Guida alle misurazionidel video digitale standarde ad alta definizione

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Sommario della “Guida alle misurazioni del video digitale standard e ad alta definizione”

Guida allemisurazioni

del video digitalestandard e

ad alta definizione

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Pubblichiamo la versione italiana di un manuale della Tektronix dal titolooriginale “Guide to Standard and High-Definition Digital VideoMeasurements”, una guida molto interessante e completa sul video (el’audio) in ambiente digitale con particolare attenzione agli aspetti relativial trattamento ed alla‘misurazione’ del segnale. I ringraziamenti vanno a Tektronix ed inparticolare a Paul Dubery, Jole Perlangeli e Franco Chiusa.A piè pagina il sommario completo della serie di articoli.

Introduzione

La televisione digitale èpercepita come un prodottoaltamente scientifico e persi-no complesso ma osservan-done poi il risultato finale lasi percepisce come qualcosadi molto familiare, qualcosa acui hanno mirato i progettistisin dall’inizio, ossia un’espe-rienza che tende continua-mente a migliorare la qualità,la visione e l’audio trasmet-tendo le prestazioni dell’arti-sta al pubblico. La vera novi-

ti con molta più libertà facen-do confluire i segnali video,audio e di altro tipo in ununico flusso di dati. Tutto ciòche si deve conoscere ècome sono organizzati i datiper individuare ciò che si de-sidera.

La televisionetradizionale

Gli elementi distintivi dellatelevisione tradizionale pos-sono essere indicati come vi-deo e audio analogici. é im-portante, comunque, com-prendere che stiamo ancoratentando di raggiungere gliobiettivi tradizionali ... e forsequalcosa di più. La televisio-ne digitale si basa su quellaanalogica e la comprensioneche si ha della prima si basasu quanto già si conosce del-la seconda. La luce che passaattraverso le lenti delle tele-camere e l’audio nei microfo-ni sono ancora fenomenianalogici, così come lo sonoancora la luce provenientedal vostro schermo e l’audioche giunge alle vostre orec-chie.

E’ noto che il video analo-gico è un “campionamento”dei valori della luce. I valoridella brillantezza sono rap-presentati da una tensione.Un’informazione addizionaleconsente l’ottenimento delcolore dei campioni. I cam-pioni sono sincronizzati attra-verso il sistema di trasmissio-ne in modo da poter ripro-durre un’immagine di unascena reale sullo schermo. Ilvideo analogico viaggia comeun flusso seriale di valori ditensione contenenti tutte leinformazioni necessarie percreare l’immagine quando ilricevitore è in grado di utiliz-zare quelle informazioni. ésufficiente cambiare poche

parole e variare poche coseper ottenere dei vantaggi daquanto imparato negli scorsi50 anni, per capire come ladifferenza tra video digitale eanalogico sia abbastanza con-tenuta.

A questo punto ci si po-trebbe chiedere perché utiliz-zare un video digitale se laluce iniziale e quella chegiunge a noi dallo schermosono comunque fenomenianalogici? In molti casi ilsensore della telecamera pro-duce nuovamente un videoanalogico ma è consuetudineconvertire quasi istantanea-mente la variazione della ten-sione analogica, che rappre-senta il valore del video, indigitale per poterla gestiresenza degradazioni significa-tive. In alcuni casi, quali peresempio i video generati alcomputer o la grafica, il vi-deo parte in forma digitale e,con i nuovi sistemi televisividigitali, può raggiungere loschermo senza diventare ana-logico.

é ancora possibile trasmet-tere e ricevere segnali televi-sivi analogicamente attraver-so i sistemi NTSC, PAL oSECAM, ma si stanno già uti-lizzando trasmissioni digitaliper trasportare nelle case se-gnali televisivi di qualità edefficienza maggiori. La televi-sione digitale è un elementoa disposizione della vita quo-tidiana e alcuni la utilizzeran-no, contribuendo in tal modoal suo miglioramento. Alcunidi noi ne trarranno vantaggisenza aver bisogno di cono-scerne i dettagli.

La “Nuova”Televisione Digitale

I segnali digitali da annifanno parte del mondo dellatelevisione; all’inizio erano

tà portata dalla televisione di-gitale consiste nel modo incui il messaggio è trasferitoda una parte all’altra.

Ma è veramente importantesapere come viaggia il mes-saggio? L’artista, lo spettatore(e in molti paesi anche i pub-blicitari) non sono probabil-mente interessati al percorsoseguito dal segnale: tutti lorotraggono benefici dal miglio-ramento delle prestazioni ap-portato dalla televisione digi-tale pur non conoscendone idettagli. Non ci si può scor-dare però della scienza... e

qui si entra nel vivo dellaquestione. Quelli di noi chesono parte attiva nell’aspettotecnico della televisione sonoinvece molto attenti a tuttociò e traggono vantaggi daisignificativi progressi compiu-ti negli ultimi 60 anni dellascienza televisiva e, in parti-colare, dai progressi compiutidalla televisione digitale negliultimi 20 anni.

Il video, l’audio digitale etutti i segnali per le relativeinformazioni ausiliarie costi-tuiscono il segnale televisivodigitale. Nel mondo analogi-co della televisione i segnalivideo a audio possono esiste-re come canali separati che,partendo dalla sorgente,giungono al ricevitore televi-sivo domestico. I segnali digi-tali possono essere organizza-

Indice

IntroduzioneLa televisione tradizionale

La “Nuova” Televisione DigitaleI numeri del mondo analogicoIl video digitale component

Il passaggio dall’analogico aldigitaleSegnale a componenti RGBCorrezione del gammaCorrezione del gamma: oltre lacorrezione per la risposta del CRTConversione del segnale R’G’B’ inluma e differenza colore

L’ interfaccia video digitaleCampionamento 601Interfaccia digitale parallelaInterfaccia digitale seriale (SDI)

I principi del video in definizionestandard alla base anche del videoad alta definizione

Temporizzazioni esincronizzazioneTemporizzazioni del video analogicoTemporizzazione orizzontaleTemporizzazione verticaleParametri del video analogicocomponent ad alta definizione

Formati di registrazione digitaliFormati di produzione a framesegmentati

Temporizzazione esincronizzazione dei segnalidigitaliSincronizzazione telecine

Audio digitaleAudio embedded nel video digitalecomponentEstensione dell’audio embeddedLa gestione dell’audio AES/EBU

Misurazioni VideoStrumenti di misurazione emonitoraggioMonitoraggio dei segnali analogici edigitaliValutazionedella degradazione del segnale videoAmpiezza del videoAmpiezza del segnaleRisposta in frequenzaRitardo di gruppoEffetti non lineariGuadagno differenzialeFase differenzialeTemporizzazioni fra sorgenti videoTemporizzazione interchannel delsegnale componentMetodo forma d’onda

Metodo Tektronix LightningMetodo Bowtie

Gestione di un sistema televisivodigitaleForme d’onda RGB e a differenza dicoloreBilanciamento del guadagnocomponentVisualizzazione vettorialeVisualizzazione LightningVisualizzazione DiamondVisualizzazione Arrow-Head

Test per sistemi digitaliTest di sollecitazioneTest di lunghezza cavoCheck Field SDITest d’errore CRCTest JitterTest eye-pattern

Conclusioni

Appendice A – Colore ecolorimetriaBiancoComponenti rosso, verde e bluColori legali e validiTavole di conversioneAppendice B – Relazioni fra lefrequenze televisiveAppendice C – Parametri deisegnali video composito analogicia definizione standardAppendice D – Norme e standarddi riferimento per la televisioneAppendice E – BibliografiaAppendice F – Glossario

Ringraziamenti

Notizie biografiche

Avvertenze

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presenti solo in alcuneapparecchiature quali letitolatrici e i generatori deisegnali di prova, poi sonoentrati nell’intero sistema. Inquesto manuale, per sempli-cità, si tratterà, inizialmente lacomponente video del segna-le televisivo. Anche il segnaleaudio sarà digitale, farà partedel flusso digitale d’informa-zioni per essere poi estrattodal ricevitore dell’apparec-chio televisivo. Questo argo-mento sarà affrontato in unodei capitoli successivi.

Il video digitale è una sem-plice estensione del videoanalogico. Una volta compre-so il video analogico, è sem-plice capire anche come il vi-deo digitale è creato, gestito,processato e convertito da/inanalogico. Entrambi i tipi pre-sentano vincoli in comune eparecchi dei problemi che sipossono incontrare nel digita-le sono causati da un videoanalogico sorgente con ano-malie.

é dunque importante averedegli standard di riferimentoper la progettazione e il fun-zionamento dei dispositivi vi-deo analogici e digitali.

I numeri del mondoanalogico

I primi video digitali eranosemplicemente una descrizio-ne del segnale analogicoNTSC o del segnale videoanalogico composto PAL. Sifissarono degli standard perdescrivere i limiti di funziona-lità, per specificare i dati nu-merici che descrivevano cia-scun livello di tensione e perindicare come ciascun nume-ro era generato o estratto. Acausa dell’elevata velocità deidati, questi erano normal-mente gestiti internamentecon bus a 8 o 10 bit e glistandard prevedevano unaconnessione esternamulticonduttore. Inoltre, glistandard descrivevano alcunidati ausiliari e preparatori ne-cessari per la sincronizzazio-ne fra il ricevitore e i dati tra-smessi e per consentire servi-zi aggiuntivi quali l’inseri-

mento dell’audio. Successiva-mente, essendo aumentata lavelocità di elaborazione, fusviluppato lo standard peruna interfaccia serialecomposita con un singolocavo. Fondamentalmente unvideo digitale è una rappre-sentazione numerica di unatensione analogica, con datinumerici sufficientemente ve-loci da adattarsi ai cambia-menti del video e ai necessaridati ausiliari.

Segnale videodigitale ‘component’

I progettisti delle primeapparecchiature a effetti spe-ciali analogiche capirono chesi sarebbero avuti dei vantag-gi dal mantenere separati ilpiù possibile i canali videorosso, verde e blu durantel’elaborazione. Il processo dicodifica e decodifica NTSC ePAL non è trasparente e lagenerazione ripetuta della co-difica e della decodifica pro-voca un progressivodegradamento del segnale. Ilsegnale esce dalla telecameraattraverso canali indipendentiper il rosso, il verde, il blu edè conveniente gestire questisegnali attraverso il sistema li-mitando il più possibile le ge-nerazioni di formati prima dicodificarle in NTSC o in PALper la trasmissione indirizzataall’utenza. Tuttavia la gestio-ne di tre canali separati e co-ordinati per la trasmissionedelle informazioni, attraversol’impianto televisivo, presentaproblemi logistici e diaffidabilità. Da un punto divista pratico, tutti e tre questisegnali dovrebbero esserepresenti su un conduttore osu un singolo cavo coassiale.é possibile sottoporre aun’operazione di matrixingqueste tre componenti, ossiai canali video rosso, verde eblu, per ottenere dei segnaliluma e dei segnali a sottra-zione di due colori più effica-ci; digitalizzare ciascuna diesse; trasmettere contempora-neamente sullo stesso canale(multiplexing) le informazioniutilizzando un singolo cavocoassiale. é possibile gestirequesti segnali tanto quantoavviene con i tradizionali vi-

deo a struttura mista PAL oNTSC. Ora si gestiscono flussidi dati numerici ad alta velo-cità. Sebbene il segnale chetrasferisce i dati contengaenergia che cambia a una ve-locità maggiore di quanto av-viene a 5 - 6 MHz nel segnalevideo PAL o NTSC, esso puòessere gestito con minori per-dite e interventi manutentivisu distanze ragionevoli. Unavolta che il segnale video sitrova nel digitale, le sue com-ponenti possono essere facil-mente estratte per essere ela-borate singolarmente ericombinate nuovamente neldigitale senza ulteriori perditeo interazioni fra i canali.

I componenti e le tecnichedigitali hanno apportato si-gnificativi vantaggi nel con-trollo della qualità del videoe la velocità dei dispositivi di-gitali ha reso sfruttabile la lar-ghezza di banda del video adalta definizione. Il digitale,inoltre, si presta ad essereelaborato con vari algoritmidi compressione per ridurrela quantità di dati necessari.Oggi è possibile trasportarevideo ad alta definizione el’audio multicanale associatonella larghezza di banda ri-chiesta per il video analogi-co, in tempo reale e ad altaqualità. La compressione vi-deo è argomento di moltepubblicazioni (vedereBibliografia) e non sarà af-frontato in questo manuale.

Il passaggiodall’analogico aldigitaleIl flusso di dati digitali può

essere facilmente scompostonelle sue varie componenti,spesso asservite alla stessafunzione così come accadeper le corrispondenticontroparti analogiche. Si faràosservare questa analogiaogni volta che si descriveran-no e si confronteranno i do-mini del video digitale e diquello analogico. Una voltacompresa l’analogia esistentefra essi, sarà possibile parlaredi HDTV che è spesso unarappresentazione digitale delcorrispondente formato ana-logico ad alta definizione.

I segnali video NTSC e PALsono composti dai tre canalidella telecamera, i compo-nenti dei colori primari, ossiail rosso, il verde e il blu sot-toposti a matrixing, per for-mare il canale luminanzasommato ai risultati della mo-dulazione di unasottoportante soppressa con-tenente due canali per l’infor-mazione sul colore. Un terzosistema per la trasmissionecomposita su singolo canaleè rappresentato dal SECAM ilquale utilizza una coppia disottoportanti modulate in fre-quenza per trasportare le in-

formazioni chroma. Non esi-ste alcuna specifica indicazio-ne per cui in uno studio sidebba avere un segnaleNTSC, PAL o SECAM in unpunto qualsiasi tra idispositivi RGB di pickup(conversione dell’immaginein energia elettrica) della tele-camera e i canali RGB delloschermo finale. La compren-sione di NTSC, PAL o SECAMè utile mentre non vi è la ne-cessità di investire in ( nuovi)altri studi per NUOVI i vi-deo compositi.

Segnalecomponent RGBUna videocamera separa la

luce proveniente dall’immagi-ne nei tre colori primari: ilrosso, il verde e il blu.Sensori presenti nella cameraconvertono le singole imma-gini monocromatiche in al-trettanti segnali elettrici. Aisegnali si aggiunge un’infor-mazione per la sincronizza-zione che identifichi il bordosinistro e quello superioredell’immagine. L’informazio-ne per la sincronizzazionedello schermo con la camerapuò essere aggiunta al canaleverde o, occasionalmente, atutti e tre i canali oppure in-dirizzata separatamente.

La connessione più sempli-Figura 1. Segnale RGB dalla telecamera al monitor, con connessione diretta.

Figura 2. Video codificato in NTSC o PAL per la trasmissione su un singolo cavo coassiale.

Figura 3. La trasmissione digitale elimina la degradazione del segnale.

Nella figura 1Camera control unit = Unità di controllo della telecamera.RGB picture monitor = Monitor con immagine RGB

Nella figura 2RGB camera = Telecamera RGBCamera control unit = Unità di controllo della telecameraNTSC / PAL encoder = Codificatore NTSC / PAL ENCODERNTSC / PAL decoder = Decodificatore NTSC / PAL DECODERRGB picture monitor = Monitor con immagine RGB

Nella figura 2RGB camera = Telecamera RGBCamera control unit = Unità di controllo della telecameraSDI transmitter = Trasmettitore SDISDI receiver = Ricevitore SDIRGB picture monitor = Monitor con immagine RGB

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ce fra telecamera e monitor èquella diretta tramite i singolicanali R, G e B, come mo-strato nella Figura 1. Per lostandard analogico o videoanalogico ad alta definizione,la connessione più sempliceè rappresentata dal sistema ditrasmissione multiconduttore.Una connessionemulticonduttore potrebbe es-sere impiegata in piccolisottosistemi configurati inmodo permanente.

Questo metodo consente diottenere sullo schermo imma-gini, provenienti dalla teleca-mera, di alta qualità, ma iltrasporto dei segnali su trecanali separati richiede aiprogettisti di assicurare checiascun canale processi i se-gnali con lo stesso guadagnocomplessivo, lo stesso offsetDC, lo stesso ritardo e la stes-sa risposta in frequenza. Unadisuguaglianza di guadagnoo un errore di offset DC fra icanali, infatti, causerebbe leg-gere variazioni di colore nel-l’immagine finale. Il sistemapotrebbe anche risentire de-gli errori di fasatura causatida cavi di lunghezza differen-te o del diverso metodo per iltrasferimento del segnale dal-la telecamera allo schermo.Ciò produrrebbe unosfalsamento nella fasatura trai canali con conseguente pro-duzione di immagini pococontrastate o sfocate e, neicasi peggiori, immagini sepa-rate o sdoppiate. Una diffe-renza nella risposta in fre-quenza tra canali causerebbefenomeni di transizione nelmomento in cui i canali fos-sero ricombinati.

Di conseguenza è necessa-rio trattare i tre canali comese fossero uno solo.

L’inserimento di uncodificatore e undecodificatore NTSC o PAL(Figura 2) non apporta alcu-na semplificazione se nonquella di rendere più sempli-ce la gestione del segnale suun conduttore, all’internodell’impianto televisivo. Lalarghezza di banda del siste-ma è compromessa per favo-rire il contenimento dell’ener-gia dei segnali video a 3componenti a 4,2 MHz(NTSC) o nell’intervallo da5,0 a 5,5 MHz (PAL). La confi-gurazione a un singolo con-duttore rende più semplicel’instradamento del segnalevideo, ma la risposta in fre-quenza e la sincronizzazionedevono essere considerate supercorsi più lunghi.

Poiché chroma e luma nelsegnale composto NTSC oPAL condividono le frequen-ze a 4,2 MHZ, 5,0 o 5,5 MHz,

si devono evitare le genera-zioni multiple di codifica edecodifica.

Con la sostituzione deicodificatori (ENCODER) e deidecodificatori (DECODE),, loschema dell’allacciamentonon risulta più complesso

(Figura 3) e si migliorano leprestazioni. L’energia presen-te nel singolo cavo coassialesi trova a una velocità di 270Mb/s per i segnali con defini-zione standard, a una velocità( 1,485 Gb/s per segnali aalta definizione. I segnali a

definizione standard potreb-bero essere convertiti in for-ma analogica NTSC o PAL perla trasmissione attraverso itradizionali canali televisiviper la radiodiffusione. I se-gnali ad alta definizione de-vono essere compressi, per la

trasmissione via etere, nellalarghezza di banda del canaleprevista per i canali NTSC oPAL esistenti.

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Correzione delfattore di contrasto(gamma)

Un fattore analogico chedeve essere considerato nellagestione del segnale video èla percezione dell’immaginesullo schermo che deve ri-produrre accuratamente la lu-minosità di ciascun elementodella scena. Lo schermo deltubo a raggi catodici (CRT) èun dispositivo intrinsecamen-te non lineare e, dunque, laquantità di luce emessa è unafunzione non lineare dellatensione applicata allo scher-mo: questa funzione è indica-ta come fattore di contrasto.Per ottenere una risposta li-neare, un fattore di correzio-ne deve essere applicato al-l’interno del sistema TV equindi per i segnali RGB del-la telecamera si procede allacorrezione del fattore di con-trasto utilizzando la funzioneinversa dello schermo CRT. Isegnali ai quali si è applicatala correzione del fattore dicontrasto sono indicati conR’, G’ e B’. L’apice (‘) indicaun fattore di correzione che èstato applicato per compen-sare le caratteristiche di tra-sferimento dei dispositivi perla conversione dell’immaginein energia elettrica e per lavisualizzazione. Sebbenel’uso dell’apice possa appari-re pesante e talvolta sia erro-neamente omesso, all’internodi questo manuale se ne faràuso per mantenerne l’omoge-neità ai documenti standard.

Le nuove tecnologie per glischermi al Plasma e LCDstanno attualmente prenden-do il sopravvento e, quindi,si potrebbe ritenere che lacorrezione gamma (del fatto-re di contrasto) possa, in fu-turo, non essere più necessa-ria. La risposta della vistaumana è una funzione della

potenza; all’incirca: intensitàelevata a 1/3.

Per una migliore rappre-sentazione del contrasto e unmigliore rapporto segnale-ru-more, la codifica video utiliz-za questa stessa funzione del-la potenza indicata col nomedi codifica concettuale.

Correzione del fattoredi contrasto: oltre lacorrezione per larisposta del CRTLa correzione del fattore di

contrasto necessaria per ilCRT è pressoché ottimale perla codifica concettuale. Perquesta ragione si deve fareattenzione quando si valuta-no i sistemi nei quali i fattoridi correzione sono stati appli-cati nei dispositivi per la cor-rezione del fattore di contra-sto.

La Figura 4 mostra la corre-zione del fattore di contrastocome una funzione della po-tenza di 0,45 come specifica-to in ITU-R BT.709, uno deglistandard più diffusi per i vi-deo digitali ad alta definizio-ne. Questa correzione del fat-tore di contrasto è applicataalla telecamera per corregge-re le non-linearità nel CRT efornire la codifica concettua-le. Le non-linearità nel CRTsono presenti come funzionedi potenza compresa fra 2,2 e2,6 e per la maggior parte deiCRT il valore è di circa 2,5. Ilfattore di contrasto totale delsistema è di 1,2 che coincidequasi con il valore ideale del-le tipiche condizioni per lavisione. Questa risposta cor-regge grossolanamente lapercezione umana dell’illumi-nazione, la quale a sua volta

riduce il numero di bit neces-sari quando il segnale videoè digitalizzato per la trasmis-sione.

Conversione delsegnale R’G’B’ insegnale luma e insegnale a sottrazionedi coloreLe componenti video rosso,

blu e verde hanno origine daidispositivi di conversioned’immagine della telecamerae sono quasi sempre usatedagli operatori per gestire ilcolore video. Il metodo RGB,comunque, non è il più effi-ciente, sulla larghezza di ban-da, per trasferire l’immaginedurante l’elaborazione videoperché tutte e tre le compo-nenti devono avere stessa lar-ghezza di banda. La visioneumana è più sensibile alle va-riazioni in dettaglio dellaluminanza di quanto non losia per le variazioni di colore,così è possibile migliorarel’efficienza della larghezza dibanda derivando l’informa-zione luma sull’intera lar-ghezza di banda e assegnarequalsiasi larghezza di bandadisponibile restante alle infor-mazioni relative alla sottrazio-ne di colore.

L’elaborazione delle com-ponenti del segnale video insegnale luma e segnale a sot-trazione di colore riduce laquantità d’informazioni chedeve essere trasmessa. Aven-do un canale luma (Y’) a lar-ghezza di banda completaper rappresentare la lumino-sità e il dettaglio del segnale,i due canali a sottrazione dicolore (R’-Y’ a B’-Y’) possonoessere limitati a circa metà

larghezza di banda del canaleluma e fornire ancora suffi-cienti informazioni sul colore.Ciò consente, con una sem-plice operazione di matrixinglineare, di effettuare la con-versione fra R’G’B’ e Y’, R’-Y’,B’-Y’. La limitazione sulla lar-ghezza di banda dei canali asottrazione di colore è effet-tuata dopo l’operazione dimatrixing.

Quando i canali sono ripor-tati in R’G’B’ per lo schermo,il dettaglio luminosità è ripri-stinato su tutta la larghezza dibanda e il dettaglio colorespaziale è limitato in manieradel tutto accettabile. I para-grafi e le tabelle seguenti illu-strano il processo di conver-sione per R’G’B’ in Y’, R’-Y’,B’-Y’ che avviene neicodificatori e neidecodificatori.

I componenti R’G’B’ a fatto-re di contrasto corretto, sonosottoposti a matrixing per ot-tenere un componente lumaa fattore di contrasto corretto,indicato Y’, e due componen-ti a sottrazione di colore.

I componenti luma e a sot-trazione di colore derivano

da R’, G’ e B’ secondo i valorimostrati in Tabella 1 (l’unitàdi misura di ciascuncoefficiente è il mV).

La Tabella 1 mostra l’inter-vallo di tensione per la con-versione di R’G’B’ in Y’, (R’-Y’), (B’-Y’). Il segnale lumaha un intervallo dinamicocompreso fra 0 e 700 mV. Isegnali a sottrazione di coloreR’-Y’ e B’-Y’ possono averedifferenti intervalli dinamiciin funzione del fattore di sca-la utilizzato per la conversio-ne nei vari formati dei com-ponenti. Per il formato delcomponente analogico indi-cato con Y’P’bP’r il fattore discala è tale che entrambi i va-lori ottenuti per sottrazione dicolore presentano un inter-vallo dinamico di ± 350 mV.Questo semplifica l’elabora-zione dei segnali video. I va-lori Y’P’bP’r analogici sonocompensati per ottenere i va-lori Y’C’bC’r tipicamente uti-lizzati negli standard digitali.I componenti video risultantisono: un canale Y’ o luma, si-mile a un segnale videomonocromatico, e due canalia sottrazione di colore, C’b eC’r che trasportano le infor-mazioni chroma senza alcunainformazione riguardante laluminosità, il tutto con fattoredi scala adatto per laquantizzazione in informazio-ne digitale.

Per diverse applicazioni siutilizzano, comunque, anchealtri formati per i segnali asottrazione di colore. Si os-servi, inoltre, che sono diver-si i coefficienti correntementeutilizzati per la codificacomposita PAL, SECAM eNTSC, come mostrato nellaTabella 2.

Figura 4. La correzione del fattore di contrasto BT.709favorisce la risposta dello schermo CRT.

Tabella 1. I componenti video luma e chromaY’, R’-Y’, B’-Y’ comunemente utilizzati per la codifica analogicaFormato 1125/60/2:1, 720/60/1:1 525/59,94/2:1, 625/50/2:1, 1250/50/2:1Y’ 0,2126R’ + 0,7152G’ + 0,0722B’ 0,299R’ + 0,587G’ + 0,114B’R’-Y’ 0,7874R’ - 0,7152G’ - 0,0722B’ 0,701R’ - 0,587G’ - 0,114B’B’-Y’ 0,2126R’ - 0,7152G’ + 0.9278B’ - 0,299R’ - 0,587G’ + 0,886B’

Component analogico Y’, P’b, P’rFormato 1125/60/2:1 1920 x 1080 (SMPTE 274M) 525/59,94/2:1, 625/50/2:1, 1250/50/2:1

(SMPTE 240M) 1280 x x720 (SMPTE 296M)Y’ 0,212R’ + 0,701G’ + 0,087B’ 0,2126R’ + 0,7152G’ + 0,0722B’ 0,299R’ + 0,587G’ + 0,114B’P’b (B’-Y’)/1,826 [0,5/(1 - 0,0722)](B’-Y’) 0,564(B’-Y’)P’r (R’-Y’)/1,576 [0,5/(1 - 0,2126)](R’-Y’) 0,564(R’-Y’)

Y’, C’b, C’r, con fattore di scala e offset per quantizzazione digitaleFormato 1920 x 1080 (SMPTE 274M) 525/59,94/2:1, 625/50/2:1, 1250/50/2:1Y’ 0,2126R’ + 0,7152G’ + 0,0722B’ 0,299R’ + 0,587G’ + 0,114B’C’b 0,5389(B’-Y’) + 350 mV 0,564(B’-Y’) + 350 mVC’r 0,6530(R’-Y’) + 350 mV 0,713(R’-Y’) + 350 mV

Tabella 2.I valori Chroma e Luma per la codifica video compositaComponente Valore approssimativo

(SMPTE 170M e ITU-R BT.470-6)

Y 0,229R’ + 0,587G’ + 0,114B’

NTSC 1 - 0,2680(B’-Y’) + 0,7358(R’-Y’)

NTSC Q + 0,4127(B’-Y’) +0,4778(R’-Y’)

PAL U 0,493(B’-Y’)

PAL V 0.877(R’-Y’)

SECAM Dr - 1,902(R’-Y’)

SECAM Db 1,505(B’-Y’)

Nella figura 4BT.709 Gamma curve = Curva fattore di contrasto BT.709gamma X = Fattore di contrasto XBT.709, CRT and System Gamma Curves =Curva fattore di contrasto BT.709, CRT e Sistemalinear = linearepower = potenza

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A questo punto è opportu-no gettare una rapida occhia-ta all’interfaccia digitale chesi collega al nostro mondoanalogico del video. I dia-grammi a blocchi rappresen-tati dalle figure numerate da5 a 8, aiutano a comprenderecome le apparecchiature perla produzione video gestisca-no i componenti dei segnalivideo digitali. I diagrammi a

nizione.Nei formati ad alta defini-

zione, il campionamento e ilflusso dei dati saranno più ra-pidi e i bus a 10 bit, separatiper i segnali luma e chromapossono essere mantenuti inefficienza più a lungo, nel si-stema, per minimizzare laquantità di circuiteria per latrasmissione dei dati ad altavelocità.

Il segnale RGB a fattore dicontrasto corretto (Figura 5) èconvertito, in una matrice li-neare, in un componenteluma Y’ e in due componentichroma in scala: P’b e P’r.Poiché l’occhio è più sensibi-le alle variazioni della lumi-nosità (dettaglio) che alle va-riazioni della tonalitàcromatica, il segnale Y’ saràtrasportato attraverso il siste-ma a una larghezza di bandapiù alta (5,5 MHz per defini-zione standard). I segnaliluma e chroma sono filtratiattraverso un filtro passa-bas-so per eliminare le frequenzevideo più alte che potrebberocausare aliasing nel processodi campionamento(digitalizzazione). Il segnaleluma filtrato è campionato a13,5 MHz con un convertitoreA/D per ottenere un flusso didati a 10 bit a 13,5 Mb/s. Idue canali chroma sono fil-trati, poi campionati a 6,75MHz con un convertitore A/Dper ottenere due flussi di datia 6,75 Mb/s. I tre canali videosono multiplati in parallelo a10 bit a 27 MB/s.

Per aggiungere i segnali diriferimento per latemporizzazione, l’audio digi-tale formattato secondo lastandard AES/EBU e altri datiausiliari, si utilizza uncoprocessore (Figura 6). Perle informazioni si calcola e siaggiunge, al flusso di dati inparallelo, una somma di con-trollo.

Il flusso di dati, in paralle-lo, a 10 bit, a 27Mb/s è invia-to in un registro a scorrimen-to, o convertitore parallelo-seriale, dal quale esce a 270Mb/s e rimescolato per un’ef-

ficiente trasmissione confor-me, in questo esempio, alladefinizione standard ITU-R.BT-656/SMPTE 259M.

I segnali a definizionestandard ITU-R.BT-656/SMPTE 259M possono esseretrasportati con cavi videostandard di lunghezza fino a300 metri mantenendo i datiinalterati quasi al 100%, men-tre quelli ad alta definizioneSMPTE 292M, alla velocità di1,485 Gb/s, possono esseretrasportati con cavi di lun-ghezza massima pari a circa100 metri.

