Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Cs.J. 2009. 03.16. Videotechnikai alapismeretek1 Videotechnikai alapismeretek Csiszár János.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Cs.J. 2009. 03.16. Videotechnikai alapismeretek1 Videotechnikai alapismeretek Csiszár János."— Előadás másolata:

1 Cs.J Videotechnikai alapismeretek1 Videotechnikai alapismeretek Csiszár János

2 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 2 A fekete-fehér és a színes videojel  Miről fogunk beszélgetni? 1)Állókép felbontása sorokra 2)Sorok száma, képpontok száma – sávszélesség 3)Váltott soros képfelbontás 4)Képfelvétel és –visszaadás 5)Összetett videojel - szinkron és képtartalom 6)Videojel időképe és spektruma 7)TV-jelek közvetítése, modulációs eljárások 8)NTSC, PAL, SECAM színes televízió rendszer 9)HDTV 10) A videojelek digitalizálása 11) A digitális videojel adatsebessége, sávszélessége, QAM 12) A transport stream felépítése 13) OFDM moduláció

3 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 3 Állókép felbontása sorokra  Egy álló képet sorokra bontva, a sorok világosság tartalmát feszültséggé alakítva, a sorokat időben egymás után közvetítve tudunk elektromos hálózaton képi információt közvetíteni  A vevő oldalon ugyanolyan időzítés szerint kell a sorokat „összerakni”, ahogy a kép elektromos jelekre való felbontását végeztük  A feszültség információknak világosság információk felelnek meg a vételi oldalon  Sor és képszinkronizáló jelek szükségesek, a helyes időzítéshez

4 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 4 A közvetítendő sorok száma  20 fok látószög függőleges irányban, 2 szögperc felbontással 600 sor  4:3 oldalarány (mozi)800 oszlop  Nem érzékelhető villogás, ha a képek száma másodpercenként legalább 50-60, fúziós frekvencia (mozi 48Hz = 2 x 24 kocka)  Kb. száz fényesség árnyalatnál többet nem tudunk megkülönböztetni (a képet ennyi szürkeárnyalatnál már jónak mondjuk)  A színekre nézve mind látószögben, mind árnyalatban átlagosan ötször kisebb az érzékenységünk (10’ és 20 árnyalat) Állókép: Képpontok száma:600x800= db Egy sorban 400 fekete fehér átmenet (legjobb kép) Mozgókép, 25 F/s: Max frekvencia: 400átm.x600sorx25kép/s=6 MHz

5 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 5 Váltott soros képfelbontás-rajzolás  A mozgókép már jó minőségű 25 kép/s esetén, de villog!  50 kép/sec kellene, de ekkor dupla sávszélesség! (Fúziós frekvencia)  Megoldás: másodpercenként 50 félkép, vagyis fele sorfelbontású kép, de kétszer olyan sebességgel, ezzel becsapjuk a látásunkat!  Páratlan sorszám: annakidején így tudták jól szinkronizálni a félkép váltást!  A világon bármilyen sorszámú szabvány, mind páratlan soros! Váltott soros:interlaced Progresszív:non interlaced

6 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 6 Képfelvétel (optikai-elektromos átalakítás)  Korábban: vákuumcsöves megoldások: Ikonoszkóp, Ortikon, Vidikon…..  Ma: félvezetős:CCD, CMOS („p” típusú félvezető átmenet, fény hatására töltés alakul ki, annyi pixel, ahány képpont világosság értékét kell átalakítani elektromos feszültséggé, „töltéskép” a félvezető eszköz pixelein)  CCD: (Charge Coupled Device) a félvezetőben a potenciálgát csökkentésével-növelésével az egyes pixeleken felhalmozódott töltést „kiléptetjük” a félvezetőről.  A léptető feszültség egy háromfázisú jel, mely az egymás mellett elhelyezkedő töltéstárolók potenciálgátját vezérli úgy, hogy a töltések egy irányba „gördülnek”.  A töltések kiléptetése szerint két típus létezik:  Line transzfer CCD: minden aktív fényérzékelő félvezető mellett található egy azonos felépítésű, de fényre nem érzékeny „tárolóelem”. A vezérlő órajel hatására minden aktív oszlop töltése eggyel oldalra lép, a töltéskép az átmeneti tárolóba kerül, ahonnan függőlegesen léptetve, egy sor töltése a vízszintes átmeneti tárolóba lép. Innen oldalra kiléptetve kapjuk meg egymás után egy sor pixeljeinek töltését.

