TV e HDTVCenrios e Aspectos Relevantes da TV Digital

IE344

Prof. Yuzo Iano Feec/Unicamp

Tpicos em Comunicaes

id63466453 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com

IMAGEM IMAGEM ((cenacena)) TransdutorTransdutor

CmeraCmera de TVde TV

VVDEO DEO SinalSinal ElEltricotrico : x(t) : x(t)

LuzLuz x(t)x(t) tt

LuzesCoresSombraContornosDimenses

LuzesCoresSombraContornosDimenses

VisoViso400nm400nm----------------------700nm700nmultraultra--violetavioleta infrainfra--vermelhovermelho

fotfotpicapica ((diadia))escotescotpicapica ((noitenoite))

Um Mundo Visual Eltrico

vv

hh

(Vertical)(Vertical)

(Horizontal)(Horizontal)

ImagensPercepo

TRHTHTRH - tempo de retrao horizontal

TH - tempo de linha horizontal

Vdeo Ativo

Apagamento horizontal

x(v,h)x(v,h)

HiHi--FiFi (FM) : 15 (FM) : 15 KhzKhz ; ; HDTV: 20 HDTV: 20 KhzKhzPALPAL--M : 10 M : 10 KhzKhz

20 20 -- 20000 Hz20000 Hz

MicrofoneMicrofoneTransdutorTransdutor

UDIO x(t) UDIO x(t) SinalElSinalEltricotrico

Sons Distintosvoz, msica,animais,naturais, rudo, etc.

FONTES sonoras

Percepo AudiAudioo

VozVoz SomSom

t2-D

3-D

ModeloNovos conceitos, recursos e servios: IP,

interatividade, mobilidade, doe

PAL - Phase Alternation (By) Line HDTV - High Definition Television SDTV Standard Definition Television

NTSC - National Television System Committee

TV em NTSC e PAL - M : 4,2 MHz de FaixaTV em PAL - B,G : 5 MHz ; HDTV : 30 - 60 MHzVarredura : Imagem bi-dimensional transfor-

mada em um sinal uni-dimensional

TV em NTSC e PAL - M : 4,2 MHz de FaixaTV em PAL - B,G : 5 MHz ; HDTV : 30 - 60 MHzVarredura : Imagem bi-dimensional transfor-

mada em um sinal uni-dimensional

Outdoors-metrs: 50 Km/h

2 Campos 2 Campos DiminuiDiminui osos efeitosefeitos de de cintilacintilaoo 30 30 Quadro/sQuadro/s 60 Campo/s60 Campo/s No Cinema : 1Fotograma No Cinema : 1Fotograma

IluminadoIluminado 2 2 vezesvezes 24 24 Fotograma/sFotograma/s 48 Hz48 Hz

1 1 QuadroQuadro

Sensao de movimento contnuo

TV 2:1 HDTV 2:1 e 1:1

Freqncia de Varredura Vertical

Monitor de Vdeo: 50 a 120 Hz ; 1:1

TV e HDTV : ~50Hz e ~60 Hz

QUADRO=

CAMPO IMPAR

+

CAMPO

PAR

VARREDURA ENTRELAADA 2:1 VARREDURACONTNUA ou PROGRESSIVA 1:1

Linhas e Colunas

Endereamento

Pixels (picture elements) prximos normalmente tm as

mesmas caractersticas. Trade RGB ou amostra.

TRC-Tubo de Raios

Catdicos

Linhas de Varredura Horizontais: da esquerda para a direitaRetrao Horizontal (Intervalo de Apagamento Horizontal) Retrao Vertical (Intervalo de Apagamento Vertical)

Linhas de Varredura Horizontais: da esquerda para a direitaRetrao Horizontal (Intervalo de Apagamento Horizontal) Retrao Vertical (Intervalo de Apagamento Vertical)

DTV Digital Television

Gerao de um Sinal DPCMCompresso de bits

x(n)

e(n) q(n)

x(n) = x(n) + E(n)x(n)x(n) Sinal Reconstrudo

Localmente

DPCM -Differential Pulse Code Modulation

x(n)Q C

P

S

Sb

VdeoVdeo

Vantagens da digitalizao de sinais de vdeo Flexibilidade na manipulao, enriquecimento do tratamento e edio dos sinais; Maior imunidade a rudos e distores; Maior versatilidade para o uso de sistemas de criptografia e de acesso condicional; Capacidade de transporte conjunto de mltiplos programas contendo vdeos, udios, textos e dados; Oferecimento de Servios Interativos; Ganho de qualidade na transmisso; Otimizao do uso do espectro (maior robustez frente a interferncias e operao com menor potncia).

amostra por bits de mdio nmero N

segundopor bits em taxa RN.f R

:bits de Taxa

sinal no contida freqncia mxima W

amostragem de freqncia f(Nyquist) W2. f

:amostragem da Teorema

a

a

a

Quantizador

Preditor

Codificador de linha

Sinal Predito

Sinal quantizado

DigitalizaDigitalizaoo

FiltragemFiltragemAmostragemAmostragem..ConverssoConversso A/DA/D

CompressoDigital

CompressoCompressoDigitalDigital

CodificaCodificaoo dedeLinhaLinha

ModulaModulaoo

SinalSinal de de SaSadada

SinalSinal de de EntradaEntrada

0111000110

Discretizao

. No Tempo

. Em Amplitude

Sinal Analgico

Sinal Digital

01110001010011Sinal Analgico

MPEG-2

11

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

23

45

67

89

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121

23

45

67

89

1

916

34A

2

John Logie Baird 1920,1924,1926 -Disco de Nipkow (Paul); 30 linhas.Vladimir Kosmo Zworykin- 1923-CRT-pai da televiso ; David Sarnoff RCA (Radio Corporation of America antiga Marconi).Philo Thailor Farsnworth 1927 -1a. transmisso eletrnica San Francisco.

Em 1950, a Frana possua uma emissora com definio de 819 linhas, a Inglaterra com 405 linhas, os russos com 625 linhas e Estados Unidos e Japo com 525 linhas. No Brasil, inaugura-se a TV Tupi(So Paulo; jornalista Assis Chateaubriand dos Dirios Associados, com sistema baseado no americano).

Em 1950, a Frana possua uma emissora com definio de 819 linhas, a Inglaterra com 405 linhas, os russos com 625 linhas e Estados Unidos e Japo com 525 linhas. No Brasil, inaugura-se a TV Tupi(So Paulo; jornalista Assis Chateaubriand dos Dirios Associados, com sistema baseado no americano).

Transmisso em Cores

Estados Unidos -1954Alemanha/Frana-1967 Brasil -31 de maro 1972

Transmisso em Cores

Estados Unidos -1954Alemanha/Frana-1967 Brasil -31 de maro 1972

NHK(Japan), BBC(UK), SMPTE(USA) 1968-1982 ATSC, Eureka-95/EU, NHK 1983-1989

NHK(Japan), BBC(UK), SMPTE(USA) 1968-1982 ATSC, Eureka-95/EU, NHK 1983-1989

HDTVHDTV

Televiso- Termo introduzido por Constantin Perskyi, no Congresso Internacional de Eletricidade, Paris, 1900. Tele

(grego)=longe + Viso (latim videre)=ver (telescopia, telefoto, telectroscopia)

TVTV

A = Relao de Aspecto

TV : 12,14,TV : 12,14,17, 20,22,2617, 20,22,26

HDTV :HDTV :12,18,20,3812,18,20,38

.. RelaoRelao A = H/Vde de AspectoAspecto

4/3 (TV)4/3 (TV)16/9 (HDTV)16/9 (HDTV)

. . TamanhoTamanho (D) (D)

A (max.)

A (min.)

H

V D

RAA HDTV = = Mdia Geomtrica EntreMdia Geomtrica Entre : : RA (min) e RA (max)RA (min) e RA (max)

4/3 (TV)2,35/1 (Cinemascope/Panavision

Anamrfico-Cinema)

mesma rea

1,772

34

=

916

=2,35/1*4/3

A HDTV =

Porqu 16/9 ?

RAA HDTV

Razes Fisiolgicas e Emocionais16/9

4/34/3

4/3

4/3

525/60/2:1 (PAL525/60/2:1 (PAL--M, NTSC) M, NTSC) 625/50/2:1 (PAL625/50/2:1 (PAL--B , G)B , G)

ResoluoResoluo 1125/60/2:1 (Japan), 1250/50/1:1 (EU)1125/60/2:1 (Japan), 1250/50/1:1 (EU)1125/60(24,30)/2:1(1:1) ; 750/60(24;30)/1:1 (GA1125/60(24,30)/2:1(1:1) ; 750/60(24;30)/1:1 (GA--USA)USA)

VarreduraVarredura ImagemImagem bibi--dimensional dimensional transformada transformada emem um um sinal unisinal uni--dimensionaldimensional

FormatoFormato do do SinalSinal1. 1. CompostoComposto:: ((YY + + CC + S)+ S)

HDTV HDTV YY, , CCR, C, CB (EU) (EU) -- YY, , PPR, P, PB (USA)(USA)YY, , II, , QQ (NTSC) (NTSC) -- YY, U, , U, VV (PAL(PAL--M)M)

22. . ComponentesComponentes::

Crominncia

Luminncia

Sincronismo

PALPAL--M, NTSCM, NTSC 4,2 MHz4,2 MHzHDTV 30 HDTV 30 -- 60 MHz60 MHz

R

G

B

R

G

B

Primrias

a

bhg

dc

ffe

0HBurst

fsc

2

41

3

5

Intervalo de Apagamento Horizontal - APH

Ph + Burst

Intervalo de Apagamento Horizontal - APH

Ph + Burst

Ph

APH NTSC e PAL

NTSC e PAL

SDTV

3.6 Formas de onda dos sinais de vdeo ativo e de sincronismo3.6 Formas de onda dos sinais de vdeo ativo e de sincronismo

HDTV

Pulso de sincronismo

bipolar Vdeo ativo

10, 14, 20, 21, 29, 34, 42, 54

nV =no. linhas distinguveis navertical

nH= no. linhas distinguveis nahorizontal

nH

nV

nH /nV = A =4/3relaode aspecto

nV linhas de varredura horizontais

nH frequncia mximado sinal

fo=mxima frequnciado sinal = 1/ToTo

t

Conveno, imposio

)T2(T)N0,7A(N

)T2(Tn

=B

: se-Tem

faixa de larguraBT1f

horizontal retrao de tempoT e 2

n

TTT

horizontal resoluo de efetivo no.naspecto de relao= AAnn

finita dimenso tm feixes os ; oestatstic (Kell)Kerr fator = 0,7vertical retrao o durante inativas varredura de linhas de no.N

vertical resoluo de efetivo no.nQuadro 1 em varredura de linhas no.=N onde )N0,7(Nn

RHH

RV

RHH

H

00

RHH

0

RHH

H

VH

RV

v

RVV

HDTV2.B B ,Logo

2T

T e 2.f f

:se-tem 1:1 varredura Para

f N. fhorizontal varredura

de freqncia fvertical varredura

de freqncia f

'

H'HV

'

V

VH

H

V

Exemplo 2 : Padro N (Pal-B) N=625 NRV=44 TRH=10,8 us A=4/3 B=5 MHZ TH=64 us

Exemplo 2 : Padro N (Pal-B) N=625 NRV=44 TRH=10,8 us A=4/3 B=5 MHZ TH=64 us

Exemplo 1 : Padro M (NTSC) N=525 NRV=40 TRH=10,7 us A=4/3 B=4,23 MHZ TH=63,5 us

Exemplo 1 : Padro M (NTSC) N=525 NRV=40 TRH=10,7 us A=4/3 B=4,23 MHZ TH=63,5 us

Exemplo 3 : HDTV (ATSC) N=1125 NRV=45 TRH=2,586 us A=16/9 B=24,85 MHZ TH=29,63 us (FK=0,83) B=30 MHz

Exemplo 3 : HDTV (ATSC) N=1125 NRV=45 TRH=2,586 us A=16/9 B=24,85 MHZ TH=29,63 us (FK=0,83) B=30 MHz

1:1 B = 2.B 2:1 B

E E E E

E E E E

E E E E

R R Y Y

G G Y Y

B B Y Y

' ' ' '

' ' ' '

' ' ' '

( )( )( )

RECUPERAO DAS PRIMRIAS NO RECEPTOR

RECUPERAO DAS PRIMRIAS NO RECEPTOR

E E

E E

E E

R Y

G Y

B Y

' '

' '

' '

Faixa de 1,3 MHz Pal-M e NTSC

Faixa de 15 MHz -HDTV Olho menos sensvel s variaes de cor do que s variaes de brilho

Faixa de 1,3 MHz Pal-M e NTSC

Faixa de 15 MHz -HDTV Olho menos sensvel s variaes de cor do que s variaes de brilho

HDTV , C e CNTSC , E e E

M-PAL , E e E

RB

'

I'

Q

'

V'

U

MODULADOS EM

QUADRATURA

MODULADOS EM

QUADRATURA 33

U

I QV

Acima de 1,3MHz ou 15 MHz

tem-se :

ER=EG=EB=EY

- 1,3 MHz 0 1,3 MHz - 15 MHz 0 15 MHz

f

0

1.25 1.75

1PILOTO

PORTADORA SUPRIMIDA

. 31. 315.38

6PORTADORA DE VDEO

SUB-PORTADORA DE COR

PORTADORA DE SOM

VSB0

f - fv

4.5

~ 3.580SOM

HDTV

CROMA

Frequncia em MHz

0,25

TSC

PAL-B,G Digital580 p/ 625 linhas.