Al ricevitore (Figura 7),l’energia a frequenza pari allametà di quella del clock, è ri-levata per applicare un’op-portuna equalizzazione ana-logica al segnale in ingressoa 270 Mb/s. Dai fronti del se-gnale NRZI si estrae il nuovoclock a 270 MHz e si campio-na il segnale equalizzato perdeterminarne lo stato logico.

Il convertitore seriale-paral-lelo decifra i dati utilizzandoun algoritmo complementarea quello di rimescolamento,utilizzato dal codificatore, eall’uscita si ha un flusso didati a 10 bit a 27 Mb/s. Il ri-cevitore estrae la somma dicontrollo inclusa e la con-fronta con la nuova sommadi controllo calcolata permezzo dei dati ricevuti; sicompila un rapporto riguar-dante gli errori e si aggiunge,al flusso di dati, un opportu-no flag. Un coprocessoreestrae tutti i dati ausiliari oquelli relativi all’audio.

I dati a 10 bit sono poidemultiplati (Figura 8) neiflussi di dati chroma e luma,convertiti in analogici da treconvertitori D/A, filtrati perriportare i livelli dei dati di-screti alle forme d’onda ana-logiche e, infine, sottoposti aoperazione di matrixing perritornare ai segnali originaliR’G’B’ per la visualizzazione.

Questa veloce visione d’in-sieme aiuterà a capire in chemodo opera il sistema.

L’interfaccia video digitale

Figura 5. Digitalizzazione del segnale video per telecamera RGB.

Figura 5RGB Camera = Telecamera RGBLinear matrix = Matrice lineareParallel = In parallelo27 MHz clock = Clock a 27 MHzDivide by 2 = Diviso per 2Divide by 4 = Diviso per 4MUX = Multiplatore

Figura 6. Elaborazione e conversione in serie del flusso di dati in parallelo

Figura 6Parallel = In paralleloAncillary data (Audio) = Dati ausiliari (Audio)Coprocessor = CoprocessoreCRC Calculation = Calcolo per il CRC (Controllo a ridondanza ciclica)Shift register = Registro a scorrimentoLoad clock = Clock di caricoDivide by 10 = Diviso per 10Encoder = CodificatoreSerial NRZI output = Uscita seriale NRZIScrambler = Rimescolatore270 MHz clock = Clock a 270 MHz

Figura 7. Ricevitore SDI – Converte le informazioni digitali da seriale a parallelo.

Figura 7Serial NRZI = Seriale NRZIDeserializer = Convertitore seriale-paralleloParallel = In paralleloAdd flags = Flag di addizioneCompare = ConfrontoCRC calculation = Calcolo del CRCExtract CRC = Estrazione del CRCAncillary data = Dati ausiliariCoprocessor = CoprocessoreReport errors = Rapporto errori

Figura 8. Recupero dei segnali analogici R’G’B’ dai dati in parallelo.

Figura 8DEMUX= DemultiplatoreLinear matrix= Matrice lineare

Nei paragrafi seguenti sa-ranno esposti ulteriori detta-gli riguardanti l’interfaccia di-gitale.

blocchi raffigurati sono relati-vi a un sistema a definizionestandard, ma gli stessi concet-

ti qui espressi sono validi an-che per i formati ad alta defi-

6○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Campionamento 601

L’ITU-R BT.601 è lostandard di campionamento,risultato del lavoro congiuntodi SMPTE e EBU, per la de-terminazione dei parametriper i componenti video per isistemi televisivi 625/50 e525/60. Questo lavoro è cul-minato in una serie di testsponsorizzati da SMPTE nel1981 ed è divenuto notocome CCIR Recommandation601 (ora conosciuto comeITU-R BT.601). In questo do-cumento si trovano le specifi-che del meccanismo dicampionamento che deve es-sere utilizzato per i segnali,sia a 525 righe, sia a 625 ri-ghe, e le specifiche per ilcampionamento ortogonale a13,5 MHz per la luminanzaanalogica e a 6,75 MHz per idue segnali a sottrazione dicolore. I valori delcampionamento sono: Y’luma digitale e C’b e C’r, di-gitali, a sottrazione di colore,i quali sono una versione inscala dei componenti B’-Y’ eR’-Y’ analogici a fattore dicontrasto corretto. La fre-quenza prescelta per ilcampionamento è 13,5 MHzperché il sottomultiplo 2,25MHz è un fattore comune aentrambi i sistemi a 525 e a625 righe (vedere Appendi-ce B - Relazioni fra le fre-quenze per la televisione).

Sebbene molteimplementazioniattuali chefanno riferimento allostandard ITU-R BT.601 utiliz-zino il campionamento a 10bit, l’ITU-R BT.601 prevede oil campionamento a 8 bit(corrispondente a un interval-lo di 256 livelli, da 00

h a FF

h)

o a 10 bit (corrispondente aun intervallo di 1024 livelli,da 000

h a 3FF

h). I valori speci-

ficati a 8 bit possono esseredirettamente convertiti in va-lori a 10 bit; quelli a 10 bitpossono essere arrotondati avalori a 8 bit per avereinteroperabilità. I valori deicomponenti C’b e C’r, ottenu-ti per sottrazione di colore,nell’intervallo compreso fra040

h e 3C0

h (Figura 9) corri-

spondono a segnali analogicicompresi fra ± 350mV. Sonoconsentite escursioni del se-gnale al di fuori di questo in-tervallo e l’intervallo totale adisposizione corrisponde,nominalmente, a ± 400 mV.

I valori del componenteluma Y’ (Figura 10) nell’inter-vallo compreso fra 040

h e

3ACh corrispondono a segnali

analogici compresi fra 0,0 mV

e 700 mV. Le escursioni delsegnale al di fuori di questointervallo sono consentite an-che in questo caso in un in-tervallo totale nominale com-preso fra –50 mV e +766 mVper avere un margine di pas-saggio più ampio per sovrac-carichi oltre il livello delbianco. I convertitori A/Dsono configurati per non ge-nerare livelli a 10 bit compre-si fra 000

h e 003

h e fra 3FC

h e

3FFh per consentire

interoperabilità con i sistemia 8 bit.

I livelli della quantizzazionesono selezionati in modo chei livelli a 8 bit ai quali sonostati aggiunti due “0” abbianolo stesso valore dei livelli a10 bit. I valori compresi fra000

h e 003

h e fra 3FC

h e 3FF

h

sono riservati a scopi legatialla sincronizzazione sia perla luminanza, sia per la sot-trazione di colore A/D.

La Figura 11 mostra la posi-zione dei campionamenti edelle word digitali rispettoalla riga orizzontale analogicae la Figura 12 mostra la rela-zione spaziale con l’area del-l’immagine. Poiché l’informa-zione per la temporizzazioneè trasportata dai pacchettiEAV (End of Active Video) eSAV (Start of Active Video),rispettivamente i pacchetti difine e inizio video attivo, nonè necessario utilizzare dei se-gnali per la sincronizzazioneconvenzionale. L’intervallo diblanking orizzontale e i peri-odi delle righe complete del-l’intervallo di blanking verti-cale possono essere utilizzati

per il trasporto dell’audio e dialtri dati ausiliari. I pacchettidi temporizzazione EAV eSAV sono identificati, all’inter-no del flusso di dati, grazieall’intestazione che inizia conle tre word: 3FF

h, 000

h, 000

h.

La quarta word (xyz) nei pac-chetti EAV e SAV contiene leinformazioni che riguardanoil segnale. I pacchetti di datiausiliari nei componenti digi-tali video sono identificati permezzo dell’intestazione cheinizia con le word 000

h, 3FF

h,

3FFh.

La word “xyz” è a 10 bitcon i due bit meno significa-tivi (LSB) impostati a zero per“superare” il percorso dei se-gnali a 8 bit. Nella word“xyz” per la definizionestandard sono contenute lefunzioni F, V e H aventi i se-guenti valori:

Bit 8 – (bit F) “0” per ilsemiquadro1 e “1” per ilsemiquadro2

Bit 7—– (bit V) “1” nell’in-tervallo blanking verticale;“0” durante le righe attive delvideo

Bit 6 – (bit H) “1” per indi-care la sequenza EAV; “0” perindicare la sequenza SAV

Interfaccia digitaleparallela

Le interfacce elettriche per idati prodotti dalcampionamento Rec. 601 fu-rono standardizzateseparatamente da SMPTE conlo standard SMPTE 125M peri formati 525/59.94 e da EBU

Tech. 3267 per i formati 625/50. Entrambe le standardizza-zioni furono adottate dalCCIR (ora denominato ITU) eincluse nellaRecommendation 656, il do-cumento che descrivel’interfaccia hardware paralle-la. L’interfaccia parallela uti-lizza 11 doppini telefonici e25 connettori a pin di tipo“D”. L’interfaccia parallela ef-fettua la multiplazione delle

word di dati nella sequenza

C’b, Y’, C’r, Y’ ... ottenendoun flusso di trasmissione deidati a 27 Mb/s. A ciascunariga sono aggiunte le sequen-ze di temporizzazione EAV(End of Active Video) e SAV(Start of Active Video). Lariga video attiva digitale siaper il formato 525, sia per ilformato 625, comprende 720campionamenti luma; i re-stanti campionamenti dei datidurante il blanking analogicorestano a disposizione per latemporizzazione e per altridati.

Figura 9. Quantizzazione della sottrazione di colore.

Figura 9

Excluded = EsclusoMax positive = Max. positivoVoltage = TensioneDecimal = DecimaleHex = Hex (= esadecimale)10 bit binary = Binario, a 10 bit8 bit binary =Binario, a 8 bitMax negative = Max. negativo

Figura 10. Quantizzazione della luminanza.

Figura 10

Excluded = EsclusoPeak = PiccoVoltage = TensioneDecimal = DecimaleHex =Hex (= esadecimale)Black = Nero

Figura 11. Intervallo di blanking orizzontale digitale.

7○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

A causa dell’esigenza diavere cavi conduttori multiplie pannelli di connessione, laconnessione parallela per leapparecchiature per lo studiodigitale è adatta solo per pic-cole installazioni permanen-temente configurate.

Interfaccia digitaleseriale (SDI)

Indipendentemente dal for-mato, si ha la necessità di tra-smettere dei dati attraversoun singolo cavo coassiale eciò non è semplice perché lavelocità di trasmissione è re-lativamente alta e, se il se-gnale fosse trasmesso senzaalcuna modifica, sarebbe dif-ficile recuperare il segnale inmodo assolutamente affidabi-le. Il segnale deve essere mo-dificato prima della trasmis-sione per assicurare la pre-senza di sufficienti fronti perun’affidabile ricostruzionedelle informazioni per latemporizzazione, per mini-mizzare il contenuto a bassafrequenza del segnale tra-smesso e per ampliare lospettro energetico in mododa minimizzare i problemiper l’emissione in RF. Persoddisfare queste esigenze èstata sviluppata un’interfacciadigitale seriale che utilizza ilrimescolamento e la conver-sione in NRZI. Questainterfaccia seriale è definita inANSI/SMPTE 259M, ITU-RBT.656 e in EBU Tech. 3267,sia per componenti a defini-zione standard, sia per segna-li compositi con l’audio digi-tale incluso ed è definita an-che una versione in scala diquesta interfaccia seriale pertrasmissioni ad alta definizio-ne.

C o n c e t t u a l m e n t e ,l’interfaccia digitale serialesembra più un sistema por-tante per applicazioni da stu-dio. Il segnale video in bandabase e il segnale audio sonodigitalizzati e combinati sulla“portante” digitale serialecome mostrato in Figura 13.Si osservi che questa non èun vero e proprio sistemaportante perché è un segnaledigitale in banda base e nonun segnale modulato su unaportante. La velocità di tra-smissione binaria (frequenzadella portante) è determinatadalla velocità di clock per idati digitali: 270 Mb/s percomponenti digitali a defini-zione standard, 1,485 Gb/s (o2,97 Gb/s) per formati ad altadefinizione (sono utilizzateanche altre velocità, compre-se 143 Mb/s e 177 Mb/s perinterfacce seriali composte

PAL e NTSC, che non sarannoperò analizzate in dettaglio inquesto manuale).

I dati in parallelo che rap-presentano i campionamentidei componenti del segnaleanalogico sono elaboraticome mostrato in Figura 14per creare il flusso di dati di-gitali seriali. Il clock in paral-lelo è utilizzato per caricare idati del campionamento nelregistro a scorrimento e unmultiplo 10x del clock fascorrere i bits all’esterno, acominciare dai LSB, (LessSignificant Bits), per ciascunaword di dati a 10 bit. Se sonodisponibili solamente dati a 8bit, il convertitore parallelo-seriale mette uno zero inognuno dei due LSB per por-

tare la word a 10 bit. Nei for-mati dei componenti, i segna-li di temporizzazione EAV eSAV sull’interfaccia parallelaforniscono sequenze uniche

anche gli eventuali dati ausi-liari, come per esempio l’au-dio, se essi fossero inseritinel segnale parallelo.

Successivamente alla con-

versione in seriale delle infor-mazioni in parallelo, il flussodi dati è rimescolato permezzo di un algoritmo mate-matico e poi codificato nel si-stema NZRI (Non-Return toZero Inverse) mediante ilconcatenamento delle dueseguenti funzioni:

G1(X) = X9 + X4 + 1

G2(X) = X + 1

Il rimescolamento del se-gnale fa sì che esso, statistica-mente, abbia probabilmenteun basso contenuto di DCper una gestione più facile eun gran numero di transizioniper una più semplice rico-struzione delle informazioniper la temporizzazione. Laformattazione NZRI rende ilsegnale non sensibile allapolarità.

Al ricevitore, l’inverso diquesto algoritmo è utilizzatonel convertitore seriale-paral-lelo per recuperare i dati cor-retti in modo chel’utilizzatore finale possa ve-dere i componenti originalidecodificati. Nel sistema ditrasmissione digitale seriale, ilclock è contenuto nei dati, alcontrario di quanto avvienenel sistema in parallelo nelquale è prevista, per esso,una linea separata. Grazie alrimescolamento dei dati, siottengono numerose transi-zioni così come richiesto perla ricostruzione delle infor-mazioni per il clock. Per laprova di sollecitazione del si-stema (vedere la sezioneProve per il sistema digi-tale), sono stati sviluppatiappositi segnali di prova cheintroducono sequenze ad altocontenuto di DC e un nume-ro minimo di transizioni pertestare l’efficienza dellacircuiteria del ricevitoredell’SDI. Un sistema digitaleseriale che funzioni normal-mente non presenterà ano-malie neppure quando saràsottoposto a sollecitazionecon tali impegnativi segnali.

La codifica nel sistemaNRZI rende il flusso di datiseriali non sensibile allapolarità. NRZ (Non return to

Figura 12. Layout del quadro digitale interfacciato 2:1

Figura 12

Totale number of lines = Numero totale di righe

H Blanking = Blanking orizzontale

Vertical blanking = Blanking verticale

Field 1 = Semiquadro 1

Field 2 = Semiquadro 2

Active line = Riga attiva

Active picture = Immagine attiva

Figura 13. Il concetto di portante.

Figura 13Video = VideoAudio = AudioAnalog to digital conversion = Conversione da analogico a digitaleDigital Data Formatting = Formattazione dei dati digitaliHigh definition digital = Digitale, ad alta definizione

che possono essere identifi-cate nel dominio seriale perconsentire l’inquadratura del-la word. La codifica dei pac-chetti di dati EAV e SAV è de-scritta nella sezioneTemporizzazione e sincro-nizzazione per studi digi-tali di questo manuale.L’interfaccia seriale trasmette

Figura 14 - conversione da parallelo a seriale

8○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Zero) è il livello logico bennoto a tutti, alto =”1”, basso=”0”. Per un sistema di tra-smissione è conveniente nonrichiedere una certa polaritàdel segnale al ricevitore.Come mostrato in Figura 15,si usa una transizione in cor-rispondenza di ciascun “1” enessuna transizione in corri-spondenza dello “0”; di con-seguenza è necessario indivi-duare solamente le transizio-ni: in questo modo può esse-re utilizzata l’una o l’altrapolarità del segnale. Un altrorisultato della codifica NRZI èche un segnale composto datutti “1” produce una transi-zione in corrispondenza diogni intervallo di clock dandocosì origine a un’onda quadracon una frequenza pari allametà di quella di clock. Gli“0”, invece, non produconoalcuna transizione e ciò portaalla necessità di procedere alrimescolamento. Al ricevitore,il fronte di salita dell’ondaquadra alla frequenza delclock sarebbe usata perl’individuazione dei dati.

L’interfaccia seriale digitalepuò essere utilizzata per mo-derate distanze, in un sistemaben progettato, con normalicavi video da 75 W,connettori e pannelli di con-nessione. Per esempio, gli ef-fetti di un cavo non termina-to, come quello che si po-trebbe trovare su unconnettore a T, potrebberoessere trascurabili con un vi-deo analogico, ma causanodelle riflessioni notevoli e po-tenziali perdite di programmacon il video seriale digitale.

Questa discussione riguar-dante i video componenti neldominio parallelo e seriale, ègeneralmente applicabile aiformati di scansione sia a de-finizione standard, sia ad altadefinizione. I livelli dicampionamento e diquantizzazione sono general-mente uguali, come lo è laformattazione dell’informa-zione per la sincronizzazione.Le frequenze dicampionamento sono più altee ci sono, generalmente, piùcampionamenti disponibiliper i dati ausiliari nei formatiad alta definizione. Nei for-mati ad alta definizione sonopresenti word per la numera-zione delle righe e per il con-trollo d’errore e sono dispo-nibili più campionamenti perl’audio multicanale. I principisono, comunque, gli stessi siaper i formati standard, sia peri formati ad alta definizione.La comprensione del formatodigitale di un componenteaiuta a comprendere anchetutti gli altri. Questo manuale

sottolineerà le differenze nelproseguo della discussione.Nella sezioneTemporizzazione e Sincro-nizzazione di questo ma-nuale saranno trattati e con-frontati i formati di scansionevideo sia a definizionestandard, sia ad alta definizio-ne.

Realizzazione videoad alta definizionesu principi perdefinizione standard

Nella transizione verso l’al-ta definizione digitale è pos-sibile utilizzare i principi baseacquisiti per la definizionestandard e applicarli alle spe-cifiche esigenze per la televi-sione ad alta definizione(HDTV). Il modo secondo ilquale si campiona il segnaleanalogico segue lo stessoprincipio; si usano le fre-quenze di campionamento ele larghezze di banda del ca-nale più alte. Il modo secon-do il quale si elabora il se-gnale digitale segue lo stessoprincipio; si gestiscono velo-cità di trasmissione dei datipiù alte e si pone la massimaattenzione nella progettazio-ne del sistema. Tutto operalungo le linee a velocità ditrasmissione più alte e allemaggiori larghezze di banda,ma quasi tutti i principi risul-tano familiari.

Esiste una gran varietà diformati per la televisione adalta definizione e ciò forni-sce, ai tecnici che si occupa-no di radiodiffusione circola-re, un’ampia flessibilità purincrementando, apparente-mente, la complessità del si-stema di radiodiffusione.

Gli standard definiscono ilformato della scansione,l’interfaccia analogica,l’interfaccia digitale parallelae l’interfaccia digitale serialeper creare e gestire video adalta definizione. I principalistandard sono:

ANSI/SMPTE 240M,Television – SignalParameters – 1125-line High-Definition ProductionSystems.

Definisce le caratteristichedi base dei segnali video ana-logici associati adapparecchiature operanti insistemi di produzione a 1125righe (1035 attive) a frequen-ze verticali di 60 Hz e di59,94 Hz.

SMPTE 260M, Television –Digital Representation andBit-Parallel Interface – 1125/60 High DefinitionProduction System.

Definisce la rappresentazio-ne digitale dei parametri per isegnali ad alta definizione1125/60 definiti in forma ana-logica dalla ANSI/SMPTE240M.

ANSI/SMPTE 274M,Television – 1920 x 1080Scanning and Analog andParallel Digital Interfaces forMultiple Picture Rates.

Definisce una famiglia di si-stemi di scansione aventiun’area d’immagine attiva di1920 pixels e 1080 righe e unrapporto tra larghezza e al-tezza dell’immagine di 16:9.

ANSI/SMPTE 292M,Television – Bit-Serial DigitalInterface for High-DefinitionTelevision Systems.

Definisce l’interfaccia a fi-bre ottiche e coassiale digita-le a bit seriali per segnalicomponenti ad alta definizio-ne operanti a 1,485 Gb/s e a1,4581/1,001 Gb/s.

ANSI/SMPTE 296M-1997,Television – 1280 x 720Scanning, Analog and Digitalrepresentation and AnalogInterface.

Definisce una famiglia diformati per la scansione pro-gressivi, aventi un’area del-l’immagine attiva di 1280pixel per 720 righe e un rap-porto tra larghezza e altezzadell’immagine di 16:9.

La tipica larghezza di bandavideo analogica per i compo-nenti rosso, verde e blu delvideo ad alta definizione è di30 MHz per i formati ascansione interlacciata su1080 righe e a scansione pro-gressiva su 720 righe, mentreè di 60 MHz per il formato

progressivo a 1080 righe. équindi necessaria un’elevatafrequenza di campionamentoper digitalizzare i segnaliluma e a sottrazione di colo-re sottoposti a matrixing. Lafrequenza di campionamentoper il canale luma Y a 30MHz è di 74,25 MHz mentrela metà di tale frequenza dicampionamento, ossia 37,125MHz, è utilizzata per ilcampionamento di ciascunodei segnali a sottrazione dicolore C’b e C’r a 15 MHz. Isegnali sono campionati conuna risoluzione di 10 bit. C’be C’r sono sottoposti a opera-zione di matrixing in un sin-golo flusso di dati in paralleloa 10 bit a 74,25 Mb/s, succes-sivamente subiscono un’altraoperazione di matrixing conil segnale luma a 74,25 Mb/s,creando un flusso di dati inparallelo a 10 bit a 148,5Mb/sin ordine di word C’b, Y’, C’r,Y’, come accade per la defi-nizione standard.

Proprio come nella defini-zione standard, i dati parallelisono poi convertiti in serialiottenendo, in questo caso, unflusso di dati rimescolati a1,485 Gb/s, col sistema di co-difica NRZI per la trasmissio-ne negli impianti dello stu-dio.

La quantizzazione chromae luma (vedere le figure 9 e10) è la stessa per i segnali adefinizione standard e perquelli ad alta definizione e lecodeword a 10 bit decimali 0,1, 2, 3 e 1020, 1021, 1022 e1023 sono ancora valoriesclusi.

Le codeword per i pacchettiEAV e SAV hanno la stessafunzionalità per la definizionestandard e per l’alta definizio-ne. Le word aggiuntive se-guono i pacchetti EAV e SAVnei formati ad alta definizio-ne per numerare le singole ri-ghe e per fornire un control-lo d’errore riga per riga siaper il canale luma sia per icanali a sottrazione di colore.

Nella figura 16 sono mo-strate la formattazione deidati nella riga video e la rela-zione di temporizzazione conil video analogico ad alta de-finizione. Nei formati da altadefinizione, la sequenza dellequattro word EAV è immedia-tamente seguita da un nume-ro di linea a due word (LN0 eLN1) e poi da due word CRC(YCR0 e YCR1). Il primo nu-mero è un contatore di righecostituito da un valore bina-rio a 11 bit distribuito in dueword, LN0 e LN, come ripor-tato in Tabella 3. Per esem-pio, per la riga 1125, le dueword avrebbero i valori LN0= 394

h e LN1 = 220

h per una

Figura 15 relazione tra NRZ e NRZI

9○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

suo passaggio da un punto aun altro.

Nei formati a definizionestandard, il pacchetto EAVtermina con la word xyz; nonc’è la numerazione delle ri-ghe. Un CRC per l’immagineattiva e un CRC per ilsemiquadro completo (aesclusione del tempo impo-stato a parte per lacommutazione del segnaledell’intervallo verticale), sonoeffettuati opzionalmente, una

volta per semiquadro, nell’in-tervallo di blanking verticalecome descritto in SMPTE RP-165.

Tutte le word nell’areablanking orizzontale delle ri-

ghe digitali comprese tra EAVe SAV (figura 17) sono impo-state a nero (Y’ = 040

h, C’b e

C’r = 200h) se non utilizzate

per dati ausiliari.

Figura 16. Confronto fra i dati ausiliari nella riga digitale e la rappresentazione analogica.

Figura 16Active picture = Immagine attivaDigital active line = Riga attiva digitaleDigital line blanking = Blanking riga digitaleAncillaty data = Dati ausiliari

Tabella 3.Distribuzione bit per la word del numero di riga.

Word 9 (MSB) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (LSB)

LN0 Not B8 L6 L5 L4 L3 L2 L1 L0 R R(0) (0)

LN1 Not B8 R R R L10 L9 L8 L7 R R(0) (0) (0) (0) (0)

Figura 17

Tabella 4. Distribuzione dei bit delleword per i CRC dei segnali luma e chroma nei formati ad alta definizione

Word 9 (MSB) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (LSB)YCR0 Not B8 CRC8 CRC7 CRC6 CRC5 CRC4 CRC3 CRC2 CRC1 CRC0YCR1 Not B8 CRC17 CRC16 CRC15 CRC14 CRC13 CRC12 CRC11 CRC10 CRC9CCR0 Not B8 CRC8 CRC7 CRC6 CRC5 CRC4 CRC3 CRC2 CRC1 CRC0CCR1 Not B8 CRC17 CRC16 CRC15 CRC14 CRC13 CRC12 CRC11 CRC10 CRC9

word di dati binari10001100101. Il controlloCRC, nell’alta definizione, av-viene separatamente perluma e chroma su ciascunariga. Un valore CRC è utiliz-zato per individuare gli errorinella riga attiva digitale attra-verso il seguente calcolo:CRC(X) = X18 + X5 + X4 + 1con un iniziale valore di zeroall’inizio della word della pri-ma riga attiva e termina allaword finale del numero della

riga. Il valore è poi distribuitocome mostrato in Tabella 4.Si calcola un valore YCR0 eYCR1 per il segnale videoluma e un altro valore, CCR0e CCR1, per i dati a sottrazio-ne di colore.

I valori CRC per i segnaliluma e chroma possono

essere visualizzati sullo stru-mento di misura e usati perla determinazione di ogni er-rore che possa essersi insi-nuato nel segnale durante il

Gli standard forniscono in-formazioni che permettonol’interscambio el’interoperabilità tra i varidispositivi nella catena videoin sequenza e quelli di buonaqualità consentono una profi-cua utilizzazione economicadelle risorse e delle tecnolo-gie. Gli standard, inoltre, pro-muovono la cooperazione fragli utilizzatori, incoraggianol’innovazione e sono necessa-ri se il professionista del vi-deo e lo spettatore di casadevono produrre e vedere lostesso programma.

L’American NationalStandards Institute, la Societyof Motion Picture andTelevision Engineers, l’AudioEngineering Society el ’ I n t e r n a t i o n a lTelecommunications Unionpubblicano gli standard di ri-ferimento e leRecommendations per videoe audio. Gli standard e leRecommendation elencatinell’Appendice D - Norme estandard di riferimentoper la televisione, definisco-no i parametri dei segnali chepermettono di avere compati-bilità e conformità regola-mentare.

Le pubblicazioni deglistandard di questi enti sonocurate con grande attenzionee sono molto utili per descri-vere le precise caratteristichedi ciascun sistema. La se-guente discussione è un’inter-pretazione di quegli standardper fornire la possibilità diun’ampia comprensione deimolti diversi formati standar-dizzati individualmente.

La creazione, la trasmissio-ne e il recupero di un’imma-gine video effettuati con suc-cesso dipendono da ciascundispositivo del sistema cheopera in sincronia con ognialtro dispositivo. Così comela telecamera individua il va-lore di un elemento dell’im-magine in una certa posizio-ne della scena, essa deve inqualche modo identificare

Temporizzazione e sincronizzazionedove quel valore dovrà esse-re riprodotto sullo schermotelevisivo. Gli elementi per lasincronizzazione indicanoalla telecamera come produr-re l’immagine unitamente allealtre telecamere e sorgenti eindicano al ricevitore come edove disporre l’immagine sul-lo schermo quando l’immagi-ne, alla fine, è visualizzata.

La telecamera e il displaysanno come scansionare il ri-velatore o lo schermo e ne-cessitano solo dell’informa-zione che indichi il punto dipartenza e il modo di mante-nere il passo.

L’informazione per la sin-cronizzazione è rinfrescatauna volta per le righe oriz-zontali e una volta per il mo-vimento di scansione vertica-le del display (due movimen-ti di scansione verticale perciascun quadro completo nelformato interlacciato 2:1). Al-l’interno di uno studio digrandi dimensioni le informa-zioni per la sincronizzazionesono fornite da un generatoremaster esterno per la sincro-nizzazione mentre all’internodi uno studio di dimensioniridotte, una telecamera puòfornire le informazioni per lasincronizzazione per se stessae per le altre sorgenti video.

Temporizzazione delvideo analogico

Comunemente si utilizzano6 formati per video analogicicomposti a definizionestandard: PAL, PAL-M; PAL-N;NTSC con setup NTSC senzasetup e SECAM. In più, alcuniPaesi consentono una piùampia larghezza di banda perla trasmissioni in onda, la-sciando spazio per larghezzedi banda più alte per le tra-smissioni video.

La produzione in studio neiPaesi che utilizzano lostandard SECAM avvienespesso seguendo la modalitàa componenti o PAL, e poi siprocede alla formattazioneper la trasmissione in SECAM.I formati video PAL e SECAMsono molto simili fra loro; ciòche li differenzia, principal-mente, è il modo in cui l’in-formazione chroma è modu-

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lata sul segnale video luma.Il segnale video provenien-

te dallo studio è costituito daun flusso continuo d’informa-zioni che può essere utilizza-to immediatamente, ritardatoper motivi d’allineamentocon altre sorgenti oppure re-gistrato per la trasmissione inplayback.

Quando si muove, si muo-ve in tempo reale e deve tra-sportare tutte le informazioninecessarie per creare l’imma-gine a destinazione. Il segna-le video contiene le informa-zioni relative all’immagine ealla temporizzazione per ri-produrre correttamente l’im-magine. Le informazioni perla temporizzazione compren-dono gli impulsi di sincroniz-zazione orizzontale che sisuccedono con regolarità o leword di dati riservate cheidentificano ciascuna riga delvideo, interrotte dalle infor-mazioni per la sincronizzazio-ne verticale che si succedonocon minor frequenza e cheforniscono le istruzioni aldisplay per iniziare iltracciamento dell’immaginedalla parte alta dello scher-mo.

