Videoteknik KTH NADA Medieteknik Nils Wennerstrand P Gunnar Kihlander, Anders Nyberg HELA KEDJAN från kamera till bildskärm 1
DV JPEG MPEG VGA Insamling Bearbetning Utsändning Presentation Y/C PAL RGB Kompatibilitet Raster: Format, linjer/pixlar, progressiv/interlace, Bildfrekvens; 24-25 - 29,97-50 - 59,94-70,.. Analogt Digitalt Analogt; Komponent Komposit Digitalt; Komprimerat Okomprimerat Komprimerat; MPEG, JPEG, Wavelet, DV, Överföring; Streaming Filöverföring 2
CCD Charged Couple Device CCD; Charge Coupled Device 576 pixlar 14 mm (Ex; 2/3- tum) 10 mm 1.000 pixlar 10 x 10 λm 3
SAMPLING Sampling Vertikalt & Horisontellt & Temporalt (Rörelseåtergivning) 4
INTE BARA BILD Inte bara bild Aktiv bild Linjesläck (Horisontalsläck) Bildsläck (Vertikalsläck) 5
2 DELBILD = 1 HELBILD Progressiv skanning Helbild (frame) 6
Interlace Delbild 1 + Delbild 2 = Helbild (frame) Digital TV-ram enligt ITU 601 864 pix 720 pix Delbild 1 288 linj. 625 linjer Delbild 2 288 linj. 25 24 7
Helical scan Redigering linjär Bild Bild RS 422 (Sonyprotokoll) Capstan override KTH NADA Medieteknik Nils Wennerstrand P 8
Helical scan Videoband Trumma med roterande videohuvud Digital tape KTH NADA Medieteknik Nils Wennerstrand P 9
Tidkod Tidkod är en hjälpsignal som spelas in på videobandet och som är till för att numrera bildrutorna på bandet. Informationen används på två sätt. - Dels för att visa operatören var han är på bandet genom att på bildskärmen visa "klockslag" i ett fönster. - Dels för att till redigeringsutrustningen ange var i materialet man är. KTH NADA Medieteknik Nils Wennerstrand P Redigering, olinjär Redigering Ljud Recorder Bild KTH NADA Medieteknik Nils Wennerstrand P 10
MONITORBILD & VIDEONIVÅER Monitorbild Videonivåer VITT (100 %) SVART (0 %) 11
FÄRG VAD ÄR DET? Färgupplevelse Färg = luminans + krominans Luminans = Ljusstyrka (svart/vitt) Krominans = Färgton & färgmättnad 12
Färg i TV Tre primärfärger; Röd, Grön, Blå Additiv färgblandning Färgbalkar VIT GUL CYAN GRÖN MAGENTA RÖD BLÅ SVART 13
Komponenter i två former Primärfärger; R, G, B eller Luminans & färgdifferens Luminans Bestämmer bildens skärpa Är en svart/vit-kompatibel signal (Y) Baseras på primärfärgerna R, G, B Tar hänsyn till ögats spektralkänslighet 14
Färgdifferens Två signaler, som med Y ger full färginformation Är baserade på Y, samt två av primärfärgerna Är inte avgörande för bildens skärpa Inte lika bandbreddskrävande som Y Analoga signalformat R G B (700mV) (Y = 0,299R + 0,587G + 0114B) Y B - Y R - Y Y (700 mv) B-Y (± 620 mv) R-Y (± 491 mv) Y (700 mv) % 0,713 % 0,564 Pb (±350 mv) Pr (±350 mv) Y (700 mv) % 0,877 % 0,493 U (±306 mv) V (±430 mv) Y (700 mv) C (±442 mv) Modulator (4,43 MHz) + CCVS 15
KAMERA MONITOR Komponent alt. Komposit Kamera Matris Lumina Färgdiff. ns Färgdiff. 1 2 Komponent Matris Monitor Kamera Koder CCVS Dekoder Monitor Komposit 16
Blockschema; 601 & 656 Y Pb Pr A/D A/D A/D Y Cb Cr MULTIPLEX Seriell Parallell 601 6,75 MHz 13,5 MHz SYNK 656 FÄRGBALKSIGNALER (1) - Analog komponent - 17
Färgbalkar (100 %) Analoga komponenter Y Pb Pr FÄRGBALKSIGNALER (2) - Analog komposit - 18
