Digitalisierung, Bildkompression und TV-Produktion

1. Bild-Digitalisierung

• Je mehr Proben entnommen werden, desto höher wird die Qualität des Bildes.
• Wir können weniger Proben vom Farbsignal als von der Leuchtdichte nehmen.
• Es ist nicht erforderlich, die Scan-Signale zu synchronisieren.
• Die Samplingfrequenz ist größer als die doppelte maximale Scan-Frequenz.

Standard CCIR 601

• Digitale aktive Leitung:
  • 53,33 Mikrosekunden
  • 720 Proben
• Sampling-Komponente:
  • Y = 13,5 MHz
  • Cr = 6,75 MHz
  • Cb = 6,75 MHz

Codierungen

• 4:2:2
• 4:1:1
• 4:2:0
• 4:4:4

2. Bildung der digitalen Rahmen

• Proben der Farbdifferenz werden mit der Leuchtdichte verschachtelt übertragen.
• Übertragungszeitraum = 37 ns pro Probe.
• Datenstrom (8 Bit / Probe) = 216 Mbit/s
• Datenstrom (10 Bit / Probe) = 270 Mbit/s

Steuersignale des Grundstücks

• Beginn des aktiven Videos (SAV)
• Ende des aktiven Videos (EAV)
• Weitere Daten

3. Übermittlung der Handlung

• Parallel-Übertragung
• Reichweite:
  • SDI (SMPTE 259 M)
    • Video: 10-Bit YUV
    • Audio: 20-Bit Mehrkanal
    • Weitere Daten
  • SDTI (SMPTE 305 M)
    • Video komprimiert
    • High-Speed-Download
  • ILink, Firewire (IEEE 1394)
    • Bis zu 400 Mbit/s
    • Lokaler Anschluss

4. Maßnahmen der Qualität des digitalen Videos

Grundsätze der Aktion:

• Maßnahmen auf dem digitalen Rahmen.
• Maßnahmen der Interpretation der Handlung.
• Besondere digitale Video.

Maßnahmen auf dem digitalen Rahmen

• Messung des SDI-Signals
• Eye-Chart:
  • Amplitude: 800 mVss
  • Jitter
  • Signal-Rausch-Verhältnis
• Visualisierung der Komponenten Y, Pb, Pr:
  • Höhe der Amplitude
  • Synchronisation zwischen den Signalen

Spezifische digitale Video (I)

Maßnahmen Farbumfang: Erleichterung des Austauschs zwischen digitalen Formaten

• Diamant unterteilt
• Fehler in den RBG-Signalen
• Arrowhead
• Fehler in den Amplituden der Helligkeit und Chroma.
• Master of Lightning:
  • Angezeigte Vektoren und Pb, Pr vom Luminanz-Signal.
  • Obere Hälfte: Y/Pb
  • Untere Hälfte: Y/Pr

5. Prinzipien der Bildkompression

• Zweck der Bildkompression: Reduzierung der zu übertragenden und aufzuzeichnenden Datenmenge.
• Jede Nachricht besteht aus zwei Komponenten: Entropie + Redundanz
• Redundanz: Daten wiederholt oder vorhersehbar.
• Entropie: Wichtigste Daten der Nachricht.

Grundlagen der Bildkompression

• Art der Kompression:
  • Kein echter Verlust.
  • Subjektiv verlustfrei.
  • Subjektiv Verlust.
• Grundlagen der Kompression:
  • Wahl eines geeigneten Codes.
  • Beseitigung von redundanten Informationen.
  • Beseitigung von weniger wichtigen Informationen

Bildkompression: MPEG

• MPEG-1:
  • Download: 1,5 Mbit/s
  • 352 x 288 (VHS)
  • 2 Audiokanäle
• MPEG-2:
  • 4 bis 15 Mbit/s (bis zu 80)
  • 720 x 576 (TV)
  • 5 Audiokanäle
• MPEG-3:
  • 1920 x 1080
  • Vorschlag aufgegeben
• MPEG-4:
  • 64 Kbps
  • 176 x 144 (Basisversion)
• Redundanz in einem Fernsehbild:
  • Räumliche Redundanz
  • Zeitliche Redundanz

6. Systeme der Bildkompression

• Intra-Kompression
• Interframe-Kompression: Vorhersage Bild

Intra-Codierung (I)

• Veränderung der Abtastung: 4:2:2 (10 Bit/Sample) zu 4:2:0 (8 Bit/Sample)
• Aufteilung des Bildes:
  • Makroblock (16x16)
  • Block (8x8)
• Sie erhalten Blöcke von Y, Cr, Cb, die separat komprimiert werden.
• Die Anwendung der zweidimensionalen Fourier-Transformation.
• Bildblöcke in Gruppen von Koeffizienten der vertikalen und horizontalen Frequenz konvertieren.
• Dieser Vorgang ist ohne Verlust umkehrbar.

Diskrete Cosinus Transformation (DCT)

Bild mit niedriger Entropie

Wenn ein Bildbereich ähnliche Werte aufweist, sind die Hochfrequenzkoeffizienten sehr gering.

Bild mit hoher Entropie

Bei der Anwendung der DCT auf Bildbereiche mit Rauschen oder vielen Details gibt es viele wichtige Verhältnisse, und die Kompression ist weniger effektiv.

