Fundamentos de Televisión Digital: Estándares DVB, MPEG-2 y Cálculo de Bitrate

Ejercicios Resueltos: Principios de Televisión Digital

1. Formato de Compresión en DVB

¿Qué formato de compresión se utiliza en DVB?

MPEG-2.

2. Reducción Estadística y Percepción Visual

¿La reducción estadística de los datos se basa en las características de percepción del sistema visual humano?

Sí. Los seres humanos apreciamos menos el color (crominancia) que la luz (luminancia).

3. Ancho de Banda de Luminancia y Crominancia

¿Las señales de luminancia y de crominancia se transmiten con el mismo ancho de banda?

No. Se necesita más ancho de banda para la luminancia, ya que el sistema visual humano es más sensible a la luz que al color.

Multiplexación y Estándares de Transmisión

4. Función de la Etapa de Multiplexación

¿Cuál es la función que realiza la etapa de multiplexación?

Convierte de paralelo a serie todos los servicios (programas, datos) para transmitirlos en un mismo canal. (Nota: Un canal DVB puede albergar múltiples servicios, por ejemplo, 6).

5. Estándar MPEG-2 System

¿A qué etapa hace referencia el estándar MPEG-2 System?

A la multiplexación.

6. Comparativa de Sistemas DVB (S, C, T)

¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre los sistemas DVB-S, DVB-C y DVB-T, y qué estándares define DVB para las redes de distribución?

• DVB-S (Satélite): Transmisión vía satélite. Modulación QPSK (o 8PSK).
• DVB-C (Cable): Transmisión vía cable. Modulación QAM.
• DVB-T (Terrestre): Transmisión vía terrestre. Modulación COFDM (ej. 64QAM).

7. Adopción Global del Estándar DVB

¿El estándar DVB se ha adoptado en todos los países del mundo?

No. DVB (Digital Video Broadcasting) es el estándar principal de Europa y ha sido adoptado en algunas regiones de África y otros lugares. DVB es un conjunto de normas de transmisión.

Principios de Digitalización de Video

8. Teorema de Nyquist

¿Qué establece el Teorema de Nyquist sobre el número de muestras necesarias para una digitalización correcta?

La frecuencia de muestreo debe ser, al menos, el doble de la máxima frecuencia del componente a digitalizar.

9. Etapas de la Digitalización

Muestreo:

Toma muestras de la amplitud de la señal a intervalos regulares de tiempo.

Cuantificación:

Sustituye los valores infinitos de las muestras por números enteros más próximos. (Ejemplo: 2⁸ = 256 niveles).

Codificación:

Representa los números decimales resultantes de la cuantificación en formato binario.

10. Ancho de Banda Máximo de Luminancia

De acuerdo a la frecuencia de muestreo empleada, ¿cuál debe ser el ancho de banda máximo de la luminancia?

13,5 MHz.

Redundancia y Cálculo de Flujo de Bits

11. Tipos de Redundancia en Señales de Televisión

Detallar los tres tipos de redundancia presentes en las señales de televisión:

• Redundancia Espacial (o de Imagen): Similitud entre trozos de imagen adyacentes.
• Redundancia Temporal: Similitud entre imágenes consecutivas (paso de las imágenes en el tiempo).
• Redundancia Estadística (o de Bits): Bits que no aportan información significativa y pueden ser eliminados.

12. Resolución del Formato ITU-R BT.601

Especificar la resolución de una imagen en el formato ITU-R BT.601 (PAL/576i):

720 x 576 píxeles.

13. Determinación del Flujo de Bits en ITU-R BT.601 (4:2:0)

Determinar el flujo de bits que se obtiene al muestrear una señal de video de acuerdo al formato ITU-R BT.601 (4:2:0).

Parámetros utilizados: 720 muestras/línea (Y), 576 líneas, 25 imágenes/s, 8 bits/muestra.

Cálculo de Flujo de Bits por Componente:

• Luminancia (Y): 720 muestras × 576 líneas × 25 imágenes/s × 8 bits/muestra = 82.94 Mb/s
• Crominancia (Cr): 180 muestras × 576 líneas × 25 imágenes/s × 8 bits/muestra = 20.74 Mb/s
• Crominancia (Cb): 180 muestras × 576 líneas × 25 imágenes/s × 8 bits/muestra = 20.74 Mb/s

Flujo de Bits Total: 82.94 Mb/s + 20.74 Mb/s + 20.74 Mb/s = 124.42 Mb/s