Überblick


Nils Grünwald
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die technischen Grundlagen von Fernsehsignalen, insbesondere im Bereich der analogen und digitalen Signalverarbeitung. Sie behandeln Themen wie die Komprimierung von Farbsignalen, die Quantisierung in HD, die Signalfrequenzen und die verschiedenen Fernsehnormen wie PAL, SECAM und NTSC. Zudem werden Messgeräte wie der Waveformmonitor und der Monitor sowie digitale Videosignale und ihre Übertragung detailliert erklärt. Diese Lernkarten sind ideal für Mediengestalter und Techniker, die ein tiefes Verständnis der Signalverarbeitung und der technischen Aspekte der Bildübertragung benötigen.
Cartes-fiches
12
Utilisateurs
1
Langue
Allemand
Catégorie
Technique
Niveau
Autres
Créé / Mis à jour
06.05.2014 / 14.06.2014

Cartes-fiches

PAL

625 Zeilen, 575 Zeilen sichtbar

restliche Zahlen:  vertikale Austastlücke

                            = Synchronimpuls

                               Referanzträger

                               Prüfzeilen

                               Timecode

                               Videotext

                               VPS

Darstellung einer Zeile: 52 Mikrosekunden (sichtbare Bildinformationen)

Gesamtzeilendauer: 64 Mikrosekunden, davon 12 ms. Austastlücke

Zwischen Schwarz und Weißwert max. Unterschied von 0,7 V (=100% Bildamplitude)

25 FPS, 2 Halbbilder = 50 Bildwechsel/sek. = interlaced

 

 

 

Austastsignal

Elektronenstrahl muss am Ende der Zeile zum Anfang der nächsten geführt werden

- wird dafür auf "schwarz" (0,3 V) geschaltet - Dauer 12 Mikrosekunden

besteht aus             

                   vordere Schwarzschulter - 1,5 Mikrosek

                  Synchronsignal (Blackburst) - 4,7 Mikrosekunden

                  hintere Schwarzschulter - 5,8 Mikrosekunden  inkl. bei PAL-Farbsignal Burst

(siehe Grafik "Technische Grundlagen für Mediengestalter" S.36)

 

B (Bildsignal), A (Austastsignal), S (Synchronsignal) 

ergeben zusammen das schwarz-weiß Signal Y (Helligkeit, verantwortlich für Bildschärfe)

Farbsignal nicht in Grundfarben (RGB)

              

Farbe (PAL)

Nur Helligkeit Y wird in voller Auflösung (5 MHz) übertragen. - für Schärfe

Farbinformationen 1,3 MHz, da menschliches Auge weniger sensibel

kein RGB wird übertragen

aus RGB wird das Komponentensignal        Y / R-Y / B-Y errechnet

(Es wird keine Helligkeit Y des Rot oder Blausignals übertragen. Nur der Farbton + Farbsättigung)

Grün lässt sich durch Komponentenanteile berechnen.

Vorteile:

               - geringe Bandbreite

              - Kompatibel mit schwarz/weiß-Gerät

 

Bei FBAS PAL Übertragung wird R-Y B-Y weiter reduziert, damit es nicht das Synchronsignal stört

= Chrominanzsignal C

Kann auch als seperates Signal mit Y Übertragen werden (Y/C-Signal)  = schlechter für prof. Weiterbearbeitung

Analoge Fernsehnormen

SDTV (Standart Television)

alle herkömmlichen Fernsehsysteme mit einer vertikalen Zeilenauflösung von nicht mehr als 625 Zeilen

PAL, Westeuropa, 50Hz Halbbild, 625 Zeilen - 575 sichtbar

SECAM, Fr./Russ., 50 Hz Halbbild, 625 Zeilen

NTSC, USA/JPN/Korea, 59,94 Hz Halbbild, 525 Zeilen - 486 sichtbar

                                     Hertzzahl angepasst an Frequenz des Stromnetzes

NTSC   

          Vorteil: Bessere Bewegungsauflösung  wegen 60 Hz

      Nachteil: Farbträger nur eine Phase = Farbverschiebung = Tilt-Regler am Gerät

                     schlechtere Vertikale Auflösung

                     Nicht mit PAL/SECAM kompatibel  =  Farbkonverter auf FBAS (Consumer) oder Komponenten (Profi)

               

         

Digitale Videosignale

Y / R-Y / B-Y    -    ebenso Grundlage wie bei analog - Farbe und Helligkeit getrennt

