1111

Constantino Pérez Vega

TELEVISIONCURSO 2011-2012

Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones

2222

Características del Curso

Créditos: 6 (4.5 teóricos y 1.5 prácticos)

Clases presenciales

Horario:

Lunes: 10:30 a 11:30

Martes: 09:30 a 10:30

Miércoles: 08:30 a 09:30

Viernes: 10:30 a 13:30

Prácticas: Las prácticas consisten en trabajos a realizar y presentaciones en clase.

Aula 06

Aula 08

3333

Evaluación:

Continua, mediante trabajos y cuestionarios a lo largo del curso, más un trabajo/examen final.

Correo electrónico:

Se asume que todos los alumnos disponen de correo electrónico de la universidad.

Todos deberán mandar al inicio del curso un correo electrónico a la siguiente dirección y usar preferentemente el correo de la universidad:

perezvr@unican.es

con el siguiente asunto: “Alumno(a) de TV” e incluir su nombre y apellidos.

El empleo del correo electrónico es, básicamente, para:

-Información del profesor a la los alumnos.

-Atención de consultas y dudas de los alumnos.

-Sugerencias de los alumnos sobre la clase.

4444

Fundamentos de Televisión Analógica y Digital

Constantino Pérez Vega y José Mª Zamanillo

Editado por la Universidad de Cantabria

Libro de Texto

El texto cubre alrededor del 55% del contenido del curso, sin embargo algunos

temas han evolucionado

Otros materiales de apoyo docente

Durante el curso se proporcionará bibliografía adicional y direcciones web sobre los temas no contenidos en el texto.

Los temas no tratados en el texto se encuentran disponibles en la página web del profesor

5555

PPáágina Webgina Web

http://personales.unican.es/perezvr

Esta página está destinada, básicamente a los alumnos de las asignaturas de Sistemas de Telecomunicación y Televisión y contiene apuntes, notas, presentaciones en PowerPoint e información técnica sobre temas diversos relacionados con esas materias.

En general, el formato utilizado en los documentos de la página Web es PDF.

Su contenido puede ser copiado, impreso y utilizado sólo personalmente con propósitos no lucrativos.

Toda corrección o sugerencia sobre el contenido y formato de la página es bienvenida y se agradece.

6666

CONTENIDO DEL CURSO

1. Introducción a la Televisión y Sistemas Multimedia

2. Luz, Visión y el Sistema Visual Humano

3. Sonido y Audición

4. Propiedades, Características y Captura de Imágenes

5. Digitalización de la señal de imagen

6. Introducción al Procesado Digital de Imágenes

7. Compresión de vídeo

8. Compresión de audio

9. El sistema de transporte en TV digital

10.Codificación de canal en TV

11.Transmisión de TV: Estándares

12. Almacenamiento de imágenes y sonido

13. Reproducción de Imágenes

7777

INTRODUCCION A LA TELEVISIÓN

EVOLUCIÓN

1920 – 30: Sistemas electromecánicos basados en el disco de Nipkow u otros dispositivos electromecánicos.

1930 – 40 Sistemas electromecánicos y electrónicos.

1940 en adelante : Sistemas totalmente electrónicos.

1920 a c. 2000 – Sistemas Analógicos excepto para grabación.

2000 a la fecha: Sistemas digitales, excepto en países que continúan empleando sistemas analógicos o están en proceso de transición a digital.

c.1860 a c. 1929 – Primeros intentos de captura y transmisión de imágenes.

888

Los sistemas audiovisuales de comunicaciones constituyen lo que desde hace algunos años se viene designando ambiguamente como multimedia, del término en inglés media que en general se refiere a los medios de comunicación masiva y en las que se pueden englobar los siguientes:

•Prensa escrita.

•Radio.

•Televisión.

•Internet.

•Videoconferencia.

•Fax.

•Y un largo etcétera.