Färgbalkar (75 %) CCVS Y + C = CCVS Y C ANALOGA TV-STANDARDER - Komposit - 19
Analog TV-ram enligt ITU-R BT.470 64 µs 52 µs Delbild 1 287½ linj. 625 linjer Delbild 2 287½ linj. 25 25 DIGITALA TV-STANDARDER - Komponent - 20
Digital TV-ram enligt ITU-R BT. 601 864 pix 720 pix Delbild 1 288 linj. 625 linjer Delbild 2 288 linj. 25 24 FORMATFYRKLÖVERN 21
Formatfyrklövern DIGITALT KOMPOSIT 4Fsc PAL 601 YPbPr KOMPONENT ANALOGT SIGNALNIVÅER; SDTV (1) - Analog komposit - 22
Analoga komponenter - Videonivåer - 700 mv Färgbalkar (100 %) +350 mv 0 mv -350 mv 0 mv -300 mv +350 mv 0 mv -350 mv Y Pb Pr SAMPLINGSRASTER 23
Samplingsraster 4:4:4 ( 601 ) = Y = Cb = Cr Samplingsraster 4:2:2 ( 601 ) = Y = Cb = Cr 24
Samplingsraster 4:1:1 + 4:2:0 = Y = Cb = Cr 4:4:4 Hor.kroma: oreducerad Vert.kroma: oreducerad 25
4:2:0 + 4:1:1 = 4:1:0 Hor.kroma: red. 25 % Vert.kroma: red. 50 % PIXEL- OCH BILDFORMAT 26
Bildformat; FAR (FAR = Frame Aspect Ratio) H Bildformat = B/H B Pixelformat; PAR (PAR = Pixel Aspect Ratio) Pixelformat = b/h b h = pixel 27
Pixel- & bildformat vid 4:3 Bredd (pixlar; p) Höjd (linjer; l) Pixelformat (b:h) Bildformat (B:H) Produktion ( 601 ) Sändning (DVB) 720 576 1,094 4,103:3 704 576 1,094 4,011:3 Sändning (PAL) Visning (Monitor) 702 576 (L23 & L623 är halva.) 702 576 (L23 & L623 är halva.) 1,094 4,000:3 1,094 4,000:3 B/H = (b/h) % (p/l) Pixel- & bildformat vid 16:9 Bredd (pixlar; p) Höjd (linjer; l) Pixelformat (b:h) Bildformat (B:H) Produktion ( 601 ) 720 576 1,459 16,410:9 Sändning (DVB) 704 576 1,459 16,045:9 Sändning (PAL) --- --- --- --- Visning (Monitor) 702 576 (L23 & L623 är halva.) 1,459 16,000:9 B/H = (b/h) % (p/l) 28
Bildraster i TV respektive datormiljö Några dator- & TV rasterformat Form. Hor. Vert. Pix/frame Bildform. Pix-form. VGA 640 480 307.200 4:3 1:1 SVGA 800 600 480.000 4.3 1:1 XGA 1024 768 786.432 4:3 1:1 WXGA 1366 768 1.049.088 16:9 1:1 601 720 576 414.720 4,103:3 1,094:1 601 720 576 414.720 16,410:9 1,459:1 720p 1280 720 921.600 16:9 1:1 1080i 1920 1080 2.073.600 16:9 1:1 29
Kort om kompression Kompression Utnyttja likheter inom varje bild Utnyttja likheter mellan närliggande bilder Lura ögat 30
Kompression (forts.) Transparent upp till 2 ggr kompression.. därefter fås olika grader av bilddefekter Ex. på komprimerade system Digital Betacam 2 ggr DV 5 ggr Digital TV (DVB) 30 ggr 31
Bildkodning Rörliga bilder Tid T-2 T-1 T 32
Skillnadsbild Ta skillnaden pixelvis mellan två bilder T-1 T Skillnadsbild Rörelsekompensera Skillnadsbild ej bra nog Rörelsekompensera Modell: Bilden består av fyrkanter som rör sig Horisontellt Vertikalt 59 33
Rörelseestimering T-1 T 60 Tid Framåtprediktion I B B P Intrabild Predikterad från två (bi) håll, B-bild Bakåtprediktion 34
GOP Group of Pictures Framåtprediktion I B B P B B P B B I Bakåtprediktion I Intrabild, I-bild, Stillbild P B Predikterad bild, P-bild Rörelskompenserad ( framåt ) bild Bi-directional, B-bild, Framåt- och bakåtkompenserad bild 66 DV-kompression 35
Komplett 601-signal; bild + släck Komplett 601 (270 Mbit/s) 601-signal; endast aktiv bildtid Bild utan släck (208 Mbit/s) 36
Kompression 5:1 Komplett 601 (270 Mbit/s) Kompression 5:1 (25 Mbit/s) SLUT 37