Que tipo de imágenes pueden transmitirse en el sistema mpeg

Video Digital y de alta definición :   No hay conexión teórica entre la TV de video digital y de alta definición (MDTV). La conexión es practica, el AB de un canal de TV ordinario es demasiado pequeño para transmitir una señal de MD a menos que primero se digitalize la señal. En el pasado se intentaron varios esquemas analógicos de MDTV pero todos padecían de este problema básico. Resiprocamente es necesesario que el video digital tenga mayor definición o una relación de aspecto mas amplio que la TV NTCS analógica. Las ventajas digitales, uso mas eficiente del AB y facilidad de manejo se aplican a una señal de definición estándar. Para entender esto, considere el audio digital.

Este se utiliza para mejorar el desempeño de los sistemas de audio de alta fidelidad pero se demostró que tiena la misma utilidad que en telefonía.

La TV digital puede transmitir con casi cualquier resolución y relación de aspecto y con exploración entrelazada y no entrelazada. Al respecto hay 18 posibilidades.

Codificación Digital y Compresión:

 El proceso de crear video digital comienza con decisiones acerca de la resolución querida y la F de cuadro o imagen así mismo debe decidirse el numero de bits en cada muestra de video el ojo tolera mas lo errores de cuantificación que el odio asique generalmente se utilizan muestras de 8 a 10 bits en vez de muestra de 10 a 18 bits como en los sistemas de audio de alta fidelidad. También debe establecerse la cantidad relativa de información cromática comparada con la información de luminancia por las mismas razones explicadas para el video analógico la resolución de color no necesita ser tan alta como la de luminancia, por lo general la resolución de color es ¼ o ½ de la que se utiliza para la luminancia. Para la sincronización y la corrección de errores deben agregarse bits extras. El video digital de alta calidad no comprimido requiere tazas de bit muy altas puede obtener una estimación del orden de magnitud de la tasa necesaria para una determinada resolución de una manera simple. El numero de muestra de luminancia por cuadro es igual al numero de pixeles este es el producto de la resolución vertical y horizontal. 

En cada una de las 2 señales de color se utiliza ¼ del numero de pixeles de la señal de luminancia entonces el numero total de pixeles por muestrear es 1,5 veces el numero de pixeles de luminancia. Análogamente para el color con la mitad de resolución de luma el numero total pixeles es el doble de Np de luminancia. La tasa de datos sin tratamiento ahora se determina al multiplicar el numero total de pixeles por el producto de la F de cuadro y el numero de bits por muestra es: FB= Npt x m x RF

Compresión MPEG:

 MPEG2 es en realidad un grupo de normas que acarean todo, desde la TV de definición estándar hasta la de alta definición y estas especificaciones también incluyen audio comprimido. Hay dos tipos básicos de compresión de datos. Desafortunadamente este tipo de técnica no reduce lo suficiente las tasas de bits para uso en la radio difusión de TV. La compresión de video entre otras la MPEG generalmente es compresión con perdidas. Es decir funciona en gran medida desechando datos que si bien no son del todo importantes son menos importantes que los datos requeridos. La compresión MPEG2 comienza a reducir el numero de bits requerido para transmitir un cuadro de referencia. Esto se hace por medio de un algoritmo conocido como “Transformada coseno discreta” la cual tiene que ver con transformar la señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia luego de filtrar la información de modo que se reduzca el numero de bits requerido tanto como sea posible consistente con una calidad razonable de imagen.  Puesto que esta codificación se hace sin referencia de ninguna otra imagen se llama codificación intraimagen y la imagen resultante es una imagen I. Aun es posible comprimir mas si se aprovecha el hecho de que no todo dentro de una escena común cambia de una imagen a otra.  Las escenas con mucho moviente como ocurre en acontecimientos de deportes necesitan mas datos pero incluso ahí es posible la compresión los espectadores esperan que los objetos que se mueven con rapidez aparezcan un poco borroso así que no es necesario codificar estos objetos con una alta resolución como la necesaria para el resto de la imagen.