Nei formati per i segnali vi-deo composti NTSC o PAL,sono facilmente osservabili leinformazioni video o ditemporizzazione. Il monitorper il controllo della formad’onda del segnale video èdotato di selezionipreimpostate per la frequen-za di scansione pervisualizzare le righe orizzon-tali del video, l’intervallo diblanking orizzontale, lascansione di tutte le righedell’immagine (frequenzaverticale) o le righe dell’inter-vallo di blanking verticale. éimportante riconoscere comequeste visualizzazioni sianotutte riferite allo stesso segna-le video; la diversità è datadal momento in cui il segnaleè visualizzato e per quantotempo ogni volta. In terminimoderni, il segnale videoanalogico composto è unamultiplazione a divisione ditempo delle informazioni perla sincronizzazione e per laluminanza. L’informazioneper la crominanza è unamultiplazione a divisione difrequenza dei due canali asottrazione di colore. Non re-sta che cercare ciò che serve,quando serve.

TemporizzazioneorizzontaleI diagrammi per la

temporizzazione orizzontaleper i formati per la scansioneNTSC 525/59,94 (Figura 18) ePAL 625/50 (Figura 19) sonoconcettualmente simili e sonostati sviluppati tenendo contodei vincoli rappresentati dalletelecamere e dai dispositivi divisualizzazione disponibilialla metà degli anni ’90. L’in-tervallo di blanking orizzon-tale interviene una volta perciascuna riga dell’informazio-ne video ed è modificato perfornire l’intervallo diblanking verticale.

Il FRONT PORCH orizzon-tale definisce, per il video, iltempo impiegato dal raggioper completare iltracciamento di ciascuna rigaa partire dal lato destro delloschermo. Giunti al 50% del li-mite di soglia dell’impulso disincronizzazione, ossia del-l’impulso di temporizzazioneusato come riferimento dal si-stema, può essere generatol’impulso che consente alraggio del cinescopio di effet-tuare il ritracciamento.

L’intervallo di tempo indi-cato con SINCRONIZZAZIO-NE FINE BLANKING assicurache il segnale video non ini-zierà a illuminare lo schermomentre il fascio elettronico èancora impegnato nella trac-cia di ritorno.

I livelli indicati con RIFERI-MENTO PER IL BIANCO eRIFERIMENTO PER IL NEROsono specificati per assicurareche ogni programma appariràsul display alla stessa lumino-sità massima o minima peravere un contrasto costantesenza richiedere regolazioneda parte del telespettatore. Ladifferenza di setup di 7,5 IRE(la differenza fra il livelloblanking e il livello per ilnero) nel formato NTSC èstata oggetto di discussioneper anni e alcuni Paesi ope-rano senza setup. La sequen-za unitaria della sottoportantedel colore costituisce un rife-rimento stabile, periodico,per la sincronizzazione del-l’oscillatore a colori del rice-vitore, per una stabiledemodulazione dell’informa-zione chroma. Sebbene la se-quenza unitaria dellasottoportante sia uncampionamento da 8 a 10 ci-cli di una frequenza costante,il monitor per il controllo del-la forma d’onda sarà bloccatosul riferimento per latemporizzazione dell’impulsodi sincronizzazione orizzonta-le, la sequenza unitariadell’NTSC sembrerà alternarsi

Figura 18. Intervallo di blanking orizzontale per NTSC.

Front porch = Front porchBlanking = BlankingSync to blanking end = Sincronizzazione fine blankingSync to burst end = Sincronizzazione fine sequenza unitariaColor back porch = Back porch per il coloreRef White = Riferimento per il biancoRef black level = Livello di riferimento per il neroBlanking level = Livello blanking

Breezeway = Punto di riferimento del segnale di sincronizzazione a colori

IRE = IREBurst = Sequenza unitariaRef burst amptd = Ampiezza riferimento sequenza unitaria

Figura 19. Intervallo di blanking orizzontale per PAL.

Blanking = Blanking

Sync to blanking end = Sincronizzazione fine blanking

Ref burst ampitude = Ampiezza riferimento sequenza unitariaRef white = Riferimento per il biancoBlanking level = Livello blanking

Front porch = Front porch

Sync = SincronizzazioneBurst = Sequenza unitariaRef sync amplitude = Ampiezza riferimento sincronizzazione

* NOTA: GLI INTERVALLI DIBLANKING SONO MISURATI TRA I PUNTI A METÀ DELL’AMPIEZZA DELLETRANSIZIONI DELLA RELATIVA AREA ATTIVA E QUESTA AMPIEZZA NON éDETTO SIA SEMPRE DI 700 mV.

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in fase da riga a riga e, a cau-sa di un offset di frequenzadi 25 MHz, la sequenza unita-ria PAL sembrerà cambiarecostantemente.

Il riferimento ditemporizzazione del fronte disincronizzazione e la sequen-za unitaria della sottoportanteper il colore hanno una pro-pria fase costante; sembreran-no alternarsi o variare perchéentrano in sincronia uno conl’altra solo periodicamente.

Una riga del video analogi-co ha inizio dal punto corri-spondente al 50% del frontedi discesa dell’impulso per lasincronizzazione a due livellie termina nello stesso puntodella successiva riga orizzon-tale. I formati per la produ-zione analogica ad alta defi-nizione possono utilizzare unimpulso di temporizzazioneper la sincronizzazione a trelivelli che si estende dappri-ma sotto e poi sopra il livellodi blanking. Il riferimentoper la temporizzazione, 0

h,

per la sincronizzazione analo-gica a tre livelli è rappresen-tato dalla transizione verso ilvalore positivo della formad’onda per la sincronizzazio-ne che attraversa il livello diblanking (Figura 20 e Tabella5).

In figura 21 è mostrata larelazione spaziale dei segnalidi temporizzazione rispetto altempo di visualizzazione del-l’immagine del segnale video.

Con il formato 1:1, progres-sivo, l’immagine completa (ilquadro) è scansionata dall’al-to verso il basso rilevandociascuna riga dell’immaginecon un solo passaggio. Con iformati 2:1 interlacciati, il pri-mo passaggio, eseguito dal-l’alto verso il basso,scansiona alternativamente lametà delle righe orizzontali(righe pari) ottenendo il pri-mo semiquadro; il secondopassaggio è sfalsato rispettoal precedente per poterscansionare le restanti righe(righe dispari), ottenendo ilsecondo semiquadro (e com-pletando così il quadro).

Active picture = Immagine attivaDigital active line = Riga attiva digitale

Digital line blanking = Blanking della linea attivaAncillary data = Dati ausiliari

Figura 20. Temporizzazione riga ad alta definizione

Figura 21. Rappresentazione della relazione fra gli spazi all’interno di un quadro.

F = 0 for Progressive System = F = 0 per Sistema progressivoF = 0 for Field One interlaced = F = 0 per Semiquadro Uno interlacciatoF = 1 for Field Two interlaced = F = 1 per Semiquadro Due interlacciatoHorizontal blanking = Blanking orizzontaleTotal number of lines per frame = Numero totale di righe per quadro

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Tabella 5. Temporizzazione per le righe ad alta definizione nei cicli di clock per il campionamento (T) .Formato Frequenza di campionamento(MHz) (1/T) A B C D E1920x1080 60 1:1 148,5 44T 148T 280T 1920T 2200T

1920X1080 59,94 1:1 148,5/1,001 44T 148T 280T 1920T 2200T

1920X1080 60 2:1 74,25 44T 148T 280T 1920T 2200T

1920X1080 59,94 2:1 74,25/1,001 44T 148T 280T 1920T 2200T

1920X1080 30 1:1 74,25 44T 148T 280T 1920T 2200T

1920X1080 29,97 1:1 74,25/1,001 44T 148T 280T 1920T 2200T

1920X1080 50 1:1 148,5 484T 148T 720T 1920T 2640T

1920X1080 50 2:1 74,25 484T 148T 720T 1920T 2640T

1920X1080 25 1:1 74,25 484T 148T 720T 1920T 2640T

1920X1080 24 1:1 74,25 594T 148T 830T 1920T 2750T

1920X1080 23,98 1:1 74,25/1,001 594T 148T 830T 1920T 2750T

1280X720 60 1:1 74,25 70T 212T 370T 1280T 1650T

1280X720 59,94 1:1 74,25/1,001 70T 212T 370T 1280T 1650T

1280X720 50 1:1 74,25 400T 212T 700T 1280T 1980T

1280X720 30 1:1 74,25 1720T 212T 2020T 1280T 3300

1280X720 29,97 1:1 74,25/1,001 1720T 212T 2020T 1280T 3300

1280X720 25 1:1 74,25 2380T 212T 2680 1280T 3960

1280X720 24 1:1 74,25 2545T 212T 2845 1280T 4125

1280X720 23,98 74,25/1,001 2545T 212T 2845 1280T 4125

Temporizzazioneverticale

L’informazione per latemporizzazione verticaleconsiste in una variazionedella forma degli impulsi disincronizzazione orizzontaleche si succedono con regola-rità e nell’aggiunta d’impulsidi equalizzazione. L’intervallodi blanking verticale (Figura22 per NTSC, Figura 23 perPAL) ha una durata temporalecompresa tra 20 e 25 righe edè visualizzato nel centro delloschermo sul display a duesemiquadri del monitor per ilcontrollo della forma d’onda.

L’aumento del tempo diblanking verticale consenteal fascio elettronico delcinescopio di ritornare verti-calmente al bordo superioredello schermo più lentamen-te.

I diversi modelli illustratisopra e nella pagina successi-va fanno partire le righe vi-deo dalla sinistra o dalla metàdel bordo superiore delloschermo per fornire un

interlacciamento 2:1 deisemiquadri nei formati PAL eNTSC. Le frequenze sonoscelte in modo da ridurre lavisibilità dell’informazionedella sottoportante per il co-lore che si muove a una fre-quenza che cade nel campodel visibile. Occorrono 8semiquadri perché tutto ritor-ni alla relazione di fase origi-nale (un quadro colore com-pleto) per il segnale PAL e 4per il segnale NTSC.

La Figura 22 mostra isemiquadri che si alternano eil quadro colore NTSC a 4semiquadri.

La sottoportante del coloreritorna alla stessa relazionecon il segnale di sincronizza-zione verticale dopo 4semiquadri.

In Figura 23, relativa all’in-tervallo di blanking verticalePAL, si mostrano i modelli disincronizzazione che si alter-nano creando il quadro

interlacciato. A causa di unoffset della frequenza pari a25 MHz, la fase dellasottoportante PAL entra nellastessa relazione con il segnaledi sincronizzazione verticaleogni 8 semiquadri, per unquadro a colori a 8semiquadri. Latemporizzazione per la sin-cronizzazione verticale e oriz-zontale SECAM è simile aquella PAL, ma differisce nelmodo in cui il segnalechroma è modulato sul se-gnale luminanza.

La relazione di fase, fra ilmodello di sincronizzazioneverticale NTSC o PAL cheidentifica il semiquadro cor-retto e la fase dellasottoportante del colore, as-sume importanza quando ilsegnale video di una sorgentesi congiunge a quello diun’altra sorgente o è imme-diatamente sostituito dal se-gnale di un’altra sorgente. Ciòsi verifica, per esempio,

quando il segnale video èmontato, commutato o com-binato utilizzandoapparecchiature per gli effettispeciali.

Questa importante relazio-ne è indicata con la siglaSCH (Subcarrier-to-Horizontalphase). Per i componenti vi-deo occorre solo preoccupar-si del correttoposizionamento dei tre canaliche costituiscono l’immaginea colori perché l’informazio-ne chroma non è rappresen-tata da una sottoportante mo-dulata.

La numerazione delle ri-ghe, nello standard NTSC,parte con il primo impulso diequalizzazione verticale dopoil tracciamento dell’ultimariga video completa e conti-nua attraverso ciascunsemiquadro (263 righe per isemiquadri 1 e 3, 262 righeper i semiquadri 2 e 4). Lanumerazione delle righe perlo standard PAL e per la mag-

gior parte dei formati ad altadefinizione parte con il primoimpulso lungo dopo l’ultimasemiriga video e il conteggiocontinua attraverso l’interoquadro (625 linee per PAL).

Per l’alta definizione esisto-no formati per la scansioneprogressiva e interlacciata,come mostrato nella Figura24. Le cinque righe degli im-pulsi lunghi dell’intervalloverticale sono leggermentedifferenti rispetto a quelle adefinizione standard a causadell’impulso di sincronizza-zione a tre livelli utilizzatoper l’alta definizione. L’inter-vallo verticale per il formatoprogressivo 1080P (SMPTE247M) è mostrato con i relati-vi numeri di riga. Sono mo-strati anche in numeri dellerighe interlacciate per il for-mato 1080I (SMPTE 274M) eper il formato 1035I (SMPTE240M).

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Figura 22. Intervallo di blanking verticale per NTSC.

FIELD 1 = SEMIQUADRO 1Vertical blanking interval = Intervallo di blanking verticaleH sync interval = Intervallo di sincronizzazione orizzontaleStart of Field 1 = Inizio Semiquadro 1Pre-Equalizing pulse interval = Intervallo degli impulsi di pre-equalizzazioneVertical sync pulse interval = Intervallo degli impulsi di sincronizzazione verticalePost-Equalizing pulse interval = Intervallo degli impulsi di post-equalizzazioneBurst locked sinewave = Sinusoide agganciata alla sequenza unitariaColor field 1 = Semiquadro colore 19 line vertical interval = Intervallo verticale a 9 righe

FIELD 2 = SEMIQUADRO 2Vertical blanking Interval = Intervallo di blanking verticaleStart of Field 2 = Inizio Semiquadro 2Burst locked sinewave = Sinusoide agganciata alla sequenza unitariaColor field 2 = Semiquadro colore 2

Color frame A, Fields 1 & 2 = Quadro colore A, Semiquadri 1 e 2

FIELD 3 = SEMIQUADRO 3Vertical blanking Interval = Intervallo di blanking verticaleStart of Field 3 = Inizio Semiquadro 3Burst locked sinewave = Sinusoide agganciata alla sequenza unitariaColor field 3 = Semiquadro colore 3

FIELD 4 = SEMIQUADRO 4Vertical blanking Interval = Intervallo di blanking verticaleStart of Field 4 = Inizio Semiquadro 4Burst locked sinewave = Sinusoide agganciata alla sequenza unitariaColor field 4 = Semiquadro colore 4

Color frame B, Fields 3 & 4 = Quadro colore B, Semiquadri 3 e 4

Burst begins with a positive half-cycle = La sequenza unitaria inizia con un semiciclo positivoBurst begins with a negative half-cycle = La sequenza unitaria inizia con un semiciclo negativo

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Figura 23. Intervallo di blanking verticale PAL.

Figura 23. Intervallo di blanking verticale PAL.

FIELD BLANKING = BLANKING SEMIQUADRO(25 LINES + LINE BLANKING) = (25 RIGHE + RIGA BLANKING)2.5 LINES = 2,5 RIGHEEND OF FOURTH FIELD (ODD) = FINE DEL QUARTO SEMIQUADRO (DISPARI)BEGINNING OF FIRST FIELD (PARI) = INIZIO DEL PRIMO SEMIQUADRO (PARI)WHITE LEVEL = LIVELLO BIANCOBLACK LEVEL = LIVELLO NEROBLANKING LEVEL = LIVELLO BLANKINGSYNC LEVEL = LIVELLO SINCRONIZZAZIONEEND OF FIRST FIELD (EVEN) = FINE DEL PRIMO SEMIQUADRO (PARI)BEGINNING OF SECOND FILED (ODD) = INIZIO DEL SECONDO SEMIQUADRO (DISPARI)WHITE LEVEL = LIVELLO BIANCOBLACK LEVEL = LIVELLO NEROBLANKING LEVEL = LIVELLO BLANKINGSYNC LEVEL = LIVELLO SINCRONIZZAZIONEBROAD PULSE SEPARATION = SEPARAZIONE IMPULSO LUNGOEQUALISING PULSE = IMPULSO DI EQUALIZZAZIONERISE & FALL TIMES = TEMPI DI SALITA E DI DISCESAPULSE AMPLITUDE = AMPIEZZA DELL’IMPULSOFIELD BLANKING = BLANKING SEMIQUADROFIELD SYNC PULSES = IMPULSI SINCRONIZZAZIONE SEMIQUADROEQUALISING PULSES = IMPULSI EQUALIZZAZIONE

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Figura 24. Intervallo di blanking verticale per l’alta definizione in analogico.

PROGRESSIVE SYSTEM, FRAME = SISTEMA PROGRESSIVO, QUADROBottom line of frame = Riga inferiore del quadroTop line of frame = Riga superiore del quadroBottom line of frame = Riga inferiore del quadro

INTERLACED SYSTEM, FIRST FIELD = SISTEMA INTERLACCIATO, PRIMO SEMIQUADROBottom line of frame = Riga inferiore del quadroTop line of frame = Riga superiore del quadroBottom line of frame = Riga inferiore del quadro

INTERLACED SYSTEM, SECOND FIELD = SISTEMA INTERLACCIATO, SECONDO SEMIQUADROBottom line of frame = Riga inferiore del quadroTop line of frame = Riga superiore del quadroBottom line of frame = Riga inferiore del quadro

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Parametri per icomponenti video adalta definizioneanalogici

Lo standard ANSI/SMPTE240M definisce il segnale vi-deo ad alta definizione analo-gico nel formato 1125/60(59,94)/2:1. Lo standard ITU-R BT.709 (Parte 1) riconoscesia il formato 1125/60(59,94)/2:1 sia il formato1250/50/2:1. Nella Tabella 6compaiono i dati per l’analo-gico insieme con alcuni para-metri di temporizzazione re-lativi alle loro controparti di-gitali.

Tabella 6. Parametri di temporizzazione analogici per l’alta definizionecon relazioni digitali selezionate

1125/60/2:1

(1125/59,94/2:1) 1250/50/2:1

Tipo di sincronizzazione polare a tre livelli polare a tre livelliRiferimento temporizzazione orizzontale al 50% del fronte al 50% del fronte

di salita intersecando di salita intersecandolo zero lo zero

Righe totali/Quadro 1125 1250Righe video attive/Quadro 1035 1152Frequenza del semiquadro 60 (59,94) Hz 50 HzFrequenza Riga 33,750 (33,71628372) kHz 31,250 kHzPeriodo Riga 29,62962963 (29,65925926) ms 26,00 msBlanking Riga 3,711 ms 6,00 msda Riferimento Temporizzazione a SAV 2,586 ms 3,56 msBack Porch - 2,67 msda EAV a Riferimento Temporizzazione 1,185 ms 1,78 msFront Porch - 0,89 msLarghezza Sincronizzazione Negativa 0,593 ms 0,89msLarghezza Sincronizzazione Positiva 0,593 ms 0,89 msAmpiezza Sincronizzazione ± 300 mV ± 300 mVSincronizzazione Salita/Discesa 0,054 ms 0,050 msImpulso Semiquadro - 8,00 msPeriodo Semiquadro 20 ms 16,6833 msBlanking Semiquadro 45 righe 98 righeAmpiezza Segnale Video 700 mV 700 mVLarghezza di Banda Nominale del Segnale 30 MHz R, G, B 30 MHz R, G, B

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E’ evidente che gli standardper la scansione video posso-no essere redatti per svariatiformati. In pratica, glistandard riflettono ciò chepossibile ottenere avendo perobiettivo la compatibilità al-l’interno dell’industria. Attual-mente non esiste un formatoper la scansione universale,ne’ per la televisione a defini-zione standard, ne’ per quellaad alta definizione però c’è latendenza a costruire il ricevi-tore televisivo compatibilecon tutti i sistemi discansione che possonopresumibilmente essere di-sponibili all’interno di unacerta zona. Ciò costituisce unproblema notevole per i pro-fessionisti che operano nellaproduzione video e che de-vono produrre programmiper un mercato universale.

Alcune velocità digitali siadattano bene alla conversio-ne degli standard.

Lo standard ITU-R BT.709Parte 2 definisce un Common

Image Format (CIF), ossia un“Formato Immagine Comu-ne”, a pixel quadrati, digitale,con valori dei parametri del-l’immagine comuni, indipen-denti dalle frequenze dell’im-magine; le frequenze specifi-cate sono 60; 59,94; 50; 30;29,97; 25; 24 e 23,976 Hz, tut-te con 1080 righe attive perimmagine ciascuna con 1920campionamenti e un rapportofra larghezza e altezza del-l’immagine di 16:9. Lostandard SMPTE RP 211estende lo standard SMPTE274M, la famiglia 1920x1080dei sistemi con scansione areticolo, implementando deiquadri segmentati per i for-mati 1920x1080 a 30; 29,97;25; 24 e 23,976 Hz destinatialla produzione. Queste fre-quenze per il CIF sono quelleindicate nella Tabella 7 corri-spondenti a 1920x1080 men-tre le frequenze indicate per1280x720 sono definite dallostandard ANSI/SMPTE 296M.

Le frequenze a 720x483 perla scansione progressiva sono

invece definite dallo standardSMPTE 293M. Si osservi chele frequenza del quadro e lefrequenze di campionamentosono state arrotondate allaseconda e alla terza cifra de-cimale. Per i sistemi con valo-re non intero della frequenzadi quadro, l’esatta frequenzadi campionamento è ottenutadividendo per 1,001 la fre-quenza di campionamentorelativa alla frequenza di qua-dro intera più vicina.

Formati per laproduzione di quadrisegmentati

Parecchi formati, nelle ta-belle per i formati dellescansioni, sono indicati come1:1SF. L’indicazione “SF” si-gnifica formato a “SegmentedFrames” ossia a “QuadriSegmentati” secondo la Nor-ma SMPTE RP 211. In questiformati l’immagine è catturatacome quadro con una solascansione, come avviene peri formati a scansione progres-siva, ma è trasmessa comeavviene in un sistemainterlacciato, con le righe pari

in un semiquadro e le disparinel semiquadro successivo.L’assegnazione delle righe av-viene come nel sistemainterlacciato, ma l’immagine ècatturata, per entrambi isemiquadri, in un solo pas-saggio eliminando la registra-zione difettosa degli spaziche avviene con il movimen-to in un sistema interlacciato.Con ciò si hanno i vantaggidella scansione progressiva,ma si riduce la quantità dielaborazioni del segnale e siraddoppia la frequenza dellapresentazione (riducendo losfarfallio visivo da 24 a 30Hz) nel domino analogico. Iformati a quadro segmentatopossono essere gestiti come iformati progressivi oppurepossono essere facilmenteconvertiti in tali formati,come mostrato in Figura 25.

Formati digitaliper la scansione in studio

Figura 25. Conversione di un quadro progressivo in due segmenti.

Segmented frame is a means to divide a progressive picture into 2 segments for distribution=

La segmentazione del quadro è un mezzo per dividere un’immagine progressiva in due segmenti, per la distribuzione

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Tabella 7. Formati per la scansione per Video Digitali da Studio

Denominazione sistema Campionamenti luma o R’G’B’ per ciascuna riga attivaRighe attive per ciascun quadro

Frequenza quadro(Hz)Formato scansione

Frequenza campionamento luma o R’G’B’(MHz)Campionamenti luma per riga totale

Word di rif.per tempo sinc. analogico

Righe totaliper quadro

1920x1080/60/1:1 1920 1080 60,00 Progressiva 148,500 2200 2008 11251920x1080/59,94/1:1 1920 1080 59,94 Progressiva 148,352 2200 2008 11251920x1080/50/1:1 1920 1080 50,00 Progressiva 148,500 2640 2448 11251920x1080/60/2:1 1920 1080 30,00 Interlacciata 2:1 74,250 2200 2008 11251920x1080/59.94/2:1 1920 1080 29,97 Interlacciata 2:1 74,176 2200 2008 11251920x1080/50/2:1 1920 1080 25,00 Interlacciata 2:1 74,250 2640 2448 11251920x1080/30/1:1 1920 1080 30,00 Progressiva 74,250 2200 2008 11251920x1080/29,97/1:1 1920 1080 29,97 Progressiva 74,176 2200 2008 11251920x1080/25/1:1 1920 1080 25,00 Progressiva 74,250 2640 2448 11251920x1080/24/1:1 1920 1080 24,00 Progressiva 74,250 2750 2558 11251920x1080/23.98/1:1 1920 1080 23,98 Progressiva 74,176 2750 2558 11251920x1080/30/1:1SF 1920 1080 30 Progressiva SF 74,250 2200 2008 11251920x1080/29.97/1:1SF 1920 1080 29,97 Progressiva SF 74,176 2200 2008 11251920x1080/25/1:1SF 1920 1080 25 Progressiva SF 74,250 2640 2448 11251920x1080/24/1:1SF 1920 1080 24 Progressiva SF 74,250 2750 2558 11251920x1080/23,98/1:1SF 1920 1080 23,98 Progressiva SF 74,176 2750 2558 1125

1280x720/60/1:1 1280 720 60,00 Progressiva 74,250 1650 1390 7501280x720/59,94/1:1 1280 720 59,94 Progressiva 74,176 1650 1390 7501280x720/50/1:1 1280 720 50,00 Progressiva 74,250 1980 1720 7501280x720/30/1:1 1280 720 30,00 Progressiva 74,250 3300 3040 7501280x720/29,97/1:1 1280 720 29,97 Progressiva 74,176 3300 3040 7501280x720/25/1:1 1280 720 25,00 Progressiva 74,250 3960 3700 7501280x720/24/1:1 1280 720 24,00 Progressiva 74,250 4125 3865 7501280x720/23,98/1:1 1280 720 23,98 Progressiva 74,176 4125 3865 750

625/50/2:1 (BT.601) 720 581 30,00 Interlacciata 2:1 13,500 864 732 625525/59,94/2:1 (BT.601) 720 483 29,97 Interlacciata 2:1 13,500 858 736 525

720x483/59,94/1:1/4:2:2 720 483 59,94 Progressiva 2 x 13,500 858 736 525720x483/59,94/1:1/4:2:0 720 483 59,94 Progressiva 18,000 858 736 525

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Dall’analisi dei formati ana-logici è evidente che unagrande quantità di temponon speso per lavisualizzazione è dedicata peril passaggio delle informazio-ni per la sincronizzazione eper l’attesa che il fascio elet-tronico del cinescopio effettuila traccia di ritorno. In un for-mato per il componente au-dio in uno studio, la sincro-nizzazione è data dalla confi-gurazione di una breve wordriservata, e il bilanciamentodi questo tempo può essereutilizzato per l’audio multi-ca-nale, per le somme di con-trollo d’errore e per altri datiausiliari. Utilizzando un mo-nitor per il controllo delleforme d’onda in modalitàPASS, questi brevi pacchettidi temporizzazione digitaliappaiono come brevi impulsialla fine di ciascuna riga oriz-zontale della forma d’ondavideo decodificata (Figura 26,vedere anche Figura 11). Nel-la rappresentazione analogicacomparirà uno sdoppiamentodell’immagine perché le worddi dati intervengono alla fre-quenza di 27 Mb/s, ben oltreil passabanda del sistema adisplay analogico. IlWFM601M fornisce unavisualizzazione, indicata con“DATA”, del livello logico (fi-gura 27) di queste word didati, identificando, precisa-mente, ciascuna word e ilsuo valore.

E’ importante tenere pre-senti le interessanti definizio-ni di temporizzazione quan-do si confrontano i segnali vi-deo analogico e digitale:

1. Una riga del video di-gitale parte con la primaword del pacchetto di datiEAV (End of Active Video),ossia 3FF, e termina con l’ulti-ma word dei dati video dellariga. La numerazione delle ri-ghe digitali si avvia con laprima del blanking verticale.

2. La numerazione deicampionamenti nelle righe vi-deo digitali parte(campionamento 0) con laprima word del video attivoche è la prima word che sitrova dopo le quattro dellasequenza SAV. In questomodo il numero della riganon cambia nel momento incui avviene l’azzeramento delnumero del campionamento.

3. A differenza dellatemporizzazione digitale, lariga analogica parte e finiscenel punto di riferimento dellatemporizzazione; il punto al50% del fronte anteriore perla sincronizzazione a due li-velli, oppure il punto diintersezione con lo zero incui si ha il passaggio verso ilvalore positivo, per la sincro-nizzazione a tre livelli. Il rife-rimento analogico per latemporizzazione, poi, si trovadopo il riferimento per latemporizzazione digitale eprima del 1¡ camponamentodella riga digitale, durantel’allocazione del tempo per idati ausiliari quando il segna-le è digitalizzato. La word delcampionamento digitale cor-rispondente al riferimento ditemporizzazione analogico èspecificata dallo standard di-

gitale.La sincronizzazione video

digitale è fornita dallesequenze EAV e SAV chepartono con un unicaconfigurazione a 3 word:3FF

h (tutti i bit della word

sono impostati a “1”), 000h

(tutti “0”), 000h (tutti “0”)

seguiti da una quarta word“xyz” con il formato descrittonella Tabella 8.

La word “xyz” è una worda 10 bit avente i due bitmeno significativi impostati azero per “sopravvivere” a unatransizione da/a un sistema a8 bit. I bit della word “xyz”ha le seguenti funzioni:

Bit 9 - (bit fissato)sempre fissato a “1”.

Bit 8 - (bit F) sempre“0” nei sistemi a scansioneprogressiva,; “0” per ilSemiquadro 1 e “1” per ilSemiquadro 2 nei sistemiinterlacciati.

Bit 7 - (bit V) “1” perl’intervallo di blankingverticale; “0” per le righevideo attive.

Bit 6 - (bit H) “1” perla sequenza EAV; “0” per lasequenza SAV.

Bit 5, 4, 3, 2 – (bit diprotezione) forniscono unalimitata correzione d’erroredei dati nei bit F, V e H.

Bit 1, 0 – (bit fissati)impostati a “0” per ottenerelo stesso valore della—wordnei sistemi a 8 bit e a 10 bit.

La word “xyz” nella Figura28 visualizza un valorebinario 1001110100, cheparte con il bit 9, il piùsignificativo dei bit. In questoesempio, i bit 8, 7 e 6indicano che la word xyzrelativa al semiquadro 1 di unformato interlacciato, in una

Temporizzazionee sincronizzazione per studi digitali

Figura 26. Pacchetto EAV a 270Mb/s per il riferimento ditemporizzazione, visto come segnale analogico del canale luma.

Figura 27. Pacchetto EAV a 270 Mb/s per il riferimento ditemporizzazione, visto come dati multiplati.

Tabella 8. Formato della word “xyz” per i pacchetti EAV e SAV.

Numero bit 9 (MSB) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (LSB)Funzione Fissata(1) F V H P3 P2 P1 P0 Fissata(0) Fissata(0)

Figura 28. Visualizzazione binaria della word “xyz”.

riga del video attivo e in unasequenza EAV. Se sicambiasse il monitor per ilcontrollo della forma d’ondaper visualizzare il semiquadrosuccessivo, la nuova word“xyz” binaria sarebbe1101101000, nella quale il bit8 ha commutato alla cifrabinaria “1”.

Anche i bit di protezione 5,

4, 3 e 2 commuterebbero alloscopo di fornire una gestionelimitata dell’errore della nuo-va word binaria.

Parecchi esempi di bit F ebit V che seguono questaimpostazione della word xyzsono forniti nella Tabella 9 enella Figura 29 è mostrato illayout dell’intervallo verticalead alta definizione.

