Tecnologías de Digitalización y Transmisión de Señales de Vídeo

Digitalización de la Imagen

Al pasar de blanco y negro (B/N) a color, se intentó conservar la compatibilidad con los receptores existentes. ¿Cómo se logró esto? Se crea una señal de luminancia (Y), que es la suma de proporciones adecuadas de rojo, verde y azul (RGB), y se transmite junto con esta señal la información de color, conocida como señal de crominancia.

Proceso de Digitalización de la Señal de Vídeo

Separación de Componentes

Para digitalizar la señal de vídeo, se separan la luminancia (Y) y las señales de crominancia (B-Y y R-Y). Por ello, la señal PAL se expresa comúnmente como YUV.

Pasos Clave en la Conversión Analógico-Digital

Una vez realizada esta conversión, se siguen los siguientes pasos fundamentales:

1. Muestreo de la Señal Analógica

   Se trata de obtener el nivel de la señal en unos instantes determinados. Este proceso convierte una señal continua en una secuencia discreta de valores.

2. Cuantificación de la Señal

   Después del muestreo, se asignan valores decimales a cada una de las muestras. Esto implica redondear los valores de las muestras a un conjunto finito de niveles predefinidos.

3. Codificación

   Este paso consiste en convertir los valores analógicos en digitales. La codificación está en función de la cuantificación elegida, siendo la cuantificación el número finito de valores que se consideran para cada muestra. El circuito que codifica digitalmente la señal es un conversor analógico-digital (ADC). Según el número de bits por muestra, se obtendrá la cuantificación deseada.

   Después de codificar las muestras, estas pasan por un convertidor paralelo-serie y se genera una trama organizada en paquetes de 188 bits (1 de sincronización, 3 de cabecera y 184 de carga útil), lo que se conoce como paquete de transporte MPEG-2 TS.

   Una vez completado este proceso, la señal se modula en el sistema deseado y se transmite:

   • QPSK para satélite
   • 64-QAM para cable
   • COFDM para terrestre

Transmisión de Datos Digitales

Fundamentos de la Transmisión

La transmisión de datos se representa como una secuencia serializada de unos y ceros (+V, -V). Para una señal digital, el espectro es limitado, por lo que el ancho de banda debería ser infinito. Sin embargo, debido a ciertas consideraciones sobre los sistemas de transmisión, este debe ser el más pequeño posible.

Existen interferencias entre los símbolos, ya que los sistemas reales no son ideales. Para mitigar esto, se utiliza el Filtro de Nyquist.

Conceptos Fundamentales en Transmisión

Es importante diferenciar los siguientes conceptos:

• Bit: La unidad más pequeña de información en la transmisión digital. Toma valores de +A o -A.
• Símbolo: Cada uno de los posibles valores de la característica que conforma la modulación de la señal.
• Vídeo: La sucesión de imágenes individuales que conforman una secuencia visual.

Calidad y Componentes de la Imagen Digital

Estándares de Calidad de Vídeo

Para conseguir una calidad convencional PAL, cada línea se tiene que cuantificar con 720 píxeles y 576 líneas activas. La densidad de muestreo de un cuadro es de 720x576.

Componentes del Píxel y Tasa Binaria

Cada píxel se compone de luminancia y crominancia.

La tasa binaria se ve afectada por el muestreo. Por ejemplo, el muestreo 4:2:2 significa que se realizan dos muestreos de crominancia por cada muestreo de luminancia, optimizando la eficiencia de la transmisión sin sacrificar excesivamente la calidad percibida.