7 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 7 Line transfer CCD Előnye: gyors működés Hátránya: a félvezető felület fele nem aktív, a felület egységre eső Pixel szám kisebb!

8 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 8 Frame transfer CCD  Frame transfer CCD: a kialakult töltésképet egy, az optikailag érzékeny terület melletti tárolóba léptetik, innen az ismert módszer szerint léptetik ki a megvilágítással arányos töltéseket. Előnye: a teljes felület fényérzékelő Hátránya: kisebb sebességű, mint a line transfer CCD

9 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 9 Színes kép létrehozása CCD-vel  A CCD csak világosságjelet érzékel, színes kép létrehozásához R, G, B színszűrőkön keresztül jut a CCD-re a fény.  Több megoldás létezik: Színszűrő, a CCD előtt: az emberi szem érzékenysége miatt két zöld szűrő egy pixelen „Foveon”: a CCD rétegek egymás alatt helyezkednek el, színszűrőt képezve Prizmával elő- állított RGB, külön – külön CCD, profi megoldás

10 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 10 A CCD a valóságban  Az alapelv, és ahogy kinéz…

11 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 11 CMOS képátalakító  Az átalakító a fényenergiát töltéssé hasonlóan alakítja át, mint a CCD képbontó, a töltések kinyerésének módjában van különbség a kettő között.  A CMOS átalakítónál minden pixelhez integráltak egy erősítőt és egy kapcsoló áramkört, amelynek oszlop-sor vezérlő impulzusával minden pixel töltése külön-külön kinyerhető Az erősítőhöz gyakran integrálnak A/D konvertert, így a jel digitális formában jelenik meg a buszon Előnye: kis fogyasztás,olcsó gyártás Hátránya:zajos, lassabb mint a CCD

12 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 12 Képmegjelenítés (elektromos-optikai átal.)  CRT (Cathode Ray Tube): szabad elektronok „gyártása”, fókuszálás, gyorsítás, eltérítés, a becsapódó elektron az elektro lumineszcens anyag típusától függően generál fehér, piros, zöld, kék fényt.  Fekete-fehér CRT: ezüsttel aktivált cinkoxid a luminofor anyag, „fehér” fény  Színes CRT: minden képpontot három különböző (R,G,B) színű fénypont hoz létre, a három elektronágyúból kiinduló elektronsugár intenzitását külön-külön vezérelve jön létre a színes kép.  Fekete-fehér CRT Delta és in-line színes CRT Elektronágyú

13 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 13 Képmegjelenítés (elektromos-optikai átal.)  LCD: Liquid Crystal DisplayHáttérvilágítás, polárszűrő1, LC, polárszűrő2 Display A LC-ra adott feszültséggel arányosan változtatja a polarizáció szögét, a feszült- ség növelésével egyre több fény jut át a kimeneti (2) polárszűrőn. Színes LCD: minden képpontot három (RGB) LCD egység alkot, az egyes LCD-k előtt színszűrő van (fehér fény)

14 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 14 Képmegjelenítés (elektromos-optikai átal.)  PDP (Plasma Display Panel): A PDP alapelve megegyezik a CRT alapelvével, ugyanúgy egy speciális luminofor anyagot gerjesztünk, amelynek hatására az fényt bocsát ki. A CRT esetében a gerjesztő energiát egy elektronsugár adja, míg a PDP-nél egy gázkisülésből származó elektromágneses energia. A PDP-t ugyanúgy RGB szubpixelek alkotják, mint a CRT vagy az LCD esetében, e három alapszínből keveri ki szemünk az illető képpont színét. A PDP elemi celláiban a gázkeverék vagy be van gyújtva, vagy nem, emiatt a különböző fényességű pontokat csak a begyújtás időtartamával lehet szabályozni.