Tabella 9. Informazioni per la temporizzazione verticale del segnale digitale

Formato F = 0 F = 1 V = 1 V = 01920X1080P Sempre = 0 NA Righe 1-41, Righe 42-1121

1122-11251280x720P Sempre = 0 NA Righe 1-25, Righe 26-745

746-7501920x1080I Righe 1-563 Righe 564-1125 Righe 1-20, Righe 41-557

561-583,1124-1125 603-11201035I Righe 1-563 Righe 564-1125 Righe 1-40, Righe 41-557

558-602,1121-1125 603-1120525/60 Righe 4-255 Righe 1-3,256-525 Righe 1-19,264-282 Righe 20-263

283-525625/50 Righe 1-312 Righe 313-625 Righe 1-22,311-335, Righe 23-310

624-625 336-623

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Figura 29. Temporizzazione verticale per l’alta definizione digitale.

PROGRESSIVE SYSTEM, FRAME = SISTEMA PROGRESSIVO, QUADROEnd line of frame = Fine riga del quadroTop line fo frame = Inizio riga del quadroEnd line of frame = Fine riga del quadro

INTERLACED SYSTEM, FIRST FIELD = SISTEMA INTERLACCIATO, PRIMO SEMIQUADROEnd line of frame = Fine riga del quadroTop line fo frame = Inizio riga del quadroEnd line of frame = Fine riga del quadro

INTERLACED SYSTEM, SECOND FIELD = SISTEMA INTERLACCIATO, SECONDO SEMIQUADROEnd line of frame = Fine riga del quadroTop line fo frame = Inizio riga del quadroEnd line of frame = Fine riga del quadro

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Figura 30. Processo di trasferimento telecine ad alta definizione.

Figura 31. Riga di sincronizzazione per il riferimento di temporizzazione SMPTE318M.

FRAME COUNT PULSES = IMPULSI CONTEGGIO QUADRO(Pulses 2 to 5) = (Impulsi da 2 a 5)

EVEN FIELD IDENT = IDENTIFICAZIONE SEMIQUADRO PARI(Line 278 only) = (Solo per la riga 278)

START PULSE = IMPULSO D’AVVIO

Tavola 10. Sequenza di temporizzazione a 10 semiquadri SMPTE 318M

Sequenza Posizione Impulsi Posizione rigaa 10 Semiquadri

1 2 3 4 5 6

0 1 0 0 0 0 0 Riga 15 Semiquadro1

1 1 0 0 0 0 1 Riga 278 Semiquadro2

2 1 1 0 0 0 0 Riga 15 Semiquadro1

3 1 1 0 0 0 1 Riga 278 Semiquadro2

4 1 1 1 0 0 0 Riga 15 Semiquadro1

5 1 1 1 0 0 1 Riga 278 Semiquadro2

6 1 1 1 1 0 0 Riga 15 Semiquadro1

7 1 1 1 1 0 1 Riga 278 Semiquadro2

8 1 1 1 1 1 0 Riga 15 Semiquadro1

9 1 1 1 1 1 1 Riga 278 Semiquadro2

Sincronizzazionetelecine

Il passaggio al video ad altadefinizione ha fornito parec-chi utili formati per lamasterizzazione el’archiviazione del materialeper i programmi. Per esem-pio, il formato progressivo1080 a 23,976 Hz fornisce unmezzo per il trasferimento di-retto di fotogrammi a file di-gitali. Il colorista deve soloprodurre un master durante ilprocesso di trasferimentotelecine. Questo master digi-tale può allora essere conver-tito in ogni altro formato ri-chiesto dalla distribuzione.

Per sincronizzare questo si-stema multiformato, il riferi-mento standard utilizzato èl’NTSC a sequenza unitariaper il nero con una frequen-za per il semiquadro di 59,94Hz. Per sincronizzarsi con leapparecchiature che funzio-nano a 23,976 Hz (24/1,001)o a 48 kHz, il segnale a se-quenza unitaria per il neropuò portare una sequenza a10 semiquadri opzionale perl’identificazione del segnale,come specificato in SMPTE318M. La riga per la sincro-nizzazione del riferimento ditemporizzazione è mostratanella Figura 31 ed è inseritasulla riga 15 e sulla riga 278del segnale NTSC 525/59,94Hz.

Il primo impulso (1) è sem-pre presente all’inizio dellasequenza d’identificazione a10 semiquadri ed è seguitodagli impulsi da 2 a 5 per ilconteggio del quadro, venen-dosi così a trovare fra questiultimi e l’impulso 0. L’impul-so di chiusura 6 è sempre as-sente sulla riga 5 ed è semprepresente sulla riga 278. Que-ste informazioni sono rias-sunte nella Tabella 10.

La piattaforma Sony/Tektronix TG700 per la gene-razione del segnale forniscela possibilità di sincronizzareil segnale video a un altro,secondo SMPTE 318M con ilmodulo analogico AGL7 perla sincronizzazione fra segna-li e fornisce i riferimentid’uscita SMPTE 318M con ilgeneratore di sequenza unita-ria del nero BG7 con l’opzio-ne della barra colore CB.

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Sommario della “Guida alle misurazioni del video digitale standard e ad alta definizione”

Guida allemisurazioni

del video digitalestandard e

ad alta definizione

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Continua la versione italiana di un manuale della Tektronix dal titolooriginale “Guide to Standard and High-Definition Digital VideoMeasurements”, una guida molto interessante e completa sul video (e l’audio)in ambiente digitale con particolare attenzione agli aspetti relativi altrattamento ed alla ‘misurazione’ del segnale. I ringraziamenti vanno aTektronix ed in particolare a Paul Dubery, Jole Perlangeli e Franco Chiusa.A piè pagina il sommario completo della serie di articoli.

Indice

IntroduzioneLa televisione tradizionale

La “Nuova” Televisione DigitaleI numeri del mondo analogicoIl video digitale component

Il passaggio dall’analogico aldigitaleSegnale a componenti RGBCorrezione del gammaCorrezione del gamma: oltre lacorrezione per la risposta del CRTConversione del segnale R’G’B’ inluma e differenza colore

L’ interfaccia video digitaleCampionamento 601Interfaccia digitale parallelaInterfaccia digitale seriale (SDI)

I principi del video in definizionestandard alla base anche del videoad alta definizione

Temporizzazioni esincronizzazioneTemporizzazioni del video analogicoTemporizzazione orizzontaleTemporizzazione verticaleParametri del video analogicocomponent ad alta definizione

Formati di registrazione digitaliFormati di produzione a framesegmentati

Temporizzazione esincronizzazione dei segnalidigitaliSincronizzazione telecine

Audio digitaleAudio embedded nel video digitalecomponentEstensione dell’audio embeddedLa gestione dell’audio AES/EBU

Misurazioni VideoStrumenti di misurazione emonitoraggioMonitoraggio dei segnali analogici edigitaliValutazionedella degradazione del segnale videoAmpiezza del videoAmpiezza del segnaleRisposta in frequenzaRitardo di gruppoEffetti non lineariGuadagno differenzialeFase differenzialeTemporizzazioni fra sorgenti videoTemporizzazione interchannel delsegnale componentMetodo forma d’onda

Metodo Tektronix LightningMetodo Bowtie

Gestione di un sistema televisivodigitaleForme d’onda RGB e a differenza dicoloreBilanciamento del guadagnocomponentVisualizzazione vettorialeVisualizzazione LightningVisualizzazione DiamondVisualizzazione Arrow-Head

Test per sistemi digitaliTest di sollecitazioneTest di lunghezza cavoCheck Field SDITest d’errore CRCTest JitterTest eye-pattern

Conclusioni

Appendice A – Colore ecolorimetriaBiancoComponenti rosso, verde e bluColori legali e validiTavole di conversioneAppendice B – Relazioni fra lefrequenze televisiveAppendice C – Parametri deisegnali video composito analogicia definizione standardAppendice D – Norme e standarddi riferimento per la televisioneAppendice E – BibliografiaAppendice F – Glossario

Ringraziamenti

Notizie biografiche

Avvertenze

Audio digitale

Uno dei vantaggidell’interfaccia digitale consi-ste nella possibilità di inclu-dere (multiplare) parecchi ca-nali audio digitali nel segnalevideo digitale. Ciò è partico-larmente utile nei grandi si-stemi dove l’instradamentoseparato dell’audio digitalediventa un fattore di costo ela garanzia che l’audio sia as-sociato al relativo video rap-presenta un vantaggio. Nei si-

Figura 32. Formattazione dei dati ausiliari

Nella figura 32

Data header = Intestazione dei dati

1 word composite, 3FC = 1 word composto, 3FC

3 words component, 000 3FF 3FF = 3 word componenti, 000 3FF 3FF

Data ID (1 word) = Data ID (1 word)

Data Block Number (1 word) = Numero Blocco di Dati (DBN)

Data Count (1 word) = Data Count (1 word)

User data = Dati utente

255 words maximum = massimo 255 word

Check Sum (1 word) = Somma di Controllo (1 word)

stemi più piccoli, per esem-pio dove ci si occupa di post-produzione, in generale, èpiù conveniente mantenerel’audio separato eliminando,in tal modo, la necessità diutilizzare numerosi modulimultiplatori e demultiplatori.La gestione del segnale audiodigitale è definita dalloStandard ANSI/SMPTE 272M“Formatting AES/EBU Audio eAuxiliary Data into DigitalVideo Ancillary Data Space”per i formati ANSI/SMPTE259M 525/60 e 625/50 e dallo

dicato con “Data ID”. Il se-gnale audio è campionato auna frequenza di clocksincrona del video pari a 48kHz oppure,opzionalmente, a una fre-quenza sincrona oasincrona compresa fra 32kHz e 48 kHz.

I dati ausiliari sonoformattati in pacchetti primadi essere multiplati nel flus-so di dati per il segnale vi-deo, come mostrato nellaFigura 32. Ciascun blocco didati può contenere sino a255 word di dati utente pur-ché sia disponibile uno spa-zio totale per i dati suffi-ciente per includere le setteword (per segnale video acomponenti) d’intestazione.Per il digitale composto,solo gli impulsi larghi per lasincronizzazione verticalehanno sufficiente spazio adisposizione per tutte le 255word. I pacchetti di datimultipli possono essere col-locati nei singoli spazi per idati. All’inizio di ciascun

pacchetto di dati è presenteun’intestazione che utilizza va-lori di word che non sono uti-lizzati per i dati video digitali eriservati per la sincronizzazio-ne. Per i componenti video, siusa un’intestazione a tre word000

h, 3FF

h, 3FF

h. Ciascun tipo

di pacchetto di dati è identifi-cato con una diversa word didati identificativi (Data ID). Pa-recchie differenti word “DataID” sono definite per organiz-zare i vari pacchetti di dati uti-lizzati per l’audio incluso. IlDBN (Data Block Number), os-sia il Numero del Blocco diDati, è un contatore opzionaleche può essere utilizzato perordinare sequenzialmente ipacchetti di dati ausiliari con-sentendo al ricevitore di deter-minare se dei dati sono andatipersi. Per esempio, nel caso diaudio incluso, un’interruzionedella sequenza del DBN puòessere utilizzata per individua-re l’avvenuta commutazione diun intervallo verticale, consen-tendo quindi al ricevitore dielaborare i dati audio per ri-

Standard ANSI/SMPTE 299M,“24-bit Digital Audio Formatfor HDTV Bit-Serial Interface”per i formati ANSI/SMPTE292M.

Da 2 a 16 canali audioAES/EBU sono trasmessi acoppie e combinati in manie-ra opportuna in gruppi diquattro canali. Ciascun grup-po è identificato per mezzodi un unico dato ausiliario in-

muovere i probabili disturbidel transitorio audio.

Appena prima dei dati si tro-va la word “Data Count” diconteggio dei dati che indica laquantità di dati presenti nelpacchetto. Infine, al terminedei dati è presente la sommadi controllo utilizzata per indi-viduare gli eventuali errori pre-senti nei dati del pacchettostesso.

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Nella figura 33

AES Channel – Pair 2 = Canale AES – Coppia 2Channel B = Canale BChannel A = Canale AChannel B = Canale BChannel A = Canale AChannel B = Canale BSubframe 1 = Sottoquadro 1Subframe 2 = Sottoquadro 2Frame 191 = Quadro 191Frame 0 = Quadro 0Frame 1 = Quadro 1

AES Channel – Pair 1 = Canale AES – Coppia 1Channel B = Canale BChannel A = Canale AChannel B = Canale BChannel A = Canale AChannel B = Canale BSubframe 1 = Sottoquadro 1Subframe 2 = Sottoquadro 2Frame 191 = Quadro 191Frame 0 = Quadro 0Frame 1 = Quadro 1Frame 3 = Quadro 3

AES Subframe 32 bits = Sottoquadro AES a 32 bitPreamble X, Y, o Z, 4 bits = Preambolo X, Y o Z, a bitSubframe parity = Parità sottoquadroAudio channel status = Stato del canale audioUser bit data = Dati bit utilizzatoreAudio sample validity = Validità campionamento audio20 bits sample data = Dati campionamento a 20 bitAES 1 chnl B (subframe 2) = AES 1 canale B (sottoquadro 2)

20+3 bits of data is mapped into 3 ANC words=

20+3 bit di dati sono mappati nelle 3 word ANCAudio data packet = Pacchetto dati audioData ID = Data IDData Blk Num = DBNData count = Data CountAES 1, Chnl A = AES 1, Canale AChannel 1 = Canale 1Channel2 = Canale 2Channel 3 = Canale 3Check sum = Somma di ControlloData header = Intestazione datiComposite, 3FC = Composto, 3FCComponent, 000 3FF 3FF = Componente, 000 3FF 3FF

Figura 33. Audio di base incluso

Tabella 11. Distribuzione dei bit per l’audio inclusoBit X X + 1 X + 2

b9 not b8 not b8 not b8b8 aud 5 aud 14 Parità

b7 aud 4 aud 13 Cb6 aud 3 aud 12 U

b5 aud 2 aud 11 Vb4 aud 1 aud 10 aud 19 (MSB)

b3 aud 0 aud 9 aud 18

b2 ch bit-1 aud 8 aud 17b1 ch bit-2 aud 7 aud 16

b0 Z-bit aud 6 aud 15

Audio incluso esteso

L’audio incluso completo èdefinito negli standard citati esono incluse le possibilità di:* Trasportare i 4 bit ausi-

liari AES (che possono essereutilizzati per estendere icampionamenti audio a 24bit);* Operare con clock non

sincrono.* Campionare a più di

48 kHz.* Fornire informazioni

sul ritardo dell’audio rispettoal video per ciascun canale.* Documentare i “Data

ID” per avere sino a 16 canaliaudio nei sistemi digitali acomponenti.* Contare i “quadri au-

dio” nei sistemi a 525 righe.Per poter avere queste ca-

ratteristiche, sono definiti duepacchetti di dati aggiuntivi. IPacchetti di Dati Estesi tra-sportano 4 bit ausiliari AES

Audio incluso neicomponenti videodigitali

L’audio incluso e le opzionidisponibili sono definiti inANSI/SMPTE 272M per ladefinizione standard e inANSI/SMPTE 299M per iformati digitali professionaliad alta definizione.

Far riferimento allaversione più recente di taledocumentazione. Nella Figura33 si mostra unaconfigurazione base di audioincluso con due coppie dicanali AES come sorgente.

Il pacchetto dei dati audiocontiene uno o piùcampionamenti audioprovenienti da un massimo diquattro canali audio. 23 bit(20 bit audio più i bit C, U eV) provenienti da ciascunsottoquadro AES sonomappati in tre word video (X,X+1, X+2) a 10 bit comemostrato nella Tabella 11.

Il bit 9 è sempre l’inversodel bit 8 (cioè: “not b8”) perassicurare che nessuno deivalori di word esclusi (da3FF

h a 3FC

h o da 003

h a 000

h)

sia utilizzato. Il bit Z èimpostato a “1” checorrisponde al primo quadrodel blocco AES a 192 quadri.I canali dell’audio inclusosono essenzialmenteindipendenti (sebbene essisiano sempre trasmessi acoppie) quindi il bit Z èimpostato a “1” in ciascuncanale anche se derivatodalla stessa sorgente. C, U eV sono mappati a partire dalsegnale AES; il bit di parità,tuttavia, non è il bit di paritàdi AES. Il bit 8 nella word X+ 2 è un bit di parità pari peri bit 0-8 in tutte e tre le word.Esistono parecchie restrizioniche riguardano ladistribuzione dei pacchetti didati audio nonostante esistanello standard una clausoladetta “clausola di anteriorità”che riguarda leapparecchiature di vecchiagenerazione che nonpossono osservare tutte lerestrizioni. I pacchetti datiaudio non sono trasmessinello spazio per i datiausiliari orizzontale chesegue la commutazionedell’intervallo verticalenormale come definita in RP168. Inoltre tali dati non sonotrasmessi neppure nellospazio dei dati ausiliaridesignati per le checkword di

rilevazione d’errore definitein RP 165. Prendendo inconsiderazione questerestrizioni, i dati dovrebberoessere distribuiti nel modopiù uniforme possibile nelsemiquadro video. Ciò èimportante per minimizzare

le dimensioni del buffer delricevitore per la trasmissioneaudio a 24 bit nei sistemidigitali composti e si hannocome risultato tre o quattrocampionamenti in ciascunpacchetto di dati audio.

AUDIO DATA PACKET =

formattati in modo tale cheuna word video contenga idati ausiliari per duecampionamenti audio (Figura34).

I pacchetti di dati estesi de-vono essere locati negli stessispazi dei dati ausiliari come ipacchetti di dati audio asso-ciati e devono seguire talipacchetti.

Il Pacchetto di Controllodell’Audio (mostrato in Figura35) è trasmesso, una voltaper ciascun semiquadro, nelsecondo spazio per i dati au-siliari orizzontale dopo ilpunto di commutazione del-l’intervallo verticale. Contieneinformazioni riguardanti il nu-mero del quadro audio, lafrequenza di campionamento,i canali attivi, e i relativi ritar-di dell’audio rispetto al videodi ciascun canale.

La trasmissione dei pacchet-ti di controllo dell’audio èopzionale per il funziona-mento sincrono a 48 kHz ed

Nella figura 34

PACCHETTO DATI AUDIOData header = Intestazione datiComposite, 3FC = Composto, 3FCComponent, 000 3FF 3FF = Componente, 000 3FF 3FFData Blk Num = DBNData Count = Data CountAES 1, ch A = AES 1, canale AChannel 1 = Canale 1AES 1, ch B = AES 1, canale BChannel 2 = Canale 2AES 2, ch A = AES 2, canale AChannel 3 = Canale 3Check Sum = Somma di Controllo

EXTENDED DATA PACKET = PACCHETTO DATI ESTESOData Blk Num = DBNData Count = Data CountCheck Sum = Somma di ControlloData ID = Data ID

Figura 34. Audio incluso esteso.

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Figura 37. Monitor della serie WFM700 per il controllo della formad’onda digitale, a definizione standard e ad alta definizione.

per i dati ausiliari e di pocherighe a esclusione dei datiausiliari audio. Il caso è con-siderevolmente diverso per ilvideo digitale composto acausa dell’esclusione dei datinegli impulsi diequalizzazione e, ancora piùimportante, della distribuzio-ne del pacchetto di dati ri-chiesta per l’audio esteso. Perquesta ragione lo standard ri-chiede un buffer del ricevito-re adatto a supportare 64campionamenti/canale e in-clude inoltre la “clausola dianteriorità” per 48campionamenti/canale alloscopo di segnalare aiprogettisti le limitazioni pre-senti nelle apparecchiature divecchia generazione.

Sistemizzazionedell’audio AES/EBU

L’audio e il video digitaliseriali stanno divenendo unapresenza comune sia negliimpianti per la produzione ela post-produzione, sia nellestazioni televisive. In molticasi il video e l’audio sonosorgenti abbinate e può esse-re conveniente mantenerli in-sieme e trattarli come un uni-co flusso di dati. Tutto ciò ha,per esempio, il vantaggio diessere in grado di tenere i se-gnali nel dominio digitale ecommutarli insieme con unrouting switcher per video di-gitale seriale. Nei casi in cui èconveniente scollegare alcu-ne sorgenti audio, l’audio di-gitale può esseredemultiplato e commutatoseparatamente per mezzo diun routing switcher per au-dio digitale AES/EBU.

Alla fine della ricezione,dopo che l’audio multiplato èpassato attraverso un routingswitcher digitale seriale, puòessere necessario estrarrel’audio dal video in modoche possano essere eseguitil’editing, lo sweetening del-l’audio o altre elaborazioni.Ciò richiede un demulti-platore che tolga l’audio dalvideo digitale. All’uscita di undemulti-platore tipico si tro-vano un connettore BNC peril segnale video digitaleseriale e i connettori per i se-gnali audio digitali AES/EBUa 2 coppie stereo.

Strumenti dimisurazione emonitoraggio

La televisione digitale èfondamentalmente basata suun flusso di numeri e ciò puòportare a qualche preoccupa-zione immotivata. Ogni cosaappare succedere molto velo-cemente e ci occorre un aiutoper classificare ogni cosa.Fortunatamente il segnale vi-deo, e in modo particolare leinformazioni ausiliarie di sup-porto del video, è abbastanzaripetitivo, così tutto ciò cheserve è un hardware che pos-sa convertire questi dati nu-merici ad alta velocità inqualcosa che si possa studia-re e comprendere. Ci si chie-de allora: perché non effet-tuare una conversione inqualcosa di “familiare” comeil segnale video analogico?

Il video digitale, sia adefinizione standard, sia neipiù recenti formati ad alta

definizione, è molto simile alsuo antenato analogico.Molte cose sono miglioratecol tempo, ma ancora sirealizzano i video con letelecamere, con le pellicole e,oggi, con i computer. Ladifferenza di base per ilvideo digitale èl’elaborazione che avvieneinizialmente nella catena checonverte il video analogico indati numerici e vi collega idati ausiliari per descriverecome usare i dati video. Perle telecamere per la presadiretta e il telecine, i valorianalogici della luce sonomessi a fuoco su sensori, iquali generano una rispostaanalogica che è convertita aun certo punto, lungo lalinea, in dati numerici.Qualche volta è possibileavere questo segnaleanalogico da monitorarsi conun monitor per il controllodella forma d’onda analogica,ma più spesso il segnalevideo esce dalleapparecchiature sotto forma

Figura 35. Formattazione del pacchetto di controllo dell’audio.

Nella figura 35

Data Header = Intestazione DatiComponent 000 3FF 3FF = Componente, 000 3FF 3FFComposite 3FC = Composto, 3FCData ID = Data IDData Block Number = Numero Blocco DatiData count = Data Countch 1 = canale 1ch 3 = canale 3ch 2 = canale 2ch 4 = canale 4Audio frame number = Numero quadro audiochnls 1 & 2 = canali 1 & 2chnls 3 & 4 = canali 3 & 4Sampling Frequency = Frequenza di campionamentoActive Channels = Canali attiviReserved Words = Word riservateChecksum = Somma di Controllo

è richiesta, invece, per tuttigli altri modi di operare (poi-ché contiene le informazionirelative alla modalità in uso).

525 righe e 29,97 quadri/secondo sono i numeri relati-vi ai quadri audio. Ci sonoesattamente 8008campionamenti audio in cin-que quadri quindi ciò signifi-ca che in ogni quadro nonc’è un numero intero dicampionamenti. Una sequen-za di quadri audio è il nume-ro di quadri per un intero nu-mero di campionamenti (inquesto caso 5) e il numerodei quadri audio indica dovesi trova un particolare quadroall’interno della sequenza.Ciò è importante quando siha la commutazione fra sor-genti perché certeapparecchiature, in particola-re i registratori video digitali,richiedono una gestionesincrona compatibile per evi-tare overflow o underflow delbuffer. Dove è prevista unafrequente commutazione, leapparecchiature di ricezionepossono essere progettateper aggiungere o togliere uncampionamento seguenteuna commutazione in quattrodei cinque casi in cui la se-quenza è interrotta. La sfidain questi sistemi è individuarel’avvenuta commutazione eciò può essere facilitato utiliz-zando il numero del bloccodi dati DBN nella strutturadel formato dei dati ausiliarie includendo un contatore diquadri opzionale con i bitnon utilizzati nella word del

numero del quadro audio delpacchetto di controllo audio.

L’informazione sul ritardoaudio contenuta nel pacchet-to di controllo per l’audio uti-lizza per default la modalità acoppia di canali: il ritardo A(DELAO-2) è per entrambi icanali 1 e 2, a meno che il ri-tardo per il canale 2 non siauguale al canale 1. In quelcaso, il ritardo per il canale 2si trova nel ritardo C. La fre-quenza di campionamentodeve essere la stessa per cia-scun canale in una coppia,quindi i dati in “ACT” forni-scono solo 2 valori, uno per icanali 1 e 2, l’altro per i cana-li 3 e 4.

Per fornire fino a 16 canaliaudio nei sistemi digitali acomponenti, l’audio incluso èdiviso in gruppi audio checorrispondono alla gestionebase a 4 canali. A ciascunodei 3 tipi di pacchetti di datisono assegnati 4 “Data ID”,come mostrato nella Tabella12.

Nel segnale video digitalecomponente, il buffer del ri-cevitore in un demultiplatoreaudio non costituisce un pro-blema critico per la presenzadi molto spazio disponibile

Tabella 12. Data ID per funzionamento sino a 16 canali

Canali Pacchetto Pacchetto PacchettoAudio Dati Audio Dati Esteso Controllo Audio

Gruppo 1 1-4 1FF 1FE 1EF

Gruppo 2 5-8 1FD 2FC 2EE

Gruppo 3 9-12 1FB 2FA 2ED

Gruppo 4 13-16 2F9 1F8 1EC

Misurazioni video

Figura 36. Monitor della serie WFM601 per il controllo della formad’onda del video digitale a definizione standard.

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di dati. Nel caso di videogenerati al computer, ilsegnale era, probabilmente,già sotto forma di datidall’inizio. I dati viaggianodalle apparecchiaturesorgente verso ladestinazione attraverso unostrato di trasporto. Questo èil meccanismo di trasportoanalogico, spesso costituitoda un cavo, o da un percorsoa fibre ottiche, che porta idati verso una destinazione.È possibile monitorare questidati direttamente con unoscilloscopio ad ampialarghezza di banda oppure èpossibile estrarre emonitorare le informazionidei dati come segnale video.

Operativamente, siamo in-teressati a monitorare il se-gnale video. Per questa ragio-ne occorre un monitor per ilcontrollo della forma d’ondadi alta qualità, dotato di unricevitore per i dati conformiagli standard, che consenta divedere il segnale video nelfamiliare formato analogico.Tektronix fornisce parecchimonitor per il controllo delleforme d’onda, a ingresso di-gitale, compresi quelli appar-tenenti alla serie WFM601 (Fi-gura 36) per segnali video di-gitali componenti e alla nuo-va serie WFM700 (Figura 37)che è configurabile per qual-siasi formato dei componentidigitali oggi comunementeutilizzati.

Tecnicamente, si vuol sape-re se la telecamera o iltelecine sta creando dati vi-deo corretti e se i dati ausilia-ri sono accurati; si voglionoinoltre valutare le caratteristi-che analogiche dello strato ditrasporto. Gli oscillatoriTektronix appartenenti allaserie VM700T con opzionedigitale, alla serie WFM601 ealla serie WFM700M consen-tono una approfondita analisidei dati e una visione direttadella forma “a occhio” dellostrato di trasporto a definizio-ne standard. I monitor dellanuova serie WFM700 ad altadefinizione sono dotati di

strumenti sia per il trasporto,sia per la valutazione tecnicadello strato dei dati.

Un generatore di segnali diprova serve a due scopi. Ilgeneratore fornisce un segna-le video di riferimento idealeper la valutazione dell’elabo-razione del segnale e del per-corso della trasmissione e for-nisce un esempio delle pre-stazioni che ci si può aspetta-re dagli odierni componentidel sistema ad alta qualità.Alcuni apparecchi generatori,per esempio la piattaformaSony/Tektronix TG700 per lagenerazione del segnale mo-strata in Figura 38, fornisconoopzioni per i segnali digitalio analogici, sia nei formati adefinizione standard, sia adalta definizione.

Questi strumenti consento-no all’operatore di generareun segnale video che siacompletamente compatibilecon il sistema di trasmissione,i dispositivi di elaborazionevideo e, infine, con il displaydello spettatore finale. Inol-tre, cosa forse più importan-te, questi strumenti fornisco-no un aiuto per comprendereil funzionamento del sistemavideo stesso allo scopo di au-mentare la fiducia nella tecni-ca e la consapevolezza di po-ter lavorare meglio.

Monitoraggio deisegnali analogici edigitali

È diffusa la tendenza dipensare a ogni segnale videocome a una tradizionale for-ma d’onda tempo/ampiezza.Questo concetto è valido siaper il digitale, sia per l’analo-gico. Per il video analogicol’oscilloscopio, oppure il mo-nitor per il controllo dellaforma d’onda, visualizza unatraccia della tensione del se-gnale al trascorrere del tem-po. Il monitor per il controllodella forma d’onda è sincro-nizzato per mostrare la carat-teristica desiderata del segna-

le quando si trova nella stes-sa posizione orizzontale suldisplay del monitor, ogni vol-ta che appare, orizzontalmen-te sulla riga o verticalmentenel semiquadro. Un monitordigitale per il controllo dellaforma d’onda mostra le infor-mazioni video estratte dal se-gnale in ingresso nello stessomodo di un monitor analogi-co per il controllo della for-ma d’onda. È possibile vede-re le stesse informazioni nel-lo stesso modo a partire daisegnali analogici o digitali.Per i segnali analogici, è pos-sibile vedere direttamente ilsegnale, per i segnali digitalisi vede il segnale descrittodai dati.

Operativamente si utilizza ilmonitor per effettuare le stes-se valutazioni video.

Misurazioni aggiuntive pos-sono essere effettuatespecificatamente per il siste-ma monitorato.

È possibile demodulare leinformazioni per il colore PALo NTSC per la visualizzazionesu un vectorscope analogico;è possibile confrontare unavisualizzazione X rispetto a Ydei canali a sottrazione di co-lore per il segnale compo-nente digitale, allo scopo disimulare un display vettorialeanalogico senza creare odemodulare unasottoportante per il colore. Èpossibile osservare il conte-nuto dei dati di un segnaledigitale direttamente con undisplay numerico o a livellilogici. Inoltre, è possibile os-servare la gamma del segnaleanalogico o digitale. Si parle-rà della gamma in manieraampia nell’Appendice A –Gamma, legale, valido.

Valutazione delladegradazione delsegnale video

Alcune delle degradazionidel segnale video, delle qualici si è occupati relativamenteal sistema PAL o al sistemaanalogico NTSC, rivestonominore importanza per il se-gnale video componente adefinizione standard.

