Tecnología de vídeo

Medios audiovisuales. Señal televisiva. Codificación. Transmisión. Emisión. Recepción. Ancho de banda. Grabación. Cámara de vídeo. Regulación de la imagen. Radiocámara

  • Enviado por: Sandra Moreno
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 14 páginas

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TECNOLOGÍA

LA SEÑAL TELEVISIVA:

Como se pasa una señal de analógico a digital:

0´7

0´3

En la señal de vídeo hay una determinada amplitud y frecuencia. Para convertir la señal analógica en digital:

1. Muestreo de la señal:

A esta señal analógica e(t) se toma una serie de muestras durante intervalos regulares de tiempo.

Hay una frecuencia de muestreo estandart “NYQUIST”. Esta debe ser por lo menos el doble de la máxima frecuencia contenida en el espectro de la señal. Tanto para las señales de 525 líneas 625, la frecuencia de muestreo para la señal de Luminancia es de 13´5 Mhz. (13.500.000 /s) y para la señal de crominancia 6´75Mhz (6.000.000). Todo esto para el muestreo 4:2:2, mientras que para el muestreo 4:2:0 las muestras en la señal de Luminancia son de 6´75 y las de crominancia 3´25.

Muestreo 4.2:2

El resultado de esta serie de muestras , son impulsos que se llamarán u(t).Este tren de impulsos va a venir definido por la señal Pam

2. Cuantificación:

Niveles de muestra de voltaje

Al error de falta de niveles se le llama error de cuantificación. Este será menor cuando mas niveles haya de voltaje. A estas muestras se le asigna un nº de nivel de voltaje, se hace una cuantificación. El error de cuantificación provoca la señal errática. Cuando se reconvierte la señal de digital a analógica se transforma en ruido de imagen.

3. Codificación:

Se utiliza una base binaria de 0 y 1 para obtener los niveles 22=256

Es el proceso en que los números obtenidos tras la cuantificación son representados en una base binaria, a los que se llama Bit. Por razones de facilidad operativa, el número de niveles se hace en base 2. Los impulsos de la señal PAM se redondean al valor superior o inferior según se sobrepase o no el ancho del nivel en el que se encuentran.

El error cometido con estas aproximaciones equivale a sumar las señales erráticas y los valores exactos de la muestra. Cada uno de esos niveles correspondería al 0´4 % de la señal en ese momento, el error máximo que obtendría en la muestra es del 0´2%.

Señal de

vídeo analógica

Señal de

vídeo digital

Emisión de la señal de vídeo(La señal de tv)

1º hemos convertido una señal óptica a eléctrica. Esta señal hay que transmitirla y será recibida en un aparato receptor (amplificador de radio frecuencia) y este vuelve a emitir la señal eléctrica como imagen. La señal de audio y vídeo se desplazan por canales distintos.

Hay una cierta analogía entre el vídeo y la tv. El cine va 24 fotogramas /s que reproducen el movimiento, pero esto no evitaban el parpadeo de la imagen, por eso se proyecta dos veces a 48 frames /s. En televisión funcionan a 25 cuadros /s. Esto para sistemas de 625 líneas y 819. En el sistema Americano que va a 30 frames/s con 525 líneas. Para evitar el parpadeo de la imagen, cada cuadro está dividido en 2 campos:

-Impar

-Par

Un cañón eléctrico hace un barrido y traza imágenes , una parte de la imagen. Cuando termina de barrer el campo impar y el par obtenemos un frame. Luego posteriormente se barren los dos campos.

  • Señal en blanco y negro:

  • El sistema televisivo en blanco y negro , hace corresponder al blanco natural el blanco reproducido, al negro natural el negro reproducido, y transforma los colores naturales en varias gradaciones de gris según un determinado código.

    Cada línea de definición viene construida por una señal eléctrica de tensión variable con un valor alto que corresponde al blanco, un valor bajo que corresponde al negro y valores intermedios que corresponden a las diversas gradaciones del gris.

    Sin embargo, el retorno de línea correspondiente al recorrido de derecha a izquierda está constituido por un impulso a nivel inferior al negro, en la región del ultranegro que no resulta visible.

    El retorno está constituido por una sucesión continua de impulsos de ultranegro.

