1. VIDEO DIGITAL
Capitulo 2(abstract)
EL PROCESO DE CONVERSION
La gran ventaja de las técnicas digitales reside en la capacidad de almacenamiento sin
degradación y en los complejos sistemas de procesamiento y manipulación. La entrada es una
forma de onda de vídeo de tiempo y tensión continuos que es convertida a un formato de tiempo y
tensión discretos mediante la combinación de los procesos de muestreo y cuantificación, y dado
que estos dos procesos son ortogonales (en ángulo recto uno con el otro), son totalmente
independientes y pueden realizarse en cualquier orden.
MUESTREO Y ALIASING
Muestreo no es otra cosa que una medida periódica. La regla de muestreo es que debe ser al
menos el doble de la frecuencia de entrada más alta. El muestreo se origina con un tren de
impulsos, que ha de tener amplitud y un período constante. La señal muestreada puede volver a
convertirse al dominio del tiempo continuo con solo hacerla pasar por un filtro pasa bajo, esto
impide el paso de imágenes y sólo deja pasar la señal de la banda base inalterada.
Si se pone una entrada con un ancho de banda excesivo, las bandas laterales se solaparan y el
resultado es el efecto aliasing, donde ciertas frecuencias de salida no son iguales a las de entrada,
sino que se convierten en frecuencias de diferencia, por lo que es necesario de disponer de un filtro
para evitar que las frecuencias de más de la mitad de las frecuencias de muestreo llegan a la etapa
de muestreo.
EFECTO DE APERTURA
El proceso de reconstruccion funciona bien solo si los impulsos tienen una duracion despreciable,
esto a veces no sucede y muchos disposituvos mantiene constante la señal analogica durante una
buena parte del periodo o incluso durante todo él, generando una forma de onda que se asemeja
mas a una escalera que a un tren de impulsos, se lo conoce como sistema de retencion de orden
cero, que tiene una relacion de apertura del 100%. Esto no aparece en un sistema de muestreo y
retencion.
En camaras convencionales de tubo y TRC, la dimension horizontal es continua, mientras que la
vertical es muestreada. El efecto de apertura significa que la resolucion vertical en sistemas reales
es menor de lo permite la teoria del muestreo y para tener iguales resoluciones horizontal y vertical,
se necesitan un numero mayor de lineas.(factor Kell), mientras que en video digital no es
necesario. El ojo humano tiene un efecto de apertura temporal que se conoce como persistencia de
la vision, por lo que los fosforos de los TRC siguen emitiendo luz una vez que el haz de electrones
ha pasado.
MUESTREO BIDIMENSIONAL
En una imagen inmóvil bidimensional, debe ser muestreada horizontal y verticalmente. En la figura
1 muestra una matriz cuadrada de puntos de muestreo que presenta una frecuencia de muestreo
espacial idéntica, tanto vertical como horizontal: el espectro correspondiente 2. El espectro de la
banda de muestreo repetitivo se extiende vertical y horizontalmente.(estrella-edificio; circular-
paisaje).
Las bandas laterales deben filtrarse con un filtro espacial bidimensional. La forma de la respuesta
en frecuencia bidimensional se conoce como zona brillouin.(3).
En 4 se ve una matriz de puntos de muestreo quincunce y el espectro resultante 5. El muestreo
quincunce ofrece una mejor solución de compromiso entre la resolución diagonal y horiz/vertical,
pero más difícil de implementar.
Evitar el aliasing espacial, ya que el resultado es visualmente irritante. En las cámaras de tubo, el
aliasing espacial se encuentra solo en la dimensión vertical ya que la horizontal es barrida
continuamente. En sensores CCD, sufren aliasing en ambas dimensiones, y por eso llevan un filtro

2. óptic Si se permite el aliasing, es posible aproximarse a la frecuencia de la información teórica del
sistema, y si se evita, los filtros anti-aliasing no son capaces de cortar de manera precisa, por lo
que la información se encontrara por debajo del sistema.