La degradazione torna a es-sere importante quando sitratta di video ad alta defini-zione e se si considerano ireali effetti analogici. Si è cer-cato di ottenere l’integrità delsegnale nell’analogico, perevitare la degradazione dellaqualità video a colori, tuttavianell’alta definizione è possibi-le iniziare a vedere il difettostesso.

Ampiezza video

Il concetto di guadagnounitario per un sistema haavuto un ruolo fondamentalesin dagli inizi del sistema te-levisivo. La standardizzazionedell’ampiezza video consentela progettazione di ciascunelemento del sistema inmodo da ottimizzare la pre-stazione segnale/rumore escambiare liberamente segna-li e loro percorsi. Per la misu-razione dell’ampiezza del vi-deo, si utilizza un particolaretipo di oscilloscopio: il moni-tor per il controllo della for-ma d’onda. Quando si impo-stano le ampiezze del segnalevideo analogico, non è suffi-ciente regolare semplicemen-te il livello di uscita dell’ap-parecchiatura che si trova allafine del percorso seguito dalsegnale. Ogni apparecchiatu-ra dovrebbe essere regolataper trasferire in maniera op-portuna il segnale dall’ingres-so verso l’uscita.

Nei formati digitali, l’inter-vento sull’ampiezza del se-gnale video assume un’im-portanza anche maggiore. In-fatti, un’adeguata ampiezzadel segnale video analogico,nel sistema, assicura l’uso diun numero ottimo di livelli diquantizzazione nel processodi digitalizzazione per ripro-durre un’immagine in manie-ra soddisfacente. Limitare leescursioni dell’ampiezza mi-nima e massima entro dei li-miti, assicura che l’ampiezzadella tensione non uscirà dal-l’intervallo del digitalizzatore.L’ampiezza del segnale videodeve essere controllata nei li-miti di gamma legali per latrasmissione e validi per laconversione verso altri forma-ti video, oltre che per mante-nere il corretto bilanciamentodel colore, il contrasto e la

luminosità.In un sistema video a gua-

dagno unitario correttamenteprogettato, le regolazioni del-l’ampiezza video sono effet-tuate alla sorgente e sono poicorrette all’uscita.

Nel dominio analogico, leampiezze video sono definitee il monitor per il controllodella forma d’onda èconfigurato secondo unostandard per il formato ap-propriato. I segnali NTSC mi-sureranno 140 IRE,nominalmente 1 volt, a parti-re dall’estremità superiore(cresta) del segnale di sincro-nizzazione al livello del bian-co. L’intervallo di luminanzaper il video NTSC (Figura 39)è di 100 IRE, nominalmente714,3 mV, che può essere ri-dotto di 53,3 mV, per inclu-dere anche il setup del livel-lo del nero di 7,5 IRE. Secon-do l’informazione colore, laluminanza più i componentidella crominanza possonoestendersi oltre i limiti supe-riore e inferiore di tale inter-vallo. Il segnale di sincroniz-zazione NTSC si trova a –40IRE, nominalmente a –285,7mV dal livello di blankingalla cresta del segnale di sin-cronizzazione. Il segnale vi-deo NTSC è generalmente li-vellato al livello di blankinge il monitor per il video èimpostato per smorzarsi al li-vello del nero.

Anche i segnali PAL sonoformattati in modo da averemisura pari a 1 volt fra lacresta del segnale di sincro-nizzazione e il livello delbianco, con un intervallo perla luminanza di 700 mV, sen-za setup. Il segnale di sincro-nizzazione PAL è –300 mV.Questo segnale è livellato ela luminosità del monitor èimpostata per smorzarsi al li

Figura 38. Piattaforma TG700 Sony/Tektronix per la generazione delsegnale.

Figura 39. Ampiezza video del segnale composto con correttaregolazione, per NTSC, senza setup.

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vello del nero. L’informa-zione relativa alla crominanzasi può estendere oltre i limitisuperiore e inferiore dell’in-tervallo relativo alla luminosi-tà video.

L’ampiezza video è control-lata “stadio per stadio”. Unsegnale di prova analogicocon componenti a bassa fre-quenza di ampiezza nota(come i livelli del bianco e diblanking nel segnale di pro-va con le barre dei colori) ècollegato all’ingresso di cia-scuno stadio che è regolatoper replicare quei livelli logicialla sua uscita.

In ciascun Paese, appositiorganismi per leregolamentazioni, sulla basedi accordi internazionali spe-cificano gli standard per latrasmissione radio. I trasmet-titore NTSC, PAL e SECAMsono modulati in ampiezzacon la cresta del segnale disincronizzazione al picco dipotenza e con il livello dibianco del video più ilchroma che si estendonoverso la potenza minima.

Questo schema della modula-zione è efficiente e riduce ilrumore del visibile, ma èsensibile agli effetti dellalinearità. I livelli video devo-no essere attentamente con-trollati per raggiungere unbilanciamento dell’uscita deltrasmettitore con cresta delsegnale di sincronizzazione apiena potenza e una distor-sione accettabile del segnalevideo quando il bianco e icomponenti del colore siestendono verso la potenzaportante zero. Se i livelli delvideo sono troppo bassi, ilrapporto segnale video/ru-more ne risente e aumentanoi consumi dell’energia elettri-ca. Se i livelli sono troppoalti, il trasmettitore funzionacon una distorsione maggioreappena la portante si avvici-na a potenza zero e le pre-stazioni del ricevitore audiodella televisione a inter-por-tante inizia ad avere proble-mi di funzionamento.

Ampiezza delsegnale

In un sistema analogico ilsegnale che si trova fra icomponenti in studio è unatensione che cambia, rappre-sentando direttamente il se-gnale video. Un monitor peril controllo della forma d’on-da per il video analogico conun opportuno formato facilitala visione del livello di ten-sione del segnale video ana-logico in relazione a diverseimpostazioni dellatemporizzazione.

In un sistema video digita-le, il segnale è costituito dauna “portante” di dati nellostrato di trasporto: un flussodi dati che rappresenta le in-formazioni video. Questi daticonsistono in una serie di va-riazioni di tensione analogi-che (Figura 40 e Figura 41)che devono essere identifica-te correttamente come “alto”o “basso” per fornire le infor-mazioni riguardanti il conte-nuto. Lo strato di trasporto èun percorso del segnale ana-logico che trasporta verso lapropria destinazione qualsiasicosa vi venga inserita. Il se-gnale digitale si attiva a un li-vello di 800 mV e il suo con-tenuto spettrale alla frequen-za pari alla metà di quella diclock alla destinazione, deter-mina l’ammontare delleequalizzazioni effettuate dalricevitore.

I segnali digitali nello stratodi trasporto possono esserevisti con un oscilloscopio adalta frequenza oppure con unmonitor per il controllo dellaforma d’onda video quali, peresempio, il TektronixWFM601E oppure ilWFM601M per la definizionestandard e il WFM700M adat-to sia ai formati a definizionestandard, sia a quelli ad altadefinizione. Nella modalitàcon la visualizzazione indica-ta come modello “a occhio”,il monitor per il controllo del-la forma d’onda funzionacome un oscilloscopio per ilcampionamento analogicocon lo spazzolamento deldisplay alla frequenza video.La larghezza di banda equiva-lente è sufficientemente am-pia, l’attenuazione della rifles-sione è sufficientementegrande e i cursori per la mi-surazione sono opportuna-mente calibrati per misurarecon accuratezza il segnale deidati in ingresso.

I dati che cambiano rapida-mente nello strato di traspor-to consistono in una serie di“0” e di “1” sovrapposti in

memoria per creare il model-lo “a occhio”. Il test con ilmodello “a occhio” è più effi-cace quando il monitor èconnesso al dispositivo sottotest utilizzando un cavo cor-to, consentendo l’uso del mo-nitor in modalità nonequalizzata. Quando invecesi utilizzano cavi lunghi, i datitendono a confondersi col ru-more e deve essere utilizzatala modalità equalizzata laquale è utile per rafforzare ilmargine di passaggio ma noncostituisce un indicatore ac-curato del segnale all’uscitadel dispositivo sotto test. IlWFM601M e il WFM700 for-niscono anche informazioniaddizionali per lo strato ditrasporto quali l’instabilità di

fase (jitter), il tempo di salita,l’apertura dell’occhio (rappor-to di estinzione), riflessioni eanalisi dei dati, riguardanti idati stessi ricevuti.

Poiché il flusso dei dati tra-sportati contiene i compo-nenti che commutano tra“alto” e “basso” alla velocitàdi 270 Mb/s per componentivideo ITU-R BT601 a defini-zione standard e fino alla ve-locità di 2,970 Gb/s per alcu-ni formati ad alta definizione,gli “0” e gli “1” sarannosovrapposti in memoria (Fi-gura 41) per lavisualizzazione sul monitorper il controllo della formad’onda. Ciò rappresenta unvantaggio in quanto è possi-bile vedere i dati cumulativi

Figura 42. Segnale di prova a multisequenza unitaria con stessaampiezza a ciascuna frequenza, visualizzazione 1H.

Figura 41. Sviluppo del diagramma “a occhio”.

Figura 43. Multisequenza unitaria con variazione della risposta infrequenza, visualizzazione 2H.

Figura 40.Segnale dati a 270Mb/s corretto, visualizzato con WFM601M.

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In un sistema digitale laperdita ad alta frequenza ri-guarda solamente l’energianel flusso di trasporto deidati (strato di trasporto) enon i numeri dei dati (stratodei dati); in tal modo non cisono effetti sul dettaglio vi-deo o sul colore finché laperdita ad alta frequenza ècosì grande da rendere im-possibile il recupero dei nu-meri dei dati. L’equalizzatoredel ricevitore compenserà au-

tomaticamente, in ingresso, leperdite in alta frequenza. Ilprogettista del sistema porràattenzione nel mantenere ipercorsi dei cavi corti a suffi-cienza per avere quasi il100% dell’integrità dei dati eper non avere necessità diregolazione della risposta infrequenza. Qualsiasi degrada-zione nella risposta in fre-quenza del video sarà dovutaa effetti analogici.

Ritardo di gruppo

I progetti dei video analogi-ci tradizionali per i sistemi adefinizione standard hannoconsentito l’uso di larghezzedi banda dell’ordine di 10MHz e hanno fornito rispostein frequenza molto piatte nel-l’intervallo compreso fra 0 e 6MHz che è quello contenentela maggior parte dell’energiadel segnale video. L’errore

“ritardo di gruppo”, denomi-nato talvolta “tempo di pro-pagazione del segnale” o “er-rore di fase dipendente dallafrequenza”, è rilevato quandol’energia a una certa frequen-za impiega un tempo mag-giore o minore, per attraver-sare un sistema, rispetto al-l’energia a frequenze diffe-renti; questo effetto è spesso

su molte word, per determi-nare qualsiasi errore o distor-sione che potrebbe insinuarsinell’apertura dell’occhio erendere difficoltoso ilrecupero, da parte del ricevi-tore, del livello alto o bassodei dati. I monitor per il con-trollo della forma d’ondacome, per esempio, iTektronix WFM601E eWFM601M e quelli della nuo-va serie WFM700 per i forma-ti digitali multipli fornisconouna gamma di spazzolamentisincronizzati per lavisualizzazione del modello“a occhio” in modo che i di-sturbi di semiquadri, righe eword possano esserecorrelati.

La visualizzazione della for-ma d’onda per i segnali videodigitali che sembra una tradi-zionale forma d’onda analo-gica (segnale video a bandabase) è in realtà una formad’onda analogica ricreata permezzo di dati numerici inuno strato di trasporto. I datidigitali sono codificati in vi-deo componenti analogici adalta qualità che possono esse-re visualizzati e misuraticome se fossero un segnaleanalogico. Sebbene sia cor-retta la scelta di monitorare ilpercorso digitale, molti deglierrori individuati nel videodigitale sono generati nelprecedente dominio analogi-co.

Risposta infrequenza

In un sistema video analo-gico la risposta in frequenzadel video sarà equalizzatadove necessario per compen-sare la perdita di informazio-ni per il video ad alta fre-quenza in cavi con percorsilunghi. Lo scopo è di rendere“piatto” ogni stadio del siste-ma in modo che tutte le fre-quenze video viaggino attra-verso il sistema senza alcunguadagno o alcuna perdita.Per identificare rapidamentequalsiasi regolazione richie-sta, si può utilizzare un se-gnale di prova amultisequenza unitaria (Figu-ra 42). Se i pacchetti relativialla frequenza nel segnale amultisequenza unitaria nonhanno la stessa ampiezza nel-lo stadio di uscita (Figura 43),può essere utilizzato un am-plificatore di equalizzazioneper la distribuzione del videoallo scopo di effettuare unacompensazione, riportando ilsegnale di prova amultisequenza unitaria al va-lore d’origine.

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associato a limitazioni dellalarghezza di banda. L’effettovisto nell’immagine sarebbeun eccesso di correzione oun arrotondamento della ra-pida transizione tra i livelli diluminosità inferiore e supe-riore. In un sistema televisivoPAL o NTSC composto, il co-lore nell’immagine potrebbeessere spostato a sinistra o adestra della luminanza asso-ciata. Gli elementi che mag-giormente contribuiscono acreare l’errore denominato ri-tardo di gruppo sono ilcodificatore NTSC/PAL, il fil-tro di assorbimento sonico eil filtro VSB (= a banda latera-le parzialmente soppressa)nei trasmettitori delle stazionitelevisive ad alta potenza e,naturalmente, i filtripassabanda chroma deidecodificatori NTSC o PALdei ricevitori televisivi.

Da un punto di vista opera-tivo, la maggior parte deglisforzi, per ottenere una rispo-sta al ritardo di gruppo con-trollata, è incentrata sull’im-pianto di trasmissione analo-

gico. È consuetudine control-lare il ritardo di gruppo, ol’errore di fase, attraversol’impianto dello studio analo-gico per identificare errorigrossolani che possano indi-care un’anomalia in qualchedispositivo. L’errore “ritardodi gruppo” nell’impianto diuno studio è facilmentecontrollabile con un segnaledi prova a impulso e barra(Figura 44). Questo segnaledi prova è composto da unimpulso a 2T semisinusoidalee una barra bianca a bassafrequenza con tempi di salitae di discesa rapidi e control-lati. Un impulso a 2T conenergia pari alla metà diquella della larghezza di ban-da del sistema causa unosdoppiamento dell’immaginea basso livello che dovrebbeessere simmetrica intorno allabase dell’impulso. Se l’ener-gia ad alta frequenza delfronte passa più velocementeo più lentamente rispetto al-l’energia a bassa frequenza, ilfronte risulterà distorto (Figu-ra 45). Se l’energia ad altafrequenza ritarda, losdoppiamento dell’immaginesi verifica più tardi, a destra

dell’impulso a 2T.Il segnale di prova a barra

e a impulso composto pre-senta una caratteristica utileper la misurazione della ri-sposta di fase del sistema.Durante la prova di un siste-ma composto si utilizza unimpulso a 12,5T o a 20T mo-dulato, con energia alla fre-quenza della sottoportante,per controllare rapidamentesia il ritardo chroma-luma,sia il relativo guadagno, allafrequenza della sottoportanterispetto a una bassa frequen-za. Una linea di base piattaindica che sia il guadagno,sia il ritardo sono corretti.Qualsiasi incurvatura versol’alto della linea di base delsistema indica un guadagnoinferiore, alla frequenza dellasottoportante, mentreun’incurvatura verso il bassoindica un guadagno superio-re. Un’incurvatura verso l’altoall’inizio e una verso il bassoalla fine indicano che l’ener-gia ad alta frequenza è arriva-ta in ritardo, e viceversa. Inun sistema video a compo-nenti, senza sottoportante peril colore, l’impulso a 2T e ilfronte del segnale a barra ri-vestono maggiore importan-za.

Una misurazione del ritardodi gruppo più ampia può es-sere effettuata utilizzando unmulti-impulso o un impulsosenx/x ed è indicata quandodei dati, per esempio nelcaso di un teletext, devonoessere trasmessi con il segna-le video.

Nei processi di codifica/decodifica verso/da dominioanalogico i componenti di unsistema video digitale utiliz-zano filtri anti-alias e di rico-struzione. Le frequenze di ta-glio di questi filtri internisono circa di 5,75 MHz e 2,75MHz per i canali video acomponenti a definizionestandard, così si ha una rea-zione all’energia del segnalevideo, ma questa energia èinferiore a quella presentenei filtri a 1 MHz e a 1,25MHz nei codificatori PAL oNTSC. Le corrispondenti fre-quenze di taglio per i filtrinei formati digitali ad alta fre-quenza sono circa 30 MHzper le informazioni luma e15 MHz per le informazionichroma. I filtri anti-alias e diricostruzione nelleapparecchiature digitali sonogià corretti e non possono es-sere regolati durante il fun-zionamento.

Effetti non lineari

Un circuito analogico puòessere influenzato in varimodi quando cambia la ten-sione di funzionamento delvideo. Il guadagno dell’am-plificatore può essere diffe-rente secondo i diversi livellidi funzionamento (guadagnodifferenziale) causando unasaturazione del colore noncorretta nel formato videoPAL o NTSC. In un formatoanalogico a componenti i va-lori della luminosità e del co-lore possono mutare.

Guadagnodifferenziale

Il guadagno differenziale èuna caratteristica del dominioanalogico e non può esserene’ originato ne’ corretto neldominio digitale. Tuttavia, èpossibile che il video digitalepossa essere tagliato se il se-gnale porta il convertitore A/D verso l’intervallo dei valoririservati. Questa violazionedella gamma darà origine auna luminosità non correttadi alcuni componenti e a unamutazione del colore.

VedereAppendice A – Gamma,

Legale, Valido

Fase differenziale

Il ritardo di tempo attraver-so il circuito può cambiarecon i differenti valori di ten-sione video e questo è un ef-fetto analogico non originatonel dominio digitale. Nel si-stema NTSC il ritardo di tem-po cambierà la fase istanta-nea (fase differenziale) dellasottoportante del colore conil risultato di avere un sposta-mento della tonalitàcromatica del colore con uncambiamento della luminosi-tà. Nel sistema PAL questospostamento della tonalitàcromatica è ottenuto comemedia, spostando la tonalitàcromatica prima in un sensoe poi nell’altro, riga per riga.L’effetto in un segnale videocomponente, analogico o di-gitale, può produrre un effet-to di sfrangiatura del coloreche dipende da quanti dei trecanali sono coinvolti. L’effet-to equivalente che si può ri-scontrare con l’alta definizio-ne può essere unosdoppiamento dell’immagineo un eccesso di correzione surapidi cambiamenti del livellodi luminosità.

Temporizzazione frasorgenti video

Per trasmettere senza intoppiun flusso di informazionisia allo spettatore, siaall’hardware del sistemache gestisce il segnale, è necessarioche le sorgenti videomiscelate o commutatesequenzialmente siano infase nel punto in cui giun-gono insieme. Latemporizzazione relativa, fra isegnali video digitali serialiche si trovano all’interno diun intervallo operativo perl’impiego nelleapparecchiature da studio,può variare da parecchinanosecondi a poche righetelevisive. Per effettuare lamisurazione di questatemporizzazione relativa sipuò sincronizzare un monitorper il controllo della formad’onda con una sorgenteesterna e confrontare le posi-zioni relative di elementi notidell’immagine.

È possibile effettuare lamisurazione delle differenzedi temporizzazione nei per-corsi dei segnali operativi uti-lizzando l’Active PictureTiming Test Signal (il segnaledi prova per latemporizzazione dell’immagi-ne attiva) messo a disposizio-ne dal Generatore di Compo-nenti Digitali TG700 combi-nato con i cursori per latemporizzazione e la selezio-ne di riga di un monitor peril controllo d’onda seriale ap-partenente alla serie WFM601o WFM700 usato come riferi-mento esterno. Tale segnaledi prova presenterà la barrabianca della luminanza incorrispondenza delle seguentirighe:

* segnali a 525 righe: ri-ghe 21, 262, 284 e 525

* segnali a 625 righe: ri-ghe 24, 310, 336 e 622

* formati a 1250, 1125 e750 righe: la prima e l’ultimariga attiva di ciascunsemiquadro

Per impostare latemporizzazione relativa dellesorgenti del segnale, cioè,per esempio, delle telecame-re, del telecine o dei videore-gistratori, è possibile osserva-re la rappresentazione analo-gica del segnale di riferimen-to per la temporizzazioneSAV, che cambia ampiezzanon appena si ha il passaggiodal blanking verticale al vi-deo attivo. Il monitor per ilcontrollo della forma d’ondadeve essere impostato sullamodalità PASS pervisualizzare la rappresenta-

Figura 45. Impulse 2T e bar, degradato

Figura 44. Impulso 2T corretto, display 1H MAG

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zione analogica dei segnali diriferimento per latemporizzazione e deve esse-re agganciato a un riferimen-to esterno per la sincronizza-zione (EXT REF).

Temporizzazioneintra-canale deisegnalicomponenti

Le differenze ditemporizzazione tra i canalidi un singolo segnale videocomponente causeranno pro-blemi a meno che gli errorisiano molto piccoli. I segnalipossono essere monitoratinel dominio digitale ma

qualsiasi errore ditemporizzazione sarà stato

probabilmente presente nellasorgente analogica originaria.Poiché i componenti analogi-ci viaggiano attraverso diversicavi, diversi amplificatori inun routing switcher, ecc. glierrori di temporizzazionepossono verificarsi se leapparecchiature non sonostate installate e regolate cor-

rettamente. Esistono parecchimetodi per il controllo dellatemporizzazione intra-canaledei segnali componenti. Letransizioni che si verificanonel segnale di prova con lebarre dei colori possono es-sere utilizzate con il metododella forma d’onda qui in se-guito descritto. I monitorTektronix per il controllo del-la forma d’onda, comunque,sono in grado di fornire duealternative efficienti e precise:la visualizzazione Lightningche impiega il segnale di pro-va a barre di colore e lavisualizzazione “a farfalla”(indicata anche comevisualizzazione “bow-tie”)che richiede un segnale diprova speciale generato daigeneratori di segnali compo-nenti Tektronix.

Metododella forma d’onda

La tecnica della forma d’on-da può essere utilizzata conun monitor per il controllodella forma d’onda, del tipo a

tre canali e accuratamentetarato, per verificare se letransizioni in tutti e tre i ca-nali avvengono contempora-neamente. Per esempio, unsegnale a barre di colore pre-senta transizioni contempora-neamente in tutti e tre i cana-li sulla linea di separazionefra la barra del verde e labarra del magenta (Figura46).

Per controllare se le transi-zioni verde-magenta sonoo p p o r t u n a m e n t etemporizzate, utilizzando ilmetodo della forma d’onda, ènecessario:

1. Indirizzare il segnale abarre di colore attraverso ilsistema che deve essere sot-toposto a prova e collegaretale sistema al monitor per ilcontrollo della forma d’onda.

2. Impostare il monitorper il controllo della formad’onda in modalità PARADE espazzolamento 1 LINE.

3. Sistemare ilposizionamento verticale deldisplay, se necessario, inmodo che il punto mediodella transizione del Canale 1verde-magenta si trovi in cor-rispondenza della riga a 350mV.

4. Regolare i controllidella posizione del Canale 2e del Canale 3 in modo che illivello zero dei canali a sot-trazione di colore si trovi incorrispondenza della riga a350 mV (poiché l’intervallonel quale variano i segnali asottrazione di colore è com-preso fra –350 mV e + 350mV, il loro livello zero si tro-va nel centro della verticale).

5. Selezionare la modalitàWAVEFORM OVERLAY eMAG orizzontale (H MAG).

6. Posizionare le traccelungo l’orizzontale in mododa visualizzare in manieracorretta le transizioni. Tutte etre le tracce dovrebbero coin-cidere in corrispondenza del-la riga a 350 mV.

I generatori di segnale diprova Tektronix TG700 eTG2000 possono essere pro-grammati per generare unospeciale segnale inverso abarre di colore, con le barredei colori invertite per ognimezzo semiquadro. Questosegnale rende più semplice lavisione delle differenze ditemporizzazione semplice-mente allineando i punti diintersezione dei tre segnali. Il

risultato è mostrato nella Fi-gura 47.

Controllo dellatemporizzazione conil Display LightningTektronixIl display Lightning

Tektronix consente di effet-tuare un controllo rapido eaccurato dellatemporizzazione intra-canale.Facendo uso di un segnale diprova a barre di colore, ildisplay Lightning include unamarcatura a reticolo per indi-care eventuali errori ditemporizzazione. Ciascunatransizione Verde/Magentadovrebbe passare per il pun-to che si trova al centro dellaserie dei sette punti del reti-colo che ne interseca il per-corso. Nella figura 48 è mo-strata la temporizzazione cor-retta.

I punti, che si trovano inposizione ravvicinata, costitu-iscono una guida per il con-trollo delle transizioni. Questipunti si trovano a una distan-za fra loro che corrisponde a40 ns; per quelli più distanti,lo spazio fra di essi corri-sponde a 80 ns. il reticoloelettronico elimina gli effettidella non linearità del CRT.Se il segnale a sottrazione dicolore non coincide con il se-gnale luma, le transizioni trai punti colore presentanoun’incurvatura. L’entità dellacurvatura rappresenta il ritar-do relativo dei segnali esi-stente fra luma e segnale asottrazione di colore. La metàsuperiore del display misurala temporizzazione di Pb ri-spetto a Y, mentre la metà in-feriore quella di Pr rispetto aY. Se la transizione si incurvaverso l’interno, in direzione

del centro della verticale nel-la zona nera, allora il segnalea sottrazione di colore è in ri-tardo rispetto al segnaleluma. Se la transizione si in-curva verso l’esterno, in dire-zione del bianco, il segnale asottrazione di colore è in an-ticipo rispetto al segnaleluma.

Metodo convisualizzazionea farfalla (bow-tie)La visualizzazione “a farfal-

la” (indicata anche con ilnome di visualizzazione bow-tie) richiede un segnale diprova speciale con segnali afrequenza leggermente diffe-renti sui canali chroma ri-spetto a quelli del canaleluma. Per i formati a defini-zione standard sul canaleluma si potrebbe avere unpacchetto di onde sinusoidalia 500kHz mentre su ciascunodei due canali chroma si po-trebbe avere un pacchetto dionde sinusoidali a 502 kHz(Figura 49). Altre frequenzepossono essere utilizzate va-riando la sensibilità deldisplay usato per la misura-zione.

Per testare sistemi concomponenti per l’alta defini-zione, si possono utilizzarefrequenze a pacchetto piùalte. I marker generati su po-che righe del canale luma as-solvono la funzione di un re-ticolo elettronico per la misu-razione degli errori dellatemporizzazione relativamentre il marker centrale piùalto indica l’errore zero. Glialtri marker sono separati fraloro da intervalli di 20 ns,quando si utilizzano le fre-

Figura 46. Misurazione intercanale utilizzando la transizione verde/magenta

Figura 47. Segnale a barre di colore inverso TG700, H MAG, OVERLAY. Figura 48. Visualizzazione Lightning per segnale a barre di colore 100%.

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quenze a pacchetto a 500 e502 kHz. I tre pacchetti dionde sinusoidali sono gene-rati in modo da essere preci-samente in fase nei loro cen-tri; a causa dell’offset di fre-quenza, i due canali chromasi portano sempre più fuorifase man mano che ci si spo-sta dal centro del pacchettoverso le estremità.

Il monitor per il controllodella forma d’onda sottrae,dal canale“luma, uncanale“chroma per la metàsinistra della visualizzazionea farfalla e l’altro canalechroma per la metà destra.Ciascuna sottrazione produceun punto in cui manca il se-gnale proprio dove i duecomponenti sono esattamen-te in fase (idealmente nelcentro). Un errore ditemporizzazione relativa traun canale chroma e luma,per esempio, cambia la faserelativa tra i due canali spo-stando, rispetto al centro, ilpunto in cui manca il segnalee portandolo su un lato deldisplay per quel canale

chroma. Lo spostamento delpunto in cui manca il segnaleverso sinistra, rispetto al cen-tro, significa che il canale asottrazione di colore si trovain anticipo relativo rispetto alcanale luma mentre, al con-trario, uno spostamento versodestra significa che il canale asottrazione di colore si trovain ritardo relativo rispetto alcanale luma.

Il punto in cui manca il se-gnale, indipendentementedalla posizione in cui si tro-va, sarà ad ampiezza zero so-lamente se le ampiezze deidue pacchetti a ondesinusoidali sono uguali. Unerrore di ampiezza relativarende il punto in cui manca ilsegnale più largo e più bassoe, quindi, più difficile la valu-tazione accurata dellatemporizzazione. Per avereuna buona valutazione dellatemporizzazione è dunqueindispensabile regolare leampiezze relative allaapparecchiature sottoposte aprova. Un errore del guada-

gno sul canaleluma (CH1) significa che la

forma d’onda si trova in con-dizione di mancanza comple-ta di segnale. Se il guadagnoè assente solo per Pb (CH2),la forma d’onda sinistra nonsi trova nella condizione dicompleta mancanza di segna-le mentre la destra sì. Se ilguadagno è assente solo perPr (CH3), la forma d’onda de-stra non si trova nella condi-zione di completa mancanzadi segnale, mentre la sinistrasì.

Il segnale di prova e avisualizzazione a farfalla pre-sentano due vantaggi: 1) larisoluzione per latemporizzazione è migliore diquella dei metodi a formad’onda e Lightning; 2) quantoappare sullo schermo delmonitor per il controllo dellaforma d’onda è leggibile an-che a una certa distanza daesso.

Si osservi che il segnale diprova a farfalla è un segnalenon valido, legale solo per ilformato a sottrazione di colo-re. Diventa illegale quandoportato nei formati compostio RGB e può creare fastidiosieffetti collaterali negli appa-recchi che elaborano interna-mente in RGB. (Il concetto disegnali legali e validi è di-scusso nell’Appendice A –Gamma, legale, valido).

Il metodo con la prova afarfalla può essere impiegatoper valutare l’ampiezza relati-va e la temporizzazione rela-tiva utilizzando dei monitorper il controllo della formad’onda quali, per esempio, ilTektronix 1765, quelli dellaSerie WFM601 e quelli dellaSerie WFM700 che prevedo-no la modalità di funziona-mento con visualizzazione afarfalla.

La visualizzazione a farfallamostra sul lato sinistro (Figu-ra 50) il confronto fra Y e Pb,sul lato destro il confronto fraY e Pr. Generalmente, un an-ticipo di 5 ns del componen-te Pr rispetto a Y è ritenutoaccettabile.