Signalübertragung in serieller Abfolge über eine Leitung

Aus dem analogen Signal der Kamera wird das digitale abgetastet

- In regelmäßigen Abständen werden Proben genommen (Samples)

  Den gemessenen Werten werden ganze Zahlen einer endlichen Menge zugeordnet

 

Muss festgelegt sein:

Abtastfrequenz (mind. das doppelte der wahrnehmbaren Frequenzen / Abtasttheorem / Shannon/Nyquist-Theorem)

Quantisierungsstufen

                                

Vorteile vor Analog :

                                 weniger Störanfällig, Signal bleibt rekonstruierbar

                               

                                

Digitale Videosignale 2

PAL-Videovollbild     576 aktive Zeilen  / Auflösung 720x576 Pixel

Angleichung an NTSC, deswegen keine Quadratpixel mehr, sondern non-square Pixel

Seitenverhältnis 1:1,0667 (bei 4:3 Videobild)

Vorsicht  Bildbearbeitung arbeitet mit Quadratpixeln, deswegen Korrektur notwendig, wenn Videodateien in Grafikprogramme importiert werden oder andersrum.

16:9 (SD) arbeitet auch mit 720 Pixeln

Pixel sind jedoch breiter = 1:1,422 (anamorphical widescreen)

HD arbeitet mit "echter" 16:9 Auflösung  - erst ein geeigneter Monitor entzerrt es Korrekt, weil in 4:3 aufgezeichnet, mit breiten Pixeln - spnst erscheint das Bild gestaucht

Falls man eine Grafik importieren will (16:9SD) muss die Grafik in 576x1024 erstellt werden und dann auf 576x720 komprimiert werden

HDTV

international einheitliches Format: HD-CIF (Common Image Format)

- Bildraten zwischen 24 und 60Hz

- 1080i, 720p oder progressive sF (segmentet Frame)

720p = tatsächlich 750 Zeilen - gesamtzeilendauer 26,67 mikros., Bild 17,24 mikros.

1080i = tatsächlich 1125 Zeilen - gesamtzeilendauer 35,55 mikros., Bild 25,86 mikros.

Vergleich: SD Signaldauer 64 Mikros.

Y-Signal wie SD max. 1V, 0,7V für Bild

Für präzises Bildsignal bipolares Synchronsignal

= Gegenüber der 0-Linie positiver und negativer Ausschlag von 0,3V, kein Burst da kein Farbhilfsträger wie bei FBAS oder Y/C (siehe Bild)

Signalfrequenz

                                                 Abtastrate Y

SD               6,75 MHz             13,5 MHz

___________________________________

HD           37,125 MHz             74,25 MHz         

                                   + R-Y   37,125 MHz

                                  + B-Y    37,125 MHz

      Komplettes Bildsignal      148,5 MHz

Quantisierung HD

10 Bit

           Datenrate = 1,485 GBit/sek = 0,186 GByte/sek

Farbsignal-Komprimierung HD

auf Grundlage der Abtastraten

Y  R-Y  B-Y

4  :  2  :  2          13, 5 Mhz Y / je 6,75 MHz Chroma

                          360 Abtastwerte / Zeile für jedes Farbschema 

 

4  : 1  : 1            Halbierte Farbauflösung = 180 Abtastwerte / Zeile 

 

4 :  2 :  0            Zeilenweise abwechselnde Übertragung der Farbkomponenten. Fehlende Komprimierung wird aus                    der vorherigen Zeile übernommen. 

4  : 4  : 4            RGB-Signal                                                                                                           

   

Messgeräte: Monitor

Klasse 1 oder Klasse 2

Helligkeits-, Kontrast- und Farbeinstellungen genormt

Y/R-Y/B-Y und/oder digitale Eingänge

FBAS Eingang = "was kommt beim Zuschauer an?"

Peaking: Farbanteile seperat einstellbar

Messgeräte: Waveformmonitor

ermittlung von Pegel des Luminanz- und Synchronsignal, Dauer + Ort der Signale - Phasenverschiebung erkennen

Pegel Y : Signalamplitude (SA) - Zwischen Synchronimpuls und reines weiß max. 1V

                Bildamplitude (BA) - zwischen schwarz und weiß max. 0,7V

schwarz = 0% - weiß = 100%

Waveform auch nutzbar um Geräte abzugleichen, in den gleichen Takt zu bringen, Synchronsignale anzugleichen (H-Phase)

Étudier