NTSC/PAL-M480 p/ 525 linhas.

SISTEMAS DE TELEVISOSISTEMAS DE TELEVISOHDTVHDTV AnosAnos 9090

ISDBISDB--T (Integrated Services Digital Broadcasting) T (Integrated Services Digital Broadcasting) Japan Japan DVBDVB--T (Digital Video Broadcasting) T (Digital Video Broadcasting) EuropaEuropa (EU)(EU)ATSC (Advanced Television SystemATSC (Advanced Television System Committee) Committee) USA USA

A A TelaTela HDTVHDTVTVTV

720 pixels2:1 1125 linhas

SistemasSistemas PadresPadresemem CoresCores A A -- B B -- C C -- D D -- E E

TV TV ConvencionalConvencional PAL, NTSCPAL, NTSC G G -- H H -- I I -- K K -- K 1 K 1 SECAMSECAM L L -- M M -- N N

MUSE - Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding- JapanHD-MAC- High Definition Multiplexed Analog Components-EU

GA - Grand Alliance USA (1993)

P&B

Systme lectronique Couleur Avec Mmoire Secam-Frana

GA 720 , 1080 pixels

GA 1280 , 1920 pixels

ALL DIGITALHDTV

2200 amostras

T-Terrestrial

Brasil: PAL-M

Argentina: PAL-N

(Dcada de 80 e incio dos anos 90)

380 470 490 520 580 740 770 (nm)

ultra-violeta violeta azul turquesa verde amarelo vermelho infra-vermelho

Espectro eletromagntico da luz visvel v=f

onda da frequencia=f onda de ocompriment= m/s 3x10=luz da velocidadev 8

Cores Espectrais 1 s comprimento de onda

Cores No-espectrais mais de 1 comprimento de ondaSensao

de cor

cores

espectrais

Ex de cores no-espectrais : prpura , magenta , branca , etc

Matiz : comprimento de onda (espectral) contedo de frequncia (no-espectral)

Brilho : intensidade de luz Saturao : diluio em branco (pureza)

ATRIBUTOS DA COR

P1( P3(P2(

400 600 800 400 600 800 400 600 800

R BG

Distribuies Espectrais de Energia [R] , [G] e [B]Cores Primrias : 3 (R,G e B) . Nenhuma delas pode ser obtida pela

combinao linear das outras duas.

W(

400 600 800

W

W W

Mg

CyYl

B

G

R

Branco de Referncia

Anteparo : reflete uniformemente a luz em todas as direes

Casamentode cor

A1(w)A2(w) A3(w)

Unidades Primrias

As trs primrias so ajustadas at se obter o branco de referncia na interseco, medindo- se ento os valores de A1(w), A2(w) e A3(w) (em watts por exemplo).

Processo Aditivo sen wsct

cos wsct

U

VMAGENTA

ANIL

LARANJA

AMARELO

VERDE TURQUEZA

AZUL

VERMELHO

BRANCO

Plano UV

Vectorscpio

Plano UV

Vectorscpio

3. e 2 1,i , ctes primrias cores B eG R,

arbitrriacor CB. G. R. C

:Grassman de Lei

i

321

0,8

0,6

0,4

0,2

Resposta Relativa V()

400 500 600 700 nmvioleta anil azul verde amarelo vermelho

cones

verdes

cones azuis

cones

vermelhos

350 450 550 650 nm

viso fotpica(bastonetes)

viso escotpica(cones)

Vf() Ve()

1,0

0,5

alta iluminao

baixa iluminao

SENSIBILIDADE DO OLHO HUMANO

SENSIBILIDADE DO OLHO HUMANO

Funes de Luminosidade Vf() e Ve()

Composies Espectrais Diferentes

Composies Espectrais Diferentes

Mesma Sensaode cor

Mesma Sensaode cor

amarelo

amarelo

magentaverde

510 555

100 milhes

10 milhes

DiaNoite

ColorimetriaColorimetria

(x)

.

520

.700

.

380

(G)(G)

(R)(R)

..

.

.

.

(B)(B)

CC

0.080.14 0.21

0.31

0.67

(y)

(x)0.71

0.330.316

Diagrama de Cromaticiade da CIE

(Comit Internacional de Iluminao)

Diagrama de Cromaticiade da CIE

(Comit Internacional de Iluminao)

Branco Padro: CVerde super-saturado: y=1,0 ; x=0,0

Azul super-saturado : y=0,0 ; x=0,0

Vermelho super-saturado: y=0,0 ; x=1,0

3 Fontes (Primrias)R, G, BR, G, BReproduo das Cores

Coordenadas de cromaticidade das primrias x , y

R

G

B

C

0,670 0,330 0,6915 0,3083

0,210 0,710 0,0000 1,0000

0,140 0,080 0,1440 0,0297

0,310 0,316 0,3127 0,3290

HDTVPAL-M , NTSC

1,0

Cores Espectrais : Bordas

x + y + z = 1

1,0

0.0297

G

B

R

Cores No Espectrais: Interior

Processo Aditivo

Parametrizado

OUVIDO HUMANOOUVIDO HUMANO

Possui 30.000 clulas cabeludas arranjadas em linhas no basilar; As clulas cabeludas respondem com forte estmulo em regies chamadas de Bandas Crticas; O tamanho de uma banda crtica menor para baixas freqncias; O ouvido mais sensvel para freqncias no intervalo entre 1 e 5KHz.

Sensibilidade

Mascaramento

Amplitude de Mascaramento

Bandas Crticas e Escala Bark

1 2 3 4 5 N

REGISTRADORES ANALGICOS

DE DESLOCAMENTO (TRANSPORTE)

REGISTRADORES ANALGICOS

DE DESLOCAMENTO (TRANSPORTE)

SADA DE

VDEO

AMPLIFICADOR

DE SADAELEMENTOS SENSITIVOS DE IMAGEM (FOTSITOS)

RELGIO

RELGIO2 Fases ( 1 delas pode ser VP-Virtual Phase)

ODD PICTURES

EVEN PICTURES

PAMPulse

Amplitude Modulation

LUZ

CCD - Charge Coupled Device

Tenso Pulsada

FiltroTenso Contnua

N = 128 , 256 , 512 ,

1024 , 1728 , 2048 , 3456 ,

CCD 1-D

CCD 1-D

LINEARTecnologia MOS

Metal-Oxide-Semiconductor

REGISTRADORES ANALGICOS

DE TRANSPORTE HORIZONTAL

SADA DE

VDEOAMPLIFICADORDE SADA

ELEMENTOS SENSITIVOS DE IMAGEM (FOTSITOS)

RELGIO HORIZONTAL

PAM Pulse

Amplitude Modulation

CCD 2-D

CCD 2-D

1

32

4

N

1

32

4

N

1

32

4

N

1

32

4

NREGISTRADORES ANALGICOS

DE TRANSPORTE VERTICAL

ESTGIO DE TRANSFERNCIA VERTICAL

RELGIO VERTICAL

PLANAR

13 a 17 um

10

LENTE

LENTES

TUBOS DE CMERA

CCD - CHARGE COUPLED DEVICE

ESPELHO

ESPELHO

ESPELHOS DICRICOS

SEPARADOR PTICO

R

B

GER

EG

EB

LUZ SINALELTRICO

TRANSDUTOR

CENA

GERAO DAS

PRIMRIAS

GERAO DAS

PRIMRIAS

Grade G4 +400 V

Grade G1 -30 V (feixe)Catodo

Filamento

Grade G2 +300 v (aceleradora)Frade G3 +260 V (focalizadora)

Bobina de Foco

Bobina de Deflexo

Anel Coletor

Camada Fotocondutora

Vidro

Eletrodo Transparente de Sinal

Feixe de eltrons

Sada de sinal

CR

I=0.004-0,3 uA

Preto R= 20 Mohm

Branco R = 2 Mohm

Camada Fotoresistiva

Anel Coletor

Catodo e Feixe de eltrons

Sinal de Vdeo

+50 V

Tipos de cmeras: vidicon, saticon,

plumbicon

Copiadoras fac-smiles

Cmeras de TV e vdeo

Vectorscpio

R

G

Yl

B

Mg

CyR

G

Yl

B

Mg

Cy

U

V

R R

O

EU

m(t) EVEC

m(t)=+/-1 sen wsct

cos wsct

R = amplitude

O = defasagem

| Ec | = R

Mdulongulo

B

G

R

Y

V

U

Tela do receptor de TV

Monitor de VdeoTV Analgica

1.41.21.00.80.60.40.20.0-0.2-0.4-0.6

1.00.89

.70.59

.41.30

.11 0.05

-0.54

1.41.21.00.80.60.40.20.0-0.2-0.4-0.6

-.31

.15

0.8

-0.6

-0.2-0.4

0.60.40.20.0

.44.63 .63

.44.59.59

Y

C

Y = 0.299R+ 0.587G+ 0.114BY = 0.299R+ 0.587G+ 0.114B NTSC

Y = 0.299R+ 0.587G+ 0.114BY = 0.299R+ 0.587G+ 0.114B

C(t) = I(t)cos(fsct+33o) + Q(t)sen(2fsct+33o)fsc = (455/2)fH=3,579545 MhzfH = 15.734 Hz fv = 59,94 HzI= -0,27(B- Y) + 0,74 (R-Y)(faixa de 0,6 - 1.3 Mhz)Q = 0,41(B- Y) + 0,48 (R-Y)

C(t) = I(t)cos(fsct+33o) + Q(t)sen(2fsct+33o)fsc = (455/2)fH=3,579545 MhzfH = 15.734 Hz fv = 59,94 HzI= -0,27(B- Y) + 0,74 (R-Y)(faixa de 0,6 - 1.3 Mhz)Q = 0,41(B- Y) + 0,48 (R-Y)

PAL-M

C(t) = U(t)sen(2fsct) + m(t)V(t)cos(2fsct)fsc = (909/4)fH = 3575611,49 Hz m = +-1fH = 15734,6398 Hz fv = 59,94 HzU = 0,493(B- Y) (faixa de 1.3 Mhz)V = 0,877(R- Y) (faixa de 1.3 Mhz)

C(t) = U(t)sen(2fsct) + m(t)V(t)cos(2fsct)fsc = (909/4)fH = 3575611,49 Hz m = +-1fH = 15734,6398 Hz fv = 59,94 HzU = 0,493(B- Y) (faixa de 1.3 Mhz)V = 0,877(R- Y) (faixa de 1.3 Mhz)

Vc(t) = Y(t) + C(t)Vc(t) = Y(t) + C(t)

Y = 0.212R+ 0.701G+ 0.087BY = 0.212R+ 0.701G+ 0.087B HDTV

PB = 0,54765 (B- Y)PR = 0,63452 (R- Y)

PB = 0,54765 (B- Y)PR = 0,63452 (R- Y)

NTSC e PAL-M

HDTV

Vc(t)

NTSC

PAL-M

Equacionamento Analgico

Luminncia

Crominncia

Vdeo Composto Ativo

Sinal de Barras ColoridasCB = B- YCR = R- Y

CB = B- YCR = R- Y

Y

Empacotamento Programa PS

EmpacotamentoFluxo de dados (Pay load) PES: Packetised Elemetary Streams um fluxo bsico de vdeo, udio, dados ou outro tipo de fluxo.PS: Program Stream uma combinao de PES usado em ambientes livres de erros.TS: Transport Streams constitudo por PES e utilizado em mdias propensas a erros.