Per utilizzare lavisualizzazione a farfalla, in-stradare il segnale dal genera-tore dei componenti attraver-so l’apparecchiatura in provae connettere tale apparec-chiatura con il monitor per ilcontrollo della forma d’onda.Attivare la visualizzazione afarfalla (BOWTIE). Se i mo-

delli a farfalla presentano unpunto ben preciso in cuimanca il segnale e se questopunto coincide col punto me-dio di ciascuna riga, allora lerelative ampiezze etemporizzazioni intra-canalesono corrette. Gli errori ditemporizzazione intra-canalecausano lo spostamento delpunto in cui manca il segnaleallontanandolo dal punto me-dio della riga (Figura 51)

mentre un errore dell’ampiez-za relativa (Figura 52) ne di-minuirà la profondità. Quan-do tale punto, invece, si pre-senta in maniera non precisae contemporaneamente èspostato rispetto al puntomedio della riga, allora signi-fica che si sono verificati deiproblemi di ampiezza e ditemporizzazione fra i canaliconfrontati.

Figura 49. Segnali di prova a farfalla.

Figura 52.Visualizzazione a farfalla, errore nel guadagno di Pb rispetto a Y.

Figura 51. Visualizzaione a farfalla, Pb è in anticipo di 55 ns rispetto a Y,Pr è in ritardo di 50 ns rispetto a Y.

Figura 50. Visualizzazione a farfalla, Pr è in anticipo di 5 ns rispetto a Y.

La guida alle misurazioni

video digitali in italiano è

una produzione della

Media Age srl

MonitoR radio tv

reg.Trib.Milano 880/88

Versione originale

in inglese della Tektronix

Tutti i diritti riservati

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Forme d’onda asottrazione di coloree RGB

Sebbene il colorista effettuidelle regolazioni sugli appa-recchi per il formato rosso,verde e blu, i tecnici potreb-bero voler vedere una rap-presentazione analogica delsegnale dopo l’operazione di

matrixing per la codificadigitale. Il segnale digitale èsolitamente unamultiplazione del tempo edella quantizzazione direttadel segnale luma o Y’ e i duecomponenti chroma C’b eC’r. Questi tre componenti di-gitali possono essere conver-titi in analogici e visualizzatidirettamente come passaggiodi forme d’onda a sottrazionedi colore oppure, con opera-zione di matrixing, riportatial rosso, verde e blu per ilcolorista. Le figure 53 e 54mostrano esempi divisualizzazioni nei due for-mati.

Bilanciamento delguadagno per ilsegnale componente

In un segnale componenteil bilancio del guadagno si ri-ferisce alla corrispondenzadei livelli tra i canali. Se unodei componenti presenta unerrore dell’ampiezza rispettoagli altri, si influenzerà la to-nalità cromatica e/o la satura-zione nell’immagine. Poichénei formati a sottrazione dicolore, colori diversi conten-gono ampiezze del segnalediverse dai canali rosso, ver-de e blu, non sempre è ovvioil modo in cui si deve proce-dere alla regolazione del gua-dagno dei canali. Per aiutarel’operatore a effettuare questeregolazioni sono stati svilup-pati parecchi display.

Visualizzazionevettoriale

Da tempo si utilizza lavisualizzazione vettoriale (Fi-gura 55) per monitorare l’am-piezza della crominanza neisistemi PAL o NTSC composti.La visualizzazione vettorialecomposta consiste nel graficocartesiano (x,y) di due com-ponenti colore decodificatiquando la fase didemodulazione è corretta-mente regolata, solitamentedall’operatore, per posiziona-re la sequenza unitaria di sin-cronizzazione del colore ver-so sinistra lungo l’asse oriz-zontale. Sull’asse verticale sitrova il segnale demodulatoR-Y, su quello orizzontale B-Y.

Una visualizzazione simile(Figura 56) per i sistemi acomponenti digitali o analo-gici, può essere ottenuta daltracciamento di P’r o C’r sul-l’asse verticale e da P’b o C’bsull’asse orizzontale (Figura57). Nello strumento per ilmonitoraggio i guadagni in-terni e le posizioni dei riqua-dri del reticolo sonoregolabili in modo che iltracciamento si adatti ai ri-quadri per l’ampiezza selezio-nata delle barre colore. Sel’ampiezza di un componentecolore non è corretta, i puntiprodotti non cadono all’inter-no dei riquadri del reticolo.Per esempio, se il guadagnodi P’r o di C’r è troppo alto, ipuntini si trovano al di sopradei riquadri, nella metà supe-riore dello schermo, e al disotto dei riquadri, nella metàinferiore dello schermo. Pos-sono essere utilizzate sia bar-re colore al 75% sia al 100%.Quando si effettuano le misu-

razioni occorre accertarsi chel’ampiezza del segnale sor-gente sia adatto reticolovettoriale.

La visualizzazione polareconsente misurazioni dellatonalità cromatica in terminidi fase relativa del segnalechroma. L’ampiezza del se-gnale chroma è lo sposta-mento dal centro verso ilpunto colore. La transizione

da un punto a un altro forni-sce anche utili informazionisulla temporizzazione. Que-ste differenze ditemporizzazione appaionocome iterazioni o curvaturedelle transizioni ma possonoessere più facilmentemisurabili utilizzando i meto-di lightning o a farfalla.

La visualizzazione vettorialea due assi è conveniente permonitorare o regolare il grup-po dei due componenti a sot-trazione di colore ma non èadatta per la valutazione delguadagno per il segnaleluma o per confrontare ilguadagno chroma/luma. Lavisualizzazione vettorialesembrerebbe la stessa se ilcanale luma fosse completa-mente assente.

VisualizzazioneLightning

Riconoscendo che un me-todo tridimensionale sarebbeauspicabile per monitorarel’intero gruppo di segnalicomponenti, Tektronix hasviluppato una

Funzionamento di un sistema televisivo digitale

Figura 54.Visualizzazione Y’/C’b/C’r delle barre colore al 100% su WFM601.

Figura 55. Visualizzazione su vectorscope NTSC.

Figura 53. Visualizzazione del passaggio R’G’B’ delle barre colore al100% su WFM601.

Figura 56. Visualizzazione vettoriale del componente.

Figura 57. Sviluppo della visualizzazione vettoriale del componente.

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P’b o C’b nella metà superio-re dello schermo e deltracciamento del segnaleluma invertito rispetto a P’r oC’r nella metà inferiore delloschermo (Figura 59), comedue visualizzazioni vettorialiche condividono lo stessoschermo. Il punto luminosoche si osserva al centro delloschermo indica il livello diblanking (segnale zero). Ilsegnale luma crescente è

tracciato in alto verso la metàsuperiore dello schermo e inbasso verso la metà inferiore.Se il guadagno luma è trop-po alto (Figura 60), la metàinferiore del tracciato siespande orizzontalmente. Seil guadagno di P’r o C’r ètroppo alto, la metà superioredella visualizzazione si esten-de orizzontalmente. Lavisualizzazione fornisce an-che informazioni riguardantila temporizzazione intra-ca-nale tramite l’osservazionedelle transizioni verde/magenta. Quando i puntivettoriali verde e magenta sitrovano nei propri riquadri, latransizione dovrebbe intercet-tare il punto centrale della li-nea formata dai sette puntirelativi alla temporizzazione.

VisualizzazioneDiamond(“a diamante”)

La visualizzazioneTektronix Diamond (Figura61) fornisce un metodo affi-dabile per individuare i colorinon validi prima che essicompaiano nella produzionefinale. Il colore è solitamentesviluppato e poi visualizzatonel formato R’G’B’. Se essofosse gestito nel sistema inquesto formato, sarebbe ab-bastanza semplice effettuarela ricerca del segnale illegale;sarebbe sufficiente assicurarsiche non siano stati superati ilimiti. La maggior parte deglistudi, però, utilizza il formatiY’, C’b, C’r per la trasmissio-ne e l’elaborazione dei dati eil segnale, spesso, è converti-to in PAL o NTSC per la tra-smissione via etere. In ultimaanalisi, tutti i segnali videosono codificati nel formatoRGB per la visualizzazione fi-nale sui monitor d’immagine.

La visualizzazioneTektronix Diamond è genera-ta dalla combinazione dei se-gnali R’, G’ e B’. Se il segnalevideo è in un diverso forma-to, i componenti sono con-vertiti nei segnali R’, G’ e B’ equesti ultimi possono essereconvertiti in un segnale vali-do e legale in un qualsiasiformato che possa gestire le

barre di colore al 100%.(Un’eccezione è rappresenta-ta dallo standard per la tra-smissione con il sistemaNTSC per il quale gli organi-smi per le regolamentazionihanno fissato il livello delbianco troppo vicino alla por-tante RF zero per lasciar spa-zio alle barre colore al 100%(vedere VisualizzazioneArrowhead)).

La forma a diamante supe-riore (Figure 61 e 62) è otte-nuta dal segnaletranscodificato applicando B’+ G’ all’asse verticale e B’ –G’ all’asse orizzontale.

La forma a diamante infe-riore è ottenuta applicando –(R’ + G’) all’asse verticale e R’

– G’ all’asse orizzontale. Ledue forme a diamante sonovisualizzate alternativamenteper creare la visualizzazionea diamante doppia. A ciascu-na delle due è applicato unfiltro passabasso a 1,5 MHz(nel caso di definizionestandard; con valore di fre-quenza maggiore nel caso dialta definizione) per elimina-re i segnali fuori limite a bre-ve scadenza che sono solita-mente il risultato della combi-nazione di segnali a larghez-za di banda differente neiformati a sottrazione di colo-re.

Per la visualizzazione anti-cipata di tutti e tre i compo-nenti questi devono trovarsifra il picco del bianco, 700mV e il nero a 0 V (Figura63). I monitor d’immaginegestiscono le escursioni al difuori dell’intervallo standard(gamma) in maniere differen-ti.

visualizzazione (Figura 58) ingrado di fornire sullo stessodisplay sia l’ampiezza sia l’in-formazione dellatemporizzazione intra-canaleper i tre canali. Il solo segna-le di prova necessario per lemisurazioni definitive è quel-lo delle barre colorestandard.

La visualizzazione Lightningè generata dal tracciamentodel segnale luma rispetto a

Figura 58. Visualizzazione Lightning Tektronix.

Figura 59. Sviluppo della visualizzazione Lightning Tektronix.

Figura 60.Visualizzazione Lightning con errore nel guadagno relativo a P’r.

Nella figura 59White = Bianco

Black = Nero

+ Luminance (Y) = + Luminanza (Y)

Clamp point = Punto di livellamento

White = Bianco

- Luminance (Y) = - Luminanza (Y)

Pr (R-Y) signal = Segnale Pr (R-Y)

Figura 61. Visualizzazione Tektronix Diamond con barre colore al 75%.

Figura 62. Sviluppo della metà superiore della visualizzazione Diamond.

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Figura 63. Visualizzazione Diamond dello spazio colore legale.

Nella figura 63Legal G and B space = Spazio G e B legaleGreen = VerdeBlue = BluLegal G and R space = Spazio G e R legaleX-Y plot = Tracciamento X-YRotate by 45° = Rotazione di 45°Diamond plot = Tracciamento della forma a diamanteSplit Diamond plot = Tracciamento delle due forme a diamante distinte

Perché un segnale sia nellagamma, tutti i vettori che rap-presentano il segnale devonotrovarsi all’interno delle for-me a diamante G-B e G-R. Seun vettore si trova al di fuoridella forma a diamante, èfuori gamma. Un errore nel-l’ampiezza del verde coinvol-ge egualmente entrambe leforme a diamante mentre, in-vece, l’errore per il blu influi-

VisualizzazioneArrowhead(o “a freccia”)

Gli standard per la trasmis-sione NTSC non lasciano spa-zio per le barre colore al100%, quindi non è possibileessere sicuri che il video, chesembra essere corretto nelformato R’G’B’, possa esserefedelmente trasmesso attra-verso un trasmettitore NTSC amodulazione d’ampiezza.

surare quella che sarà lasottoportante del colore piùla luminanza quando il se-gnale è più tardi codificatonel sistema NTSC o PAL. Peravvisare l’operatore che il se-gnale composto si sta avvici-nando al limite, è prevista lapossibilità di emettere il se-gnale d’allarme per la profon-dità della modulazioneregolabile. L’operatore videopuò ora vedere come il se-gnale componente sarà gesti-to in un sistema per la tra-smissione composta e può ef-fettuare qualsiasi correzionenecessaria per la produzione.

sce sulla forma a diamantesuperiore e l’errore sul rossoinfluisce solo su quella infe-riore. Gli errori relativi allatemporizzazione possono es-sere osservati utilizzando unsegnale di prova a barre dicolore come curvatura delletransizioni. Nellavisualizzazione Diamond, isegnali monocromatici appa-iono come righe verticali.Inoltre, escursioni al di sottodel nero possono, talvolta,essere mascherate nella for-ma a diamante opposta. Può,allora, essere utile separare laforma a diamante in due partidistinte per osservare leescursioni al di sotto del neronei due spazi G-B e G-R.

Osservando lavisualizzazione Diamond,l’operatore può essere certoche i componenti videomonitorati possono esseretrasformati in segnali validi elegali nello spazio coloreRGB e questa visualizzazionepuò essere utilizzata sia persegnali in ripresa diretta, siaper segnali di prova.

Tradizionalmente il segnaledoveva essere codificato nelsistema NTSC e monitoratocon un monitor per il con-trollo della forma d’ondaNTSC. La visualizzazioneTektronix Arrowhead o “afreccia” (Figure 64, 65 4 66)fornisce informazioni per lagamma composita PAL eNTSC direttamente dai segna-li componenti.

La visualizzazioneArrowhead traccia laluminanza sull’asse verticalecon il blanking nell’angoloinferiore sinistro della freccia.La grandezza dellasottoportante chroma ad ognilivello di luminanza è traccia-ta sull’asse orizzontale, consottoportante zero all’estremi-tà sinistra della freccia. Lariga inclinata superiore formaun reticolo che indica le am-piezze della sottoportante +segnale luma totale con bar-re colore 100%. Il reticolo in-clinato inferiore indica lasottoportante + il segnaleluma che si estendono versola cresta del segnale di sin-cronizzazione (massima po-tenza del trasmettitore). Il re-ticolo elettronico fornisce unriferimento affidabile per mi-

Figura 64. Visualizzazione Tektronix Arrowhead, barre colore deicomponenti al 75% per NTSC.

Figura 65. Valori del reticolo Arrowhead per NTSC.

Figure 66. Valori del reticolo Arrowhead per PAL.

Nella figura 65

NTSC display=

Visualizzazione per NTSC

Y Ampl = Ampiezza di Y

Current alarm level setting=

Impostazione del livello di allarme attuale

Alarm level cursor=

Cursore del livello d’allarme

C ampl = Ampiezza di C

Nella figura 66

PAL display=

Visualizzazione PAL

Y Ampl = Ampiezza di Y

Current alarm level setting=

Impostazione del livello di al-larme attuale

Alarm level cursor=

Cursore del livello d’allarme

C ampl = Ampiezza di C

Prove per i sistemi digitaliProva disollecitazione

A differenza dei sistemianalogici, che tendono a de-gradare lentamente, i sistemidigitali tendono a operaresenza anomalie finché giun-gono a rottura completa. Atutt’oggi non esistono proveda effettuarsi durante il fun-zionamento per la misurazio-

ne del margine di passaggioe per valutare il funziona-mento dei sistemi sono ne-cessarie prove con il sistemanon in funzionamento. Laprova di sollecitazione consi-ste nel cambiare uno o piùparametri del segnale digitalefinché si verifica un’anomalia.Il numero di cambiamenti ne-cessari per produrre l’anoma-lia è una misura del marginedi passaggio. Partendo dalle

specifiche previste neglistandard per il video digitaleseriale (SMPTE 259M oSMPTE 292M), il modo piùintuitivo per sollecitare il si-stema è di aumentare la lun-ghezza del cavo finché so-praggiungono degli errori. Al-tre prove possono essere ef-fettuate tramite la variazionedell’ampiezza o del tempo disalita oppure aggiungendorumore e/o instabilità (jitter)

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al segnale. Ciascuna di que-ste prove valuta uno o piùaspetti delle prestazioni delricevitore, in particolare l’in-tervallo e la precisionedell’equalizzatore automaticoe le caratteristiche del rumoredel ricevitore. Risultati speri-mentali indicano che la provaeffettuata incrementando lalunghezza del cavo, in parti-colare quando impiegata as-sieme ai segnali del campoper il controllo della SDI de-scritti nelle sezioni seguenti,è la prova di sollecitazionepiù importante perché rap-presenta il funzionamento re-ale. La sollecitazione per laprova della capacità del rice-vitore di gestire le variazionidelle ampiezze e l’instabilitàaggiunta sono utili per valu-tare e accettare un’apparec-chiatura, ma non sono moltosignificative per la valutazio-ne del funzionamento del si-stema. (La misurazione del-l’ampiezza del segnale al tra-smettitore e la misurazionedell’instabilità in vari puntidel sistema sono importantinelle prove funzionali manon come le sono nelle pro-ve di sollecitazione). L’ag-giunta di rumore o il cambia-mento del tempo di salita(entro limiti ragionevoli) han-no scarsi effetti sui sistemi di-gitali e non sono importantinelle prove di sollecitazione.

Prova disollecitazione sullalunghezza del cavo

La prova di sollecitazionesulla lunghezza del cavo puòessere fatta utilizzando unvero cavo coassiale o unsimulatore di cavo. Il metodoche prevede l’uso del cavo

coassiale è il più semplice eil più pratico. Il parametrochiave che deve essere valu-tato è rappresentato dal so-praggiungere dell’errore inquanto questa situazione de-termina il punto dirottura.Con il metodo di mi-surazione dell’errore in loca-le, la qualità della misurazio-ne sarà determinata dall’acu-tezza del ginocchio che siforma nella curva dell’errore.

Per esempio, utilizzando uncavo coassiale 8281 in un si-stema a 270 Mb/s, una varia-zione in lunghezza di 5 metridi cavo produce, tipicamente,un incremento degli erroripassando da nessun erroreper minuto a più di 1 errore/secondo.

Da prove sperimentali si èvisto che per avere lo stessoincremento d’errore che po-trebbe essere prodotto da unsimulatore di cavo, di buonaqualità, si deve utilizzare uncavo coassiale 8281 di lun-ghezza compresa fra i 10 e i15 metri.

Un controllo operativo deicavi dell’impianto può esserecondotto facilmente utilizzan-do il monitor WFM601M (Fi-gura 67) che visualizza, du-rante il controllo effettuatodurante il funzionamento, leinformazioni chiave sul se-gnale quando quest’ultimo la-scia la sorgente precedente esu come “sopravvive” al per-corso per la sua trasmissione.

Campo di controlloper SDI

Il campo di controllo perSDI (conosciuto anche come“segnale patologico”) è unsegnale di prova a pienocampo e quindi deve essereimpiegato con il sistema nonin funzione. Questo segnale è

gestito con difficoltà dal siste-ma digitale seriale e rappre-senta una prova molto impor-tante. Il campo di controlloper SDI è specifico per avereuna quantità massima dienergia a bassa frequenza,dopo il rimescolamento, indue parti distinte del campo.

Statisticamente, questaenergia a bassa frequenza èpresente all’incirca una solavolta per quadro.

Un componente del campodi controllo SDI effettua laprova del funzionamentodell’equalizzatore generandouna sequenza di diciannove“0” seguiti da un solo “1”(oppure una sequenza di di-ciannove “1” seguiti da unsolo “0”). Ciò accade circauna volta per campo quandoil rimescolatore raggiunge lecondizioni di avvio richiestee quando ciò avviene la suadurata si protrae per tutta lariga e termina con il soprag-giungere del pacchetto EAV.Questa sequenza produce uncomponente a DC elevatache sollecita le capacità ana-logiche dell’apparecchiatura eil sistema di trasmissione chegestisce il segnale.

Questa parte del segnale diprova può comparire al-l’estremità superiore dellavisualizzazione dell’immaginecome una sfumatura colorporpora, con il valore lumaimpostato a 198

h ed entrambi

i valori chroma impostati a300

h.

L’altra parte del segnale èprogettata per controllare leprestazioni con circuito bloc-cato in fase con un segnaleoccasionale formato da unasequenza di venti “0” seguitada una sequenza di venti “1”.Ciò fornisce un numero mini-mo di intersezioni con lozero per l’estrazione del

clock. Questa parte del se-gnale può comparire sul-l’estremità inferiore della

visualizzazione dell’immaginesotto forma di una sfumaturadi colore grigio, con lumaimpostato a 110

h ed entrambi

i canali chroma a 200h.

Alcuni generatori di segnalidi prova utilizzano ordini di-versi per i segnali, con ildisplay per la visualizzazionedelle immagini a sfumature diverde. I risultati sono gli stes-si. Uno qualunque dei com-ponenti del segnale (e altricolori statisticamente difficol-tosi) potrebbe essere presen-te nella grafica generata dalcomputer quindi è importan-te che il sistema gestisca il se-gnale di prova senza errori.

Il segnale di prova per ilcampo di controllo per SDI ècompletamente legale per ilcomponente digitale ma nonlo è per il dominio composto;è definito nella NormaRP178.

Prova d’errore CRC

Per fornire informazioni al-l’operatore o persino per farsuonare un allarme esternonel caso in cui i dati non arri-vino intatti, si può utilizzare ilControllo a RidondanzaCiclica, solitamente indicatocon CRC (Cyclic RedundancyCheck). Un CRC è presentein ciascuna riga video nei for-mati ad alta definizione epuò essere opzionalmente in-serito in ciascun semiquadronei formati a definizionestandard. Si calcola un CRC elo si inserisce nel segnale deidati per effettuare un con-fronto con un CRC nuova-mente calcolato all’estremitàposta in ricezione. Per i for-mati a ricezione standard ilvalore CRC è inserito nell’in-tervallo verticale, dopo ilpunto di commutazione. LaNorma SMPTE RP165 defini-sce il metodo opzionale perl’individuazione e la gestione

Figura 67. Schermata di informazione sul cavo,, WFM601M

Figura 68. Schermata di informazione sui dati,, WFM601M

degli errori nei dati per i for-mati video a definizionestandard. I dati relativi alcampo completo e all’imma-gine attiva sono controllatiseparatamente e per ciascuncampo si genera, una voltaper campo, una word CRC a16 bit. Il controllo a CampoCompleto copre tutti i datitrasmessi tranne le righe ri-servate per la commutazionedegli intervalli verticale (righe9-11 nello standard a 525 ri-ghe, righe 5-7 in quello a625). Il controllo sull’Immagi-ne Attiva copre solamente leword dei dati video attivo,che si trovano fra SAV e EAV,a esclusione di queste ultimedue. Le semirighe del videoattivo non sono incluse nelcontrollo dell’Immagine Atti-va. I monitor digitali possonofornire sia la visualizzazionedei valori CRC, sia un allarmeper qualsiasi errore CRC (Fi-gura 68).

Nei formati ad alta defini-zione, i CRC per luma echroma seguono il pacchettoEAV e le word dei dati ausi-liari. Il CRC per i formati adalta definizione a1125 righe èdefinito in SMPTE 292M perseguire il pacchetto EAV e leword del numero di riga; ilcontrollo CRC è del tipo “rigaper riga”.

Prova di instabilità

Poiché con i dati video nonè fornito un

clock separato, quello per ilcampionamento deve essereestratto dall’individuazionedelle transizioni dei dati. Ciòsi effettua direttamente dal-l’estrazione dell’energia che sitrova intorno alla frequenzadi clock in grado di guidarel’oscillatore ad ampia larghez-za di banda (per esempio, unoscillatore a 270 MHz e a lar-ghezza di banda di 5 MHz)agganciato in tempo quasi re-ale al segnale in ingresso.Questo oscillatore, a sua vol-ta, guida un oscillatore, forte-mente mediato, a larghezzadi banda stretta (per esempioun oscillatore a 270 MHz alarghezza di banda di 10 Hz).In uno strumento per la mi-surazione dell’instabilità(jitter) i campionamenti deglioscillatori a larghezza di ban-da ampia o stretta sono poiconfrontati in undemodulatore di fase perprodurre una forma d’ondain uscita che rappresenti l’in-stabilità. Questo metodo ènoto come “metodo deldemodulatore”.

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L’instabilità dellatemporizzazione è definitacome la variazione nel tempodi situazioni significative (peresempio, l’intersezione con lozero) di un segnale digitalerelativo a un clock che nonpresenta instabilità, al di so-pra di alcune basse frequen-ze (tipicamente 10Hz). Sareb-be preferibile utilizzare ilclock di riferimento originalema solitamente esso non èdisponibile e, quindi, si utiliz-za spesso, nello strumento dimisurazione, un oscillatorefortemente mediato.

L’instabilità dell’allineamen-to, o instabilità relativa, è de-finita come la variazione neltempo di situazioni significa-tive (per esempiol’intersezione con lo zero) diun segnale digitale relativo aun ipotetico

clock estratto dallo stessosegnale. Questo clock estrattodal segnale seguirà il segnalefino alla larghezza di bandasuperiore di estrazione delclock, tipicamente da un1KHz a 100 KHz. L’instabilitàdell’allineamento misurata in-clude quelle situazioni che siverificano al di sopra di que-sta frequenza. L’instabilitàdell’allineamento indica unadegradazione del margine ditemporizzazione del clock re-lativo al segnale da aggancia-re.

Gli strumenti Tektronixquali, per esempio, ilWFM601M (Figura 69), ilWFM700M e il VM700T forni-scono una selezione di filtripassa-alto per isolare l’ener-gia dell’instabilità. Le infor-mazioni relative all’instabilitàpossono essere non filtrate(l’intera larghezza di bandada 10 Hz a 5MHz) pervisualizzare l’instabilità ditemporizzazione, oppurepossono essere filtrate da unfiltro passa-alto a 1kHz (-3dB) per visualizzare l’insta-

bilità dell’allineamento da1kHz a 5MHz. È possibile se-lezionare filtri passa-alto ag-giuntivi per isolare ulterioricomponenti dell’instabilità.Questi strumenti di misuraforniscono una lettura direttadell’ampiezza dell’instabilità euna visualizzazione della for-ma d’onda demodulata del-l’instabilità stessa per aiutaread isolarne la causa.

È abbastanza comune perun ricevitore di dati in un sin-golo percorso tollerare un’in-stabilità considerevolmentemaggiore rispetto a quantospecificato dalle normeSMPTE, tuttavia un aumentodell’instabilità all’interno deidispositivi multipli può porta-re a un’anomalia non previ-sta. L’instabilità nei sistemi abit seriali è trattata in SMPTERP184, EG33 e RP192.

Prova con “modelloa occhio” (Eyepattern)

Il modello a occhio (Figure70 e 71) è unavisualizzazione suoscilloscopio di un segnaleanalogico che trasporta deidati. Gli “alti” e i “bassi” delsegnale devono essereindividuabili in maniera effi-ciente dal ricevitore per forni-re i dati in tempo reale, senzaerrori. I parametri fondamen-tali misurati con il “modello aocchio” sono l’ampiezza delsegnale, il tempo di salita, el’eccesso di correzione. L’in-stabilità può anche essere mi-surata con il “modello a oc-chio” se si specifica attenta-mente il

clock. Questo modello èvisualizzato non appena arri-va, prima dell’equalizzazione.Conseguentemente, la mag-gior parte delle misurazionipuò essere effettuata accanto

alla sorgente, dove il segnalenon è dominato dal rumore edall’attenuazione dovuta avariazioni di frequenza.

Negli standard SMPTE359M,SMPTE292 e RP184 compaio-no importanti specifiche cheincludono l’ampiezza, il tem-po di salita e l’instabilità(jitter). La frequenza, o il pe-riodo, è determinata dal ge-neratore di sincronizzazionetelevisivo che sviluppa il se-gnale sorgente, non il proces-so di serializzazione.

L’intervallo unitario (UI) èdefinito come il tempo com-preso fra due transizioni adia-centi del segnale e rappre-senta il reciproco della fre-quenza di clock. L’intervallounitario è di 3,7 ns per i com-ponenti digitali nei formati525 e 625 (SMPTE 259M),mentre è di 673,4 ps per il di-gitale ad alta definizione(SMPTE 292M). Un ricevitoreseriale determina se il segna-le è “alto” o “basso” nel cen-tro di ciascun “occhio” indivi-duando in tal modo i datiseriali. Quando il rumore el’instabilità del segnale au-mentano all’interno del cana-le di trasmissione, il punto didecisione migliore si trovanel centro dell’occhio (Figura71) sebbene alcuni ricevitoriselezionino un punto ad unfissato istante di tempo dopociascun punto di transizione.Qualsiasi effetto che restringel’occhio può ridurre l’utilitàdel segnale ricevuto.

In un sistema di comunica-zione con correzione d’errorein avanti, è possibile recupe-rare accuratamente i dati an-che con l’occhio quasi chiu-so. Con una frequenza del-l’errore molto bassa, richiestaper una corretta trasmissionedel video digitale seriale,dopo l’equallizzazione del ri-cevitore è necessario avereun’apertura dell’occhio ampiae pulita. Ciò perché la naturacasuale del processo chechiude l’occhio presenta, sta-tisticamente, delle “code” chepotrebbero occasionalmentedare origine a un inaccettabi-le errore. L’instabilità (jitter)prevista dalle specifiche è di0,2 UI che corrisponde a 740ps per i componenti digitali525 e 625, mentre corrispon-de a 134,7 ps per il digitalead alta definzione. I sistemidigitali funzionano oltre il va-lore previsto dalle specifiche,ma a un certo punto si pre-senterà un’anomalia. Il princi-pio base di questi sistemi di-gitali è di osservare questespecifiche per conservare l’in-tegrità del sistema ed evitareanomalie che potrebberocausarne l’inoperatività.

L’ampiezza del segnale èimportante a causa della suarelazione con il rumore eperché il ricevitore valuta lacompensazione richiesta adalta frequenza(equalizzazione) basata sul-l’energia, a metà della fre-quenza di clock, che rimaneal segnale in arrivo. Ampiez-ze non corrette alla fine del-l’invio possono dare origine auna equalizzazione non cor-retta alla fine della ricezionecon conseguente distorsionedel segnale.

Le misurazioni del tempodi salita sono effettuate in unpunto in una opportuna posi-zione compresa fra il 20% el’80% per i dispositivi a logicaECL a commutazione di cor-rente. Un tempo di salita noncorretto potrebbe causare di-storsione del segnale come,per esempio, sdoppiamentodell’immagine o eccesso dicorrezione, oppure se fossetroppo lento potrebbe ridurreil tempo a disposizione per ilcampionamento all’internodell’occhio.

