 0.48 (R’-Y’) = cos 33o U’ + sen 33o V’obtidos por transformação linear dos sinais U’ e V’.O sistema NTSC aproveita o facto de a sensibilidade visual àsvariações de côr depender da direcção da variação no diagrama decromaticidade.Se os sinais de crominância a transmitir representarem variaçõessegundo direcções com diferente sensibilidade, é aceitável que alargura de banda associada seja também diferente. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  65. 65. Sensibilidade a Desvios de Côr: as Elipses de Côr: MacAdamO olho humano não é igualmente sensível a variações de côr em todas as direcções. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  66. 66. O Sinal de Vídeo VídeoComposto NTSC noTempoc(t) = I’ cos (360o fct + 33o ) + Q’ sen (360o fct + 33o )c (t) = ANTSC cos (2 π fc t + φ)comANTSC = (I’2 + Q’2) 1/2φNTSC = 123o - arctg (Q’/I’)(em relação a U) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  67. 67. O Sinal NTSC naFrequência Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  68. 68. Separação das Crominâncias em NTSC SeparaçãoPara recuperar os sinais de crominância modulantes em quadratura,multiplica-se o sinal modulado por cos ωc t e sen ωc te faz-se passar o resultado por filtros adequados.A desmodulação com o sinal modulado não deformado e a portadora localsincronizada em frequência e fase tem um desempenho perfeito mas éinatingível na prática.Face a desvios de frequência ou fase da portadora na recepção canais de transmissão introduzindo ganhos diferenciais de amplitude ou fasenão é possível recuperar de forma exacta os sinais modulados emquadratura o que se traduz na MISTURA DE CORES (erros de matiz). Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  69. 69. As Misturas NTSC ou Never Twice the SameColour Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  70. 70. O SISTEMA PAL Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  71. 71. O Sistema PAL (Phase Alternate Line) (Phase Line) O sinais de crominância escolhidos são U’ = 0.493 (B’-Y’) V’ = 0.877 (R’-Y’) para limitar a saturação no emissor. A crominância é enviada numa portadora de côr, modulada em quadratura pelos sinais U’ e V’, alternando, linha a linha, o sinal de V’ ou sejaLinhas N: cN(t) = U’ sen (2 π fc t) + V’ cos (2 π fc t) = APAL cos (2 π fc t + φPAL)Linhas P: cP(t) = U’ sen (2 π fc t) - V’ cos (2 π fc t) = APAL cos (2 π fc t - φPAL) com APAL = ( U’2 + V’2 ) 1/2 e φPAL = arctg (V’ / U’) (em relação a V) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  72. 72. O Vectorescópio PAL VectorescópioLinhas NLinhas PSalva NSalva P Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  73. 73. O Sinal de Vídeo PAL no Tempo Vídeo cN(t) = Y + APAL cos (2 π fc t + φPAL) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  74. 74. O Sinal PAL na Frequência Subportadora de côr Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  75. 75. A Desmodulação PAL DesmodulaçãoAdmitindo que a informação de crominância é a mesma em 2 linhasconsecutivas, se o receptor armazenar o sinal de crominância modulado decada linha, ao receber a linha seguinte é possível recuperar os valores U’ eV’ (modulados) adicionando e subtraindo os sinais de crominânciarecebido e armazenado ou sejaSe a linha armazenada é N: (cN (t) + cP (t)) / 2 = U’ sen (2 π fc t) (cN (t) - cP (t)) / 2 = V’ cos (2 π fc t)Se a linha armazenada é P: (cN (t) + cP (t)) / 2 = U’ sen (2 π fc t) (cN (t) - cP (t)) / 2 = - (cP (t) - cN (t)) / 2 = V’ cos (2 π fc t) Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  76. 76. Trocando misturas de cor por erros de saturação saturaçãoO processo de separação dos sinais de crominância em PAL permitereduzir substancialmente os problemas resultantes de: Erros diferenciais de amplitude e fase introduzidos no emissor, canal ou receptor (relativamente constantes ao longo do tempo) Assimetrias nas semi-bandas superior e inferior dos sinais de crominância U’r = U’ cos β V’r = V’ cos β Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  77. 77. Modulador PAL Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  78. 78. Desmodulador PAL Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  79. 79. O SISTEMA SECAM Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  80. 80. O Sistema SECAM (Sequentiel Couleur a (Sequentiel Memoire) Memoire)Os sinais de crominância escolhidos são DR’ = - 1.9 (R’-Y’) DB’ = 1.5 (B’-Y’)A informação de crominância é transmitida sequencialmente no tempo ouseja numa linha um sinal e na seguinte o outro. Os sinais de crominânciasão modulados em frequência.No SECAM, não há misturas de côr uma vez que as 2 crominâncias nãocoexistem no tempo.A resolução vertical das crominâncias SECAM é cerca de metade emrelação ao PAL e NTSC mas não parece haver uma diminuição significativada qualidade subjectiva.Tal como o PAL, também o SECAM necessita de uma linha de atraso. Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  81. 81. Todos Diferentes, Todos Iguais ... 64 µs 63,56 µs Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  82. 82. O Mundo da TV Analógica Analógica NTSC PAL SECAM PAL/SECAM Unknown Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  83. 83. Televisão: Para Onde Está a Evoluir ?Televisão: Está Televisão analógica monocromática Televisão analógica policromática Televisão digital Televisão de alta definição Televisão estereoscópica Televisão interactiva Televisão multivista ...em que sistemas de transmissão ? Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira
  84. 84. BibliografiaTelevision Technology: Fundamentals and Future Prospects,Michael Noll, Artech House, 1988Broadcast Television Fundamentals, Michael Tancock, PentechPress, 1991 Comunicação de Áudio e Vídeo, Fernando Pereira

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