VIdeo - Telecine.pdf

V  I D E O  

P r o c e s a d o r e s pa p a r a MP EG:

Telecine TER MI NANDO CO CON E STA SER SER I E DE AR TI CULO CULOSS DESTI DESTI NADOS NADOS A EXP LI CAR CAR LA CODI CODI FI CACI CACI ON DI GI TAL EMPLEADA EN SEÑALES SEÑALES DE VI DE O, VER EMOS EMOS EN ESTA ESTA NOT NOTA EL PR OCESO CESO DE AD APTACI APTACI ON D EN OMI NADO “T “TELE CI NE ” Y CUAL CUAL ES LA LA TEND TEND ENCI A DE E STA CO CODI FI CACI CACI ON EN EL FUTURO FUTURO P o r E go n Straus au ss

Tele Telecine cine I nver nver so Tel Te lecin e es un p ro ceso ceso d e adap ad ap tació n d e 3:2 3:2 en el cual cu al se con co n viert vierte la p elí elícul cu la film ad a con co n 24 cuad cuad ros p or segund egu nd o en un a señal de video video de 30 cam p os por po r segu n do . Los cam cam p os son son expl exp lorado orados s en fo rm a ent en trelazada azad a par p ara a crear crear cam p o s, p ero ero la exp ex p lo ració n d e cada cad a cuad ro d o s veces par p ara a crear crear d o s cam p o s p o r cuad cu adr ro d ejarí aría so so lo 48 cam cam p os, os, de m anera anera que se exp lo ran cuad cu adr ro s alternad ernad o s tres veve ces par pa ra pr p ro d u cir tres cam p o s en lu gar de de d o s. E sto sign ifica q u e lo s cu cu adr ad ro d e en e n trada ad a son exp lo rado ad o s en u n a caden cad enci cia de d e 3: 3 :2:3:2, de m anera anera qu e los 24 cuadr cuad ro s se trans an sfo rm an en e n 60 6 0 cam p o s. E n la la figur gu ra 1 vem os el esqu esqu em a de d e este p ro ceso. C om o sólo existen d os cam cam p os en u n cuad cu adr ro , el p rim ero ero y el el tercer cam p o son du p licados cuan cuando do u n cuad ro es exp lo rado ad o tres veces. Sin em b argo argo , la in fo rm ació n

q u e in d ica cuál d e lo s cam p o s es rep eti etid o , n o es en en tregad eg ad a al al cod co d ificad cad o r. P o r lo tan to , el cod co d ificad cad o r tien e q u e d eter eterm m in ar cuál cu áles de d e lo lo s

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66 S A B E R   E L E C T R O N I C A N º 1 4 3  

cam p o s son du p licados cado s, p ara ara que q ue el d u p licado cad o p u ed a ser ser elim in ado ad o an tes de de la la co co d ificaci cació n . La técni cn ica p ara ara hacer h acer esto se den de n o m in a tele-