15 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 15 Képmegjelenítés (elektromos-optikai átal.)  Az OLED kijelző (Organic Light Emitting Diodes)  Ezen kijelzők alapanyaga egy szerves anyag, mely elektromos potenciál különbség hatására fényt bocsájt ki, ugyanis a negatív és pozitív töltéshordozók találkozásakor a felszabaduló energia fénnyé alakul.  Az OLED kijelzőnél is RGB szubpixelek adják a színes képinformációt, mint az LCD vagy PDP esetében, ezek egyedi elektromos vezérlésével hozható létre a színes kép.

16 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 16 FF TV jel az idő és frekvencia tart.-ban  Mozgókép továbbítás: a kép sorokra bontása, egy kép kb. 600 sor, 25 kép/s, a sorok és képek végén szinkronjel a vevőben való visszaállításhoz!  Hang: frekvencia modulációval TV adók elhelyezkedése a frekvenciasávban Egy sor az időtartományban

17 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 17 HDTV A HDTV (High Definition TV) rendszerének kialakulása két okra vezethető vissza:  Az SDTV (Standard Definition TV) gyártók félelme a piac telítődésétől, ez a tény új utakra vezérelte őket  A TV szeretett volna konkurenciája lenni a filmnek, a régi versenytársnak E két motivációból indult ki a HDTV műszaki tartalmának megfogalmazása:  a függőleges felbontás legyen kb. kétszer nagyobb, mint az SDTV-nél  a képfrekvencia legyen minimum 50 Hz (progresszív)  a kép oldalaránya legyen 16:9, igazodva az emberi látás térszögéhez  a világosság és színinformációkat egymástól elválasztva kell közvetíteni, (komponens átvitel)  a hangrendszer legyen a legkorszerűbb., 5.1

18 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 18 HDTV „történelem”  Mihez képest HDTV?  Nipkow-tárcsás átvitel, 30 sor, 12,5 kép/mp  Később 180, 240 sor HD-nek nevezték!  EMI (Isaac, Schoneberg) 405 sor, 50 félkép (Brit szabvány lett) „HD”!!!!!  Német szabvány, 441 sor „HD”  USA 525 sor, 30 félkép, „HD” -ez lett később az SDTV!!!!!  Megjelent a „szélesvásznú „ film (2,35:1) Kihívás a TV-nek!  Az első Japán volt (MUSE rendszer), 1981-ben bemutatták az USA-ban!  Az amerikaiak „el voltak ájulva” a rendszertől !!! (1125/60Hz)  1986, Dubrovnik:Japán megpróbálja világszabvánnyá tenni a rendszert  ERŐS ELLENÁLLÁS! Mindenki ( USA, Európa) a saját rendszerét fejleszti  USA : vajúdás analóg rendszer, majd digitális, ATSC  Európa:, PAL Plus próbálkozás, végül digitális alapokon! 1250/50, később 1125/50  Japán:új próbálkozások, pl soros HDTV

19 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 19 A HDTV rendszer jellemzői Azonos képmagasság mellett a HDTV-hez kétszer közelebb ülhetünk, a sorokat így sem látjuk, de a vízszintes látószög megnövekszik! A HDTV műsor (1080x1920 képpont) digitalizált jele 4 : 2 : 2 mintavételezés mellett, 10 bites felbontással 1244,16 Mbit/s sebességű, MPEG-2 komprimálással (ITU-601) 209,74 Mbit/s. Az SDTV sávszélesség kb. ötszöröse! A HDTV sorszámaira vonatkozó ajánlás a következő: 720 p/50; 720 sor progresszív (nem váltott soros letapogatás, képrajzolás, 50 Hz) 1080 i/50 ; 1080 sor interlaced (váltott soros letapogatás, képrajzolás, 50 Hz) 1080 p/50 ; 1080 sor progresszív ( nem váltott soros letapogatás, képrajzolás) A fenti formátumok minden képváltási frekvenciára vonatkoznak, úgymint 24 ; 25 ; 29,97 ; 30 kép / sec, illetőleg ezek kétszeresére is.