ELECCION DE LA FRECUENCIA DE MUESTREO
EN COMPONENTES
Con el fin de producir una matriz bidimensional de muestras que formen filas y columnas verticales,
la frecuencia de muestreo debe ser múltiplo entero de la frecuencia de línea. Esto permite el
procesamiento vertical de la imagen necesario para efectos especiales, reducción de datos,
ocultamiento de errores en grabadores y conversión de estándares.
Aunque el ancho de banda necesario para vídeo de 525/59,94 es menor que el de 625/50,
pudiéndose emplear una frecuencia de muestreo menor, el sentido práctico dicta que si se puede
alcanzar una frecuencia de muestreo estándar para componentes de vídeo, se simplificaría
entonces el diseño de los conversores de estándares y los grabadores digitales funcionarían a una
velocidad de transferencia de datos similar, aun cuando las frecuencias de cuadro tuvieran
diferentes estándares.
Para el trabajo en RGB de máxima calidad, se requiere un ancho de banda mayor diferencia de
color, requieren un muestreo de 4:2:2 para la luminancia. R-Y y B-Y respectivamente; el 4:2:2
presenta la ventaja de que también existe un número entero de muestras de diferencia de color en
ambos estándares de línea.
ELECCION DE LA FRECUENCIA DE MUESTREO
EN COMPUESTO
Cuando se ha de digitalizar vídeo compuesto, la entrada es una solo forma de onda formada por la
luminancia y una croma entrelazadas espectralmente. Cualquier frecuencia de muestreo que
permita un ancho de banda suficiente será capaz de transmitir vídeo compuesto de un punto a otro.
En muchos casos, será necesario decodificar la señal compuesta, lo que requerirá algún filtro
especial.
EL JITTER DEL RELOJ DE MUESTREO
Cuando se toman las muestras en un ADC así como en los que los DAC realizan las conversiones
deben ser espaciados de forma regular, de lo contrario pueden introducir señales no deseadas en
las de vídeo.
A medida que aumente la resolución del sistema por el uso de una mayor longitud de palabra de
las muestras, se reduce más el grado de tolerancia al jitter. La naturaleza de la señal no deseada
depende del espectro del jitter. Si esté es aleatorio, el efecto se asemeja al ruido y es relativamente
benigno, a no ser que la amplitud sea excesiva.
LA CUANTIFICACION
Es el proceso por el cual se expresa una cantidad infinitamente variable mediante valores discretos
o escalonados.la cuantificacion propiamente dicha es un proceso que funciona unicamente en el
dominio de la tension. (video y audio).
El proceso de cuantificacion divide el rango de tension en intervalos de cuantificacion Q,
denominados tambien escalones S. Los intervalos de cuantificacion deben ser los mas identicos
posibles, cuando esto ocurre se emplea el termino de cuantificacion uniforme.
Un parametro analogico es continuo, mientras que un parametro cuantificado esta limitado a cierto
valores. El continuo es una pendiente de una rampa donde puede utilizarse para obtener cualquier
altura, mientras que una escalera solo permite alturas discretas.
DITHER
o anti-aliasing entre la lente y el sensor.

3. A niveles altos de señal, el error de cuantificación se convierte de hecho en ruido. A medida que
disminuye la amplitud de modulación, el error de cuantificación de un cuantificador ideal se
correlaciona más con la señal y el resultado es la distorsión, que se manifiesta visualmente como
contorneo.
El dither realiza la función de decorrelación, haciendo que la acción del cuantificador sea previsible
y le da al sistema una base de ruido similar a la de un sistema analógico.
Todos los sistemas prácticos de vídeo digital utilizan un dither no sustractivo, n el que la señal de
dither es introducida antes del proceso de cuantificación y no se intenta eliminarla en el DAC.
La aplicación del dither significa que las muestras sucesivas encuentran los intervalos de
cuantificación en diferentes lugares, en la escala de tensión. El error de cuantificación no se
elimina, pero la distorsión objetivamente inaceptable se convierte en un ruido de banda ancha que
es más aceptable por el espectador.
CONVERSION DIGITAL-ANALOGICA BASICA
La finalidad de un conversor digital-analógico es tomar valores numéricos y reproducir la forma de
onda continua que representan. Un sub-sistema de conversión convencional no utiliza
sobremuestreo.