EmpacotamentoPacote PES

Empacotamento Pacote de Transporte TS

Monitores e TelevisoresMonitores e Televisores

CatodoCobertura condutoraAnodo

Tela de FsforoFeixe de EltronsMscara

A maioria dos monitores comerciais baseada no CRT (Tubo de Raios Catdicos). Outras tecnologias utilizadas so o LCD (Liquid Crystal Display) e o Plasma Display.

CRT

O Catodo emite eltrons que so acelerados e focalizados pelas grades (anodos) gerando os feixes de eltrons. Estes feixes varrem a tela passando pela mscara e atingindo a tela de fsforo que produz luz e formam as imagens em cores.

TELA

PESCOO do Tubo

Anis Magnticos de pureza

Botode Contactodo Anodo

Blindagem Magntica

Conjuntode DeflexoConjuntode

Convergncia

RRR GGG

B

B BDELTA Trinitron IN LINE

1950 RCA 1969-

Sony 1972-RCA

3Canhes 1 Canho 1Canho

Canho-Feixe Eletrnico

Mscarade sombra

FsforosP22

Vermelho,Verde, Azul

Persistncia Mdia

d=0,74 mm ; c=0,41 mm

Diferena de Potencial

entre anodo e catodo

15 a 18 Kvolts

18 Kv

Filamento

e Catodo

Vertical

Horizontal

28 mH

Circuito

Deflexo

Base

Tubo de Raios Tubo de Raios Catdicos Catdicos --TRC TRC

(Cinescpio(Cinescpio))

Reproduo da imagem Oscilscpio Deflexo Eletrosttica

Deflexo magntica

Monitores e Placas de VMonitores e Placas de Vdeo: Histdeo: Histricorico

Super VGA: Padro VESA BIOS Video Electronics Standards Association

Extension: definiu a interface PC-placa de vdeo.

DB-15(15 pinos)

16 milhesou mais

800x600ou mais

1990SVGA

Video Graphics Array: Introduo do cabo analgico permitindo maior resoluo.

DB-15(15 pinos)

256/21816/218

320x400640x480

1987VGA

Enhanced Graphics Array: Alm da melhoria de qualidade, introduziu a expanso de

memria de vdeo

DB-9(9 pinos)16/64640x3501984EGA

Color Graphics Array: Tratamento pixel-a-pixel: permitia a apresentao de grficos

DB-9(9 pinos)

4/162/16

320x200640x2001982CGA

Monochrome Display Adapter: Capacidade de apresentar texto escrito na tela

DB-9(9 pinos)2/2

80x25(caracteres)1981MDA

ComentriosConectorCores(*)ResoluoDataPadro(*) Nmero de cores simultneas / Nmero de cores possveis

Conectores

DB-9: Digital. Foi substitudo porque o aumento da resoluo tornou invivel sua utilizao. DB-15: Analgico.Mais rpido suporta maiores resolues mas apresenta perdas por converso A/D. DVI Digital. O desenvolvimento de chips cada vez mais rpidos possibilitou a remoo do conversor A/D melhorando a qualidade das imagens.Obs.: O padro DVI recente, de forma que muitos PCs atuais ainda usam o padro DB-15.

A partir do SVGA, o fator limitador da resoluo e do nmero de cores usado em cada caso passou a ser a capacidade de processamento da placa de vdeo. Para explorar as capacidades de cada placa, passou-se a utilizar drivers de software. Hoje em dia, a maioria das placas comerciais suporta resolues de at 1600x1200 pixels e 232 cores simultneas.

O que se usa hoje em dia:

Monitores e TelevisoresMonitores e TelevisoresLCD (Liquid Crystal Display)

LCD

A luz vem pela parte de trs do LCD, passa pelos filtros de polarizao, pelos eletrodos e entra em trs sub-clulas de cristal lquido onde so repolarizadas. Depois de passar pelos filtros de cor, somente a parte da luz polarizada no ngulo adequado passa pelo filtro de polarizao e forma a imagem.

sem luz

Filtros polarizadores

Tipos de Endereamento: a) Esttico; b) Matriz passiva incluindodual scan twisted nematic;c) Matriz ativa (controle

individual das clulas incluindo chaveamento com transistores FET (Field Efect Transistor). Varredura por linha, sendo os

dados colocados simultaneamente nas colunas.

R G BClula

Luz incidenteFiltro

polarizador 1Eletrodo

transparente

Eletrodos-ITO

Filtros coloridos

Filtro polarizador 2

Substrato de vidro

Cristal lquido

Substrato de vidro

Tenses

R,G,B

ITO-Indium Tin Oxide xido de liga ndio-

estanho

Monitores e TelevisoresMonitores e TelevisoresPDP: Plasma Display Panel

Funcionam como as lmpadas fluorescentes: Uma tenso aplicada nos eletrodos, gerando uma corrente que ao passar por um gs inerte (xennio/non) provoca por efeito avalanche a formao de pares eltron-on. Os eltrons energizados ao retornarem aos nveis de energia iniciais, geram luz Ultra Violeta. Essa luz convertida em luz visvel por uma camada de fsforo. Cada pixel contm trs lmpadas, uma para cada cor primria.

O Monitor formado por milhares dessas pequenas lmpadas sobre uma matriz de controle. A ddp usada de cerca de 200 a 300 Volts. Os mostradores podem ser classificados em:DC: o limitador de corrente um resistor em srie sendo o refresh realizado por um sinal DC.AC: o limitador usa dieltrico de vidro para acoplamento capacitivo dos eletrodos ao gs. O refresh realizado por um sinal AC. Endereamento: por clula (microprocessador).

Plasma: estado da matria entre o lquido e o gasoso

Sub-pixel : Clula R, G ou B Pixel: 3 clulas, R+G+B

Tenso R,G ou B

~7,8 cm~6,0 cm (Portabilidade)~40 cmEspessura (tpico)SimSimEfeito almofadaTela Plana

320-600W30-60W90-250WConsumo (tpico)(UV)NoSimRadiao

320o (160o de cada lado)>90o ( 45o de cada lado) 180o ( 90o de cada lado) ngulo de VisoCompatvelCompatvelCompatvelCenas em movimento

Muito alto>300:1500:1Contraste

No afetadoNo afetado afetadoCampo magntico

~30% do TRC~10% do TRCPeso (tpico)$$$$$$$$$$$$$Preo

PlasmaLCDTRC

FED Field Emission Display (CRT plano) : conjunto de mini-canhes, um para cada pixel na tela. Display de 14 gasta ~5W. Espessura comparvel ao LCD e

Plasma.

LuzAnodo

(substrato) Anodo

(eletrodo) Fsforo

Porta (eletrodo) Camada resistivaCatodo (eletrodo) Catodo (substrato)

Tenses

Cones

Eltrons

OLED Organic Light Emitting Diode: telas planas, finas, flexveis, leves e baratas. Diodos orgnicos compostos por molculas de carbono emitem luz ao receberem uma carga

eltrica. Tempo de vida~1000 horas (e-paper, celulares).VFD Vacuum Fluorescent Display: eltrons so acelerados

por baixas tenses para excitar uma tela de fsforo.EL Eletroluminescent : usa um tipo especial de fsforo.

Projeto semelhante ao do LCD. Materiais menos sensveis s impurezas do que o LCD.

FSA Fluidic Self-Assembly: LCD com 3x1024x768 > 2 milhes de transistores. Uma matriz completa pode apresentar muitos

transistores defeituosos. A Alien Tecnology prope a produo de nanoblocks de vrios tamanhos que misturados a um

lquido so encaixados nas telas a serem fabricadas.

M)-(Pal 2,8 = M) (Padrao 2,2= )(=K onde B :

)(B : LogoLINEAR canal do tank V

gamacorretor do constante , = onde VTRC do gamafator TRC do tank B

tubodo gamafator tubodo tank

21

/11432s

/11432s

3'

3e

421/1

4'

s

222s

111

12

12

2

1

kkkkKBseTemKBBkkkk

teconsVkkVk

teconsVkteconsBkV

e

ee

s

s

e

es

Correo GamaCompensa as nolinearidades dos

transdutores. Leva emconta tanto o tubo da

cmera de TV quanto o tubo do receptor.

Correo GamaCompensa as nolinearidades dos

transdutores. Leva emconta tanto o tubo da

cmera de TV quanto o tubo do receptor.

LUZ Be

TENSO

LUZ Bs

LUZ Be

TENSO

LUZ Bs

CCD

Tubo

Corretor

GamaTRC

Be Vs Vs Linear Ve Bs

B=BrilhoV=TensoTransmissor Receptor

Canal

0,018V0 para 4,500VV e 1V0,018 para 0,0991,099VV

0,451 e HDTV) , NTSC , M-(Pal 2,2 ; TRC) - o(cinescpi 32 e

)(plumbicon 1,00,8 , (vidicon) 0,70,6 ; onde VKV

ss'

ss1/s

'

s

2

11211/s0

'

s

HDTVHDTV Pal-M e NTSCPal-M e NTSC

Correo GamaCorreo Gama

1999

1998

1996

1993

Ano de Proposta

2 a 80 Mbits/sISSO/MPEG N2729MPEG-7

2 a 80 Mbits/sISO/IEC 14496 MPEG-4

2 a 80 Mbits/sISO/IEC 13818MPEG-2

1.2 Mbits/s

Taxa de Compresso

ISO/IEC 11172MPEG-1

Nome FormalPadro

TransmissoTransmisso

Processamento

DIGITAL

Processamento

DIGITALER

EG

EB

ER

EG

EB

R

G

B

CR

EY

CB

Interface CANALMATRIXAGEM

ER

EG

EB

RECEPORECEPO

DEMATRIXAGEM

Processamento

DIGITAL

Processamento

DIGITAL

Luz Sinais eltricos Interface CANAL

CR

EY

CB COMPRESSO DE FAIXA REDUO DE TAXA DE BITS

COMPRESSO DE FAIXA REDUO DE TAXA DE BITS

MPEG Moving Picture Experts Group (criado em 1988)

Descrio de contedo multimdia. Um Descritor define a sintaxe e a semntica da representao de uma caracterstica (p.ex. cor) particular de um objeto audiovisual. Usa os conceitos de Esquema de Descrio e de Linguagem de Definio de Descries.

MPEG-7

Permite interoperabilidade de recursos multimdia entre vrias redes e dispositivos.Baseia-se no conceito de item digital. Cada item digital um objeto digital (uma cena ou quadro).

MPEG-21

Mudana para o paradigma de objetos. Cada quadro segmentado em regies de imagem chamadas Video Object Plane (VOP). Uma seqncia de VOPs para um mesmo objeto da cena forma um Video Object (VO).

Televiso Digital. Possui conceitos de perfis e nveis. Trabalha com varreduras 1:1 e 2:1. Permite sub-amostragem de cores: 4:2:2 e 4:2:0. Usa compensao e estimao de movimento. Quadros I, P e B.

Armazenamento e recuperao. Usa correlao espacial e temporal. Quadros I, P e B.

Objetivo Principal

MPEG-4

MPEG-2

MPEG-1

Padro

MPEG-21: interoperabilidade de recursos multimdia

MPEG-1: algoritmos de codificao e decodificao

MPEG-2: qualidade e flexibilidade para broadcast

MPEG-4: representao de objetos

MPEG-7: informaes sobre o contedo multimdia

Tipos de quadros: I-Intraquadro; P-Preditivo; B-Preditivo

746.496 Mbps

995.328 Mbps

1.492.992 Gbps

24.883.200bits

x 30 quadros

33.177.600bits

x 30 quadros

49.766.400 bits

x 30 quadros

12 bits/pixelx 1080 linhasx 1920 colunas

16 bits/pixelx 1080 linhasx 1920 colunas

24 bits/pixelx 1080 linhasx 1920 colunas

48 bits 4 pixels

64 bits 4 pixels

96 bits 4 pixels

4 pixels Y x 8 bits+ 1 pixels Cr x 8 bits+ 1 pixels Cb x 8 bits

4 pixels Y x 8 bits+ 2 pixels Cr x 8 bits+ 2 pixels Cb x 8 bits

4 pixels Y x 8 bits+ 4 pixels Cr x 8 bits + 4 pixels Cb x 8 bits

4:2:04:2:24:4:4

Amostragem O formato da amostragem depende da

importncia da crominncia que se quer digitalizar: 4:4:4 Indica que a luminncia e a

crominncia esto presentes em cadapixel.