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U N  C O D E C cin e in ver ve rso. so. E l telec eleci in e in ver ve rso es u n req u isito p ara lo s cod co d ificad o res d e grab grabaci ació n d e dis discos D V D d e alta calid ad, ad , d ebi eb id o a qu q u e u n a gr g ran p ararte d el m ateri aterial q u e el e l u suar sua rio cod co d ifica en en el d isco D V D fu e o rigin gin alm en te m ateri aterial d e p elí elícul cu las. T al coco m o su cede ced e con co n o tro s asp asp ecto s d e la cod co d ificació n M P E G -2, esta tarea area no no es tan senci sen cilla com co m o p o d ría par p arece ecer r. E n p rim er térm érm in o , encon en con trar cam p o s du du p licad cad o s es di d ifícil p o r el ru id o q u e es e s in tro d u cid o d u rant an te est e ste p ro ceso, ceso , d eb id o a qu q u e el teleci elecin n e es aún aú n u n p ro ceso ceso anal an aló gico gico y lo s valo res de lo s p íxel xe les de cam p o s id ént én ticos no son n u m éri éricam ent en te idénticos. A dem ás, ás, un a vez qu e se se haya encon en con trado ad o u n cam p o id id ént én tico, el cod ificado r n o p u ede ed e asu asu m ir u n a cad cad en cia de d e 3: 3 :2:3:2 a p artir d e est e ste p u n to . Frecu Frecuen ent tem ent en te exis existe un un a ed ició n en el m ate aterial d el telecin e, d e m aner an era a tal q u e la caden cade n cia pu p u ede cam cam biar biar en cualqu ier m om ento. ento. E sto sign ifica q u e el e l cod co d ificad cad o r deb e b uscar uscar p erm erm anent anen tem ente ente los los cam p o s repet ep etid o s, corr correspon espo n d an o n o a un u n a cad enci en cia en en p art articul cu lar. ar. E sto requ eq u iere ere u n a gr g ran cant can tid ad d e p o tenci en cia de p ro cesam cesam ient en to y tam tam bién bién p ued e condu con du cir a qu e un codi cod ificado r cort corte dem d em asi asiado ad o s cam p o s “ rep eti etid o s”en escenas escen as con u n m o vim ient en to m ín im o . E sto se deb d ebe ea q u e las escen escenas as d e baj b ajo m o vim ient en to p u ed en in d u cir el cod co d ificado cad o r a qu q u e con co n sid ere ere alalgunos cam po s com o reperepetid o s, cuan cu and d o en real ea lid ad p ro vien vienen en d e di d iferent erentes cuad cu adr ro s. La arq arq u itect ectu ra d el cod co d ec descr d escrip to aqu aq u í

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hardw hardw are com binado con u n algoritm o sof sofisticad o d e soft softw are are en la C P U anal an aliza esto s dat dato s y efect efectú úa las dec d eci isio n es ó p tim as para p ara el teleelecin e in in ver ve rso.