    Los impulsos de retorno, tanto de línea como de cuadro, llevan también los sincronismos de línea o sincronismos horizontales y los sincronismos de cuadro o sincronismos verticales. Los sincronismo sirven para colocar al mismo paso la definición de la cámara con la del reproductor.

    La señal de vídeo completa es de 1 V, mientras que la señal de imagen es de 0,75V

    2. Señal en color:

    El tratamiento televisivo del color tienen lugar a través de los procesos de análisis y síntesis del color. El análisis, efectuado por la cámara, prevé la descomposición de cada color natural en los tres colores : Rojo, Verde y Azul o RGB. La síntesis realizadas por el monitor, prevé la reconstrucción de los colores naturales mediante la combinación de los colores primarios

    3. Relación señal-ruido

    Permite evaluar la calidad de la imagen, determina cuantas veces la señal de imagen está por encima del ruido, entendiendo por ruido cualquier perturbación que se introduzca en la señal de la imagen. La relación señal ruido se expresa en ello por medio de una escala logarítmica, hay que tener encuenta que en cada nueva generación ( cintas) se pierde entre 3 y 4.5 db

    4. Esquema de captación ,emisión, recepción:

    Audio

    Vídeo

    5. Ancho de banda necesario:

    Hay 2 porque todos los amplificadores de vídeo como los de transferencia:

    -Deben tener un ancho de banda adecuado para la transmisión de una definición aceptable.

    -Tanto la amplitud como la fase de cada una de las frecuencias componentes debe permanecer igual desde la entrada hasta la salida del sistema.

    Para calcular el ancho de banda, hay que saber la frecuencia máxima que puede comprobar la señal. Para determinar la máxima tendré que representar la señal de vídeo con el mayor número de cables posibles ,teniendo el máximo nivel de blancos y el máximo nivel de negros y así sucesivamente, con la máxima variación que pueda tener la señal.

    Hay que tener encuentra el ancho y alto de la pantalla y al saber esto, se puede determinar el nº de elementos que hay en cada línea.

    W = Nº Elementos

    A

    H.= Nº de líneas

    A

    W × H =Nº de elementos por cuadro.

    A A

    W × H × P =Nº de elementos en cada

    A A

    1 × W × H × P Ancho de banda necesario

    2 A A

    F =1 ×L2 × R × P

    2

    L=Líneas

    R=Relación de aspectos.

    P=Frecuencia , cuadros/s.

    6. Transmisión de la señal:

    Hay que modular una onda portadora que lleva b/n, para que transporte el color, lo que será una onda subportadora, con un ancho de banda mas pequeño. La forma en que se module la soportadora de crominancia, determina los distintos sistemas tv de color.

    Principios básicos de todos los sistemas de tv color:

    • Se captan 3 señales de color por separado (Rojo, Verde y Azul)

    • Las magnitudes de las señales de color individual dependen de la cantidad real de color del objeto televisado.

    • Los colores compuestos de dos o mas colores primarios producen señales proporcionales en cada señal.

    • La señal de Luminancia se obtiene combinando en terminada proporción, las señales rojas, verdes y azules por eso el sistema produce una señal de Luminancia y 3 de crominancia. La televisión funciona como un sistema aditivo de color.

    • La señal de iluminancia corresponde al brillo de la imagen. Es una señal monocromática.

    • Para reducir el nº de señales de color se transmiten 2 señales diferencia de color.

    R - Y

    B - Y

    • De la señal de Luminancia y la deducción de las otras dos, obtenemos la 3 A señal de color.

    Tres sistemas de tv:

    -PAL 625 Líneas 25 Frames Europa, Brasil,

    -NTSC 525 Líneas 30 Frames Iberoamérica, USA China

    -SECAM 819 Líneas 25 Frames Francia ,Marruecos.

    Sistemas de entrega y transporte de la señal de vídeo (Emisión/Grabación)

    Sistemas.

    1.CVBS o vídeo compuesto: El nombre vienen dado porque entrega las señales de Luminancia y crominancia como una señal compuesta, por lo que emplea un solo cable coaxila. Es la forma mas pobre de transmisión de la señal(Sistemas caseros de VHS). La señal debe tener un código común con el sistema de Tv.