4:2:2 Indica que a luminncia estpresente em cada pixel e que acrominncia est presente a cada 2pixels.

4:2:0 Indica que a luminncia estpresente em cada pixel e que acrominncia est presente a cada 4pixels. Faz-se uma mdia dos pixels vizinhos. (O padro 4:1:1 existe).

Compresso com perda. Atua sobre as limitaes do Sistema Visual Humano (HVS).

JPEG - Joint Photographic Experts GroupMPEG - Motion Picture Experts Group

Compresso sem perda: Run Length e Huffman

Redundncia Espacial

Estrutura (MPEG): Grupos de Quadros: Um quadro I inicial, vrios quadros B intermedirios e um quadro P final.

Redundncia Temporal Redundncia Temporal

Faz uso da semelhana entre quadros sucessivos.

Como existem 30 quadros por segundo, muita informao se repete.

Essa tcnica recebe o nome de compresso Inter-Quadro.

Redundncia Espacial Faz uso da correlao entre pixels

adjacentes. Pixels em imagens com reas uniformes

como o cu e campos esto correlacionados. Essa tcnica recebe o nome de

compresso Intra-Quadro.

Quadros I Intra: Independente de quadros anteriores. Serve como referncia.

Quadros P Prvio: O quadro relacionado apenas com o anterior.Quadros B Bidirecional: O quadro relacionado com o anterior e o

seguinte (posterior).

I

I

B

BB

BB

PBB P

Irrelevante

Redundante

Quantizao

Codificao de Transformada/

PreditivaRelevante

No-Redundante

Sinal comprimido com eficincia

Diagrama de

Schouten

MPEGMPEG--22

Codificao Codificao

Variable Length Coding e Huffman

Codificao Intra-quadro

Codificao Inter-

Quadros

Estimao e Compensao de Movimento

Faz uso da redundncia temporal e prev onde determinado bloco estaraps a mudana de quadros.

DCT DPCM Discrete Cosine Transform Differential Pulse Code Modulation

Codificao Entrpica ( VLC+Huffman ) - Sem perdasCodificao com DCT + Q + P ( MC+ME ) Com perdas

Matriz de quantizao para blocos

no intracodificados W [ x] [ y]

8369564638352927

6956463834292726

5848403532292726

4840353229272622

4037342927262222

3834342927262219

3734292724221616

342927262219168

Matriz de quantizao para blocos intracodificados W [ x] [ y]

Valores=16

Quantizador (1) - Preditor (2) Responsveis pela reduo da taxa de

bits (1) Responsveis pela qualidade do sinal de vdeo recuperado e codificado (2)

MPEG-2

C[x][y] Coeficientes originais

C[x][y] Coeficientes recuperados

C[x][y] Coeficientes originais

C[x][y] Coeficientes recuperados

1,5 L

L

2,5 L

2L

Coeficientes de MB Intra Coeficientes de MB No-Intra

Quantizao dos Coeficientes da DCT -Passo de quantizao: L

-Coeficientes DC de MB Intra: L= intra_dc_mult

-Coeficientes restantes:

-As variveis intra_dc_mult e quantizer_scaleso utilizadas para controle de taxa de compresso e de bits do sinal de vdeo.

16scalequantizer_ . [y] W[x]

L

Exemplo

W [x] [y] = 16 quantizer_scale = 8 Logo: L = (16 x 8) / 16= 8Bloco Intracodificado

Bloco No Intracodificado

73

-1322

10

-23

80

-1624

-13

3-2

Q

Q-1 Erro

73

-1322

00

-12

00

-1220

73

-12

Q

Q-1 Erro

MAD P m n Q m i n j ( , ) ( , )

TTCNICAS DE COMPENSACNICAS DE COMPENSAO DE MOVIMENTOO DE MOVIMENTO

D

BLOCO ANTERIOR

BLOCO DESLOCADO

REA DE BUSCA

BLOCORESULTANTE

PRINCPRINCPIO DA ESTIMAPIO DA ESTIMAO DE MOVIMENTO O DE MOVIMENTO

D: VETOR DE D: VETOR DE MOVIMENTOMOVIMENTO

DYDX

D

COMPENSACOMPENSAO E ESTIMAO E ESTIMAO DE MOVIMENTO (MC e ME)O DE MOVIMENTO (MC e ME)

2D LOGARITHMIC SEARCH

MC8

PASSOS:

1.

2.

3.

OBJETIVO:

CRITCRITRIOS DE CASAMENTORIOS DE CASAMENTOCORRELAO CRUZADA (MCC: Maximum Cross Correlation)ERRO QUADRTICO MDIO NORMALIZADO (MMSE:Minimum Meam Square Error)ERRO MDIO ABSOLUTO (MAD: Minimum Absolute Difference)

Quantizador (1) -Preditor (2)

Responsveis pela reduo da taxa de bits

(1) Responsveis pela qualidade do sinal de vdeo recuperado e

codificado (2)

CORRELAO CRUZADA (MCC):

ERRO QUADRTICO MDIO NORMALIZADO (MMSE):

ERRO MDIO ABSOLUTO (MAD):

MCCP m n Q m i n j

P m n Q m i n j

( , ) ( , )

( ( , ) ( , ))2 2 21

MMSE

P m n Q m i n jP m n

( , ) ( , )

( , )

2

2

DCT DCT -- COEFICIENTESCOEFICIENTESSeqnciaSeqncia de de VarreduraVarredura

Zig-zagZigZig--zagzag AlternadaAlternada

f1

f2

Definies / Convenes

COMPRESSO : CDIGO VARIABLE LENGTH CODING

TRANSFORMADA COSSENO DISCRETA

PRINCIPAIS CARACTERSTICAS

C(0,0) = Valor DC de x(n1,n2)A Energia da transformada tende a se concentrar em torno das

baixas freqncias

PRINCIPAIS CARACTERSTICAS

C(0,0) = Valor DC de x(n1,n2)A Energia da transformada tende a se concentrar em torno das

baixas freqncias

n2

(0,0)n1

C(n1,n2) = DCT[x(n1,n2)]

( , ) cos ( ) cos ( )n n k nN

k nN1 2

1 1

1

2 2

2

2 12

2 12

C k kN N

k k x n n n nxn

N

n

N( , ) ( ) ( ) ( , ) ( , )1 2

1 21 1 2 2 1 2 1 2

0

1

0

12

2

2

1

1

1 1 1

12 2

2

2

12

0

1 0

12

0

1 0( ) ,

,

; ( ) ,,

k k

kk k

k

2)2)Transformada inversaTransformada inversa

x n nN N

k k C k k n nk

N

k

N( , ) ( ) ( ) ( , ) ( , )1 2

1 21 1 2 2 1 2 1 2

0

1

0

12

2

2

1

1

0 1 0 11 1 1 2 2 2 n k N n k N, ; ,

1) 1) Transformada diretaTransformada direta

Base 64

vetores 2-D

DCT

DCTDCT--2D2DDimenso Finita

1920 colunas

1080

li n

h as

1080 x 1920 = 2 073 600 pixels 28 nveisde intensidadepara cada cor

REPRESENTAO DIGITAL DO VDEO

COMPRESSO DE VDEO

1920 colunas

1080

lin

has

Bloco de 8 x 8 pixels= 64 pixels

2 073 600 pixels 64 pixels== 32 400 blocos

COMPRESSO DE VDEO.Domnio do Tempo - Amostras.Domnio do Tempo - Amostras

f

00000000

03232323232320

03264646464320

0326412812864320

0326412812864320

03264646464320

03232323232320

00000000

.Domnio da Freqncia Coeficientes DCT.Domnio da Freqncia Coeficientes DCT

8x88x8Blocos

64 Amostras e 64 Coeficientes64 Amostras e 64 Coeficientes

Estrutura Macrobloco constitudo por 4 blocos de

luminncia e 2 blocos de crominncia (Cr e Cb). Estrutura

Sequncia de Vdeo constituda por vrios quadros ou todos os quadros de um vdeo.

Codificao de Transformada DCT-2D (Transformada Discreta de

Cosseno em Duas Dimenses). Transforma uma matriz de 8 x 8

amplitudes temporais-espaciais em uma matriz 8x8 de coeficientes freqenciais.

Gera coeficientes com valores pequenos que podem ser desprezados.

A sintaxe de um vdeo no padro MPEG dividida em: Seqncia de vdeo: conjunto de grupos

de imagens. Grupo de imagens (quadros): conjunto

de quadros I, P e B. Quadro: conjunto de tiras (slices). Tira: conjunto de macroblocos. Macrobloco: conjunto de blocos. Cada

macrobloco contem informaes deluminncia (sinal Y) e crominncia (sinais Cr e Cb).

Bloco: conjunto de 8 x 8 pixels,

Siglas

Receptor de TV MTS-Mono: Ausncia do sinal piloto de 15,73 KHz.-Estreo: Recupera sinais L+R no canal principal e L-R e SAP nos sub-canais. Esses sinais so enviados para matrixagem e obteno dos canais separados.-Canal Principal: FPB de 50 Hz a 15 KHz, pr-nfase convencional, comparador.-Sub-canal estreo: FPF, amplificador, demodulador, sub-portadora de 31,468 KHz, chave seletora estreo/SAP, recuperao de L-R.-Sub-canal SAP: obtem-se do mesmo modo que o sinal L-R.

SISTEMA DE SOM MTS

MTS Multi channel Television Sound

-Receptor MTS: Separa e processa cada sinal de udio composto, formado

de 1 canal direito Right (R), 1 canal esquerdo Left (L), 1 canal SAP (Second Audio Program) e um canal profissional

(servio, voz e dados). -Receptor Mono: informao contida nos

sub-canais estreo.Despreza a informao acima da

freqncia L+R, reconhecendo somente esse canal principal.

1H 2H 3H 4H

15

25

50

L + R

L -RMAIN

CHANNEL

5H 6H 7H

STEREO SUBCHANNEL

SAP SUBCHANNELPROFESSIONAL

CHANNEL

PILOT

dbx COMPRESSED

AM - DSB - SC

FM

dbx COMPRESSED

ESPECTRO DO SINAL MTS ( MultiESPECTRO DO SINAL MTS ( Multi -- channel Television Sound)channel Television Sound)

Desvio de freqncia da Portadora (kHz)

fH = 15.734 kHz 1H =15.734 kHzf (kHz)

23 de Setembro de 1986 Portaria no. 247

Ministrio das Comunicaes

23 de Setembro de 1986 Portaria no. 247

Ministrio das Comunicaes

BTSC - Broadcast Television Systems Committee-USA-1984

BTSC - Broadcast Television Systems Committee-USA-1984

Brasil

SAP-Second Audio Program R,L Right

(canal direito), Left (canal esquerdo) FM-

Frequency Modulation AM- Amplitude Modulation

DSB- Double SideBand SC- Supressed Carrier

Tom Piloto

Codificador por Sub-BandasSub-bandas

TCNICAS DE COMPRESSODigital

12

N

Quanti-zao

Alocaode Bits

Banco de filtros

e anlise

Anlise deFrequncia

Empa-cota-

mentoudio

Comprimido

Entradade udio

Banco de FiltrosBanco de FiltrosUniformemente

espaado e com centro diferente das bandas

crticas

Codificao por Sub-Bandas

Divide o sinal de entrada de udio em NSub-Bandas;

Utiliza filtros Digitais Polifsicos ou Quadrature Mirror Fiters ( QMF );

Calcula a mdia de cada Sub-Banda.