20 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 20 Az analóg színes TV „filozófiája”  Milyen frekvenciasávban közvetítsük a színinformációt?  Látva a FF TV adók elhelyezkedését, az adók „mellett” nincs szabad frekvencia! Alaposabb vizsgálat után kiderül, a használt sávon belül bizonyos frekvenciasávok „üresek”! Ide kell beültetni a színinformációt!  Milyen legyen a modulációs módszer a színek átvitelénél?  RGB-t kellene átvinni, egyetlen vivőfrekvencián, ez analóg modulációs eljárással, egyszerűen, nem oldható meg. DE! A QAM alkalmas ugyanazon a vivőfrekvencián két, egymástól független információ átvitelére!  R,G,B-ből csak kettőt tudunk átvinni, de hogyan??  Transzformáció, transzformáció, transzformáció!!!!!  RGB színtér r,g színsík X,Y, x,y CIE színsík u,v FCC színsík  Az egyes rendszerek közötti átszámítások mátrix szorzással végezhetők el.  A színek relatív értékei megadják a képpont világosság értékét is! Y= 0,3R+0,59G+0,11B Ha a színeket és a világosságot külön modulációs eljárással szeretnénk átvinni, a színek nem tartalmazhatnak világosság értéket, ezért lesz „színkülönbségi jel”

21 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 21 A színrendszerek közötti transzformációk  A színkülönbségi jeleket megkapjuk, ha a színek relatív értékeiből kivonjuk a világosság információt, így a három színkülönbségi jel:  (R-Y), (G-Y), (B-Y), ezekből elég kettőt átvinni az egyenlet szerint: 0,3(R-Y)+0,59(G-Y)+0,11(B-Y)=0  (R-Y), (B-Y) értéktartománya a legnagyobb, ezeket visszük át, (G-Y)-t a vevőkészülékben állítjuk elő a másik kettőből! 1,91-0,53-0,29 -0,98 2,00-0,03 0,06 0,12 0,90 RGBRGB XYZXYZ = 0,61 0,17 0,20 0,30 0,59 0,11 0,00 0,07 1,12 XYZXYZ RGBRGB = FCCCIE FCC

22 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 22 A kompozit színes videojel kialakítása  Tény: a FF TV sorok világosságtartalma (általában) nem változik jelentősen a képernyő kezdete-vége között, vagyis első közelítésben azonos a fénysűrűség egy sorban!  Közelítés: a szinkronjelek elő-és hátsóvállát elhanyagolhatjuk, így a videojel egy négyszögjel időtartomány frekvencia tartomány Nemcsak sorszinkron jelek, hanem képszinkron Jelek is vannak! A spektrum emiatt így alakul. Valóságos videojel nem periodikus, a spektrum nem vonalas spektrum! DE az energia csomósodás megmarad! fHfH 2 f H fHfH Fourier tr.

23 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 23 Az NTSC színes TV rendszer (1953)  Amit át kell vinni: világosságjel, a két színkülönbségi jel, és a hangjel  (R-Y), (B-Y), transzformáció a jobb színhűség és a kivezérlés miatt (I), (Q)  Az f H, 2f H, 3f H ….frekvenciákon csomósodó jelek közé ültethető a színjel, kvadratúra amplitúdó modulációval. A színsegédvivő („QAM” modulált) frekvenciája: f C = (2n+1) f H /2, az ilyen frekvenciájú vivőt kell kvadratúra amplitúdó modulálni az I, Q jelekkel, majd hozzá kell adni a világosság jelhez! Az NTSC rendszer hibája:vételnél a többutas terjedés miatt a QAM vektor fázisa változik, emiatt változik a színezet is!