    2. S.Vídeo: Entrega la señal separando la de Luminancia de la de crominancia, lo que permite mayor grado de resolución que el anterior, por lo que utiliza 2 cables coaxiales. (Sistema Hi:8, SVHS) .precisa código común con los sistemas de tv que se van a utilizar.

    3. Componentes: Separa la señal de Luminancia y 2 de crominancia por vías diferentes, por lo que necesita 3 cables coaxiales. Esto se deduce del sistema S.Vídeo y RGB. La mayor parte de los equipos profesionales emplean este sistema. Al no transportar información de crominancia directa, no necesita codificación.

    Tiene cross-color (pérdida de imagen por la presencia de la crominancia) y cross-luminance(Pérdida de matices de color por la presencia de la Luminancia)

    4. RGB: No entrega la señal en términos de Luminancia y crominancia, sino como una combinación de rojo, verde y azul. Mayor calidad pero mas problemas de sincronización entre las diferentes señales. Por eso cuando hace edición lineal se utiliza el componente. No necesita codificación. Se utiliza con monitores de tratamiento de imagen o generadores de caracteres.

    EL EQUIPO

    LA CÁMARA DE VÍDEO

    El cuerpo:

    Es la parte que genera la señal eléctrica en función de la imagen recibida del objetivo.

    1. El sensor de imagen:

    El sensor de imagen es el Transductor óptico eléctrico que convierte la información luminosa en información eléctrica.

    El sensor puede presentar 2 formas:

    • El tubo de toma: Compuesto por un tubo de vacío. Por conductividad se entiende la propiedad por la que una sustancia es capaz de conducir corriente sólo si es estimulada por radiación luminosa.

    • El sensor en estado sólido: Es un componente optoelectrónico. El mas difundido el es CCD, funcionamiento:

    La luz incide sobre la capa superior. Esta se utiliza para la obtención de cargas producidas por la luz que proviene de la escena.

    La 2ª capa se utiliza como zona de almacenamiento. De aquí pasa a la 3 ª capa de donde se extrae para ser impulsada a un registro.

    La luz incide en la 1ª capa, debe pasar rápidamente a la 2º capa para que se pueda registrar otro impulso. Se utiliza un obturador electrónico capaz evitar que durante una fracción de segundo entre la luz. Es en ese momento cuando pasa la carga de la 1ª capa a la 2ª. Estos obturadores no llevan velocidades menores a 1/60. Escenas rápidas, velocidades de obturación rápida.

    De todo esto sale una señal que dependerá de la calidad de iluminación. Una vez obtenido esto se pueden hacer 2 cosas:

    -Emitir

    -Grabar.

    Estructura:

    El material de que está hecho el pixel es silicio. Cada uno de ellos está dividido en 3 capas.

    • Formatos del sensor de imagen

    Los formatos analógicos graban la señal a través de una onda, mientras que los digitales graban con códigos de 0 y 1.

    Analógico:

    -8mm: (Cámara domestica) La principal ventaja radica en que consigue introducir gran cantidad de información con una calidad aceptable, en un espacio físico muy reducido.(Audio deficiente al igual que la señal de crominancia.

    Hi 8 conseguía mejor calidad de crominancia y de audio, pero metía demasiada información en un espacio pequeño, por lo que había demasiados “DROPS”, pérdidas de sincronismo.

    -VHS:.Peor calidad que el Hi 8. Grababa la señal de ¡vídeo compuesta.

    -S.VHS: Graba en super vídeo. Separa la señal de Luminancia de la de crominancia. La calidad de audio era baja, porque la cinta pasaba despacio y al no haber mucho espacio entre las pistas, la calidad no es muy buena.

    -V-MATIC:La grabación de sonido no estaba dentro de la cámara . El color es bastante mejor que S-VHS.Tiene la señales separadas, Luminancia y crominancia.

    -BETACAM:

    -Betacam s/p

    -Betacam pro

    -Betacam universal

    Graba la señal por componentes, separa la señal de crominancia 2 y luego la de Luminancia. Al final deja una pista para la señal de crominancia y otra para Luminancia.

