Digitalització d'Imatges i Transmissió en Televisió: CCIR, MPEG-2 i COFDM per TDT

Digitalització d'Imatges (CCIR)

En la digitalització d'imatges en l'estàndard CCIR, es realitza un mostreig de 720 mostres de luminància (Y) dins d'un període de 53,3 μs anomenat LAD (Línia Activa Digital). D'aquestes 720 mostres, la meitat (360) estan compartides amb el mostreig de les senyals de crominància, luminància menys roig (Cr) i l'altra meitat per luminància menys blau (Cb). Dins de la digitalització CCIR, trobem també un període de 132 mostres per a mostres d'informació i sincronismes. Ens trobem davant una codificació 4:2:2.

Transmissió

Paral·lela

S'utilitza una interfície que permet comunicar utilitzant vuit línies, on cada línia transporta un bit d'una paraula de 8 bits totals. S'incorpora una línia pel senyal de sincronisme i, en cada impuls de rellotge, es transmet una paraula de la trama a una freqüència de 27 MHz. Aquesta transmissió queda limitada a la connexió entre equips (estudis de televisió) i es realitza de forma balancejada. S'utilitza un cable de 25 fils amb apantallat d'alumini i connectors sub-D (25 pins).

Sèrie

Les dades es transmeten en sèrie, és a dir, una dada darrere l'altra (bit a bit). Aquesta transmissió utilitza la codificació NRZI: la senyal es codifica de manera que, quan es transmet un 1, canvia de valor. Si el bit a transmetre és un 0, la línia es mantindrà en el nivell anterior.

• SDI (Serial Data Digital Interface): Transmet el senyal de vídeo en components de 10 bits a través d'un cable coaxial i fent servir connectors BNC. Es fa servir sobretot en la interconnexió d'equips de processat digital (quan cal mantenir una qualitat molt alta).
• SDTI (Serial Data Transport Interface): Transmet la trama de vídeo de forma comprimida a una velocitat màxima de 270 Mbps.
• IEEE 1394 (Firewire): Es fa servir en àmbit local i en distàncies curtes (mai més de 4,5 m) i utilitza una estructura tipus arbre de forma assequible. Permet transmissions de fins a 400 Mbps. Hi ha connectors de 4 pins amb cable de 4 fils i connectors de 6 pins amb cable de 6 fils. Els connectors femella sempre estan en l'equip, mentre que el mascle és el que es munta en el cable. S'utilitza també per a càmeres, sistemes de gravació digital i equips de captura i edició no lineal basats en sistemes informàtics.

Codificació MPEG-2

Codificació Intracamp (Imatges Tipus I)

1. Converteix el sistema 4:2:2 en 10 bits per mostra al sistema 4:2:0 amb 8 bits per mostra.
2. Es divideix la imatge en blocs de 8x8 píxels, es comproven els píxels redundants i s'assignen uns coeficients mitjançant la Transformada Discreta del Cosinus (DCT). Finalment, es quantifiquen en valors de 8 bits.
3. Es codifica formant grups de parells de xifres segons els coeficients obtinguts: el primer indica quants zeros consecutius apareixen, i el segon indica el valor següent diferent a zero. Les dades es transmeten utilitzant el sistema Huffman, el qual assigna als valors més freqüents uns codis més curts que no pas als que es transmeten esporàdicament.

Els blocs s'ajunten amb macroblocs i aquests, entre ells, formen porcions d'imatge (SLICE). Un cop tenim tota la informació, s'afegirà la sincronització, identificació i correcció d'errors fins a obtenir la imatge sencera, que es diu tipus "I".

Predicció d'Imatges (Imatges Tipus P i B)

1. Es comparen macroblocs de 16x16 píxels corresponents a dues imatges diferents agafades en àrees 64x48 píxels i s'obtenen les informacions de:
   • Vector de moviment: defineix el canvi de posició de cada macrobloc de la imatge.
   • Informació: la diferència entre el contingut de cada imatge amb els elements més apareguts en la segona imatge i que no estaven en la primera.
   • Quantificació DCT.
   Agafant aquestes informacions, es forma el senyal donant les imatges predictives de tipus "P".
2. Entre les imatges tipus "I" i les imatges tipus "P" hi ha 2 i 3 imatges de tipus "B" (rellenant) que són producte de la interpolació dels dos tipus d'imatges.

COFDM i Transmissió TDT

El sistema de TDT utilitzat a Espanya és el sistema COFDM de 8K, ja que les distàncies curtes de transmissió permeten una modulació en amplitud. El sistema de gestió COFDM divideix les dades a transmetre en 6817 subportadores, que, al estar modulades en 64-QAM, permeten 6 bits per subportadora. Aquestes subportadores es reparteixen en 8 MHz que ocupa un multiplex, estan separades 1,17 kHz entre si i permeten una velocitat binària de 19,906 Mbps.

Els principals avantatges que aporta són:

1. Suporta senyals multitrajecte provinents de reflexos en àrees urbanes.
2. Té una notable immunitat envers les interferències de canals adjacents, permet doncs utilitzar l'espectre sense la necessitat de mantenir canals buits.
3. Possibilita la utilització de sistemes de codificació i compressió d'imatges; es poden enviar en l'espectre d'un sol canal tres o quatre programes de qualitat similar, a més de varis serveis addicionals (com ara accés a internet o PPV).