infor nform m ación d e crom crom inan cia com o a la d e lu m in anci an cia, la “ d eci ecim ació ació n ” de las com p o nen tes de crom crom inan cia es un m éto éto d o típ ico p ara ara red redu u cir el m onto onto de datos que debem os com p rim ir. M P E G -2 def d efi in e lo s m éto éto d o s d el su b m u estreo con u n a tasa asa de La Codif Codif i cación cación MPE G en 4:2:2 com co m o q u e si con co n tu viera era el d o la Actualidad Actualidad y el Futur o b le de d e m u estras d e cro cro m in anci an cia qu e el sub m u estreo d e 4: 4 :2:0. 2:0. La cal calid ad d e la la im agen ag en , el apr ap ro E n la fi figu ra 2 se ob o b serva servan n las di d ivecham iento ento del ancho de banda, ban da, feren erenci cias ent en tre lo lo s m éto éto d o s de subsub aspec asp ect to s d e con co n fiabi ab ilid ad y pr p resta- m u estr estreo d e 4:2: 4:2:2, 2, 4:2: 4:2:0 0 y 4:1: 4:1:1. 1. cio n es avanzad avan zadas as en la arq arq u itectu ectu ra A un cuando los m étodos od os del d el cod co d ec sati satisfacen ace n las nece necesi sid ades ad es p ro cesam ient en to d e vid eo d e 4:2:0 y d el m ercad ercado o actu actu al d e rad radi io d ifu sió n 4:2: 4:2:2 d ifieren eren en la m anera an era qu e se y grabaci ab ació ó n . P ero esta ar arq u itect ectu ra m anej an eja la cuan cu ant tizació n , ya q u e am o frece tam b ién b enef en efi icio s qu e lo b o s usan d iferen eren tes m atrices de de trans an sfo rm an en u n a bu b u ena en a elecció n cuan cu ant tizació n , y el e l p ro ceso d el D C T p ara otr otras apl ap licacio cacio n es den d en tro d e req u iere m ayo ayo r pr precisi ecisió n , la cod co d ifiesto s m ercado ercado s q u e has h ast ta aho ra no no cació n 4:2: 4:2:2 es m u y sim ilar a la co fu ero ero n b ien aten aten d id o s po po r o tras arar- d ificaci cació ó n 4:2:0. q u itectu ectu ras d el M P E G -2. U n a di d iferen eren cia im p o rtant an te es el P ara ap licaci cacio n es co m o la d istri- h echo ech o de d e que qu e el 4:2:2 adm ad m ite un b u ció n d e vid vid eo, eo , en las cuales cuales un a p ro cesam cesam ient en to d el d o b le de d e bl b lo señal señ al es cod co d ificad a y d eco d ificad a q u es de cro cro m in anci an cia. E sto h ace qu que varias ve veces ces ant an tes d e llegar eg ar a dest d esti i- la co d ificació cació n 4:2: 4:2:2 2 sea sea m ás cost co sto n o , la deg d egr radaci ad ació n d e la la señal señ al es sa, p ero ero en trega eg a un u n a m ejo r calid ad m in im izada zad a cuan cu and d o se la la cod co d ifica d e im agen age n en aqu aq u ellas apli aplicacio n es con un esqu esquem em a de sub subm m uest uestreo q u e necesi n ecesitan m u cho s ciclo s d e coco d e cro cro m in anci an cia de d e 4:2: 4:2:2 en lu gar d e d ificaci cació n , d ecod co d ificaci cació ó n y reco d ifi4:2:0. cació n . C om o es bien sabido abido , la im agen La vers v ersi ió n 4:2: 4:2:2 2 d el estánd án d ar d e de color color p ued e descom descom p on ers erse en codif codificaci cación M PE G se deno d eno m ina “H i gh P r ofile MPE G” o “MPE “MPE G un a com com p on ente ente de crom crom inanci nan cia y ofesi onal onal””. H asta aho o tra de d e lu m in anci an cia. D ebi eb id o a qu q u e el de Per fi l Pr ofesi ah o o jo h u m ano an o n o es tan sens en sib le a la la ra n o exi ex istía u n cod co d ec d e alt alta cal cali-