• Die Quantifizierung der DCT-Koeffizienten:
  • 8 Bit/Koeffizient
• Einlesen der Koeffizienten in Zick-Zack.
• Konsolidierung in Paaren
• Huffman-Code
• Bildtyp I:
  • 5400 Blöcke Y
  • 1350 Blöcke Cr
  • 1350 Blöcke Cb
  • Moderate Kompression

Intra-Codierung (II)

Bild-P-Codierung

• Vorhersage der Bilder:
  • Bereiche der Analyse: 64x48
  • Identifizierung von Makroblöcken gleich
  • Bewegungsvektoren
  • Neue Informationen
  • Konsolidierung

B-Bildcodierung

• Bidirektionale Vorhersage:
  • Verwenden Sie als Referenz I- oder P-Bilder, die vor und nach übertragen wurden.
  • Nur neue Informationen werden übermittelt.
• Gruppe Bilder:
  • Nur Bilder I
  • Bilder I, P
  • Bilder I, P, B

Hierarchie der Videodaten

• Sequenz
• Group of Pictures
• Teil
• Makroblock
• Block

Formation des Grundstücks

• Programm-Fluss:
  • Info-Video, Audio und Daten aus dem gleichen Dienst.
• Transportstrom
  • Enthält verschiedene Multiplex-Dienste.
• Berichtigung von Fehlern
  • Reed-Solomon
  • Viterbi
• Multiplex-Trama

7. Stufen, Profile und Skalen

ENG-Kameras

• Kamera mit integriertem Videorekorder
• Sucher
• Drahtloser Mikrofonempfänger
• Batterie
• Fokus-Notizbuch

Studio-Kameras

• Stativ oder Sockel
• Dolly (Basislager)
• Gegensprechanlage
• Kontrolle der Optik
• Monitorkamera
• Verbindung:
  • Triaxiale Leitung
  • Mehradrige Leitung

Virtuelle Sets

• Vordefinierte Pläne
• Erkennung von Kameraachsen
• Bilderkennungsarray
• Positionssensoren zur Erkennung

3. Kontrolle der Herstellung

• Technische Kontrolle
• Umsetzung
• Tonkontrolle
• PC-Raum

Ausstattungsraum

• Gen-Sync
• Gen-Testsignal (VITS)
• Verteiler
• Verbindungspaneele
• Treiber für Tally
• Mainframe-Videomischer
• Zentraleinheit der Schaltmatrix
• Zentraleinheit der Gegensprechanlage
• Videoserver

Produktionskontrolle (Audio)

Tonkontrolle

• Patch-Siedepaneele
• Audiokameras
• VTRs Audio
• Andere Audioquellen:
  • Minidisc
  • CD
  • Kassette
  • Telefonhybrid
  • Sound-Bibliothek
• Audiomischer
• Verteiler
• Überwachung:
  • Tonkontrolle
  • Realisierung
  • Technische Kontrolle
• Prozessoren:
  • Kompressoren
  • Noise Gates
  • Effektprozessoren

Gegensprechanlagen

• Zweidraht-Gegensprechanlage
• Vierdraht-Gegensprechanlage

4. Postproduktion

• Sprecherkabine:
  • Einfügen von Kommentaren oder Kopieren.
• Grafik:
  • Computergrafik und Fotoretusche.
  • Erstellen von Programm-Headern.
  • Qualifikationen und spezifische Grafiken.
• Bearbeitung:
  • Zusammenstellung des audiovisuellen Dokuments.
  • Einfügen von Effekten.

Postproduktionseinheit

Monitore
Gegensprechanlage
Videomischer
Schnittsteuerung
Audiomischer

NLE-Netzwerk

5. Techniker Zentrale Steuerung

Grundfunktionen

• Bereitstellung von Signalen für die Studios
• Technische Überwachung der Signale
• Verbindung zu externen Seiten
• Generierung von Synchronisationsmustern

Zentrale Steuerungstechniker

Struktur

• Externe Empfänger
• Matrixschalter
• Synchronisationsgenerator
• Synchronisationsmuster
• Technische Überwachung
• Überwachung der Quellen
• Verbindungspaneele
• Generator für Anpassungsbriefe
• Verteiler

Kontrolle Kontinuität

Grundfunktionen

• Zusammensetzung des Rundfunkprogramms:
  • Geschäftsführer der Frage heruntergekommen
• Archivaufnahme von Programmen
• Ausgabe von Werbung
• Ausgabe von aufgezeichneten Programmen
• Koordination von Abschaltungen

Zimmer- und Emissionsanleihen

Grundfunktionen

• Verbreitung des Programmsignals:
  • Für den Endbenutzer
  • Auf dem Weg des Vertriebsnetzes
• Signale an andere Standorte liefern (Eingang)
• Für den Empfang über externe Signale

Computergestützte TV-Systeme

• Aufnahme
• Gemeinsamer Speicher
• Postproduktion
• Schnelle Bearbeitung
• Produktion
• Ausstrahlung
• Katalogisierung und Archivierung

10. Qualitätsmaßnahmen

• Zeichen VITS (Vertical Interval Test Signal)
• Das erste Feld:
  • Zeile 17
  • Zeile 18
• Zweites Feld:
  • Zeile 330
  • Zeile 331

Qualitätsmaßnahmen II

• Einfügungsverstärkung:
  • Weißpegelbalken
• Bereich der Chrominanz:
  • Höhe des Bursts
• Frequenzgang:
  • Schreiben Multiburst
• Verzerrung:
  • Faktor K (Balken und Pulsbalken)
• Preis Luminanz - Chrominanz:
  • Puls 20 T
• Verzerrung:
  • Höhe der Schritte