El jitter de la señal de reloj necesita ser eliminado mediante un VCO o un VCXO (oscilador
controlado por reloj). Los valores se almacenan en un latch y se introducen en el dispositivo
conversor que funciona con cada ciclo de la señal de reloj limpia. La salida es una tensión
(proporcional a una parte de la ventana), luego puede encontrarse una etapa de remuestreo
(eliminar los transitorios de conmutación, reducir la relación de apertura, ó utilizar un conversor). La
forma de onda remuestrada pase por un filtro que rechaza las frecuencias que se encuentran por
encima de las bandas de audio.
La forma más común de realizar esta conversión consiste en controlar las corrientes ponderadas
en binario y sumarlas en una tierra virtual.
El clásico DAC R -2R requiere valores de resistencia precisos y conmutaciones perfectas, ya que
es difícil conseguir y mantener este grado de precisión debido al desgaste que se produce por el
paso del tiempo y los cambios de temperatura.
CONVERSION ANALOGICO-DIGITAL BASICA
Las distintas tensiones cuantificadas son comparadas con la entrada analógica desconocida hasta
encontrar la tensión cuantificada más próxima. El código correspondiente de ésta pasa a ser la
salida.
Probablemente sea el conversor flash la técnica existente más simple para la conversión de vídeo
PCM.
La tensión umbral de cada intervalo de cuantificación es suministrada por una cadena de
resistencias que es alimentada con una tensión de referencia (puede variar para determinar la
sensibilidad de la entrada). Hay un comparador de tensión conectado con cada tensión de
referencia y la otra entrada de todos los comparadores esta conectada con la entrada analógica
(comparador: un ADC de 1 bits). La tension de entrada determina el número de comparadores que
tendrán una salida verdadera, es necesario utilizar un codificador de prioridad para poder
convertirlas en código binario. La etapa de cuantificación es asíncrona.
El proceso de muestreo tiene lugar cuando las salidas del comparador pasa con la señal de reloj a
un latch subsiguiente.
La señal analógica debe excitar gran número de entradas, lo cual da lugar a una capacidad
paralela importante, por lo que resulta esencial un excitador de baja impedancia para evitar limitar
la velocidad de respuesta de la entrada.
El conversor flash se utiliza mucho en vídeo digital gracias a la alta velocidad que se necesita, para
audio, se emplean longitudes de palabra mayores, lo que necesitan técnicas diferentes.
EL SOBREMUESTREO
Consiste en utilizar una frecuencia de muestreo mayor, que la frecuenciade Nyquist,( frecuencia de
muestreo mínima, en teoría), esto permite alcanzar una determinada calidad de señal sin
necesidad de una tolerancia muy precisa en los componentes.

4. El proceso de muestreo ofrece una serie de ventajas: a) permite que la pendiente de los filtros
analógicos sea menos pronunciada, b) amplía la resolución de los conversores, c) un conversor
modelado por ruido permite una mejoría desproporcionada de la resolución.
Siempre resulta más eficaz, en términos de capacidad de información, utilizar combinaciones de
palabras binarias de gran longitud en lugar de enviar bits individuales para cada información. Es
evidente que la PCM de 8 bits es cien veces más eficaz que la modulación delta. Tampoco resulta
eficaz almacenar los datos sobremuestreados.
En un DVTR con sobremuestreo, los conversores van más de prisa de lo que sugiere la teoría de
muestreo con el fin de facilitar el diseño de los filtros analógicos. La reducción de la frecuencia de
muestreo permite realizar una grabación PCM eficaz en la cinta.
Un ADC convencional lleva a cabo cada paso en un lugar identificable (en forma de ladrillos), con
el sobremuestreo, el solapamiento de las operaciones permite el incremento de varios procesos
entre sí, dando a lugar a una sinergia que no aparece en un sistema convencional
En la tecnología de pantallas, también puede utilizarse el sobremuestreo, con el fin de hacer que la
trama sea invisible y mejor la apertura vertical de la pantalla, se requiere un conversor de
estándares. Pero ahora éste duplica el número de líneas de entradas mediante la interpolación. (en
cámaras HDTV).
También puede emplearse en el dominio temporal con el objeto de reducir o eliminar el parpadeo
de las pantallas