24 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 24 Az NTSC színsegédvivő elhelyezése  Ezért: NTSC = („Never Twice Same Colour” :-) Az „I”, a „Q” és az „Y” komponens elhelyezése a frekvencia tartományban I,Q Y

25 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 25 A PAL színes TV rendszer (1961)  „Phase Alternation Line” Az NTSC rendszer fázisérzékenységét küszöböli ki úgy, hogy az (R-Y) V összetevőt soronként fázisfordítja adás oldalon, vételi oldalon a két sor átlagát képzi, ezáltal a fázishiba okozta színtorzulás teljesen megszűnik. Hiba lehetőség: a két sort kb. azonosnak tekinti, ami az esetek nagy részében igaz is, de pl. vízszintes csíkozású kép esetén torzítást okoz!  Azonos sávszélességű színkülönbségi jelek  Kvadratúra amplitúdó moduláció  Színkülönbségi jelek transzformálása a túlvezérlés elkerülésére : (R-Y) V (B-Y) U A „V” jel soronkénti fázisváltása miatt spektruma pontosan „rácsúszik” Y jel spektrumára! Más színsegédvivő frekvenciát kell választani, mint NTSC esetében! Megoldás: nem félsoros, hanem negyedsoros offset, f C =(2n+1)f H /4+f V Ilyen színsegédvivő választás esetén minden negyedik sor azonos fázisú, csíkozódás látszana. Ezt elkerülendő, f V -vel „szétszórjuk” a hibát

26 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 26 A PAL színsegédvivő elhelyezése A PAL rendszer kiküszöbölte az NTSC hibáit PAL = („Peace At Last” :-)

27 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 27 A SECAM színes TV rendszer (1957)  A SECAM rendszer szerette volna a QAM –et elkerülni, hogy ne legyen a visszaverődések miatti színtorzulás.  Akkor hogyan visszük át egy időben a két színkülönbségi jelet??  SEHOGYAN!!! Egyik sorban az egyiket, másik sorban a másikat, kell egy késleltető művonal, (egy soridejű) amelyik segítségével mindkét jel egy időben rendelkezésre áll!!  A két színkülönbségi jel (D R, D B ) frekvenciamodulációval kerül átvitelre, a vivőfrekvenciák a sorfrekvencia egészszámú többszörösei!!!  (4,25- 4,406 MHz, x f H )  Ez nagy zavart okoz a képen, ezért minden 3. sorban és minden félkép váltásnál megfordítja a színsegédvivő fázist, hogy a hiba „elkenődjön”

28 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 28 A színes videojel digitalizálása Miért szükséges a digitalizálás?  A digitális jel az átvitel során keletkező zavarokra érzéketlenebb, mint az analóg jel  Ellátható hibafelismerő, hibajavító információkkal  A digitális jelen könnyebben végezhetünk bizonyos trükköket, manipulációkat  A digitalizálásnak „ára van”, adatsebesség, sávszélesség  Milyen lehetőségeink vannak?  A kompozit videojelet (NTSC, PAL, SECAM) digitalizálni  A komponens jeleket [Y, (R-Y), (B-Y), vagyis Y, Cr, Cb] digitalizálni  A hangot is digitalizálni kell, be kell ültetni a stream-be NTSC: Megvalósította a kompozit jel digitalizálását, f S =3 x f C,, 8 bit a szinkronjel aljától a fehér szintig (255 érték) 80-as évek eleje: legyen a mintavételi frekvencia 13,5 MHz, ez teljesíti a Shannon tételt is, és egészszámú többszöröse a 625/50 és az 525/60 rendszer sorfrekvenciájának is. Felbontás=8 bit (ma már bit)

29 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 29 A digitális videojel adatsebessége  100 f-f árnyalatú képet jónak látunk, legalább 7 bit kell 8 bit  Legyen a színkülönbségi jelekre is 8 bit, bár tudjuk, nem szükséges!  V adat =fsxN=13,5x(3x8)=324 Mbit/s 4:4:4 mintavételezés  Színkülönbségi jeleket elég fele, vagy negyede akkora frekvenciával mintavételezni, mint a világosságjelet (szem felbontóképessége színekre)  V adat =13,5x8+6,75x(8+8)=216 Mbit/s 4:2:2 mintavételezés  V adat =13,5x8+3,375(8+8)=108 Mbit/s 4:1:1mintavételezés  V adat =13,5x8+6,75x(8)=108 Mbit/s 4:2:0 mintavételezés  Ezek „elméleti” értékek, nézzük a PAL valós SDTV képméretet  PAL teljes kép: 864x625, ebből hasznos 720x576 (nem négyzetes pixel) 768x576 (négyzetes pixel)  Vadat=[(576x720)x8+ (576x720)x2x8]x25= 249 Mbit/s 4:4:4 mv.  Vadat=[(576x720)x8+ (576x720/2)x2x8]x25= 166 Mbit/s 4:2:2 mv.  Vadat=[(576x720)x8+ (576x720/4)x2x8]x25= 124 Mbit/s 4:1:1 mv.  Vadat=[(576x720)x8+ (576x720/2)x1x8]x25= 124 Mbit/s 4:2:0 mv.  A „tömörítetlen” értéknek a 4:2:2 felel meg (D1 formátum)