Frequncia(Hz)

Amplitude(dB)

Utiliza a FFTAnlise de Frequncia

Canais em formato EstCanais em formato Estreoreo

Codificador de udio

Canal EsquerdoSurround (LS) (20KHz)

Canal EsquerdoCanal EsquerdoSurroundSurround (LS) (20KHz)(LS) (20KHz)

Canal Esquerdo (L)(20KHz)

Canal Esquerdo (L)Canal Esquerdo (L)(20KHz)(20KHz)

Canal Central (C)(20KHz)

Canal Central (C)Canal Central (C)(20KHz)(20KHz)

SUPER WOOFER (LFE)(120 Hz)

SUPER WOOFER (LFE)SUPER WOOFER (LFE)(120 Hz)(120 Hz)

Canal Direito (R)(20KHz)

Canal Direito (R)Canal Direito (R)(20KHz)(20KHz)

Canal DireitoSurround (RS) (20KHz)

Canal DireitoCanal DireitoSurroundSurround (RS) (20KHz)(RS) (20KHz)

Bits CodificadosBits Codificados

udio 5.1

AlocaAlocao de bitso de bits

SubSub--bandasbandas

Bandas Crticas e Escala Bark

Bandas Crticas e Escala Bark

Modelo Psico-acstico

Clcula o SMR (Signal to Mask Rate) que a diferena entre o nvel mximo de sinal e o mnimo valor de mascaramento de cada uma das N Sub-bandas;

Utiliza a FFT (Fast Fourier Trasnform);

X +EM(t)

EM(t)=EM(t)+SYNC

A0cos (2 f0 t )

mo

-

+

XM(t)

Modulao AM/VSB Amplitude Modulation

MODULADOR

ANALGICO

Radiodifuso

Cabo,uO, Satlite

Transmissor

Receptor

XM(t) EM(t)

Detetor de Envoltria

SYNCXM(t)

t

~

Modulao Negativa

A modulao negativa facilita a deteo do sinal de sincronismo atravs de um nvel de limiar de deteo.Vantagem: simplicidade de implementao fsica

Modulao Negativa

PAL-M/NTSCPAL-M/NTSC

modulao de ndice mPortadora tf2cosA

tf2cos)t(Em1A)t(X

0

00

0M00M

UPLINKKu ~ 11GHz

DOWNLINKKc ~ 3GHz

Head End

Satlite

AntenaLocal

Rede CATV Assinante

Arquiteturabsica de rede

CATV

Radiodifuso

fv fscfsfv fscfs

ch 3ch 3

6 MHz6 MHzch 2ch 2 ch 4ch 4

cidade Acidade A

6 MHz6 MHz

cidade Bcidade B

ch 3ch 3 ff

ffsimulcast

Compatibilidadede Programao

Compatibilidadede Programao

SIMULCAST 2 Canais1 HDTV Digital + 1 NTSC

SIMULCAST 2 Canais1 HDTV Digital + 1 NTSC

Etapas do Processo1. Transmisso da emissora para o satlite2. Captao do sinal do satlite pela operadora3. Manipulao do sinal captado (HeadEnd)4. Distribuio do sinal ao assinante (Rede)5. Servios

1. Transmisso da emissora para o satlite2. Captao do sinal do satlite pela operadora3. Manipulao do sinal captado (HeadEnd)4. Distribuio do sinal ao assinante (Rede)5. Servios

CATV Community Antenna Television

Surgiu nos EUA na dcada de 40 parasolucionar o problema de transmisso de sinais de TV (via ar) em locais com relevo

muito acidentado. Junho de 1948 em Filadelfia, USA.

89,25 103,2556-59DesignaesAdicionais de Faixa

319,25 - 397,2540-53Canais de Superbandasem letras

217,25 - 313,2523-39J - ZCanais de Superbanda

121,25 - 169,2514-22A - ICanais de FaixaIntermediria

PORTADORANMEROALFABETOCanais de TV a Cabo

HeadEnd

Fibra ptica

Assinantes

OperadorasLocais

Cabo Coaxial

Satlite

EstaoTerrestre

Antenas

CATV - Esquema

Cabo

BrasilSAT B1 Sinal Analgico(36Mhz de faixa)

PAS 3 Sinal Digital (banda C) PAS 5 Sinal Digital (banda C) PAS 6 Sinal Digital (banda C) Expansat Sinal Analgico e

Digital (banda C) IntelSAT Sinal Digital (banda C)

BrasilSAT B1 Sinal Analgico(36Mhz de faixa)

PAS 3 Sinal Digital (banda C) PAS 5 Sinal Digital (banda C) PAS 6 Sinal Digital (banda C) Expansat Sinal Analgico e

Digital (banda C) IntelSAT Sinal Digital (banda C)

. 170 mi habitantes

. 57 mi aparelhos ( 87% lares) . 79% radiodifuso . 27%-m14; 37%-m20. 47,3%-antena externa; . 23,4% antena interna; . 25,8% parablica.

MMDS - Servio de distribuio de sinais

multiponto / multicanal

canal 2 canal 3 canal 4 canal 5 canal 69

f

Canal 2 : 54 - 60 MHz Canal 3 : 60 - 66 MHz Canal 4 : 66 - 72 MHz

Canal 5 : 76 - 82 MHz Canal 6 : 82 - 88 MHz

Canal 7 : 174 - 180 MHz

Canal 13 : 210 -216 MHz

Canal 14 : 470 -476 MHz

Canal 69 : 810 -816 MHz

Canal 2 : 54 - 60 MHz Canal 3 : 60 - 66 MHz Canal 4 : 66 - 72 MHz

Canal 5 : 76 - 82 MHz Canal 6 : 82 - 88 MHz

Canal 7 : 174 - 180 MHz

Canal 13 : 210 -216 MHz

Canal 14 : 470 -476 MHz

Canal 69 : 810 -816 MHz

VHF BaixoVery High Frequency

VHF Alto Very High Frequency

UHF Ultra High Frequency

Alocao do Espectroreservado para Televiso

Alocao do Espectroreservado para Televiso

Canal 1 : reservado para FI - Frequncia Intermediria

VLF =Very Low Frequencies 3-30 Khz

LF = Low Frequncies 30-300KHz

MF = Medium Frequencies 0,3-3 MHz

HF =High Frequencies 3-30 MHz

VHF = Very High Frequencies 30-300 MHz

UHF =Ultra High Frequencies 0,3-3 GHz

SHF = Super High Frequencies 3-30 Ghz

EHF = Extra High Frequencies 30-3000GHz

VLF =Very Low Frequencies 3-30 Khz

LF = Low Frequncies 30-300KHz

MF = Medium Frequencies 0,3-3 MHz

HF =High Frequencies 3-30 MHz

VHF = Very High Frequencies 30-300 MHz

UHF =Ultra High Frequencies 0,3-3 GHz

SHF = Super High Frequencies 3-30 Ghz

EHF = Extra High Frequencies 30-3000GHzAntigos canais 70 a 83 foram alocados para telefonia celular

Canal 37 reservado para uso internacionalBroadcast (1 transmissor ; muitos receptores = radiodifuso)Narrowcast (difuso restrita)

Fonte: ARA APKAR MINASSIAN Superintendncia de Servios de

Comunicao de Massa - ANATEL

Fase 2-Localidades com mais de 100.000 habitantes no

consideradas na Fase 1

Padres de Televiso DIGITAL Padres de Televiso DIGITAL HDTVHDTV

ATSC - Advanced Television Systems Committee Padro de Transmisso dos Estados Unidos

(para TV Broadcasting ou radio-difuso)DVB - Digital Vdeo Broadcasting Padro de Transmisso da Europa (para os

meios: TV Broadcasting, Satlite e Cabo)ISDB Integrated Service Digital Broadcasting Padro de Transmisso do Japo (para os

meios: TV Broadcasting, Satlite e Cabo)Obs: T-Terrestrial; C-Cable; S-Satellite

Diagrama de Transmisso DigitalDiagrama de Transmisso DigitalIMAGEM

DIGITALIZADA

GERADOR DE

IMAGEM

GERADOR DE

IMAGEM

COMPRESSOR DIGITAL MPEG-2

COMPRESSOR DIGITAL MPEG-2

MODULADORATSC/DVB-T

/ISDB-T

MODULADORATSC/DVB-T

/ISDB-T

ANTENA

SINAL MODULADO BANDA 6MHz VHF OU UHF

UPCONVERTER

UPCONVERTER EXCITADOR

EXCITADOR AMPLIFICADOR DE POTNCIA

AMPLIFICADOR DE POTNCIA

1.5 Gbps

SINAL COMPRIMIDO

20 Mbps

SINAL MODULADO

FI

HDTV -19M 1

Plataforma de Transmisso

L 1

HDTV -17M 1

Plataforma de Transmisso

SD 1

HDTV -15M 1

Plataforma de Transmisso

Plataforma de Transmisso

EDTV -9M 2

EDTV -9M 1

EDTV 3

EDTV 2

EDTV 1

Plataforma de Transmisso

SD 4

SD 3

SD 2

SD 1

Plataforma de Transmisso

L2

L1

SD 3

SD 2

SD 1

Plataforma de Transmisso

2M

4M

6M

4MLimite de carga 19 Mbits/sAlternncia de

formatos conforme o

horrio

TCNICAS DE COMPRESSO - udioTransformadas

Alternativas de aplicaes EDTV - Enhanced DeTVSDTV Standard DeTV

LDTV - Low DeTV DTV - Digital Television 5.1

esquerdo, direito, centro, 2 canais surround e 1 de graves

40Km

30Km

25Km

20Km

15Km12Km

9Km6Km

3Km

357o 12o

27o

42o

57o

72o

87o

102o

117o

132o

147o

162o177o192o

207o

222o

237o

Distribuio Espacial dos Locais

de Teste

Principais problemas na recepoPrincipais problemas na recepo

Multipercurso: Sinal Refletido, fantasma;Rudo Impulsivo: Ignio, arco voltaico;Efeito Doppler : Shifts dinmicos de freqncia;Recepo Mvel

MultipercursoMultipercurso

Rudo Rudo ImpulsvoImpulsvo

DopplerDoppler

xito por Distnciaxito por Distncia

Porcentagem de Recepo com Exito X Distancia

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

3 6 9 12 15 20 25 30 40Distancia em Km

Porc

en

tage

m de

po

nto

s c

om

e

xito

n

a re

ce

po

DVB-T 2KDVB-T 8KATSC 1 (Zenith)ATSC 2 (Chip A)ISDB 8K

Testes e

Desempenho

ANATELCPqD SET

ABERT MACKENZIE

Nos 5 principais pontos de medida onde o ATSC obteve xito e o DVBT

no, a causa foi rudo impulsivo.

-

-

Imagem em um receptor Analgico

Principal Causa de Falhas do DVB T - Rudo Impulsivo

-

Principal Causa de Falha do ATSC - Multipercurso

-

Nos 8 principais pontos onde o DVBT (4 pontos 8k, 2 pontos 2k) obteve xito e o

ATSC no, a causa foi grande quantidade de multipercurso.

Em 2 desses pontos, o DVB T 2k obteve zero erros e o ATSC no apresentou imagem.

Interferncia de Canal AnalInterferncia de Canal Analgico no Digitalgico no DigitalEspectro do canal Analgico interferindo no Digital

Espectro do canal Digital (adjacente superior) interferindo no Analgico

Interferncia do Sistema Digital no Sistema PALInterferncia do Sistema Digital no Sistema PAL--MM

Imagem de um receptor Analgico interferido

por co-canal Digital

Interferncia do Sistema Digital no Sistema PALInterferncia do Sistema Digital no Sistema PAL--MM

Imagem em um receptor DigitalRobustez perante o RuRobustez perante o Rudo Impulsivodo Impulsivo

Imagem Sistema DVB-TInterferncia por Interferncia por MultipercursoMultipercurso

Imagem Sistema ATSC

MPEGMPEG--2 2 AACAAC Advanced Audio CodeAdvanced Audio Code

Usado no Padro ISDB, Rdio, Internet, ISDN, Armazenamento, etc;

Suporta at 48 canais tendo como padro o mono, estereo e 5.1 canais;

Amostragem de 8 a 96KHz. Possui conceito de modularidade, permitindo

trs configuraes: (MC) Most Complexity Profile. Utiliza

todas as tcnicas de compresso; (LC) Low Complexity Profile. No utiliza

todas as tcnicas de compresso e restries, otimizando assim o uso de processamento e de memria;

(SSR) Scaleable Sampling Rate Profile. Divide a entrada de udio em 4 bandas de freqncias, resultando em vrios bit-streams.

Maior complexidade e melhor qualidade. MDCT com tamanho de bloco de 2048. Cdigo de Huffman. TNS Temporal Noise Shaping

(Cdigo tempo/freqncia). Quantizao No Uniforme.