El esquema de compresión MPEG 2 aprovecha estas posibilidades definiendo dos tipos de imágenes además de las imágenes I. Las imágenes P (pre dichas) se basan en una imagen previa ya que una imagen I u otra imagen P y contienen información solo de lo que cambio. Esta puede incluir nueva información y también vectores de movimiento que son descripciones del movimiento en la imagen. Las imágenes P contienen muchos menos datos que las imágenes I. Ademas hay imágenes B (bidireccionales) estas se derivan de las imágenes I o P anteriores o posteriores a ellas en la secuencia de video, las imágenes B no se utilizan como referencia.

Emisión de la señal de TV digital

La señal de TV una vez codificada digitalmente según el formato MPEG 2 debe ser modulada para ser transmitida. Actualmente, son 3 modos fundamentales de trasnmision: terrestre, satelital y vía cable. Cada uno de estos modos requiere un tipo de modulación distinta dependiendo el modo por el que se transmita la señal.

En la transmisión terrestre, la señal encuentra en su trayectoria gran cantidad de obstáculos lo cual provoca reflexiones, ecos y rebotes.  Como resultado a la antena receptora le pueden llegar 2 o mas señales, una de ella es directa y las demás reflejadas que llegaran al RX con retraso por recorrer una mayor distancia. Esto supone un grave inconvenientes  en la decodificación de la señal digital, pues al decodificador le llegan una serie de impulsos mezclados que imposibilitan el proceso de conversión digital-analógica.

La TV digital terrestre es la que presenta mayores problemas en la transmisión. Para solucionarlos se utiliza una modulación COFDM que emplea 2000 portadoras.

La transmisión vía satélite, no existe el problema de los ecos ni reflexiones de la señal pero dada la enorme distancia entre el satélite y la antena receptora la perdida de señal puede alcanzar los 100dB además de estar sometida a todo tipo de interferencia radioeléctricas. Esta requiere que la señal se emita muy protegida, el tipo de modulación mas idóneo para esta forma de transmisión es el QPSK.

Calidad de la señal en TV digital terrestre:

 La vía terrestre, es decir a través de la corteza terrestre y su atmósfera es mucho mas ostil que la vía satelital o por cable esto se debe a circunstancias naturales y artificiales entre las naturales podemos citar la rubosidad de la tierra y los fenómenos meteorológicos entre los artificiales citaremos las interferencias radioeléctricas y las edificaciones.

El fenómeno mas significativo que afecta a las transmisiones por vía terrestre son las reflexiones o ecos que sufre la señal en su trayectoria.

La distancia total recorrida por la señal reflejada es sin duda mayor que la recorrida por la señal directa, por lo que ha tratarse de la misma señal emitida en el mismo instante resulta evidente que el eco llegara mas tarde lo cual da lugar a errores de decodificación.

Los ecos de la señal principal llegan así a la antena con retardos que pueden ser cifrados entre cientos de nano S y algunos micro segundos cuando se trata de reflexiones en por ejemplo edificios y de algunos pocos nano segundos si se trata de reflexiones en el interior de la vivienda.

En la televisión analógica este fenómeno se traducirá en la aparición de fantasmas o dobles imágenes que se pone muy de manifiesto cuando se utilizan antenas poco directivas y son de muy difícil solución.

Ademas dado que la señal útil captada por antena es igual a la suma de todas las señales que a ella llegan puede suceder una potente señal reflejada sigue desfasada 180°, es decir con polaridad opuesta lo que produzca su anulación o que la reflexión se produzca en un objeto en movimiento en cuyo caso puede llegar desfasada produciendo el fenómeno conocido como Fading o desvanecencia, es decir un desvanecimiento o perdida de la imagen en el receptor durante un corto periodo de tiempo.

La TV digital terrestre debe necesariamente emplear un sistema de transmisión que sea inmune a las propagaciones multitrayecto para ello se utiliza una modulación COFDM que consiste en un multiplexado de frecuencias octogonales modulada con una señal de banda base codificada.