30 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 30 A videojel összetevőinek mintavételezése 

31 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 31 A digitális videojel sávszélességének becslése Az egy szolgáltató rendelkezésére álló sávszélesség továbbra is 8 MHz!!! Mekkora (adó) sávszélesség szükséges pl. a 166 Mbit/s adatsebességnek?? Ha a digitális videojelet NRZ vagy BIPHASE kóddal kódolnánk, a következők szerint adódna a sávszélesség: Ezek szerint vagy 83, vagy 166 MHz lenne szükséges, a kódolási eljárástól függően!!! De csak 8 MHz áll rendelkezésre! Megoldás: digitális QAM!!! DVB-S:4 QAM (QPSK) 2 bit/szimbólum DVB-T:32-64QAM, 5-6 bit/szimbólum DVB-C:64-256QAM, 6-8 bit/szimbólum

32 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 32 Példák digitális QAM módokra  BPSK QPSK 16 QAM Vizsgáljuk csak a földfelszíni digitális TV adást, legyen 64 QAM! Ezek szerint 6 bit/szimbólum,vagyis az eredő nettó adatsebesség 166 Mbit/s esetén V ADAT =166Mbit/s:6 bit/szimbólum= 27,66 Mszimbólum/s Ez az adatsebesség sem „fér bele” a 8 MHz-es frekvenciasávba, de nem számoltunk még az adatsebességet növelő hibafelismerő-javító kódokkal sem!

33 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 33 A digitális videojel eredő adatsebessége- 1  A DVB-S és DVB-T adásmódnál, a fokozottan jelentkező zavarok miatt belső és külső hibajavító kódokat is alkalmaznak, a viszonylag zavarmentes DVB-C adásmódnál csak külső hibajavító kódot.  Külső hibajavító kód a DBV szabvány szerint Reed-Solomon 204/188 kód  Belső hibajavító kód: Y bites formába konvertáljuk az X bitet, jelölése Y/X.  Ez egy konvolúciós kód, megmutatja, hogy a dekódolt bit milyen valószínűséggel vette fel azt az értéket! DVB-T esetében általában a 3/2 kódot alkalmazzák! (vagy egy másikat)

34 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 34 A digitális videojel eredő adatsebessége- 2  Ezek figyelembe vételével az eredő szimbólumsebesség:  A moduláló négyszögjel a nagy sebességű digitális áramkörök miatt kis felfutási idejű, vagyis nagy sávszélességet foglal el, ezáltal a modulált jel is nagy sávszélességű lesz, az ilyen jellel végzett diszkrét állapotú modulációt nevezik „kemény billentyűzésnek”.  Az ilyen, nagy sávszélességet igénylő moduláló jel a QAM moduláció után is nagy sávszélességű, ez pedig azt jelentheti, hogy az analóg műsorterjesztés számára kijelölt frekvenciasávot meghaladja.  Ennek elkerülésére a moduláló jelet aluláteresztő szűrőn át kapcsoljuk a modulátorra.  A valóságos aluláteresztő karakterisztikáját cos függvénnyel közelítjük, a szűrő eltérését az ideális karakterisztikától a „lekerekítési tényező”-vel,  „r”-el jelöljük. A szimbólumsebességet SR-el jelölve, SR=45,47 MS/s

35 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 35 A digitális videojel eredő sávszélessége A szűrő karakterisztikájának figyelembe vételével adódó sávszélesség: f B =SR (1+r), r=0,5 esetén, f B = 45,47 x 1,5 = 68,2 MHz Ez a sávszélesség a rendelkezésre álló 8 MHz-nek több, mint nyolcszorosa, ezért az alapsávi digitális videojelet a szabványos MPEG-2 eljárással adatredukáljuk! Egy 8 MHz-es sávban általában 4-6 adót terveznek működtetni (multiplex), így a szükséges adatredukciós tényező kb. 50!