DOLBY AC3 (DOLBY AC3 (DolbyDolby Digital)Digital)

Usado no ATSC, DVB, DVD, etc; 5.1 canais com surround; Utiliza banco de filtros MDCT (Modified

DCT) baseado na TDAC: Time Domain Aliasing Cancellation (Intercalamento daDCT/DST (Discrete Sine Transform));

Amplo Intervalo Dinmico; Amostragem de 32 a 48 KHz; Quantizao: 16-bit (min) a 24-bit (max)

COMPARACOMPARAESES

Escala de distoro subjetiva ITU-R: 5 - Imperceptvel 4 - Perceptvel, com distoro aceitvel 3 - Perceptvel, com distoro regular 2 - Perceptvel, com alta distoro 1 - Perceptvel, com muita distoro

11:116:1

7:113:1

Relao

AAC StereoAAC 5.1

AC3 StereoAC3 5.1

Codificador

128 kbps320 kbps

192 kbps384 kbps

Melhor bit-rate

-

5

-

4+

Qualidade em384 kbps

Padro ATSCPadro ATSC--TT Modulao = 8-VSB (Vestigial SideBand) Largura de Banda = 6 MHz Algoritmo de compresso:

Vdeo = MPEG-2 MP@ML(Moving Pictures Experts Group -Main Profile @Main Level)

udio = Dolby AC-3 ( 6 canais ) (AC-Audio Coding)

Taxa de Transmisso binria: 19,3 Mbps

ATSC-TVdeo

FRAME SYNCRONIZER

DATA RANDOMIZER

REED SOLOMON ENCODER

DATA INTERLEAVER

TRELLIS ENCODER

MUX AND SYNC INSERTION

PILOT INSERTION

8-VSB MODULATOR

FI OUT 6MHz BANDA

21,45 Mbps

32,18 Mbps

FIELD SYNC

SEGMENT SYNC

Input MPEG-219,39Mbps

Advanced Television System Committee -

USATerrestrial

Avanos atuaisMelhorias no receptor: E-VSB (Enhanced

VSB), antenas inteligentes e recepo mvel;

700 produtos DTV/HDTV: monitores, receptores, set-top-boxes, set-top-

decoders, video recorders, DVD players entre outros;

COFDM: necessita de 2,5 vezes a potncia usando-se 8-VSB para alcanar igual rea

de cobertura. A potncia de pico usando-se 8-VSB tambm menor do que de sistemas

que usam modulao OFDM.

DOLBY AC3 (DOLBY AC3 (DolbyDolby Digital)Digital)

udio Dolby AC-3

Padro DVBPadro DVB--TT Modulao = COFDM

(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) Largura de Banda = 6 a 8 MHz Nmero de portadoras = 2K ou 8K Algoritmo de compresso:

-Vdeo = MPEG-2 MP@ML-udio = Musicam e Dolby AC-3 (6 canais) (Masking Pattern Adapted Universal Sub-Band Integrated Coding and Mutiplex)

Taxa de Transmisso binria Varivel dependendo da configurao

udio udio DOLBY AC3 (DOLBY AC3 (DolbyDolby Digital)Digital)

Avanos AtuaisFormato DVB-AVC (Audio-Visual Contents)H.264/AVC video e MPEG-4 / AAC audio :

Desenvolvido pelo JVT (Joint Video Team) do ITU-T (International Telecommunication Union) e MPEG; aplicaes nos mercados emergentes ou

de novos servios; MPEG-2 continuar sendo a base dos padres

DVBDVB-T - Vdeo

EntradaLP MPEG-2188 Bytes

EntradaHP MPEG-2188 Bytes

Adaptao de pacotes e

Aleatorizador de dados

Entrelaador de bits e smbolos

MapeadorQPSK/16QAM/

64QAM

Modulador

OFDM

Insero Intervalo de

GuardaConversor

D/AFI OUT

6MHZ BANDA

Adaptaode Quadro

Reed Solomon

Entrela-adorde

Byte

Codifi-cador

Convo-lucional

Adaptao de pacotes e

Aleatorizador de dados

Reed Solomon

Entrela-adorde

Byte

Codifi-cador

Convo-lucional

RS (204,188)

RS (204,188)

12R x 17M

12R x 17M

R=1/2 e 64 estados Puncionamento:1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8

193 (2K) ou 759 (8K) pilots

R=1/2 e 64 estados Puncionamento:1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8

9072 bits

1512smb.

1705 smb. 2048 smb.

Exemplo: Mod. 64-QAM,No Hierrquico, 6MHz,

Fec: 3/4, I.G.=1/16, 2K

1/4, 1/8, 1/16e 1/32

~ 850 bytes=6804 bits

~850 bytes~783 bytes

2176 smb.

9072 bits

Canal HP- recepo mvel Canal LP- recepo fixa

Padro ISDBPadro ISDB--TT Modulao = BST-OFDM

( Band Segmented Transmission OFDM ) Largura de Banda = 6 a 8 MHz Nmero de portadoras = 2K, 4K ou 8K Algoritmo de compresso:

Vdeo = MPEG-2 MP@ML udio = AAC (Advanced AC, 6 canais)

e Dolby AC-3 ( 6 canais ) Taxa de Transmisso binria

Varivel dependendo da configuraoudio udio

MPEGMPEG--22--AAC AAC Advanced Audio CodeAdvanced Audio Code

6

10

14

18

22

26

0 20 40 60 80 100Freqncia Doppler [Hz]

C/N

[dB

]

"DVB-T" "DVB-T" - Com DiversidadeISDB-T ISDB-T - Com Diversidade

Vdeo - ISDB

ReedSolomonMultiplexador

RS (204,188)

EntrelaadorTempo

Aleatorizador Correo de atraso

Entrelaadorde Byte

Cod.Conv.

Mo

dula

dor

QAM

/QPS

K/D

QPSKAleatorizador

Correo de atraso

Entrelaadorde Byte

Cod.Conv.

Aleatorizador Correo de atrasoEntrelaador

de ByteCod.

Conv.

Divisor

EntradaMPEG-2

ABC

EntrelaadorFreqncia

Adaptaode Quadro

ModuladorOFDM

IntervaloGuarda

FI OUT 6MHZ BANDA

TMCC

12R x 17MR=1/2 e 64 estados

168 (2K), 325 (4K) ou 637 (8k) Pilotos

Exemplo: Mod. 64-QAM,13 segmentos layer A,6MHz, Fec : 3/4, I.G.=1/16,2K

1344 smb .1512 smb .

8064 bits6048 bits

6048 bits = 756 bytes

~697 bytes~3,7 pacotes

MPEG-2

2176 smb.

2048 smb.

Avanos Atuais Problemas de

propagao: Atenuao do sinal; Multipercurso e Variao da freqncia de recepo

SoluSoluo: Diversidade o: Diversidade espacialespacial. Emprego de mais de uma antena de recepo. A combinao ou seleo de sinais diminui a probabilidade do nvel de sinal recebido ser inferior ao limiar.

Conselho de Desenvolvimento do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) Casa Civil da Presidncia da Repblica Secretaria de Comunicao de Governo e Gesto

Estratgica da Presidncia da Repblica Ministrio da Justia Ministrio das Comunicaes Ministrio das Relaes Exteriores Ministrio da Cincia e Tecnologia Ministrio do Desenvolvimento, Indstria e Comrcio Exterior Ministrio da Cultura Ministrio da Educao Banco Nacional de Desenvolvimento Econmico e Social

Meio para atender as necessidades especficas da nossa sociedade

Atributos bsicos: Baixo custo e Robustez na recepo

(Classes C, D e E) Flexibilidade e Capacidade de evoluo

(Classes A e B) Interatividade e Novos servios (Incluso

Digital) Otimizar o uso do espectro de radiofrequncias. Melhorar a qualidade de imagem e de

udio;

Contribuir para a convergncia dos servios de telecomunicaes.

Requisitos para a TVDRequisitos para a TVD

Promover a Incluso Social e Digital Democratizao do acesso informao, lngua e cultura nacional

Diversidade cultural do pas

Desenvolver tecnologias brasileiras e a indstria nacional Favorecer adoo por pases latino-americanos, integrando centros de P&d Processo de transio:

Garantir que o usurio possa aderir ao sistema quando o desejar, a um custo compatvel com a sua renda.

FinalidadesFinalidades Universalizao dos servios de telecomunicaes Individual ( do acesso); Coletivo ( do servio).

Telecentros, escolas, centros comunitrios, terminais de uso pblico.

Mrcio Wohlers Assessor Especial

Ministrio das Comunicaes

Incluso Digital

SBTVD

SERVIOSVIA RDIO

TERRESTRES

SERVIOSVIA RDIO

TERRESTRES

CONVERSOR PARA 525 OU 625

CENTRO DE PRODUO DEHDTV

PRODUO DE FILMES EM HDTVFILMES DE CINEMA

CONTRIBUIES FORMATO 525 / 625GRAVADORES (TAPES) 525 / 625

MATERIAL GRAVADO (VCR /VTR)

PROGRAMAS AO VIVO

TROCA DEMATERIALDE ALTA

DEFINIO

INTERFACE DE DISTRIBUIO PARA RADIODIFUSO EM POTENCIAL

CONVERSORMELHORADODE 525 OU 625

ANT. PARABLICA, SINTETIZADOR,

DECODIFICADORE DEMODULADOR

CONVERSOR , DECODIFICADOR E

DEMODULADOR

ORIGEM DEUM SISTEMA DE DISTRIBUIODE 525 OU 625

RECEPTOR CONVENCIONAL

SERVIOS COMPATVEIS

PROCESSAMENTO NO RECEPTORTELA DE ALTA DEFINIO

MEIOS FSICOS DE TRANSPORTE

(CDs, Disquetes)

CONVERSOR DE HDTV DE LARGURA DE FAIXA

PLENA

CONVERSOR PARAREDUO DE LARGURA

DE FAIXA DE HDTV(120-140 Mbit/s)

SERVIOS VIA

SATLITE

SERVIOS VIA CABO

COAX./FIBRA

INTERFACES SISTEMAS DEDISTRIBUIO

CONVENCIONAISDE 525 OU 625

ANTENA, SINTONIZADOR,

DECODIFICADORE DEMODULADOR

INTERFACEAMENTO NO SISTEMA HDTV

CCIR 90 Rep. 801-4Sugerido pelo Prof. Krivocheev

VIDEO GRAVADOR OUREPRODUTOR DOMSTICO

(HDs, CDs, CASSETES)

Interfaceamento (Software, Hardware, Middleware)

Padres (MPEGx, H.26x)Interatividade, mobilidade, portabilidade, baixo custo

Fibra ptica

Radio-difuso

Cabo coaxial

Cabo bifilar

Satlite

Microondas

Rdio Digital

Rolo de filme

CDs,HDs,Dqs

Telefonia Fixa

Telefonia mvel celular

Rdio AM, FM

Fac-smile

Teletexto

Internet

Televiso

Papel

Voz

udio

Vdeo

Dados

Imagens

Textos

Filmes

Jornais

Revistas

Fotos

Monitor de vdeo

Receptor de TV

Tela de cinema

Projetores

Impressoras

Copiadoras

Gerao

Servios t-commerce

e-commerce

Transmisso Recepo e reproduo

Integrao e Convergncia Digitalizao

Codificaode Canal

Modulao

Camada de Transmisso

Subsistema de VdeoCodificao e Compresso

MPEG2

Subsistema de udioCodificao e Compresso Dolby-AC MPEG2 AAC

Vdeo

udio

Mu

ltipl

ex

Transporte

Dados AuxiliaresDados de Controle

HDTVCamada de

Multiplex e Transporte

BST-OFDM, (D)QPSK, 16QAM, 64QAM

COFDM, QSPK, 16QAM, 64QAM

8VSB

Modulao

ISDB-TJapan

DVB-TEU

ATSC-TUSA

Padro

8VSB: 8- level Vestigial SideBandCOFDM: Coded Orthogonal Frequency

Division MultiplexingBST-OFDM: Band Segmented

Transmission Orthogonal Frequency Division Multiplexing

QPSK:Quadrature Phase Shift Keying QAM:Quadrature Amplitude Modulation

Diferenas bsicas entre os sistemas de

HDTV Camada de Transmisso

+7111

+5011

+3101

+1001

-1110

-3010

-5100

-7000

NvelZ0Z1Z2

Faz corresponder a cada smbolo (3bits) presente na entrada um dos 8 possveis nveis de tenso. Cada Smbolo transmite 3 bits.

Os Dados + FEC so agrupados em 828 smbolos;O sincronismo de smbolo inserido atravs da sequncia [+5,-5,-5,+5] formando o Data Segment ;Cada Data Segment transmite (828 x 3) 2484 bits.