    La señal de Luminancia no se comprime. Se graba en tiempo real). La señal de crominancia se graba en otra pista diferente, hay que comprimirla y multiplexarla. Se comprime para que las 2 señales de crominancia se graben un uno. Para comprimir se graba la señal en una memoria a la velocidad que se va produciendo y luego se realiza una lectura a velocidad doble.

    Multiplexar es enviar varias señales por una misma línea. Para reproducir es necesario descomprimir y desmultiplexar, para ello se hace al contrario, con una velocidad a la mitad . Se corrige retrasadamente reduciendo 2 tiempos de retardo.

    Digitales:

    -Betacam digital:4:2:2

    -DVC Pro 50:4:2:2

    -Digitals 4:2:2

    -DVC-PRO:4:1:1

    -DVCAM:4:2:0

    -BETACAM SX:4:2:2

    -D-VHS:4:2:0

    -Mini DV4:2:0

    • Resolución del sensor de imagen:

    Los valores de resolución horizontal están comprendidos entre 300 y 850 puntos.

    La resolución total de la imagen se expresa también sobre todo en el número total de los píxel generados; Con todos los puntos elementales que concurren para construir un cuadro televisivo. Los datos están en relación directa entre sí; para obtener los pixel totales basta multiplicar la resolución horizontal por 625, que representa el número de líneas de definición.

    • Sensibilidad del sensor de imagen:

    La sensibilidad indica la iluminación mínima con la cual el tubo es capaz de proporcionar una imagen aceptable, con relación de la señal -ruido. Se expresa en Lux. Los valores usuales de sensibilidad de las cámaras varían entre 500 y 50 Lux

    • La persistencia:

    O luminosidad residual es la característica por la cual una imagen, una vez absorbida por el sensor, tiende a permanecer algunos instantes antes de desaparecer. Debido a la misma sustancia fotoconductora.

    2. La zona de circuitos:

    A su vez puede dividirse en dos unidades con funciones diversas:

    • Unidad de servio: Se ocupa del funcionamiento correcto del sensor y de la amplificación de la señal de vídeo que sale de él.

    • Unidad de control (CCU): Se ocupa esencialmente de dirigir la unidad de servicio y de producir los sincronismos de línea y de cuadro para construir la señal de vídeo completa. Esta es la señal que se envía al monitor en su reproducción.

    Hay que resaltar que los sincronismos pueden producirse dentro del CCU o proceder de un generador externo SPG.

    Otro dispositivo de sincronizaciones el gen-lock (Generador de enganche) que extrae los sincronismos ,una vez recibida una señal de vídeo completa de entrada, enviándolos posteriormente hacia el exterior.

    La sincronización entre dos cámaras a través del gen-lock se efectúa enviando desde la cámara 1 la señal de vídeo completa al gen-lock, y desde este, los sincronismos a la cámara 2. Las señales de salida de las dos cámaras, sincronizadas de esta manera podrán enviarse al mezclador. El circuito gen-lock se encuentra incluido en determinados casos en el cuerpo de algunas cámaras, que , por tanto. pueden trabajar paralelamente, sin necesitar el generador de sincronismos.

    3. La cámara a color

    L a cámara a color, en su formato más extendido, consta de : Un sistema óptico separador o discriminador, tres sensores de toma, la unidad de tratamiento del color, la unidad de servicio y la unidad de control.

    Esta compuesto por dos espejos dicroicos capaces de reflejar la radiación de un color dejando pasar las otras, y por dos espejos corrientes. El espejo dicroico 1 refleja el rojo, dejando pasar el verde y el azul; el rojo, a través del espejo 1, se envía posteriormente al tubo R. El espejo dicroico 2 refleja el azul, dejando pasar el verde; a su vez el azul a través del espejo normal es enviado al tubo B. El rayo verde atraviesa, sin sufrir reflexiones los dos espejos dicroicos, incidiendo directamente sobre el tubo g

    4. Mandos de regulación de la imagen

    Las regulaciones pueden efectuarse empleando los dos instrumentos de medida conocidos como Osciloscopio y vectorscopio.

    El Osciloscopio: (Monitor para formas de onda) permite la visualización de la señal de vídeo, correspondiente a una o mas líneas, a un campo, a un cuadro etc. Sirve para controlar la regularidad de la definición y los niveles de la señal.