36 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 36 A „transport stream” felépítése  A digitális videojelet (és a hozzá tartozó hangot) az adatredukció után egy szabványos jelfolyamba (TS) illesztjük, a multiplex-hez tartozó többi műsorral együtt.  A transport stream olyan információt (kép, hang, adat) hordozó bitfolyam, amelyet úgy terveztek, hogy egy vagy több, egymástól független program adatait tartalmazhatja, amelyek külön- külön lehetnek változó vagy állandó bitsebességűek.  A transport stream szabványos adatcsomagokból épül fel. Minden adatcsomag 188 bájtból áll. Minden csomag első bájtja egy hexadecimális számmal jelzett „47” ( ) értékű szinkron bájt, míg minden nyolcadik szinkronbájt negált, hexadecimális 38 ( ) értékű. Nyolc adatcsomag alkot egy keretet

37 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 37 A transport stream szerkezete  PID (packet identification):Minden transport stream adatcsomag tartalmaz egy fejlécet, ami a csomagra jellemző infomációkat hordozza. Egy PID-del csak egy elemi komponens (videó, audió, adat) továbbítható, és egy elemi komponenst mindig ugyanazzal a PID-del kell továbbítani.  PSI (program specific information):Ezek a táblázatok tartalmazzák azon információkat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a vevő képes legyen az adatfolyamban megtalálni és dekódolni a venni kívánt programot.  PAT (program assotiation table):Ez a táblázat csak arról ad információt, hogy hány program található az adatfolyamban, illetve milyen PID azonosítóval jönnek az egyes programok PMT-i (Program Map Table).  PMT: Minden programnak van egy saját PMT-je, amely az adott programra jellemző információkat tartalmazza. Ez a PMT adja meg, hogy milyen PID azonosítóval kell keresnünk az adott program audió illetve videó adatcsomagjait. A transport stream szabványos adatsebességű, ezért ha a műsorok adatsebességeinek összege nem éri el a szabványos értéket, üres, „dummy”kereteket kell elhelyezni a stream-ben.

38 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 38 Földfelszíni digitális TV adás  A transport stream összeállítása után kerül sor a belső és külső hibajavító eljárások elvégzésére, ezután a stream sugárzásra alkalmas.  A földfelszíni TV adás a tereptárgyak által okozott reflexiók hatásának csökkentésére az ún. OFDM (orthogonal frequency division multiplex) adásmódot alkalmazza.  A Transport Stream egy meghatározott számú szimbólumával modulálnak QAM módon egy vivőfrekvenciát, a következő, ugyanilyen számú szimbólumokal egy másik frekvenciát, és így tovább. Az egyes, modulált vivőket összegzik, így alakul ki az OFDM jel teljes spektruma.  Az egyes vivők spektruma a diszkrét fázismoduláció miatt sinx/x jellegű.  A vivőfrekvenciák helyes megválasztásával elérhető, hogy egymás információtartalmát nem zavarják, mivel a különböző vivőfrekvenciák a spektrum burkológörbe nulla helyein helyezkednek el.  A digitális információ átviteléhez több ezer, keskenysávú vivőfrekvenciát alkalmaznak.

39 Cs.J Videotechnikai alapismeretek 39 OFDM moduláció  Az OFDM eljárás lényege, hogy az egyes vivők adásidejének csak egy részét teszi ki a Transport Stream szimbólumainak átvitele, a többi időben nincsen adatsugárzás, ez az ún. védelmi intervallum (GI. Guard Interval).  A GI beiktatásával elérhető, hogy a GI időn belül érkezett információt,amely a visszaverődésekből ered, figyelmen kívül hagyja a vevőkészülék.


Letölteni ppt "Cs.J. 2009. 03.16. Videotechnikai alapismeretek1 Videotechnikai alapismeretek Csiszár János."

Hasonló előadás


Google Hirdetések