L’eccesso di correzione po-

trebbe essere il risultato di untempo di salita non corretto,ma più probabilmente saràcausato dalle discontinuitàdell’impedenza o da unascarsa attenuazione della ri-flessione alle terminazioniper la ricezione o per l’invio.Per effettuare una prova effi-cace, su una terminazione fi-nale a ricezione corretta, ènecessario che lo strumentodi prova sia dotato di un cir-cuito chiuso ad alta prestazio-ne per individuare qualsiasidifetto causato dalla termina-zione sottoposta a prova. Leperdite sul cavo tendono a ri-durre la visibilità della rifles-sione, specialmente per velo-cità di dati ad alta definizionedi 1,485 Gb/s o superiori. In-gressi digitali ad alta defini-zione sono solitamente termi-nati internamente e ilmonitoraggio con modello “aocchio” durante il funziona-mento non effettuerà la provadel percorso per la trasmis-sione (cavo) che alimenta al-tri dispositivi. La prova delpercorso per la trasmissionefuori funzionamento è effet-

Figura 69.Visualizzazione dell’instabilità demodulata effettuata con WFM601M.

Nella figure 70 e 71

Interval unit = Intervallo unitario

Risetime = Tempo di salita

0,4 to 1.5 ns = da 0,4 a 1,5 ns

Jitter = Instabilità

Noise = Rumore

Decision point = Punto decisionale

Figura 70. Visualizzazione con modello a occhio del segnale dei datinello strato di trasporto analogico.

Figura 71. Estrazione dei dati per un segnale seriale.

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tuata sostituendo il generato-re del segnale di prova per lasorgente e il monitor per ilcontrollo della forma d’onda,con il display “a occhio” alposto del normale dispositivodi ricezione.

La prova con modello “aocchio” necessita di unoscilloscopio con rispostanota ben oltre la velocità deidati dello strato di trasportoed è generalmente misuratacon tecniche dicampionamento. I monitorTektronix VM700T, WFM601E

e WFM601M e WFM700M ga-rantiscono la capacità di mi-surazione secondo il modello“a occhio” per la definizionestandard (270 Mb/s) e ilWFM700M consente invece lemisurazioni per flussi di datiad alta definizione a 1,485Gb/s. Questi monitor per ilcontrollo della forma d’ondadigitali offrono parecchi van-taggi perché sono in gradosia di estrarre e visualizzare idati video, sia di misurarli. Ilmodello “a occhio” campio-nato può essere visualizzato

in una sovrapposizione di trebit di dati per mostrare l’in-stabilità non in correlazionealla word a 10 bit, oppure sipuò effettuare un’imposta-zione per mostrare i dati aword correlate a 10 bit. Sin-cronizzando lospazzolamento del monitorper il controllo della formad’onda con il video, è facilevedere qualsiasi spostamentoDC nel flusso di dati correlatialle informazioni video per laverticale e per l’orizzontale.

ConclusioniLo scopo di questo documento

è stato quello di fornire informa-zioni di base riguardanti la tran-sizione per gli studi televisivi daiformati video analogici a quellidigitali e ad alta definizione.

Oggi i professionisti del videosi trovano di fronte molte sfide ela transizione al digitale è una diquelle a lungo temine. I tipicicentri di telediffusione e gli studidi produzione lavorano con for-mati video sia a definizionestandard, sia ad alta definizione.

I nuovi formati digitali, naturaleestensione dei ben noti segnalivideo analogici, offrono un cana-le superiore per la creatività deiprofessionisti del settore, unmaggior livello delle prestazionie dell’affidabilità per i tecnici euna nuova eccitante esperienzaper il consumatore che contri-buirà a far crescere l’industria ea farle avere successo.

Il futuro riserverà molti cam-biamenti e gli autori si auguranoche le transizioni del video daanalogico a digitale possano por-tare a risultati gratificanti.

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Sommario della “Guida alle misurazioni del video digitale standard e ad alta definizione”

Guida allemisurazioni

del video digitalestandard e

ad alta definizione

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Continua la versione italiana di un manuale della Tektronix dal titolooriginale “Guide to Standard and High-Definition Digital VideoMeasurements”, una guida molto interessante e completa sul video (e l’audio)in ambiente digitale con particolare attenzione agli aspetti relativi altrattamento ed alla ‘misurazione’ del segnale. I ringraziamenti vanno aTektronix ed in particolare a Paul Dubery, Jole Perlangeli e Franco Chiusa.A piè pagina il sommario completo della serie di articoli.

Indice

IntroduzioneLa televisione tradizionale

La “Nuova” Televisione DigitaleI numeri del mondo analogicoIl video digitale component

Il passaggio dall’analogico aldigitaleSegnale a componenti RGBCorrezione del gammaCorrezione del gamma: oltre lacorrezione per la risposta del CRTConversione del segnale R’G’B’ inluma e differenza colore

L’ interfaccia video digitaleCampionamento 601Interfaccia digitale parallelaInterfaccia digitale seriale (SDI)

I principi del video in definizionestandard alla base anche del videoad alta definizione

Temporizzazioni esincronizzazioneTemporizzazioni del video analogicoTemporizzazione orizzontaleTemporizzazione verticaleParametri del video analogicocomponent ad alta definizione

Formati di registrazione digitaliFormati di produzione a framesegmentati

Temporizzazione esincronizzazione dei segnalidigitaliSincronizzazione telecine

Audio digitaleAudio embedded nel video digitalecomponentEstensione dell’audio embeddedLa gestione dell’audio AES/EBU

Misurazioni VideoStrumenti di misurazione emonitoraggioMonitoraggio dei segnali analogici edigitaliValutazionedella degradazione del segnale videoAmpiezza del videoAmpiezza del segnaleRisposta in frequenzaRitardo di gruppoEffetti non lineariGuadagno differenzialeFase differenzialeTemporizzazioni fra sorgenti videoTemporizzazione interchannel delsegnale componentMetodo forma d’onda

Metodo Tektronix LightningMetodo Bowtie

Gestione di un sistema televisivodigitaleForme d’onda RGB e a differenza dicoloreBilanciamento del guadagnocomponentVisualizzazione vettorialeVisualizzazione LightningVisualizzazione DiamondVisualizzazione Arrow-Head

Test per sistemi digitaliTest di sollecitazioneTest di lunghezza cavoCheck Field SDITest d’errore CRCTest JitterTest eye-pattern

Conclusioni

Appendice A – Colore ecolorimetriaBiancoComponenti rosso, verde e bluColori legali e validiTavole di conversioneAppendice B – Relazioni fra lefrequenze televisiveAppendice C – Parametri deisegnali video composito analogicia definizione standardAppendice D – Norme e standarddi riferimento per la televisioneAppendice E – BibliografiaAppendice F – Glossario

Ringraziamenti

Notizie biografiche

Avvertenze

Appendice A

Colori e colorimetria

Le specifiche per il colorenel campo televisivo si basa-no sugli standard definiti dal-la CIE - Commissione Inter-nazionale per l’Illuminazione- nel 1931. Il sistema è basatosu esperimenti condotti conun gruppo di osservatori che

abbinano un colore a unamiscela additiva dei tre colori

tristimolo XYZ per ottenereun tracciamento bidimensio-nale dei valori x e y di tutti icolori per un relativo valoredi luminanza; le equazioniche appaiono qui in seguitorappresentano le relazioniper passare da un sistema dicoordinate all’altro. Ogni co-lore è rappresentato con unpunto di coordinate (x;y) al-l’interno di un diagramma dicromaticità, come illustrato in

Figura A2.

x = X / (X + Y + Z)y = Y / (X + Y + Z)z = Z / (X + Y + Z)1 =x + y + z

Per i vari formati videosono stabiliti dei limiti chemostrano tutti i colori possi-bili per quel formato. I trian-goli definiti dai colori codifi-cati e rappresentati nella Fi-

primari: il rosso, il verde, ilblu. La media dei risultati ot-tenuti da questi esperimentiporta al grafico che mostra lafunzione colorimetrica (Figu-ra A1) di un osservatorestandard (medio). I valori ditristimolo (detti anche com-ponenti tricromatiche) RGBpresentano dei limiti impostidalla gamma e non possonoriprodurre tutti i colori. Per ri-produrre tutti i colori sareb-bero necessari dei valori RGBnegativi. Questo modello ri-sulta non essere adatto

colorimetria televisiva. La CIEspecificò un insieme ideale divalori di tristimolo primariXYZ. Questi valori sono uninsieme di valori tutti positiviconvertiti a partire dai valoridi tristimolo RGB nei quali ilvalore Y è proporzionale allaluminanza della miscelaadditiva. Questa specifica èutilizzata come base per ilcolore negli attuali standardtelevisivi.

La CIE standardizzò unaprocedura per lanormalizzazione dei valori di

Figura A1. Funzioni colorimetriche (per osservatore a 2°), CIE 1931

Figura A2. Diagramma di cromaticità (x;y) CIE con valori dellecoordinate per SMPTE, EBU/PAL/SECAM e NTSC 1953.

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gura A3 (SMPTE = giallo,EBU/PAL/SECAM = blu,NTSC 1953 = verde) sonospecificati con le coordinatex e y che compaiono nellaTabella A1.

Le coordinate x e y sceltedipendono dai fosfori utiliz-zati per la costruzione delCRT. I fosfori indicati dallespecifiche per il sistemaNTSC nel 1953 sono statisoppiantati da quelli indicatida EBU e da SMPTE in segui-to alle richieste di display piùluminosi.

Bianco

Il punto bianco del sistemaè importante nella definizio-ne dei colori e quindi all’in-terno di ciascun formato sene definisce uno che è ag-giunto al rosso, al verde e alblu in pari misura.

Nel 1931 la CIE definì pa-recchie sorgenti standard:

Sorgente A: una lampada afilamento di tungsteno contemperatura del colore a 2854K.

Sorgente B: un modellodella luce solare di mezzo-giorno con una temperaturedel colore a 4800 K.

Sorgente C: un modellodella luce diurna media conuna temperatura del colore a6504 K.

L’illuminante C (la sorgenteC) fu utilizzata nella defini-zione originale per il sistemaNTSC. La CIE definì successi-vamente una serie di illumi-nanti a luce diurna indicatacome Serie D a luce diurna.Attualmente si utilizza, in ma-niera predominante, negli at-tuali standard video, l’illumi-nante D65 con temperaturadel colore di 6504 K e coor-dinate (x;y) leggermente dif-ferenti.

Ciascuna delle sorgenti pre-senta un punto bianco e aognuna è associata una cop-pia di valori (x;y) nel dia-gramma di cromaticità.

Illuminante Ax = 0,4476 y = 0,4075Illuminante Bx = 0,3484 y = 0,3516Illuminante Cx = 0,3101 y = 0,3162Illuminante D65x = 0,3127 y = 0,3290

Gli attuali standard preve-dono che gli studi televisivisia illuminati da una sorgentecon illuminante D65. In realtàl’illuminazione degli studipuò non essere ottenuta conl’illuminante D65 e in tal casola compensazione del

bilanciamento del bianco del-la telecamera sarà effettuatatramite la regolazione delguadagno dei componentirosso, verde e blu.

Componenti rosso,verde e blu

I componenti, in alcuneforme, sono una parte neces-

saria per qualsiasi sistema te-levisivo. Le telecamere a co-lori solitamente analizzano laluce dell’immagine, nei suoitre componenti rosso, verde eblu, per sviluppare i segnalivideo. Poiché ciascuno diquesti segnali R’G’B’ a fattoredi contrasto corretto trasportaparte delle informazioni del-l’immagine ed è necessarioper ricreare l’immagine com-pleta, si fa riferimento ad essi

indicandoli come “compo-nenti” del segnale video a co-lori tuttavia, come indicatodal significato generale deltermine, ciascun componenteè una parte necessaria manon sufficiente. I segnalicomponenti R’G’B’ di base,sono di nuovo utilizzati al-l’uscita del sistema televisivoper visualizzare l’immaginesu un monitor o su un appa-recchio televisivo. In base a

ciò è dunque ragionevole af-fermare che uno dei princi-pali compiti del sistema tele-visivo è di convogliare questisegnali componenti attraversotutti i processi di distribuzio-ne, tecnici e artistici e di in-viarli a un display per lavisualizzazione. Sebbene al-

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Nella figura A3

Blue BluMagenta MagentaBlack NeroRed RossoYellow GialloGreen VerdeWhite BiancoCyan CianoMatrix Matrice

cune apparecchiature, spe-cialmente nel passato, hannoinviato segnali RGB oltre latelecamera (o l’unità di con-trollo della telecamera), il se-gnale video è stato quasisempre trasportato o codifica-to in altri formati per la regi-strazione, perl’interconnessione o per latrasmissione a lunghe distan-ze e poi decodificato per lavisualizzazione.

Un altro mezzo per la rap-presentazione dei colori pri-mari rosso, verde e blu è co-stituito dalla rappresentazio-ne tridimensionale con ilcubo dei colori R’G’B’ all’in-terno del quale sono rappre-sentati tutti i colori. Il cubodei colori RGB è mostratonella Figura A3.

Il sistema televisivo a colorifu sviluppato per essere com-patibile con i ricevitori inbianco e nero. Il segnaleluma a fattore di contrastocorretto, Y’, è creato dai se-gnali rosso, verde e blu pro-venienti dalla telecamera perla trasmissione a ricevitori inbianco e nero o a colori,come se fosse un’immaginemonocromatica. Conoscendo

la differenza tra il canalemonocromatico o luma euno qualunque dei due cana-li colore, siamo in grado di ri-costruire il rosso, il verde e ilblu per gestire il cinescopio acolori. Poiché la risposta alverde della visione umana èstrettamente legata alla lumi-nosità, la maggior parte diquesta informazione colore èutilizzata per formare il se-gnale luma mentre i restanticanali a sottrazione di colorerosso e blu possono essere

trasmessi a una larghezza dibanda inferiore.

Il segnale luma e i due se-gnali a sottrazione di colorecontengono tutte le informa-zioni necessarie pervisualizzare uno qualsiasi del-la vasta gamma di colori pos-sibili nell’immagine origina-ria. Il gruppo principale deitre componenti (R’, G’ e B’) ècosì trasformato in un nuovogruppo di tre componenti(Y’, R’-Y’, B’-Y’) tramite unasemplice matrice, come mo-

strato in Figura A4. Il formatocon i componenti a sottrazio-ne di colore presenta duevantaggi rispetto all’R’G’B’: sirichiede sostanzialmente unalarghezza di banda inferioreper fornire le informazioninecessarie; un sistema a sot-trazione di colore richiedesolo un canale ad alta lar-ghezza di banda dato che tut-ti i minimi dettagli dell’imma-gine sono trasportati dal se-gnale luma. Un sistemaR’G’B’ richiede invece un’am-pia larghezza di banda su tut-ti e tre i canali.

Il secondo vantaggio consi-ste nel fatto che le distorsioni

del guadagno hanno effettimeno gravi su un gruppo dicomponenti a sottrazione dicolore rispetto a quelli pro-dotti sui componenti R’G’B’.Un qualunque canale a bassolivello in un gruppo a sottra-zione di colore produrrà sola-mente piccoli cambiamentinella tonalità o nella satura-zione. Un basso livellonell’R’G’B’ produrrà, invece,un’immagine con colori chia-ramente errati. L’idea ditranscodificare i componentiR’G’B’ in un segnale luma ein due segnali a sottrazionedi colore si è dimostrata mol-to utile. Tali segnali, con va-riazioni relativamente minori,sono alla base sia di tutti iformati dei componenti videoesistenti, sia delle normativeper la trasmissione composta,in tutto il mondo.

Definizione standard (Figu-ra A5):Y’ = 0,587G’ + 0,114B’ +

0,299R’,valori compresitra 0 e 700 mV Sync -300 mV

B’ - Y’ = -0,587G’ + 0,866B’ -0,299R’, valori com-presi tra ± 620 mV

R’ - Y’ = -0,857G’ -0,114B’ +0,701R’,valori com-presi tra ± 491 mV

Nel dominio dei compo-nenti video, i segnali a com-ponente R’G’B’ sono spessoindicati con G’B’R’ poiché lamaggior parte del segnale

Tabella A1. Valori delle coordinate (x;y) fissati dalla CIE per i diversi formati.

SMPTE ROSSO VERDE BLUXr Yr Xg Yg Xb Yb

0,630 0,340 0,310 0,595 0,155 0,070

Illuminante D65 x = 0,3127 y = 0,3290

EBU ROSSO VERDE BLURec 709 Xr Yr Xg Yg Xb Yb

0,640 0,330 0,300 0,600 0,150 0,060

Illuminante D65 x = 0,3127 y = 0,3290

PAL/SECAM ROSSO VERDE BLUXr Yr Xg Yg Xb Yb

0,64 0,330 0,290 0,60 0,150 0,060

Illuminante D65 x = 0,3127 y = 0,3290

NTSC ROSSO VERDE BLU(1953) Xr Yr Xg Yg Xb Yb

0,670 0,330 0,210 0,710 0,140 0,080Illuminante C x = 0,3101 y = 0,3162

Figura A4. Matrice di trasformazione del segnale R’G’B’ nei componenti a sottrazione di colore

Figura A3. Il cubo dei colori R’G’B’.

Figura A5. Segnali a sottrazione di colore in scala + offset perquantizzazione digitale.

Y’ = 0,587G’ + 0,114B’ +

0,299R’, valori

compresi tra 0 e 700

mV Sync – 300 mV.

P’b = 0,564 (B’ – Y’), valore

compreso tra ± 350 mV.

P’r = 0,713 (R’ – Y’), valore

compreso tra ± 350 mV.

Y’ = 0,587G’ + 0,114B’ +

0,299R’, valori

compresi tra 0 e700

mV Sync – 300 mV.

C’b = 0,564 (B’ – Y’) + 350

mV, valore compreso

tra 0 e 700 mV.

C’r = 0,713 (R’ – Y’) + 350

mV, valore compreso

tra 0 e 700 mV.

40○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

della luminanza è formatodall’informazione relativa alcanale verde. Esiste quindiuna corrispondenza traY’P’bP’r e G’B’R’.

I valori a sottrazione di co-lore (Figura A5) sono dappri-ma rappresentati su scala perprodurre un intervallo dina-mico uguale compreso fra ±350 mV per lavorare più co-modamente all’interno di di-versi sistemi. Il segnale acomponenti analogici è indi-cato con Y’P’bP’r; il sistema acomponenti digitali è indicatocon Y’C’bC’r e introduce unoffset nei segnali a sottrazionedi colore in modo da ottene-re degli intervalli di elabora-zione simili per i valori deisegnali Y e a sottrazione dicolore.

Le operazioni di matrixinge di scaling impedisconol’utilizzo di tutti i possibili va-lori dei segnali Y’C’bC’rquando il segnale èriconvertito in RGB. Come il-lustrato nella Figura A6, siutilizza solo il 25% circa ditutti i possibili valori dei se-gnali nel dominio Y’C’bC’rper presentare l’intera gammadi colori nel dominio RGB.Per questo motivo si deveprestare attenzione quando sieffettuano le trasformazionitra formati per evitare chel’intervallo dinamico sia supe-rato durante il processo diconversione.

Gamma, legale,valido

Il termine “gamma” (gamut)è stato utilizzato per indivi-duare l’intervallo o gamma dicolori riproducibili da un si-stema televisivo quando lascena è illuminata dal colorebianco di riferimento (Illumi-nante D

65 per NTSC/PAL).

Questa gamma è definita dalvalore della cromaticità o dal-le coordinate di cromaticitàCIE per un dato sistema. Taleintervallo di colori di satura-zione variabile è riprodottonel monitor d’immagine daivalori dei segnali rosso, verde

e blu o R’G’B’. Quando i va-lori sono gli stessi, (peresempio: R’ = G’ = B’) l’im-magine è sbiadita, sino a pre-sentare sfumature di grigio,su un monitor d’immaginecorrettamente regolato. In

caso contrario, risulterà unatonalità colorata a saturazionenon nulla e sono possibilitutti i colori della gamma fraquelli riproducibili impostan-do i valori dei segnali R’G’B’in maniera indipendente.

Figura A6. Spazio del colore in 3D per Y’C’b’C’R’

Nella figura A6

Yellow GialloGreen VerdeBlack NeroBlue BluRed RossoMagenta MagentaCyan CianoWhite Bianco

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Figura A7. Un segnale valido a sottrazione di colore può esseretrasformato in un segnale legale RGB.

Poiché i valori dei segnaliR’G’B’ rappresentano diretta-mente questi colori, il termi-ne gamma è spesso utilizzatoper indicare i colori ottenibilida tutte la combinazioni deisegnali R’G’B’ che si trovanotra i limiti legali compresi tra0 e 700 mV. I segnali R’G’B’che si estendono oltre questointervallo di tensione posso-no produrre il colore deside-rato su un dato monitor d’im-magine, ma sono al di fuoridella gamma di colori valida.Questi segnali possono esse-re tagliati o compressi in suc-cessivi processi relativi al se-gnale, provocando una di-storsione del colore quandoquest’ultimo è visualizzato suun altro monitor d’immagine.

Nel dominio dell’R’G’B’,quindi, qualsiasi canale chesuperi il limite superiore o in-feriore rappresenta un segna-le non valido, poiché il colo-re esce dalla gamma di colorivalida. È inoltre illegale per-ché uno o più componentisupera/superano i limiti lega-li.

I segnali legali sono sempli-cemente quei segnali chenon violano i limiti di tensio-ne del segnale per il partico-lare formato in uso, cioè queisegnali che si trovano all’in-terno dei limiti concessi perquel formato. Un segnale le-gale in un formato a sottra-zione di colore come Y’C’bC’rpuò quindi essere non validoin quanto può rappresentareun colore al di fuori dellagamma di colori valida. Unsegnale non valido di questotipo produrrà sempre un se-gnale illegale quando ètranscodificato in R’G’B’.

Un segnale è valido quan-do si trova all’interno dellagamma di colori e resta lega-le quando è trasformato inqualunque altro formato. Unsegnale valido è sempre lega-le, ma un segnale legale nonè sempre necessariamentevalido. Quest’ultimo caso siverifica, molto spesso, con unsegnale componente con for-mato a sottrazione di colore,per il quale i livelli del segna-le non sono indipendentiperché si trovano in sistemiRGB. Le Figure A7 e A8 mo-strano come una semplice di-storsione del guadagno in unsegnale a componente a sot-trazione di colore possa ren-dere non valido un segnale,pur non rendendolo illegale.

La Figura A7 mostra un se-gnale a sottrazione di colorelegale e valido (in alto) e ilsegnale RGB legale (in basso)

nel quale si trasforma. NellaFigura A8, invece, il canaleluma del segnale a sottrazio-ne di colore (in alto) è distor-to; presenta un guadagno re-lativo solo del 90%. Quandoquesto segnale distorto ètranscodificato nel formatoRGB (in basso), il risultato èun segnale illegale – tutti etre i componenti si estendo-no al di sotto del livello mini-mo di segnale consentito.Poiché il segnale a sottrazio-ne di colore distorto non èvalido perché non può esseretrasformato in un segnaleRGB legale. Anche altre for-me di distorsione possonocreare segnali non validi.

Segnali validi possono esse-re trasformati, codificati, o in-viati verso un qualunque in-gresso di un sistema videosenza provocare problemi re-lativi all’ampiezza.

Tabelle per laconversione deiformati

Le seguenti tabelle di con-versione mostrano come cal-colare la trasformazione tra ivalori di Y’P’bP’r e i prodottiG’B’R’. Nella Tabella A2, i va-lori delle barre di colore al100% sono trasformate daG’B’R’ in Y’P’bP’r. L’intervallodinamico di R’G’B’ (da 0 a700 mV) non è superato e ilprocesso di conversione si ri-solve in segnali che non su-perano l’intervallo dinamico

Figura A8. Un segnale non valido, legale in un formato ma illegaledopo la conversione.

analogico di Y’P’bP’r (da 0 a700 mV per il canale luma e± 350 mV per i canali a sot-trazione di colore). Questosegnale è detto Legale e Vali-do. Un segnale è Legale secade all’interno dell’intervallodinamico di quel formato. Unsegnale è Valido se rappre-senta un colore che si trovaall’interno della gamma di co-lori valida. Questo tipo di se-gnale, quando transcodificatoin R’G’B’ produrrà sempre un

segnale R’G’B’ legale.Quando un segnale supera

l’intervallo dinamico di unformato, diventa illegale. LaTabella A3 mostra segnali chesono legali nel dominioY’P’bP’r; quando questi valorisono trasformati in G’B’R’,comunque, alcuni di essi ca-dono al di fuori della sogliada 0 a 700 mV impostata perG’B’R’ che indica che essinon sono validi e che rappre-sentano colori al di fuori del-

la gamma valida. La distorsio-ne dei segnali potrebbe veri-ficarsi dall’elaborazione daparte di un’apparecchiaturain grado di elaborare solo ilsegnale interno all’intervallodel formato specificato e chepotrebbe tagliare il segnale incaso di superamento di que-sti valori. Tektronix ha svilup-pato specifici display per aiu-tare gli operatori e i tecnicinella manipolazione di se-gnali Legali e Validi.

Tabella A2. Segnali G’B’R’ legali e validi con segnali equivalenti Y’P’bP’r legali e validiBarre colore al 100%

Colore G’(mV) B’(mV) R’(mV) Y’(mV) P’b(mV) P’r(mV)

Bianco 700 700 700 700 0 0

Giallo 700 0 700 620,2 -350 56,7

Ciano 700 700 0 490,7 118,3 -350

Verde 700 0 0 410,9 -231,7 -293,3

Magenta 0 700 700 289,1 231,7 293,3

Rosso 0 0 700 209,3 -118,3 350

Blu 0 700 0 79,8 350 -56,7

Nero 0 0 0 0 0 0

Tabella A3. Segnali Y’P’bP’r legali ma non validi con segnali equivalenti G’B’R’ illegaliY’(mV) P’b(mV) P’r(mV) G’(mV) B’(mV) R’(mV) Colore

700 350 350 330 1320 1911 GBR illegale

700 -350 -350 1070 80 160 GBR illegale

700 0 350 450 700 1191 GBR illegale

700 0 -350 950 700 160 GBR illegale

700 350 0 580 1320 700 GBR illegale

700 -350 0 820 80 700 GBR illegale

700 0 0 700 700 700 Bianco

0 350 350 -370 620 491 GBR illegale

0 -350 -350 370 -620 491 GBR illegale

0 0 350 -250 0 491 GBR illegale

0 0 -350 250 0 -491 GBR illegale

0 350 0 -120 620 0 GBR illegale

0 -350 0 120 -620 0 GBR illegale

0 0 0 0 0 0 Nero

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Appendice E

Appendice D

Norme e standard diriferimento per latelevisione

ANSI S4.40-1992, DigitalAudio Engineering – For-mato per la trasmissioneseriale per i dati audio digitalirappresentati linearmente adue canali (AES-3). I T U - RBT.656-4 – Interfacce per isegnali video con componen-ti digitali nei sistemi televisivia 525 righe e a 625 righe chefunzionano al livello 4:2:2 se-condo la Racc. ITU-R BT-601(Parte A).ANSI/SMPTE 125M-1992,Television – Segnali videocomponenti 4:2:2 – Interfac-cia digitale parallela.ITU-R BT.709-4-2000 – Valo-ri dei parametri per gliStandard televisivi ad AltaDefinizione (HDTV) per laProduzione e lo Scambio In-ternazionale dei programmiTelevisivi.ANSI/SMPTE 170M-1994,Television – Segnali videoanalogici composti – NTSCper Applicazioni in Studio.

ITU-R BT. 1120-2 –Interfacce digitali per Segnaliin Studio per Televisione adAlta Definizione (HDTV) neiformati 1125/60 e 1250/50.ANSI/SMPTE 240M-1995,Television – Parametri deisegnali – Sistemi di produzio-ne ad alta definizione a 1125righe. SMPTE 260M-1992,Television – Rappresentazio-ne digitale e interfaccia paral-lela a bit – Sistema di Produ-zione ad alta definizione1125/60.ANSI/SMPTE 259M-1993,Television – Segnali a Com-ponenti a 10-Bit 4:2:2 e Se-gnali Digitali Composti NTSC4fsc – Interfaccia seriale digi-tale. SMPTE 318M-1999 –Sincronizzazione dei SistemiAudio e Video correlati a59,94 o 50 Hz in Aree Analo-giche e Digitali – Segnali diriferimento.ANSI/SMPTE 272M-1994,Television – FormattazioneAudio AES/EBU e Dati Ausi-liari nello Spazio dei Dati Au-siliari per il Video Digitale.SMPTE EngineeringGuideline EG33-1998 – Ca-ratteristiche e misurazionidell’Instabilità (jitter).

ANSI/SMPTE 274M-1995,Television – Scansione 1920x 1080 e Interfacce DigitaliParallele e Analogiche perFrequenze d’Immagine Multi-ple. SMPTE RP160-1997 –Interfaccia video ad alta defi-nizione per componenti ana-logici paralleli a 3 canali.ANSI/SMPTE 291M-1996,Television – FormattazioneSpazio e Pacchetto Dati Ausi-liari. SMPTE RP165-1994 –Checkword per l’indivi-duazione dell’errore e Flag diStato per l’utilizzo nelleinterfacce digitali seriali perla televisione.ANSI/SMPTE 292M-1996,Television – Interfaccia digi-tale bit-seriale per sistemi te-levisivi ad alta definizione.SMPTE RP168-1993 – Defi-nizione di Punto diCommutazione dell’IntervalloVerticale per laCommutazione del SegnaleVideo Sincrono.ANSI/SMPTE 293M-1996,Television – Produzione conformato 720 x 483 a righe at-tive con Scansione Progressi-va a 59,94 Hz – Rappresenta-zione Digitale. S M P T ERP177-1993 – Derivazione di

Equazioni di Colore TelevisiviBasilari.ANSI/SMPTE 294M-1997,Television – Produzione conformato 720 x 483 a righe at-tive con Scansione Progressi-va a 59,94 Hz – Interfacceseriali.SMPTE RP178-1996 –Campo di controllo dell’In-terfaccia Digitale Seriale persegnali a componente 4:2:2 a10 Bit e per segnali digitalicomposti 4fsc.ANSI/SMPTE 295M-1997,Television – Formato 1920 x1080 a 50 Hz – Scansione einterfaccia. SMPTE RP184-1996 – Specifiche per l’insta-bilità (jitter) nelle interfaccedigitali seriali.ANSI/SMPTE 296M-1997,Television – Scansione a1280 x 720, RappresentazioneAnalogica e Digitale eInterfaccia Analogica.SMPTE RP186-1995 – Codifi-ca delle informazioni dell’in-dice video per sistemi televi-sivi a 525 e a 625 righe.ANSI/SMPTE 299M-1997,Television – Formato audiodigitale a 24 Bit perInterfaccia bit-seriale per Te-levisione ad Alta Definizione(HDTV). SMPTE RP187-

1995 – Centro, Rapporto fralarghezza e altezza dell’imma-gine e Blanking delle imma-gini video.CIE Publication No 15.2,Colorimetry – Seconda Edi-zione (1986), Ufficio Centraledella Commissione Interna-zionale per l’IIlluminazione,Vienna, Austria. S M P T ERP192-1996 – Procedure perla Misurazione dell’instabilità(jitter) nelle Interfacce DigitaliSeriali.ITU-R BT.601-5 – Parametridi Codifica della TelevisioneDigitale per Studi con Rap-porto Standard altezza/lar-ghezza dell’immagine 4:3 e aSchermo Largo 16:9.SMPTE RP198-1998 – Cam-po di Controllo DigitaleSeriale per l’utilizzo conInterfacce ad Alta Definizio-ne.SMPTE RP211-2000 –Implementazione dei Quadrisegmentati a 24P, 25P e 30Pper i Formati di Produzione1920 x 1080.

