Compresión de Imágenes: MPEG
Compresión: Reducción de datos a transmitir o grabar. La compresión es posible porque las imágenes y sonidos tienen información redundante. Redundancia: Datos que son repetitivos o predecibles. Entropía: Diferencia entre cantidad total de datos y su redundancia. Comprimir: El transmisor elimina parte de la información y reduce el flujo de datos.
Puede hacerse:
- Sin pérdidas reales: transmitiendo toda la entropía del mensaje.
- Subjetivamente sin pérdidas: eliminando la información esencial que el observador no puede percibir.
- Subjetivamente con pérdidas: el mensaje se reconstruye con errores perceptibles pero tolerables.
Estándares MPEG
MPEG-1:
– Video en CD-ROM.
– Velocidad de transferencia 1,5Mbps, resolución de 352×288, no entrelazado, 2 canales de audio (250Kbps).
– Calidad similar al VHS.
– VCD, 78 minutos de video, CD-Rom de 700 MB.
Su principal limitación reside en el bajo flujo que utiliza, por lo que ante imágenes complejas o escenas en movimiento rápido aparecen los temidos efectos de pixelación.
MPEG-2:
– Velocidad de transferencia 4-15 Mbps ampliables hasta 80.
– Resolución de 720×576, 5 canales audio, Calidad TV.
– SVCD, resolución de 640 x 480, velocidad, 2,3 Mbps.
– DVD, resolución de 720 x 576 puntos, velocidad 6 Mbps.
MPEG-3:
Televisión de Alta Definición (HDTV), resoluciones de hasta 1920×1080. MPEG-2 también puede cubrir HD, por lo que MPEG-3 se abandona.
MPEG-4:
– Videoconferencias a través de RDSI y ADSL.
– Formato con muy poco ancho de banda (64Kbps) y resolución 176×144.
– Abierto (muchas velocidades, muchas resoluciones).
– Los populares formatos de compresión DivX y Xvid.
Sistemas de Compresión de Imágenes
Compresión Intracampo:
Muestreo 4:2:2 a 4:2:0
Reducción de 10 a 8 bits
La imagen se divide en grupos de 8×8 pixeles llamados bloques.
Transformada Discreta del Coseno (DCT): Es la herramienta utilizada para la reducción de la información que se aplica a los bloques. Esta herramienta se aplica a los 5400 bloques de luminancia y a los 1350 bloques de cada una de las señales diferencia de color.
Compresión Intercuadro: Predicción de Imágenes:
– Observar los cambios que se producen de una imagen a otra y recolocar los objetos en sus nuevas ubicaciones.
– Añadir aquellos elementos nuevos que han aparecido en la escena para tener toda la información necesaria.
– Para analizar movimientos entre dos imágenes se comparan macrobloques (16×16 pixeles). De su análisis se obtienen dos informaciones importantes:
– Vectores de movimiento, que definen el cambio de posición de cada macrobloque de la imagen.
– Información de la diferencia entre el contenido de cada imagen con los elementos nuevos surgidos en la segunda imagen y que no estaban en la primera.
Estas dos informaciones formarán el grueso de la señal transmitida durante las imágenes predichas (tipo P). Las imágenes predichas no se transmitirán inmediatamente después de la imagen de referencia utilizada, sino que entre la predicción y la original se insertarán otras imágenes bidireccionales o tipo B.
Estándar DVB-T – Flujo de Programa
– Datos de información de video, sonido y datos de identificación y control. Esta señal se trasladará hasta el receptor como si de una única información se tratase, al llegar a este se aplicará a un demultiplexor que se encargará de interpretar los códigos de identificación de programa (PID). La trama de datos multiplexada, llamada flujo de transporte (Transport Stream, TS), está lista para ser conducida a otro equipo o para grabarse.
Nivel básico: Codificador Reed-Solomon. Añade información adicional al flujo de transporte que servirá para detectar y corregir posibles fallos que se produzcan durante la transmisión. Codificador Vitervi. Cuando se espera que la cantidad de errores sea grande la salida del Reed-Solomon se aplica a este codificador. Inserta los datos en un registro de desplazamiento, donde se efectúan una serie de operaciones lógicas entre diferentes posiciones y se entrelaza la trama, para dispersar los posibles errores.
Televisión HD (High Definition)
La televisión de alta definición o HDTV se caracteriza por emitir señales televisivas en una calidad digital superior a los sistemas tradicionales analógicos. HDTV tiene por lo menos el doble de resolución que el SDTV. Si el sistema PAL utilizado en España tiene una resolución de 768×576 pixeles, la HDTV tiene 1920×1080 y 1280×720 pixeles
Tiene dualidad de barridos entre progresivo (p) y entrelazado (i).
Su relación de aspecto es fija, 16:9.
En España se puede usar 720p (como mínimo), 1080i o 1080p
La “i” indica que la señal es interlaced (entrelazado), lo que significa que en cada campo solo se dibujan la mitad de las líneas de la pantalla. Al repetir este proceso muchas veces y muy rápido nuestro cerebro es capaz de decodificarlo y podemos ver correctamente las imágenes. La “p”, progressive e indica que todas las líneas de la imagen se dibujan, una a continuación de la otra.
1080p vs 1080i
La diferencia entre 1080p y 1080i es que con el formato “p” cada fotograma es proyectado por todas las líneas progresivamente, mientras que con el formato “i” cada fotograma es proyectado por la mitad de las líneas alternamente, o de forma entrelazada, es decir se muestran 540 líneas cada vez, cambiándose alternativamente.
Información Cromática
– La señal de color debe ser modulada de forma distinta a la principal, para evitar la intermodulación y facilitar su demodulación por separado.
– La modulación de la señal debe ocupar el menor espectro de frecuencias posible, ya que los canales de TV son muy estrechos.
– La modulación de las señales de color debe incluirse en una subportadora de la señal de vídeo principal, puesto que se transmitirá con el resto de las señales ya existentes.
– No es necesario transmitir las tres componentes cromáticas (RGB), puesto que la señal de luminancia contiene información utilizable en la obtención de los colores de una escena.
– Se debe disponer de los sistemas de sincronización necesarios para una correcta asignación de colores a cada punto de la imagen.
Sistema PAL
Línea de Fase Alterna (Phase Alternating Line)
El croma se modula en amplitud y fase con subportadora de 4,43 MHz
No contiene RGB directamente, sino dos señales U y V de las cuales extraer las componentes fundamentales basándose en la señal de luminancia. Se incorpora a la señal principal de vídeo la señal de crominancia – burst. A cada punto de la imagen se le asignará una señal de 4,43 MHz con una fase diferente que determinará el matiz del color. Esta señal de crominancia resultante será de frecuencia fija pero con cambios de fase para cada color representado en la pantalla. Este sincronismo recibe el nombre de burst y consiste en un grupo de entre 9 y 11 ciclos de la señal subportadora de croma de 4,43 MHz, pórtico posterior con una duración total de 2,25 μs y una amplitud de 300 mVpp.
Codificación PAL
La señal U siempre se modula con fase 0°. Cada color se representa con un par de vectores, como resultado de que en una de las líneas se ha invertido su componente V.
– El burst también cambia de fase, siendo 135° y 225° en la siguiente línea desfasada.
– La señal V alterna su fase en cada línea, modulándose a 90°/-90°, es decir, sufre un desfase adicional de 180° en una de cada dos líneas.
– La carta de colores se representa por seis vectores (6 colores) y otros 6 vectores complementarios, más dos vectores para la señal de burst (135° y 225°).
Las Señales Diferencia de Color