    El Vectorscopio o vector monitor, ofrece la visión de las informaciones de color.

    Aspectos a tener encuenta para la obtención de una buena imagen:

    • Geometría: Una imagen presenta una correcta geometría cuando su relación altura-anchura es idéntica a la del objeto real tomado.. Las cámaras presenta en la zona 1 un error del 0,2-o,5 %

    • Equilibrio de los niveles de negro y blanco: El nivel de negro está ya regulado y el operador interviene en él. Su regulación puede ser efectuada por el control de cámaras.

    El nivel de blanco se regula por el operador cada vez que se inicia una toma, cuando se enciende la cámara.

    Los niveles de negro y blanco conlleva la determinación del contraste de imagen, entendido como relación entre máximo valor de blanco y mínimo valor de negro.

    • Correción automática de sensibilidad: Circuito ASC aumenta el nivel de la señal en tomas de objetos poco iluminados y simétricamente, lo atenúa en presencia de iluminación fuerte. Puede estar incluido o excluido, limita, los saltos de luz que pueden manifestares en el interior de una misma secuencia: Por ejemplo, una panorámica.

    • Ajuste de color y uso del Vectorscopio: La regulación precisa del uso del Vectorscopio. La pantalla de este , proporciona las posiciones dentro de las que debe caer la punta de los tres vectores correspondientes a los tres colores primarios RGB, siempre que la regulación sea correcta. La pantalla visualiza también las posiciones de los tres colores complementarios.

    • Filtrado automático: Temperatura de color medida en grados Kelvin. La cámara puede realizar el filtrado por vía óptica y por vía electrónica. El filtrado óptico Se realiza a través de un anillo, situado entre el objetivo y el Target. El filtrado electrónico realiza la atenuación de la señal eléctrica correspondiente al color que se pretende ajustar. La correspondiente regulación se produce a través de un conmutador de varias posiciones, cada una de las cuales refleja una temperatura de color.

    • Corrección del contorno o detalle: Esta regulación hace resaltar los contornos de los objetos encuadrados. Se refleja en un circuito que introduce picos de tensión hacia el negro o aperturas , que se corresponden con los contornos de las figuras. Se efectúan separadamente para los contornos verticales y horizontales. Sustrae elementos de información, se acentúa o mitiga según las necesidades de toma. Suele utilizarse con moderación, sobre todo en encuadres de escasa iluminación.

    • Corrección del Flare (Resplandor): Esta regulación, automática y opcional, efectúa la atenuación de la señal correspondiente a zonas excesivamente iluminadas. Interviene sólo en puntos concretos y no en toda la imagen, como en el caso de la corrección de sensibilidad.

    • Corrección de shading (Matización): Actúa de modo que se unifica en la pantalla los matices de color

    • Compensación de la distancia cámara -CCU: La cámara puede situarse incluso a algunos kilómetros de distancia del CCU. Sufren una atenuación que debe ser compensada, se efectúa a través de un mando ecualizados, que actúa en función de la distancia. Una señal específica VITS permite además aportar las correcciones durante las tomas , sin interferir en las imágenes.

    5. La radiocámara

    Algunas situaciones específicas de grabación exigen continuos movimientos de cámara. Esto ocurre con las tomas de retransmisiones deportivas en exteriores desde cameracar. En estos casos las propia cámara es conectada a un radiotransmisor con antena, con lo que se evita la conexión por cable con la consola de dirección.

    Tal sistema , exige antenas orientables, que deben ser continuamente orientadas por parte de un operador hacia la cámara en movimiento.

    El objetivo:

    1. Óptica de las cámaras de vídeo:

    Control de irtis:Manual /automático

    Abertura de diafragma:Cuando haya que colocar decorados virtuales, es preferible trabajar con grandes aberturas de diafragma.

    -Indicador de iluminación mínima 0`5 Lux con f :1´4 a hiperganancias (+30)

    -Sistema de ganancias gain -0

    -3 db

    -6db

    -9db

    El inconveniente es que a medida que aumentas ganancias , aumenta el ruido de imagen.

    -Sensibilidad:f:11 a 2000 Lux (Nivel aceptable de la sensibilidad)

    -Selección de ganacias:Indica hasta cuando puedes llegar -6db +30 db

    2.Tamaño de la imagen:

    Los CCD tienen un tamaño rectangular.