Im

Re+1 +3 +5 +7-7 -5 -3 -1

UnidimensionalDiagrama de olho do 8-VSB

Pulsos de amostragem no receptor

+7+5+3+1-1-3-5-7

Data Segment = 832 Smbolos

Segment Sync4 smbolos

828 Smbolos = Dados + FECSegment

Sync

8-VSB ATSC-T

8-VSB ATSC-T

Modulao

Modulador OFDMModulador OFDMModulador OFDM

CON

VER

SOR

S

RIE

/ PA

RA

LELO

CON

VER

SOR

de

N

vei

s

MO

DUL

ADO

RES

EM

QUAD

RAT

URA

I0Q0I1Q1I2Q2

IN-2QN-2IN-1QN-1

g0(t)

g1(t)

g2(t)

gN-2(t)

gN-1(t)

g(t)MODULADOR

DE FIFI

OSCILADORDE FI

cos IT

I = 2fIfI = valor da freqncia intermediria FI

Sinal OFDM em banda base

MODULAO

EntradaSerialdeDados

Modulador OFDM com Implementao DigitalModulador OFDM com Implementao DigitalModulador OFDM com Implementao Digital

Con

ver

sor

sr

ie/p

aral

elo

Con

ver

sor

de N

vei

s

0

N-1

I0Q0I1Q1I2Q2I3Q3

IN-2QN-2IN-1QN-1

EntradaSerialdeDados

W

Con

ver

sor

D/A

Mo

dula

dor

I/Q

I(t)

Q(t)

I(t)

Q(t)

OFDM em FI

g(t)Digitalizado

g(t)Analgico

IFFT

cos ITIFFT-Inverse Fast Fourier Transform

Mapeamento O DVB-T pode operar com trs mtodos de modulao:

QPSK 16-QAM 64-QAM

Padro DVB-T para a Banda de 6 MHzPadro DVBPadro DVB--T para a Banda de 6 MHzT para a Banda de 6 MHz

5,71 MHz5,71MhzEspaamento entre as portadoras extremas

3,348214KHz0,837054KHzEspaamento entre portadoras 1/Tu289,6667us1.194,667usDurao de um Tu

1.7046.816Portadora de maior nmero00Portadora de menor nmero1.705 (1.512 ativas)6.817 (6.048 ativas)Nmero de Portadoras (N)

Modo 2KModo 8KParmetro

.

f

F(f)

0 f0 f1 f2 f3 f4 f51/Tu

88--VSB MODULATORVSB MODULATOR

Espectro do ATSCSinal no tempo

Espectro do sinal DVB

Resposta no domnio do tempo

Espectro do sinal ISDB

1 82 3 4 5 6 7 9 1011 12 13

6 Mhz5.571 Mhz428.57 Khz

SegmentoCOFDM BST-OFDM

14 Segmentos, sendo que 1 deles leva as

portadoras

ATSC-TATSCATSC--TT

FRAME SYNCRONIZER

DATA RANDOMIZER

REED SOLOMON ENCODER

DATA INTERLEAVER

TRELLIS ENCODER

MUX AND SYNC INSERTION

PILOT INSERTION

8-VSB MODULATOR

FI OUT 6MHz BANDA

21,45 Mbps

32,18 Mbps

FIELD SYNC

SEGMENT SYNC

Input MPEG-219,39Mbps

Advanced Television System Committee -USATerrestrial

piloto tom )t f (2 cos 1,25 e RF de portadora da freqncia f MHz 2,690 4 /MHz 10,76 4/S f e 0,115 MHz 2,690 /MHz 0,31

)t f. 4 ( - 1t) f. 2 ( cos

.

t f. 2t) f. 2 ( sin

)t(h )t f. 4 ( - 1t) f. 2 ( cos

.

t f. 4t) f. 4 ( sin

)t(h

1 3, 5, 7, a onde

t) f 2 ( cos 1,25 t) f (2 sin )t(h - t) f (2 cos )t(ha s(t)

(ATSC) VSB-8 Sinal

0 0

r

2Q2I

n

00Q0I

n

-n

n

Equacionamento do Sinal de Vdeo 8-VSB ATSC

Gaiola de Faraday (Universidade Presbiteriana Mackenzie) Modulador ATSC

Modulador NEC padro ATSC

O aleatorizador de dados torna aleatria a distribuio de bits no sinal digital evitando que determinadas seqncias de bits se repitam, o que provocaria o aparecimento de grandes concentraes e vazios de energia no espectro de freqncias transmitido, podendo provocar interferncias em outros canais, tornando o sistema mais susceptvel interferncias externas. O processo de randomizao no altera a taxa de bits do sinal aplicado entrada do circuito. O codificador de Reed-Solomon RS tem por objetivo permitir ao receptor que detecte e corrija erros introduzidos pelo meio de transmisso. um dispositivo do tipo FEC (Forward Error Corrector) da famlia BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem ; block codes). Corrige at 10 bytes errados num pacote de 187 bytes transmitidos. O RS encoderaumenta 20 bytes de redundncia ao pacote de 187 bytes teis presentes na entrada.O entrelaador de dados embaralha o contedo de dados Dsu (Digital Segment unit) formando novos Dsus a cada 52 segmentos. Na recepo os Dsus so desembaralhados voltando ao seu contedo original. Na transmisso do sinal, quando do aparecimento de erros em forma de burst, o circuito desembaralhador distribui esses erros uniformemente pelos Dsus desembaralhados permitindo a eficiente ao do RS decoder. O Data Interleaver no altera a taxa de bits e a estrutura do sinal na sua entrada, tendo um papel importante na imunidade ao rudo impulsivo.O codificador de trelia tem por objetivo possibilitar, na recepo, corrigir erros introduzidos na transmisso. O seu Code Rate de 2/3 (2 bits na entrada geram 3 na sada). Embaralha o contedo de dados do trellis encoder, sendo semelhante ao Data Interleaver.O RS encoder e o Trellis encoder so os maiores responsveis pelo grau de imunidade do sinal transmitido contra interferncias externas. Tem caractersticas complementares as do RS encoder. Caracterstica do DSu na sada: a)nmero de smbolos: 828; b)nmero de bits por smbolo: 3 (representam 8 nveis diferentes). um FEC da famlia "convolutional encoder". O codificador de trelia faz corresponder a cada smbolo (3 bits) presente na sua entrada um dos 8 possveis nveis de tenso. Cada Smbolo transmite 3 bits. Os Dados + FEC so agrupados em 828 smbolos. O sincronismo de smbolo inserido atravs da seqncia [+5,-5,-5,+5] formando o Segmento de Dados. Cada Data Segment transmite (828 x 3) 2484 bits. No bloco de multiplexao insere-se o sinal de sincronismo de quadro Field Sync e Segment Sync. Um Campo de Smbolos e Dados formado por 312 Segmentos de Dados + 1 Campo de Sincronismo. Cada Campo de Smbolos transmite (313 x 2484) 777,492 Kbits. Um Quadro de Smbolos formado por dois campos. Cada Quadro de Smbolos transmite (2 x 777,492) 1,555 Mbits. A insero do piloto permite sincronizar o receptor com o transmissor. Ocupa-se os espaos vazios de sync que acompanhavam os pacotes de DSus. Correspondem a (4 smbolos)12 bits na sada doTrellis Encoder. O Field Sync ocupa um DS todo, reservado para esse fim, e encabea cada quadro que formado por 313 DSs (incluindo o de Field Sync). No h alterao do bit rate do sinal de entrada. Os dados que chegam no modulador proveniente do encoder MPEG-2 tem uma taxa fixa de 19,392658 Mb/s. Ao passar pelo bloco de Reed Solomon, Trellis Encoder e Multiplexao seu Bit Rate aumenta. O Bit Rate total entregue ao modulador de 32,28 Mbits/s. utilizado uma Taxa de Smbolos de 10,76 Mbits/s. Um filtro passa-banda deixa passar a banda desejada do DSB (Double SideBand) e elimina quase que completamente a banda indesejada produzindo um sinal de VSB (Vestigial SideBand) com 10,76 MHz de banda. Um filtro de Nyquist reduz a banda de 10,76 MHz para 5,38 MHz.

Resumo dos blocos do sistema ATSC-T

DVBDVB--TT

EntradaLP MPEG-2188 Bytes

EntradaHP MPEG-2188 Bytes

Adaptao de pacotes e

Aleatorizador de dados

Entrelaador de bits e smbolos

MapeadorQPSK/16QAM/

64QAM

ModuladorOFDM

Insero Intervalo de

GuardaConversor

D/AFI OUT

6MHZ BANDA

Adaptaode Quadro

Reed Solomon

Entrela-ador de

Byte

Codifi-cador

Convo-lucional

Adaptao de pacotes e

Aleatorizador de dados

Reed Solomon

Entrela-ador de

Byte

Codifi-cador

Convo-lucional

RS (204,188)

RS (204,188)

12R x 17M

12R x 17M

R=1/2 e 64 estados Puncionamento:1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8

193 (2K) ou 759 (8K) pilots

R=1/2 e 64 estados Puncionamento:1/2, 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8

9072 bits

1512 smb.

1705 smb. 2048 smb.

Exemplo: Mod. 64-QAM,No Hierrquico, 6MHz,Fec: 3/4, I.G.=1/16, 2K

1/4, 1/8, 1/16 e 1/32

~ 850 bytes=6804 bits

~850 bytes~783 bytes

2176 smb.

9072 bits

OFDM quadro do 68 smbolo no k portadora uma modular que complexo nmero umpor dorepresenta otransmitidser a dadoC

..............

OFDM quadro do 2 smbolo no k portadora uma modular que complexo nmero umpor dorepresenta otransmitidser a dado kCm,1,

OFDM quadro do 1 smbolo no k portadora uma modular que complexo nmero umpor dorepresenta otransmitidser a dado C

2 /)K K ( - k k frencia da centro ao relativo portadora da ndice k RF de canal do central freqncia f guarda de intervalo do durao

guarda de intervalo sem OFDM smbolo do durao Tguarda de intervalo com OFDM smbolo do durao T

(6048) 8K ou (1512) 2K astransmitid portadoras de nmero KOFDM quadro do nmero m OFDM smbolo do nmero l ,portadoras de nmero k

:ondecontrrio caso 0

1) m 68 (l t T m) 68 (l , e

)t( (t).C e Re s(t)

(DVB) OFDM Sinal

km,67,

km,0,

minmax''

C

U

S

S

)T m 68 T. l t ( Tk

2 j

k,l,mkl,m,0m

67

0l

K

Kkkl,m,

t f 2 j

SSU

'

max

min

C

Equacionamento do Sinal de Vdeo COFDM DVB

Resumo dos blocos do Sistema DVBResumo dos blocos do Sistema DVB--TT

Pode operar em dois modos: Hierrquico e No Hierrquico. No modo No Hierrquico, apenas um bloco de codificao de canal utilizado;No modo Hierrquico, dois blocos de codificao de canal so utilizados e combinados pelo entrelaador de bits. (A deficincia desse mtodo est relacionada com a relao Sinal/Rudo e com a flexibilidade para escolha dos parmetros de modulao);O Outer coder (Reed-Solomon) tem a funo de acrescentar bytes de paridade. Esses parmetros so fixos;O aleatorizador de dados tem como funo espalhar as seqncias de entrada. Alguns pacotes MPEG-2 possuem grandes seqncias repetidas de zeros e uns. Esse parmetro fixo.O Outer interleaver, embaralha os bytes provenientes do R-S encoder. Esse bloco no altera a taxa de bytes, mas acrescenta atraso. Esses parmetros so fixos;O Inner coder constitudo por um codificador convolucional de taxa me 1/2 e puncionamento para 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8. Quanto menor a razo de puncionamento, tanto menor ser a taxa de bits transmitida e maior a imunidade contra interferncias. Esses parmetros podem ser ajustados no modulador.O Inner interleaver no agrega bits, mas gera um atraso causado pelo embaralhamento de bits. Esses parmetros so fixos;O Mapeador tem como funo converter uma seqncia de bits (v=2, v=4 e v=6) em smbolos complexos (QPSK, 16-QAM e 64-QAM). A modulao QPSK mais robusta, mas a taxa de bits relativamente pequena para transmisso de um sinal HD;A adaptao de quadros tem como funo inserir pilotos de sincronismo, referncia e sinalizao. A quantidade de pilotos fixa e no altera a taxa de transmisso;O modulador OFDM tem como funo transformar smbolos complexos que transportam informao til em subportadoras ortogonais;O Intervalo de guarda tem como funo criar uma extenso cclica do canal. Quanto maior o tamanho do intervalo de guarda, tanto maior ser a robustez do sinal perante ao multipercurso. O aumento do intervalo de guarda diminui a taxa de transmisso. Esses parmetros podem ser ajustados no modulador para a razo de 1/4, 1/8, 1/16 ou 1/32.