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Jerry C. Whitaker,Television EngineeringHandbook, FeaturingHDTV Systems, Edizione ri-vista da Blair Benson,McGraw-Hill, 1992

Appendice B

Relazioni fra le frequenze per la televisione

Figura B1. Relazioni fra le frequenze.

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Appendice F

Glossario

ms – microsecondi = 1 x 10-6 s

4:2:2 – Termine comunemen-te utilizzato per indicare ilformato di un componentevideo digitale. I dettagli delformato sono specificati nellostandard ITU-R BT.601. I nu-merali 4:2:2 indicano il rap-porto della frequenza dicampionamento del singolocanale della lumimanza ri-spetto ai due canali a sottra-zione di colore. Ogni 4campionamenti del canaledella luminanza sono effet-tuati 2 campionamenti di cia-scun canale a sottrazione dicolore. Vedere ITU-R BT.601.

4fsc – Standard dicampionamento con riferi-mento a una frequenza otte-nuta moltiplicando per 4 lafrequenza di campionamentodella sottoportante. Si utilizzanei sistemi digitali composti.Per il sistema NTSC la fre-quenza è di 14,3 MHz, per ilsistema PAL è di 17,7 MHz. Ilcampionamento dei compo-nenti a definizione standardavviene a 13,5 MHz per il se-gnale luma, a 6,75 MHz peril segnale chroma sia per ilformato 535/60, sia per il for-mato 625/50.

algoritmo – Una serie di re-gole o processi per risolvereun problema in un numerofinito di passaggi.

aliasing – Difetti dell’imma-gine tipicamente causati daun insufficientecampionamento o da unascarsa filtrazione del videodigitale. I difetti generalmentesi manifestano comeseghettature sulle linee diago-nali e come scintillii o brilliinei dettagli dell’immagine.

analogico – Aggettivo chedescrive qualsiasi segnaleelettrico che varia continua-mente in ampiezza, fase ofrequenza, in modo che levariazioni del segnale codifi-chino gli elementi originalidella grandezza. Al contra-rio, un segnale digitale con-tiene livelli discreti che rap-presentano le cifre binarie 0e 1.

analogico composto – Se-gnale video composto codifi-cato, per esempio il videoNSTC o PAL, che include leinformazioni per la sincroniz-zazione verticale e orizzonta-le.

analogico a componenti –Uscita non codificata di unatelecamera, di un videoregi-stratore ecc, composta dai tresegnali dei colori primari: ilverde, il blu e il rosso (GBR)che insieme trasportano tuttele informazioni necessarieper l’immagine. In alcuni for-mati per i componenti video,questi tre componenti sonostati trasformati nel segnaledella luminanza e nei segnalia sottrazione di colore; peresempio: Y, B-Y, R-Y.

asincrono – Ciò che segueuna procedura di trasmissio-ne non sincronizzata da unclock. Il video digitale non èasincrono perché le informa-zioni di clock per ilcampionamento possono es-sere estratte dalle transizionidel segnale di dati per ladecodifica.

attenuazione della rispostain frequenza – Distorsionein un sistema per la trasmis-sione all’interno del quale icomponenti a frequenza piùalta non sonotrasportati mantenendo laloro originale ampiezza, cre-ando così una possibile per-dita della saturazione del co-lore.

audio AES/EBU – Nome in-formale per indicare lostandard per l’audio stabilitocongiuntamente da AudioEngineering Society e daEuropean BroadcastingUnion.

audio incluso – L’audio digi-tale è multiplato in un flussodi dati digitali seriali quandosi procede all’allocazione peri dati ausiliari.

bit – Da binary digit ossia ci-fra binaria. Unità d’informa-zione impiegata nei computerdigitali e nei sistemi di comu-nicazione e di numerazionebinaria, in grado di assumeredue soli valori matematici:“0” e “1”, o due valori logici:“vero” e “falso”. Per avereunità d’informazione signifi-cative, i bit si combinano inunità più lunghe dette byte odata word.

blanking – cancellazione ointervallo di soppressionedella trama. Nella scansioneinterlacciata, indica la fasedurante la quale il fascio elet-tronico compie un ritornoorizzontale dopo l’esplorazio-ne di una riga o un ritornoverticale dopo l’esplorazionedi un semiquadro. Durante ilblanking il fascio non emetteinformazioni visibili, ma se-gnali di sincronismo.

BNC – Abbreviazione di babyN connector. Un connettoreper cavi molto utilizzato nelcampo televisivo.

byte – Vedere bit.

campionamento – Processoin cui i segnali analogici sonocatturati (campionati) per es-sere misurati.

campionamento ortogona-le – Campionamento di unalinea di un segnale videoripetitivo in modo che icampionamenti in ciascunariga si trovino nella stessa po-sizione orizzontale.

cavo coassiale –Linea di trasmissione condoppini concentrici di con-duttori per il trasporto del se-gnale.

cavo parallelo – Cavomulticonduttore che trasportadati paralleli.

CCIR – Acronimo di ComitéConsultatif International enRadiodiffusion ossia ComitatoConsultivo Internazionale perla Radiodiffusione. Questocomitato internazionale per lastandardizzazione è ora statosostituito dall’InternationalTelecommunication Union(ITU).

CCIR-601 – vedere ITU-RBT.601

CCIR-656 – vedere ITU-RBT.656

chroma o segnale dicrominanza –Bande laterali dellasottoportante modulata per ilsegnale video composto. Ter-mine utilizzato anche per de-scrivere i segnali a sottrazio-ne di colore in un sistema acomponenti ossia quei segna-li che trasportano le informa-zioni circa la tonalità (qualecolore) e la saturazione(quanto colore) in ciascunpixel.

chroma key – Processo peril controllo della sostituzionedi parte dell’immagine videocon una seconda immagine.Il segnale di controllo è svi-luppato a partire dalle carat-teristiche della crominanzadel segnale video.

codifica – Rappresentazionedi ciascun livello di un segna-le video sotto forma di nume-ro, solitamente binario.

codifica del canale – Indicail modo in cui gli “1” e gli “0”del flusso di dati sono rap-presentati lungo il percorsoper la trasmissione.

codificatore – Dispositivoutilizzato per formare un sin-golo (composto) segnale co-lore a partire da un insiemedi segnali componenti. Si uti-lizza un codificatore ogni vol-ta che sia richiesta un’uscitacomposta da una sorgente (oregistrazione) che è in forma-to di componente. È ancheutilizzato come dispositivoper la compressione video.

colori neutri – Intervallo deilivelli di grigio, dal nero albianco, ma senza colori. Nel-le aree neutre dell’immagine,i segnali R’G’B’ sono uguali;nei formati a sottrazione dicolore, i segnali a sottrazionedi colore sono nulli.

colori primari – I colori, disolito tre, che sono combinatiper produrre la gamma com-pleta degli altri colori all’in-terno dei limiti di un sistema.Tutti i colori non primarisono miscele di due o piùcolori primari. Nel settore te-levisivo i colori primari sonogamme specifiche di rosso,verde e blu.componenti digitali – Se-gnali componenti nei quali ivalori per ciascun pixel sonorappresentati da un insiemedi numeri.

conversione della frequen-za di campionamento – 1)Tecnicamente, il processo diconversione da una frequen-za di campionamento a un’al-tra. La frequenza dicampionamento digitale peril formato a componenti è di13,5 MHz; per il formatocomposto è di 14,3 MHz peril sistema NTSC e di 17,7MHz per il sistema PAL. 2)Termine spesso utilizzato inmaniera non corretta per in-dicare sia il ricampionamentodelle velocità digitali, sia lacodifica/decodifica.

convertitore A/D – Circuitoche utilizza ilcampionamento digitale perconvertire un segnale analo-gico in una rappresentazionedigitale di un segnale.

convertitore D/A – Disposi-tivo che converte i segnali di-gitali in segnali analogici.

convertitore parallelo-seriale – Dispositivo che tra-sforma le informazioni digita-li parallele in digitali seriali.

convertitore seriale-paral-lelo – Dispositivo che con-verte le informazioni digitaliseriali in parallelo.

correzione d’errore – Sche-ma che aggiunge ai datiun’informazione per consen-tire l’individuazione e la cor-

rezione di un certo livellod’errori.

correzione del colore –Processo attraverso il quale lacolorazione di un’immaginetelevisiva è alterata o correttaelettronicamente. Il segnalevideo modificato non devesuperare i limiti previsti perle successive elaborazioni oper i sistemi di trasmissione.

CRC – acronimo di CyclicRedundancy Check ossiaControllo a RidondanzaCiclica.

CRT – Tubo a raggi catodici.

dati ausiliari – Dati di sup-porto del segnale video o delprogramma. Tempomultiplato nel segnale videodurante gli intervalli diblanking orizzontale e/o ver-ticale. I dati ausiliari possonoessere inviati fra i pacchettiEAV e SAV nel blanking oriz-zontale e in blocchi più ampidurante il blanking verticale.I dati ausiliari possono com-prendere le somme di con-trollo, l’audio digitalemulticanale e altri dati.

decodificatore – Dispositivoutilizzato per ricevere i se-gnali componenti provenientida una sorgente (codificata)composta. I decodificatorisono utilizzati per gli schermie per i vari componentihardware destinati all’elabo-razione laddove si richiedonosegnali a componenti a parti-re da una sorgente compostaquali, per esempio, leapparecchiature per la corre-zione del colore o per ilchroma key composto. È an-che utilizzato come dispositi-vo per estrarre il segnale vi-deo da un segnale compres-so.

digitale a componenti –Rappresentazione digitale diun gruppo di segnali compo-nenti analogici, molto spessoY’C’bC’r. I parametri di codifi-ca sono indicati dallostandard ITU-R BT.601. Per iformati a definizionestandard l’interfaccia parallelaè definita da ITU-R BT.656 eda SMPTE 125M (1991).digitale composto – Segnalevideo codificato digitalmente,per esempio il segnale videoper NSTC o per PAL, che in-clude le informazioni per lasincronizzazione verticale eorizzontale.digitale seriale – Informa-zione digitale trasmessa informa seriale. Termine utiliz-

Appendice F

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zato spesso in modo informa-le per far riferimento ai se-gnali televisivi digitali seriali.

distorsione di fase – Difettodell’immagine causato da unritardo disuguale (spostamen-to di fase) dei componenti afrequenza diversa all’internodel segnale durante il loropassaggio attraverso diversielementi di impedenza – fil-tri, amplificatori, variazioniionosferiche, eccetera. Il di-fetto dell’immagine consistein una “sfrangiatura”, adesempio sotto forma di anellidi diffrazione, nei bordi doveil contrasto varia bruscamen-te.

EAV – Acronimo di End ofActive Video. Nei sistemi di-gitali a componenti indicauno dei due pacchetti di rife-rimento per latemporizzazione.

EBU – Acronimo di EuropeanBroadcasting Union. Organi-smo che raggruppa centri eu-ropei per la telediffusione eche, fra le altre attività, pro-duceRapporti e Raccomandazioniper i sistemi televisivi a 625/50 righe.

EBU TECH.3267-E – Racco-mandazione EBU perl’interfaccia parallela per se-gnale video digitale a 625 ri-ghe. Revisione della prece-dente EBU Tech.3246-E chederivò, a sua volta, dallostandard CCIR-601 (attual-mente ITU-R BT.601) e hacontribuito alla stesura dellostandard CCIR-656 (ITU-RBT.656).

eccesso di correzione(overshoot) – Fenomenoper cui un sistema ritarda nelrispondere a un ingresso econtinua a modificare il suostato anche dopo aver rag-giunto lo stato desiderato.

ECL – acronimo di EmitterCoupled Logic ossia Logica aEmettitore Accoppiato, formadi logica a commutazione dicorrente in cui gli emettitoridi due transistori sono colle-gati a un singolo resistore dicarico, in modo che sia inconduzione un solo transisto-re per volta.

equalizzazione – Processodi alterazione della rispostain frequenza di un amplifica-tore video per compensare leperdite ad alta frequenza neicavi coassiali.

errore di fase – Difetto del-

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Appendice C

Tabella C1. Parametri per il video composto a definizione standardPAL B/G NTSC SECAM PAL-M PAL-N

Tipo di sincronizzazione negativa negativa negativa negativa negativa

a due livelli a due livelli adue livelli a due livelli

a due livelli

Frequenza della sottoportante (MHz) 4,43361875 3,579545 4,406250 3,57561149 3,58205625

4,250000

Righe/Quadro 625 525 625 525 625

Frequenza del semiquadro (Hz) 50,00 59,94 50,00 59,94 50,00

Frequenza della riga (kHz) 15,625 15,734264 15,625 15,734264 15,625

Periodo della riga (ms) 64,000 63,555 64,000 63,555 64,000

Blanking della riga (ms) 12,05 10,90 12,05 10,90 12,05

Back porch (ms) 10,50 9,40 10,50 9,40 10,50

Front porch (ms) 1,55 1,50 1,55 1,50 1,55

Largh. sinc. (ms) 4,7 4,7 4,7 4,7 4,7

Ampiezza sinc. (mV) -300 -289 -300 -286 -300

Ampiezza sinc. (IRE) -43 -40 -43 -40 -43

Tempo di salita/discesa sinc. (ms) 0,200 0,250 0,200 0,250 0,200

Sinc. sequenza unitaria (ms) 5,6 5,3 - 5,8 5,6

Durata sequenza unitaria (ms) 2,25 ± 0,28 da 2,23 a 3,11 - 2,25 ± 0,28 2,51 ± 0,28

Durata sequenza unitaria (Cicli di SC) 10 ± 1 9 ± 1 - 9 ± 1 9 ± 1

Ampiezza sequenza unitaria (mV) 300 286 166 286 300

Periodo Semiquadro (ms) 20 16,6833 20 16,6833 20

Blanking semiquadro (righe) 25 21 25 21 25

Figura C2. Intervallo orizzontale nel sistema SECAM.

Figura C1. Intervallo orizzontale nei sistemi PAL e NTSC.

Parametri per il video composto analogico a definizione standard

Nella figura C1Front porch = Front porchSync. = Sinc.Back porch = Back porchFall time = Tempo di discesaRise time = Tempo di salitaLine blanking = Blanking della riga

Nella figura C2Sync to burst =Sinc. sequenza unitariaBurst amplitude =Ampiezza della

sequenza unitariaRise/Fall Time =Tempo di Salita/

Discesa

segue

l’immagine causato da un’er-rata temporizzazione relativadel segnale, in relazione a unaltro segnale.

fase differenziale - Variazio-ne dell’ampiezza dellacrominanza di un segnale vi-deo causata da una variazio-ne del livello di luminanzadel segnale.

flusso di bit – Una serie con-tinua di bit trasmessi su unalinea.

forma d’onda – Rappresen-tazione grafica della relazionefra tensione e tempo oppurefra corrente e tempo.

formato G’B’R’ – Sono glistessi segnali indicati conR’B’G’. La sequenza è peròscritta in maniera differenteper indicare la sequenzameccanica dei connettori nel-lo standard SMPTE. Spessosui monitor per il controllodella forma d’onda il loropassaggio riflette quest’ordine.

formato per la scansione –Per l’analogico e la definizio-ne standard nel digitale, indi-ca il numero totale di righe ela frequenza del semiquadro,per esempio 625/50. Per l’altadefinizione digitale, indica ilnumero dei pixel luma, il nu-mero delle righe video attivo

la frequenza del semiquadroe il numero di semiquadriper ciascun quadro, peresempio: 1280/720/59,94/2:1.

formato perl’interconnessione – Confi-gurazione dei segnali utilizza-ti per l’interconnessione delleapparecchiature in uno speci-fico sistema. Formati differen-ti possono utilizzare compo-sizioni differenti di segnali,impulsi di riferimento, ecc.

formato SMPTE, standardSMPTE – Nei componenti te-levisivi, questi termini indica-no gli standard SMPTE per leinterconnessioni per i segnalivideo analogici a componentiin parallelo.frequenza di campiona-mento – Numero di misura-zioni a campionamento di-screte effettuate in un datoperiodo di tempo. Per il se-gnale video é spesso espressain MHz (Megahertz).

gamma (gamut) – Intervallodi colori ammessi per il se-gnale video. La gamma colorivalida è definita come l’insie-me di tutti i colori rappresen-tati dalle possibili combina-zioni dei valori legali di unsegnale R’G’B’. I segnali in al-tri formati possono rappre-sentare colori che non sononella gamma valida ma che si

trovano ancora all’interno deipropri limiti legali. Questi se-gnali, quando sonotranscodificati in R’G’B’ ca-dranno fuori dai limiti legaliper R’G’B’. Questo può con-durre a ritagli, diafonia, o adaltre distorsioni.

guadagno – Aumento o di-minuzione dell’intensità di unsegnale elettrico. Il guadagnopuò essere espresso indecibel.

guadagno differenziale –Variazione dell’ampiezza del-la crominanza di un segnalevideo causata da una varia-zione del livello di luminanzadel segnale.

instabilità (jitter) – Varia-zione indesiderata e casualedel segnale rispetto al tempo.

interpolazione – Nel videodigitale, la creazione di nuovipixel nell’immagine utilizzan-do alcuni metodi matematiciper la manipolazione dei va-lori dei pixel adiacenti.

intervallo orizzontale (ointervallo di blanking oriz-zontale) – Periodo di tempocompreso tra le righe del vi-deo attivo.

ITU-R – Acronimo diI n t e r n a t i o n a l

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La guida alle misurazioni

video digitali in italiano è

una produzione della

Media Age srl

MonitoR radio tv

reg.Trib.Milano 880/88

Versione originale

in inglese della Tektronix

Tutti i diritti riservati

Telecommunication Union,settore per la ComunicazioneRadio (sostituisce CCIR).

keying – Processo di sostitu-zione di parte di una immagi-ne televisiva con il segnaleproveniente da un’altra im-magine; per esempio chromakeying, insert keying, ecc.

larghezza di banda – 1) Dif-ferenza fra il limite superioree quello inferiore di una fre-quenza, spesso misurata inmegahertz (MHz). 2) L’inter-vallo completo delle frequen-ze nel quale un circuito o unsistema elettronico può fun-zionare con meno di 3 dB diperdita del segnale. 3) L’in-formazione che trasporta lacapacità di un particolare ca-nale televisivo.

legale/illegale – Un segnaleè legale se si trova all’internodella corretta gamma per ilformato in uso. Un segnalelegale non supera i limiti ditensione specificati per il for-mato per ciascuno dei canalidel segnale. Un segnale ille-gale, invece, è un segnaleche qualche volta superaquei limiti in uno o più cana-li. Un segnale può essere le-gale ma tuttavia non esserevalido.

luma, luminanza (Y) – Se-gnale video che descrive laquantità di luce in ciascunpixel; equivalente al segnalefornito da una telecameramonocromatica, Y è spessogenerato come somma pesatadei segnali R’, G’ e B’.

modello a occhio – È lavisualizzazione di un monitorper il controllo della formad’onda: è ottenuta con lasovrapposizionedegli “alti” e dei “bassi” delsegnale dei dati. Il cambia-mento dei dati rispetto allospazzolamento sincronizzatocol clock crea la forma che ri-corda quella di un occhio. Laforma d’onda è utilizzata pervalutare le prestazioni analo-giche dello strato di traspor-to.

modulazione di frequenza– Modulazione di un’ondasinusoidale o “portante” otte-nuta variando la sua frequen-za in funzione delle variazio-ni dell’ampiezza del segnalemodulante.

multiplatore – Dispositivoche combina due o più se-gnali elettrici in un solo se-gnale composto. È spesso in-dicato con la denominazioneinglese: multiplexer (mux).

NICAM – Acronimo di NearInstantaneous Companded

Audio Multiplexed. Sistema dicodifica audio digitale svilup-pato dalla BBC per collega-menti punto a punto. Succes-sivamente fu sviluppato ilNICAM 728, utilizzato in pa-recchi Paesi europei per l’au-dio digitale stereo per i rice-vitori televisivi domestici.

NRZ – Acronimo di NonReturn to Zero ossia Non Ri-torno a Zero. Sistema di codi-fica sensibile alla polarità. 0 =livello logico basso; 1 = livel-lo logico alto.

NRZI – Acronimo di NonReturn to Zero Inverse ossiaNon Ritorno a Zero Invertito.Sistema di codifica dei datinon sensibile alla polarità. 0= nessuna variazione dellostato logico; 1 = una transi-zione da un livello logico al-l’altro.

ns – nanosecondo = 1 x 10-9 s

NTSC – Acronimo di NationalTelevision SystemsCommittee, organismo che haformulato uno standard per ilsistema televisivo. Questostandard è attualmente segui-to per i sistemi televisiviNordamericano, Giapponesee in parte per gli statisudamericani.

PAL – Acronimo di Phase Al-ternate Line, ossia di Linea adAlternanza di Fase. È la de-nominazione di un sistematelevisivo a colori nel qualela fase della componente Vdella sequenza unitaria è in-vertita, da una riga alla suc-cessiva, per limitare gli erroridi tonalità che potrebbero ve-rificarsi nella trasmissione delcolore.

pixel – l’area distinguibile erisolvibile più piccola nell’im-magine video digitale. Unsingolo punto sullo schermo,un singolo campionamentodell’immagine.

quadri segmentati – Forma-to di scansione nel qualel’immagine è catturata sottoforma di un quadro medianteuna scansione, come avvienenei formati progressivi, ma lasua trasmissione avviene in-viando le righe pari in unsemiquadro e le righe disparinel semiquadro successivo,come avviene per il formatointerlacciato.

quantizzazione – Processoconsistente nel trasformareciascun impulso risultante dalcampionamento di un segna-le analogico continuo in unvalore digitale discreto.

recupero del clock – Rico-

struzione della temporiz-zazione a partire dai dati di-gitali in ingresso.RGB, formato RGB, siste-ma RGB – La sigla RGB indi-ca i colori primari (rosso, ver-de e blu) impiegati per pro-durre i diversi colori in un si-stema video secondo il meto-do della sintesi additiva di di-verse quantità di essi. Perognuno dei tre colori primarisi utilizza un singolo segnale.Questa sigla è anche utilizza-ta per indicare leapparecchiature, il formato olo standard relativi alla for-mazione dei colori con que-sto metodo. Gli stessi segnalisono indicati anche come“GBR”, per ricordare la se-quenza meccanica di connes-sioni nello standard diinterconnessione SMPTE.

rimescolamento – 1) Ope-razione che si effettua pertrasportare o invertire i datidigitali secondo uno schemaprestabilito allo scopo di mo-dificare i modelli a bassa fre-quenza associati ai segnali di-gitali seriali. 2) Il segnale di-gitale è rimescolato per otte-nere una distribuzionespettrale migliore.

risoluzione – La risoluzionedel segnale digitale è deter-minata dal numero di bit(quattro, otto, dieci, ecc.):4bit = risoluzione di 1/16;8 bit = risoluzione di 1/256;10bit = risoluzione di 1/1024.La risoluzione a otto bit èquella minima richiesta per letrasmissioni televisive. RP 125– Vedere SMPTE 125M.

ritardo – Tempo necessarioper il passaggio di un segnaleattraverso un dispositivo o unconduttore.

ritardo di gruppo – Un di-fetto del segnale causato dal-le diverse frequenze le qualipresentano ritardi diversi perla propagazione (il ritardo a 1MHz è diverso dal ritardo chesi ha a 5 MHz).

ritardo di propagazione(lunghezza del percorso) –Tempo impiegato da un se-gnale per passare attraversoun circuito, un apparecchio,o un cavo.

routing switcher – Apparatoinstradatore ossia dispositivoelettronico che instrada unsegnale (audio, video, ecc.)da uno qualsiasi dei suoi in-gressi verso una delle usciteselezionata dall’utilizzatore.

SAV – Indica l’Inizio di VideoAttivo nei sistemi digitali acomponente. È uno dei due

composto.

segnale non valido – vederesegnale valido

segnale valido – Un segnalevideo nel quale i colori rap-presentati si trovano all’inter-no della gamma di colori va-lida. Un segnale valido restalegale anche quando traspor-tato in RGB o in altro forma-to. Un segnale valido è sem-pre legale, ma un segnale le-gale non sempre è valido. Se-gnali non validi sono elabo-rati senza problemi nei propriformati correnti però si pos-sono creare inconvenienti seil segnale è trasportato in unnuovo formato.

segnali a sottrazione di co-lore – Segnali video che tra-sportano solamente informa-zioni relative al colore. Peresempio: R-Y e B-Y non mo-dulati, I e Q, U e V, Pr e Pb,ecc.

segnali video componenti– Un insieme di segnali cia-scuno del quali rappresentauna parte delle informazioninecessarie per generareun’immagine a colori com-pleta. Per esempio: R, G e B;Y, 1 e Q, R-Y e B-Y.

sequenza unitaria – Indicataanche con il termine ingleseburst, indica una quantità fis-sa di dati inviati o ricevuti inuna singola operazione. Latrasmissione avviene in modointermittente, a intervalli re-golari o irregolari

sincrono – Procedura di tra-smissione per mezzo dellaquale i bit e i caratteri sonoasserviti a clock sincronizzatinei terminali di trasmissionee di ricezione. Nel caso deisegnali video digitali seriali, il

pacchetti di riferimento (EAVe SAV) per latemporizzazione.scansione interlacciata – Èuno dei formati per lascansione in cui l’immagine ècatturata e visualizzata in duesemiquadri. L’esplorazione èeseguita da un fascio elettro-nico che descrive una fittatrama di righe quasi orizzon-tali che compongono il qua-dro televisivo e inizia al cen-tro del bordo superiore de-scrivendo la prima riga convelocità costante. Il fascio ri-torna velocemente a sinistra esi indica questo ritorno con iltermine “cancellazione oriz-zontale” o blanking orizzon-tale. Analogamente sonoesplorate tutte le righe dispa-ri. Giunto nell’angolo inferio-re destro del quadro, il fascioeffettua un rapido ritornoverticale detto “cancellazioneverticale” o blanking vertica-le, riprendendo l’esplorazionedalla riga 2 e proseguendocon tutte quelle pari sino ametà del brodo inferiore. Conun altro ritorno verticale ini-zia nuovamente l’esplorazio-ne dal centro del bordo supe-riore. Il quadro televisivo ri-sulta così composto da duesemiquadri.

scansione progressiva –Formato di scansione secon-do il quale l’immagine è cat-turata con una sola scansionecondotta dall’alto verso ilbasso.

segnale della luminosità –Indicato anche come segnaledella luminanza (Y). Questosegnale porta le informazionicirca la quantità di luce pre-sente in ciascun punto del-l’immagine.

segnale monocromatico –Segnale video a un singolocolore, solitamente bianco onero ma talvolta anche por-zione della luminanza di unsegnale colore componente o

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STAFFdirettore

Enrico Callerio(callerio@monitor-radiotv.com)

condirettore tecnicoMauro Baldacci

(baldacci@monitor-radiotv.com)Piero Ricca

(ricca@monitor-radiotv.com)Manlio Cocconcelli

(cocconcelli@monitor-radiotv.com)Enrico Oliva

(oliva@monitor-radio.comAlberto Pellizzari

(pellizzari@monitor-radio.com)Maria RonchettiDario Monferini

clock di campionamento delricevitore sincrono è estrattodalle transizioni del segnalein ingresso.

SMPTE (Society of MotionPicture and TelevisionEngineers) – Organizzazioneprofessionale che stabiliscegli standard per la televisionee per l’industria cinematogra-fica.

spostamento della linea dibase –Una distorsione a bassa fre-quenza che provoca unospostamento del livello DCdel segnale.

telecine – Apparecchio chetrasforma le immagini ottichedi una pellicola cinematogra-fica in segnali elettronici perla televisione consentendonela trasmissione via etere.

tempo di salita – Tempo im-piegato da un segnale per ef-fettuare una transizione dauno stato a un altro – di soli-to misurato tra i punti dicompletamento del 10% e del90% sulla transizione. Tempidi salita inferiori o “più rapi-di” necessitano di un canaledi trasmissione con una lar-ghezza di banda maggiore.

teorema di Nyquist per ilcampionamento – Gli inter-valli tra successivicampionamenti devono averedurata uguale o inferiore ametà del periodo relativo allafrequenza maggiore.

troncamento – Cancellazio-ne dei bit meno significativinei sistemi digitali.

TRS – Segnali di riferimentoper la temporizzazione (conlunghezza di 4 word). Nelcaso di video componenti, ipacchetti EAV e SAV costitui-scono il riferimento per latemporizzazione.

TRS-1D – Acronimo diTiming Reference SignalIdentification, indica un se-gnale di riferimento utilizzatoper mantenere latemporizzazione nei sistemidigitali composti. La sua lun-ghezza è di quattro word.

valido/non valido – Per es-sere definito valido, un se-gnale deve soddisfare duecondizioni: 1) è un segnalelegale per il formato corrente,2) deve restare un segnale le-gale anche quando opportu-namente trasportato in un al-tro formato per il segnale co-lore.

word – Vedere bit.

word digitale – Indica il nu-mero di bit trattati dal sistema

come una singola entità.

Y, C1, C2 – Insieme genera-lizzato di segnali CAV: Y è ilsegnale della luminanza, C1 èil primo segnale a sottrazionedi colore, C2 è il secondo se-gnale a sottrazione di colore.

Y, I, Q – Insieme di segnaliCAV specificati nel 1953 per ilsistema NTSC: Y è il segnaledella luminanza, I è il primosegnale a sottrazione di colo-re, Q è il secondo segnale asottrazione di colore.

Y, Pb, Pr, – Una versione di(Y, R-Y, B-Y) specificata perlo standard SMPTE per i com-ponenti analogici.

Y, R-Y, B-Y – Insieme genera-le di segnali CAV utilizzati neisistemi PAL, ma anche per al-cuni decodificatori compostie per la maggior parte deidecodificatori nei sistemiNTSC. Y è il segnale dellaluminanza, R-Y è il primo se-gnale a sottrazione di colore,B-Y è il secondo segnale asottrazione di colore.

Y, U, V – Luminanza e com-ponenti a sottrazione di colo-re per i sistemi PAL. Spessosono utilizzati, in modo im-proprio, nel linguaggio parla-to, in alternativa a Y’, P’b, P’r.

Y’, C’b, C’r – Insieme di se-gnali a sottrazione di colore afattore di contrasto correttoutilizzati nei formati a com-ponenti digitali.