    Los capturadores de las cámaras de vídeo tienen estandarizados 4 formatos.

    • 1/2”

    • 2/3”

    • 1”

    • 1´25”

    Tener encuentra el diámetro del círculo de imagen útil y la diagonal del sensor, se le llama MARGEN

    Relación de aspectos:Relación que existe entre el ancho y alto del rectángulo.

    -Cámaras convencionales 4:3

    -Formato Panorámico 16:9

    3. Cuadro con los diferentes formatos:

    Formato

    Diagonal

    Ancho

    Alto

    Margen

    vídeo 1/2”

    8mm

    6´4

    4´8

    1´5875

    Vídeo 2/32

    11mm

    8´8

    6´6

    1´5363

    vídeo"

    16mm

    12.8

    9,6

    1,5875

    vídeo 1´25””

    21,4mm

    17,1

    12,8

    1,4836

    Film 16mm

    12,7mm

    10,3mm

    7,5

    1,2598

    Film 35mm

    27,26mm

    22,05mm

    16,03

    1,2839

    Foto 35mm

    43,3mm

    36mm

    24

    4. Distancia focal:

    -El ángulo de visión va a estar en función de la distancia focal y las dimensiones de CCD.

    -Para enfocar se desplaza el juego de lentes.

    -Tamaño del objeto/Tamaño de la imagen.

    5. Ángulo de visión:

    El dato que se facilita siempre es el análogo de la diagonal.

    Formato

    Relación aspectos

    Ángulo captación

    vídeo 1/2”

    4:3

    9´1º

    Vídeo 2/32

    4:3

    12´5º

    vídeo"

    4:3

    18,2º

    vídeo 1´25””

    4:3

    24´1º

    Film 16mm

    Cine

    14´5º

    Film 35mm

    Cine

    30´5º

    Foto 35mm

    Foto

    46º

    6. Campo de vista:

    Tamaño real de la escena a que puede ser captada. El campo de vista esta directamente relacionado con el ángulo de visión y la distancia de la lente.

    Campo de vista = 2 D tg (Ángulo de visión)

    2

    7. Zoom:

    -Relación de zoom, al resultado de dividir el valor máximo entre el valor mínimo, o la distancia focal mínima.También se pueden colocar extensores x 2 o duplicadores de la distancia focal, pero la relación de zoom no varia.

    8. Caída de la luz :(Ramping)

    Efecto que consiste en la disminución de la luminosidad según se ajusta el zoom a los valores mas altos de la distancia focal. Trabajando con distancias focales grandes, hay una caída de luz , porque llega un momento en el que el diafragma no se puede abrir.

    1´6

    2

    2´8

    4

    8 12 24 50

    Para que no exista el Ramping, el tamaño del grupo de enfoque o el diámetro exterior de la lente, debe ser al menos igual al cociente de la distancia focal máxima entre el nª f

    Ramping=Distancia focal máxima

    nºf

    9. MTF:

    Función de las transferencias de modulación. Medir la capacidad de resolución de los objetivos. Se toma una muestra de lo que la cámara registra.

    Cuanto mas abierto está el diafragma, mas cae el mtf.

    Máximo nivel de blanco

    Toda la gamma de colores

    Máximo nivel de negro

    y

    r-y

    b-y

    salida

    Codificador

    Cuantificación

    Circuito de

    muestreo

    Filtro

    pb

    Señal de tv

    analógica

    filtro pb

    Decodificador

    Transmisor de

    audio.

    Red de difusión de

    líneas de audio

    Control de

    audio

    Micrófono

    cd

    Unidad de mezcla

    Transmisor de vídeo

    Cable o entrada de video

    Control de vídeo

    Cámara

    VTR

    AVZ

    Procesador de señal de audio

    Amplificador de radio

    Antena receptora

    Pantalla

    Procesador de señal de vídeo

    W

    Polisilíceo

    Dióxido de silicio

    Silicio

    3

    3

    Z 2

    Z 2

    Z 1

    3

    3

    Círculo de imagen útil

    1´6

    2´8

    F=4

    100

    90

    80

    70

    60

    F=1´6

    11 22 33 44