Vídeo Digital teleco.uclm.es/asignaturas/vd/ RedC@mpus Ángel Belenguer Despacho: 2.15 Angel.Belenguer@uclm.es Extensión: 4846 0. Presentación Objetivos Temario Prácticas Evaluación Introducción 1
0.1. Objetivos (1) Analizar los procesos de digitalización aplicados a la señal de vídeo. Aplicar los conceptos fundamentales del tratamiento digital de señales, al caso concreto del procesamiento de imágenes Comprender los procedimientos técnicos de producción en televisión digital Conocer las características de transmisión de la información digital de vídeo 0.1. Objetivos (2) Analizar los factores que hacen posible, mediante compresión, la reducción del flujo binario necesario para la información de video Valorar en que grado afectan los algoritmos de compresión a la calidad de las imágenes y a la multigeneración Entender la forma en que se estructura la información en los interfaces digitales entre equipos de producción Comprender los procesos básicos necesarios para el el almacenamiento digital de vídeo sobre diferentes soportes Evaluar las características de funcionamiento más importantes de los distintos soportes de almacenamiento digital de video Conocer la terminología técnica utilizada e n entornos de edición no lineal de video Analizar la estructura y el funcionamiento de un centro de producción de televisión digital 2
0.2. Temario 1. Procesamiento de imágenes digitales 2. Muestreo y recuperación de imágenes en el dominio de la frecuencia 3. Televisión digital a nivel de estudio: Codificación 4. Compresión de la información de video 5. Interfaces de comunicación para la televisión digital 6. Soportes de almacenamiento digital de video 7. Procesos avanzados de televisión digital 0.2.1. Procesamiento de imágenes digitales Operaciones con imágenes digitales Tratamiento digital de señales unidimensionales Aplicación de las técnicas unidimensionales al tratamiento de imágenes 3
0.2.2. Muestreo y recuperación de imágenes en la frecuencia Muestreo de señales analógicas unidimensionales Introducción al muestreo bidimensional Estructura de muestreo ortogonal Estructura de muestreo no ortogonal Recuperación de imágenes digitales Aplicación del diezmado y la interpolación a imágenes digitales 0.2.3. Televisión digital a nivel de estudio: Codificación Introducción Digitalización de la televisión convencional: Recomendación UIT-R BT.601 Digitalización de la televisión de alta definición: Recomendación UIT-R BT.709 Conclusiones 4
0.2.4. Compresión de la información de video La redundancia en la información de vídeo Métodos de compresión por transformación: la DCT Estándares de compresión Aplicaciones de la compresión de video 0.2.5. Interfaces de comunicación para la televisión digital Introducción Interfaces de comunicación para televisión mejorada en el nivel 4:2:2: recomendación UIT-R BT.656 Interfaces de comunicación para televisión mejorada en el nivel 4:4:4: recomendación UIT-R BT.799 Interfaces de comunicación para televisión de alta definición: recomendación UIT-R BT.1120 Otros interfaces utilizados en video digital Conclusiones 5
0.2.6. Soportes de almacenamiento digital en video Corrección de errores en el dominio digital Codificación de canal Grabación magnética sobre cintas Unidades de disco magnético para vídeo digital Magnetoscopios híbridos Estructura de las unidades de disco óptico Unidades de disco magneto-ópticas para video digital 0.2.7. Procesos avanzados en Televisión digital Introducción Medidas de calidad de la imagen digital Conceptos básicos de edición no-lineal El centro de producción digital de televisión Introducción a la difusión de la televisión digital: interactividad Transmisión de vídeo por internet Conclusiones 6
0.3. Bibliografía Básica Bethencourt, T. Televisión Digital. Ed: I.G. Afanias Colección Beta. Temas audiovisuales 2001. Watkinson, J. Vídeo Digital. Paraninfo 1996. Goodman, R. Digital HDTN Systems. Ed: Prompt Publications. - 2001 Gonzalez, R. Woods, R. Tratamiento digital de imágenes. Ed; Addison-Wesley 1996 Watkinson, J. El Arte del Video Digital. IORTV 1992. Martín Marcos, A. Compresión de imágenes. Norma JPEG. Ed: Ciencia 3. 1999 Martín Marcos, A. Televisión Digital. Norma MPEG-2 (video). Ed: Ciencia 3. 1998 0.4. Prácticas (1) Obtención de imágenes y secuencias Tratamiento de imágenes (MATLAB) Procesamiento de imágenes Compresión Estudio dirigido Búsquedas de información 7
0.4. Prácticas (2) Captura de imágenes y secuencias Procesamiento digital de imágenes: operadores puntuales Procesamiento digital de imágenes: operadores locales Procesamiento digital de imágenes: operadores globales Procesamiento digital de imágenes: diezmado e interpolación Codificación de la televisión digital 0.4. Prácticas (3) Potencial de compresión de la DCT en imágenes estáticas Compensación de movimiento y compresión intercuadro Interfaces de comunicación a nivel de estudio Capacidades de almacenamiento digital en cintas y en discos Conceptos avanzados en video digital 8
0.5. Evaluación Examen final (70%) 30% relacionado con prácticas Mínimo para hacer media 5 puntos Mínima nota en ejercicios de prácticas 1,5p. Prácticas (30%) Obligatorias 0.6. Introducción a la digitalización de la señal de vídeo Digitalización Ventajas Evolución Aplicaciones 9
0.6.1. Digitalización de la señal de vídeo Variedad de sistemas analógicos Necesidad de normalización Principios fundamentales Muestreo Compresión Conex. Telecomunicación Informática Dificultad: Transición analógico / digital 0.6.1.1. Digitalización señal compuesta vs. en componentes Digitalización de la señal compuesta 10
0.6.1.1. Digitalización señal compuesta vs. en componentes Digitalización de la señal por componentes 0.6.1.2. Necesidad de compresión Gran cantidad de información digital de vídeo Gran ancho de banda en transmisión Alta capacidad para grabación La compresión reduce la cantidad de información Posible pérdida de calidad 11
0.6.2. Ventajas y potencialidades del vídeo digital La implantación de nuevas tecnologías persigue varios objetivos Economía Eficacia y productividad Solución de problemas Nuevas aplicaciones 0.6.2. Ventajas y potencialidades del vídeo digital Inmunidad al ruido Posibilidad de regeneración Criterios de calidad menos rigurosos Desaparición de derivas 12
0.6.2. Ventajas y potencialidades del vídeo digital Facilidad de memoria Memoria informática Visualización a distintas velocidades Efectos digitales Cambios de tamaño Edición digital Giros, rotaciones, deformaciones, explosión 0.6.2. Ventajas y potencialidades del vídeo digital Cambios de formato Cambio de frecuencia de muestreo Síntesis de imágenes Escenografía virtual Animación 3D Prestaciones hardware Programabilidad, velocidad, tamaño... 13
0.6.2. Ventajas y potencialidades del vídeo digital Transmisión por redes estándar Compresión según capacidad del canal Introducción de nuevos servicios Telefonía, internet, servicios de pago Sonido HI-FI y multilengua Como información adosada 0.6.3. Evolución histórica 1980.- Nivel de producción Tituladoras 1983.- Recomendaciones UIT Correctores de base de tiempo Convertidores de normas Edición no-lineal 1990.- Difusión satélite y cable Televisión de alta definición 2011.- Difusión terrena 14
0.6.4. Aplicaciones del vídeo digital Producción de programas Transmisión de imágenes Servicios multimedia Seguridad Tele-educación Comercio electrónico Medida 15