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segund egu nd o. En la tabla abla 2 vem o s un a ALTO 1920 x 1152 1920 x 1152 lista de d e lo s fo rm ato ato s com co m u n es de de la I, B, P I, B, P H D T V . Las tasas d e b its para el 4:2:0 4:2:0 o 4:2:2 M P E G -2 de d e alt alto n ivel son vari varias ve80Mb/seg 100 Mb/seg ces su p eri erio res que qu e par p ara a el M P E G -2 60 fps 60 fps d e n ivel ve l p rin cip al. al. La señal señ al d e vi v i1440 x 1152 1440 x 1152 1440 x 1152 ALTO ALTO 1440 144 0 d eo está co d ificada cad a tí típ icam ent en te en I, B, P I, B, P I, B, P 4:2:0 4:2:0 4:2:0 o 4:2:2 18 M bps para H D TV. 50 Mb/seg 60 Mb/seg 80 Mb/seg Lo s cod ificad o res de d e al alto n ivel ve l 60 fps 60 fps 60 fps n ecesar ecesari io s p ara ara la H D T V fu ero ero n 720 x 576 720 x 576 720 x 576 PRINCIPAL 720 x 576 h ast asta aho ra extr extrem adam ad am ent en te costo I, P I, B, P I, B, P I, B, P so s par pa ra un u n cod co d ificado cad o r d e u n solo 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 o 4:2:2 flu jo d e d ato ato s. 15 Mb/seg 15 Mb/seg 15 Mb/seg 20 Mb/seg 30 30 fps 30 fps 30 fps Sin em b argo argo , con co n la arqu itectu ectu ra 352 x 288 352 x 288 BAJO de C-Cube, d escrita en esta n o ta, I, B, P I, B, P resul esu lta fact facti ib le la la co n exi ex ió n d e m u l4:2:0 4:2:0 tip les cod co d ificad cad o res en e n u n d ispo sp o siti4 Mb/seg 4 Mb/seg vo q u e per p erm m ite abar ab arcar car to d o s lo s Tabla 1 30 fps 30 fps fo rm ato s d e H D T V (4:3 y 16:9). 9). E sd ad p ara 4:2: 4:2:2, 2, p ero la arqu arqu itect ectu ra gar. ar. E n la T abl ab la 1 se in d ican lo s di d i- ta arqu itect ectu ra del d el cod co d ec p erm ite d el cod co d ec descr d escrip ta aqu aq u í p u ede ed e ser feren tes n iveles eles y p erfiles de d el tam b ién la deco d eco d ificació n d e cu alado ad o p tada ad a ráp rápi id am ent en te p o r la in d u s- M PEG -2. qu iera era de los los form orm atos de H D T V , tria d el b ro adcast ad castin g y d e la gr g rabaab aLa sisi gla fps signi sig ni fica fi ca frame fr amess pe per  p ara ara refo rm atea atear r el m aterial d e u n ció n , p ara la tr tran sferen cia en tre es-  se  second cond (cuadr (cuadr os por segundo segundo)) . n ivel ve l alt alto a ot o tro m ás baj bajo , u n astu d io s y ot o tras ap licaci cacio n es qu q u e ex e xiC om p arada arada con un a apli aplicaci cación p ect ecto im p o rtant an te p ara la ap licació cació n gen un a degr de gradaci adación m ín im a a tra- típ ica d e ML@MP d e br bro adcast ad castin g en radi ad io d ifu sió n y br b ro adcast ad castin g. E svés de d e m ú ltip les gen eraci eracio n es de de con co n u n a rel relació n d e aspect asp ecto d e 4:3, 4:3, te p ro ceso ceso p u ede ed e suceder suced er con frecodificación. la H D T V p osee una un a rel relación de as- cuen cia a m edi ed id a qu q u e las las señ señal ales p ecto d e 16:9 y per p erm m ite un a im agen q u e se reci recib en p ro vienen en en d e di d ifede m ás d e cuatr cuatro veces el tam año ren tes fu ent en tes. C o n u n solo solo chi ch ip se d e la la im agen a un u n a tas tasa a del d el d o b le Flex Flex i bi li dad par a la la p u ed e deco d eco d ificar u n flu jo d e vid vid eo d e m agni agn itu d . E xis xisten m u chas di d ife Alta Defi D efi nici ni ción ón ( H D ) d e 640 x 480 p íxel xe les d e resol resolu u ció n rent en tes com binaci binacion es de tam año de a 60 cu adr ad ro s (525P 525 P ) o u n flu jo d e im agen y de tas tasa a de im im ágenes que Se d istin gu en d o s tip o s de coco 720 x 1280 de resol resolu ció n con 30 30 se p ued en incor nco rp o rar a la H D T V . La cuad d ificaci ca ció ón: cu adr ro s (72 (720P 0P ). E sta p o sib ilid ad es selecció ecció n d el fo rm ato q u eda ed a a cri crite- m uy im * HL = High Level (alto nivel ) y im po rtante ante en el m erca ercado do de broad cast caster. Las Las po p o sib ilid a* ML = Main Level (nivel principal) rio d el broad las PC , deb ido a que qu e 525P y 720P q u e se p u eden ed en realizar en u n n i- des abar abarca can n d el m ism o tam tam año de serán serán p o sib lem ent en te fo rm ato ato s eleg elegi ivel ve l d e p erfil p rin cip al MP = Mai n la TV T V conven con venci cion al p ero ero con u na d o s para p ara apl ap licacio caciones nes de H D TV en Profile. E ste n ivel ve l adm ad m ite el e l u so d e tasa igu al al d o b le de d e la la im agen ag en n o com p utado utado ras PC . la deci d ecim ació n d e cro cro m in anci an cia y el en trelazad elazad a, h asta un u n fo rm ato ato d e E l aut au to r d esea agrad agradecer ecer a CCu so d e cuad cu ad ro s “ B” . Las La s ap licaci cacio o1920 192 0 p íxel xe les de d e an cho ch o con co n 1.080 lí- C u b e el e l h aber ab erl le sum in istrado ad o el nes del M PEG en HL@MP usadas n eas, ent en trelazadas a 60 cam p o s po r m ate aterial d e est e sta no n o ta. ! en la la H D T V requ ieren eren de d e do s a SIMPLE

PRINCIPAL

SNR

ESPACIAL

LINEAS VE VERTICALES

ALTO

PIXELES

RELACION DE DE AS ASPECTO

TASA DE IM IMAGENES