ISDB ISDB -- TT

ReedSolomonMultiplexador

RS (204,188)

EntrelaadorTempo

Aleatorizador Correo de atraso

Entrelaadorde Byte

Cod.Conv.

Mo

dula

dor

QAM

/QPS

K/DQ

PSKAleatorizador

Correo de atraso

Entrelaadorde Byte

Cod.Conv.

Aleatorizador Correo de atrasoEntrelaador

de ByteCod.Conv.

Divisor

EntradaMPEG-2

ABC

EntrelaadorFreqncia

Adaptaode Quadro

ModuladorOFDM

Intervalo

GuardaFI OUT

6MHZ BANDA

TMCC

12R x 17MR=1/2 e 64 estados

168 (2K), 325 (4K) ou 637 (8k) Pilotos

Exemplo: Mod. 64-QAM,13 segmentos layer A,6MHz, Fec: 3/4, I.G.=1/16, 2K

1344 smb.1512 smb.

8064 bits6048 bits

6048 bits = 756 bytes

~697 bytes~3,7 pacotes

MPEG-2

2176 smb.

2048 smb.

Permite a transmisso hierrquica; o sinal digital pode ser dividido em 3 camadas hierrquicas e cada uma dessas camadas pode ter o code rate e o time-interleaving ajustados de forma independente.

OFDM quadro do n smbolo no k portadora uma modular que complexo nmero umpor dorepresenta otransmitidser a dado C

freqncia da centro ao relativo portadora da ndice kncia)(radiofreq RF de canal do central freqncia f

guarda de intervalo do durao guarda de intervalo sem OFDM smbolo do durao T

guarda de intervalo com OFDM smbolo do durao T(5617) 3) (modo 8K ou (2809) 2) (modo 4K

(1405), 1) (modo 2K astransmitid portadoras de nmero KOFDM smbolo do nmero n ,portadoras de nmero k

:ondeT 1)n ( t eT n t , 0

T 1) n ( t T n , e )t(

(t).C e Re s(t)

(ISDB) OFDM Sinal

kn,

C

C

U

S

S S

SS

)T. n t ( T

k - k 2 j

k,n

0n

K

0kkn,kn,

t f 2 j

SU

C

max

C

Equacionamento do Sinal de Vdeo BST-OFDM - ISDB

O sistema ISDB-T utiliza a modulao OFDM que semelhante ao DVB-T. caracterizado pela segmentao de banda e uso de um codificador de canal sofisticado;O Outer coder R-S tem a funo de acrescentar bytes de paridade. Esses parmetros so fixos e idnticos aos do DVB-T;O aleatorizador de dados tem como funo espalhar as seqncias de entrada. Alguns pacotes MPEG-2 possuem grandes seqncias repetidas de zeros e uns. Os parmetros so fixos e idnticos aos do DVB-T;O Outer interleaver embaralha os bytes provenientes do R-S encoder. Esse bloco no altera a taxa de bytes, mas acrescenta atraso. Esses parmetros so fixos e idnticos aos do DVB-T;O Inner coder constitudo por um codificador convolucional de taxa me 1/2 e puncionamento para 2/3, 3/4, 5/6 e 7/8. Quanto menor a razo de puncionamento, tanto menor ser a taxa de bits transmitida e maior a imunidade contra interferncias. Esses parmetros podem ser ajustados no modulador e so idnticos aos do DVB-T;O Mapeador tem como funo converter uma seqncia de bits (v=2, v=4 e v=6) em smbolos complexos (QPSK ou DQPSK, 16-QAM e 64-QAM). A modulao QPSK mais robusta, mas a taxa de bits transmitida relativamente pequena para transmisso de um sinal HD (High Definition);O Time Interleaver no agrega bits, mas gera um atraso causado pelo embaralhamento de bits. O entrelaamento ocorre apenas em segmentos. O tamanho do embaralhador pode ser ajustado variando-se o parmetro I.O Frequency Interleaver no agrega bits, mas tambm gera um atraso causado pelo embaralhamento das portadoras. O entrelaamento ocorre entre segmentos. Em transmisso parcial de um segmento o frequency interleaver no utilizado. Os parmetros so fixos.A adaptao de quadros tem como funo inserir pilotos de sincronismo, referncia e sinalizao. A quantidade de pilotos fixa e no altera a taxa de transmisso; O modulador OFDM tem como funo transformar smbolos complexos que transportam informao til em subportadoras ortogonais;O Intervalo de guarda tem como funo criar uma extenso cclica do canal. Quanto maior o tamanho do intervalo de guarda, tanto maior ser a robustez do sinal perante ao multipercurso. O aumento do intervalo de guarda diminui a taxa de transmisso. Esses parmetros podem ser ajustados no modulador para a razo de 1/4, 1/8, 1/16 ou 1/32.Embora tanto o DVB-T quanto o ISDB-T sejam baseados no uso de milhares de mini-portadoras, existe uma diferena significativa entre eles. No ISDB-T, essas mini-portadoras so agrupadas em 13 grupos (14 sendo um deles para portadoras), e esses grupos podem ser arranjados livremente para formar as camadas da transmisso hierrquica . Com isso, por exemplo, pode-se usar 11 ou 12 grupos para transmitir um programa de HDTV, e 1 ou 2 para um segundo programa em modo mais robusto, para ser recebido em automveis, por exemplo. O DVB-T no possui essa flexibilidade. No DVB-T, a transmisso hierrquica est rigidamente amarrada ao tipo de modulao escolhido. No 16-QAM, a partio -, ou seja, 50% (nem mais, nem menos) do sinal pode estar no modo mais robusto. No modo 64-QAM, essa partio de 1/3-2/3, tambm de forma rgida.

Resumo dos blocos do sistema ISDB-T

DOLBY AC3 (DOLBY AC3 (DolbyDolby Digital)Digital)

MDCT Modified Discrete Cosine Transform P/ AC3

MDCT Modified Discrete Cosine Transform p/ AAC

onde:

Zin = seqncia de entrada; n= ndice da amostra; k =ndice do coeficiente espectral; i = ndice do bloco; N = tamanho do bloco da transformada; n0 = (N/2+1)/2

1N

0n0n,ik,i 2

1k)nn(N

2cosZ2X

2/0 Nk

Dolby AC-3

MPEGMPEG--22--AAC AAC Advanced Advanced

Audio CodeAudio Code

No compatvel com MPEG-1 e MPEG-2 BC (Backward Compatible). A taxa de bits em sua sada pode variar entre 48Kbps e 576Kbps. Gain Control: No SSR profile, o controle de ganho adicionado na entrada do sinal. O

mdulo de controle de ganho consiste em um banco de filtros PQF. O Filtro PQF divide o canal de udio em 4 bandas de freqncias que aplicado a MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) produzindo 256 coeficientes espectrais. Somando as 4 bandas tem-se 1024 coeficientes espectrais.

Filter Bank: o componente fundamental do sistema MPEG-2 AAC, pois converte o sinal no domnio do tempo para o domnio da freqncia. Essa converso feita usando-se a MDCT;

TNS (Temporal Noise Shaping): utilizado como um formatador temporal para minimizar o erro de quantizao causado por transientes e picos de sinal na entrada.

Intensity Coding: usado para explorar a irrelevncia nos sinais de alta freqncia. Prediction:Tem como objetivo reduzir a transmisso redundante. No caso de uma

codificao mono tenta-se explorar a auto correlao entre componentes espectrais de quadros consecutivos. No caso da codificao estreo explora-se a auto-correlao dos sinais correspondentes aos canais.

Mid/Side Coding: usado em canais estreos e capaz de comparar o rudo gerado na codificao com o rudo mascarado na reproduo do canal estreo;

Quantizao: A quantizao no uniforme e varia para cada sub-banda. Nas baixas e altas freqncias, o ndice de quantizao inferior ao das freqncias mdias.

V/L Coding:Utiliza-se o cdigo de Huffman.

AAC Advanced Audio Coding - Descrio dos blocos principais

DOLBY AC3 (DOLBY AC3 (DolbyDolby Digital) Digital) DescriDescrio dos blocos principaiso dos blocos principais

TDAC: Converte o sinal no domnio do tempo para o domnio da freqncia. Essa converso feita usando-se a MDCT.

Channel Coupling: Combina as altas freqncias contidas em um nico canal e transmite apenas sua envoltria.

Exponent Coding: Cada bloco de udio contido num frame formado por um conjunto de expoentes e seu correspondente conjunto de mantissas. Nesse bloco realiza-se uma anlise para se determinar a diferena entre eles, tendo como objetivo a reduo da taxa de transmisso de blocos.

Bit Allocation: O processo de alocao de bits consiste de um algoritmo que tem como finalidade a determinao do nmero de nveis de quantizao necessrio para a codificao de cada mantissa.

Mantissa and Quantization Coding: A quantizao no uniforme e varia para cada sub-banda. Nas baixas e altas freqncias o ndice de quantizao inferior ao das freqncias mdias.

Situao BrasileiraSituaSituao Brasileirao Brasileira

Dados: 170 milhes de habitantes, 87,7% das residncias possuem TV; 40,6 milhes de residncias; 57 milhes de aparelhos de TV.

Definies a serem feitas: Escolher o padro de TV digital. Planejar a implantao da TV digital. Estabelecer o critrio de compartilhamento entre canais nos

sistemas analgico e digital. rgos envolvidos: ANATEL, ABERT, SET, Universidades, CPqD.

Anatel-Agncia Nacional de Telecomunicaes; Abert- Associao Brasileira de Emissoras de Rdio e Televiso; Set- Sociedade de Engenharia de Televiso ; CPqD-Fundao Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Telecomunicaes.

Canais a serem utilizados para TV Digital: 7 ao 13 e 14 ao 69. Os canais baixos ( 2 ao 6 ) sofrem muita interferncia.

Geradoras de TV : 532 Retransmissoras : 8.200 Planejamento da Canalizao: canais necessrios/viabilizados

Fase1: localidades com estaes geradoras outorgadas ou em licitao - 1151/1151Fase2: localidades com mais de 100.000 habitantes no consideradas na fase1-608/487

Dados: 170 milhes de habitantes, 87,7% das residncias possuem TV; 40,6 milhes de residncias; 57 milhes de aparelhos de TV.

Definies a serem feitas: Escolher o padro de TV digital. Planejar a implantao da TV digital. Estabelecer o critrio de compartilhamento entre canais nos

sistemas analgico e digital. rgos envolvidos: ANATEL, ABERT, SET, Universidades, CPqD.

Anatel-Agncia Nacional de Telecomunicaes; Abert- Associao Brasileira de Emissoras de Rdio e Televiso; Set- Sociedade de Engenharia de Televiso ; CPqD-Fundao Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Telecomunicaes.

Canais a serem utilizados para TV Digital: 7 ao 13 e 14 ao 69. Os canais baixos ( 2 ao 6 ) sofrem muita interferncia.

Geradoras de TV : 532 Retransmissoras : 8.200 Planejamento da Canalizao: canais necessrios/viabilizados

Fase1: localidades com estaes geradoras outorgadas ou em licitao - 1151/1151Fase2: localidades com mais de 100.000 habitantes no consideradas na fase1-608/487

HISTRICOJunho de 1991 COM-TV, Comisso Assessora de Assuntos de Televiso do Ministrio das Comunicaes (TVD e HDTV)Setembro de 1994 Grupo Tcnico SET/ABERT (TVD)Maro de 1998 ANATEL (TVD-T) (Foi extinto COM-TV)Novembro de 1998 Mackenzie + SET/ABERT (Testes ATSC, DVB e ISDB)Dezembro de 1998 ANATEL + 17 emissoras (Testes de campo)Outubro de 1999 ANATEL + CPqD (Validao de metodologia, anlise dos resultados, planejamento da canalizao e regulamentao tcnica)Fevereiro de 2000 Relatrio ( 8-VSB e COFDM) SET/ABERT ( COFDM)Julho de 2000 Relatrio Final (ISDB-T, impacto/custos de adoo, condies e facilidades de implementao, prazos para comercializao, preos dos receptores)Consulta Pblica no. 291/01 No produziu os resultados esperados