8

999

CD-Audio

MicrófonoEscáner

Web-cam

Video Profesional

TV

VCR Impresión en Color

Impresión en B/N

Cassette de Audio

CD-Audio

MicrófonoEscáner

Web-cam

Video Profesional

TV

VCR Impresión en Color

Impresión en B/N

Cassette de Audio

MultimediaTV en el contexto de las comunicaciones audiovisuales

9

101010

En general, los sistemas multimedia están enfocados al mercado de consumo y aquí emplearemos ese término en tal sentido. Sin embargo hay numerosas aplicaciones en que se emplean técnicas comunes a estos sistemas y que, de hecho son de gran importancia para el bienestar humano.

Por ejemplo...

10

111111

Medicina

11

12121212

131313

González, R. C. and Woods, R.E. Digital Image Processing, 3rd Ed. Pearson Education Inc. 2008

Aplicaciones médicas: mamografía

13

141414

González, R. C. and Woods, R.E. Digital Image Processing, 3rd Ed. Pearson Education Inc. 2008 14

151515

Aneurisma de aorta abdominal

15

161616

Aplicaciones militares

16

171717

Visión infrarroja y termografía

17

181818

Astronomía

18

191919

Astronomía

19

20202020

212121

Cámaras de vigilancia y otros fines

21

222222

Industriales

22

232323

Facsímil

23

242424

Videoconferencia

Aplicaciones:

• Enseñanza•Telemedicina:

•Diagnóstico•Teleasistencia•Imágenes médicas

•Industria•Empresas•Domésticas

24

252525

Las comunicaciones audiovisuales comprenden dos aspectos:

Técnico  

Producción

La infraestructura técnica proporciona el vehículo para los programas y materiales producidos (contenidos)

Los contenidos están condicionados por un modelo. La producción está condicionada por: 

•Infraestructura técnica

•Condicionamientos políticos,     económicos o de otra índole 

25

262626

Los contenidos son prácticamente independientes del vehículo utilizado. 

En el caso de la Radio y la Televisión: 

Transmisión radioeléctrica terrestre

Transmisión por satélite 

Transmisión por cable.

Distribución por microondas.

Grabación en medios magnéticos u ópticos

26

272727

Generación

Procesado

Transmisión

Recepción

Procesado

Presentación

2727

282828

VEHICULO

28

292929

Vehículo

Transmisión terrestreTorre de Ostankino, Moscú (540 m)

29

303030

Vehículo

Transmisión por satélite

Intelsat IX

30

313131

Receptor desatélite

Modulador

Conversor(remodulador)

Multiplexor

Modulador

Centro local de producción

Antena para recepción

de satélite

vídeo

audio

RF

Audio + vídeo

Antena para recepción

terrestre (VHF y UHF)

Transmisión por cable

31

323232

Antena transmisora de tipo sectorial

Antena receptora (parábola o corneta)

Unidad Interior

LNB

Recepción vía satélite

Recepción terrestre

VHF/UHF

Otras señales

generadas localmente

Receptor de TV

Modulación y

Multiplexado

Transmisor

deMicroondas

Distribución por microondas (LMDS, MMDS)

32

333333

Vehículo

Grabación

Medios magnéticos: cinta y disco

33

343434

Vehículo

Grabación

Medios ópticos: CD y DVD

34

353535

Algunos conceptos básicos: Barrido

La imagen de una escena se proyecta sobre un sensor optoeléctronico y se explora secuencialmente línea a línea de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo para su transmisión o almacenamiento.

El total de líneas constituye un cuadro. Un cuadro está formado por dos campos, uno de líneas impares y otro de líneas pares. Esto se designa como barrido entrelazado y tiene por finalidad evitar el parpadeo de la imagen.

El número de líneas determina la resolución de la imagen

El número de líneas y de cuadros por segundo determina el ancho de banda

Líneas impares  Campo impar

Líneas pares  Campo par

35

363636

4

3

16

9

Relación de aspecto

36

d/2d

4H

maxLínea 1

Línea 2

Observador

H

4/3H

4H

1.5'

Observador

Resolución

383838

línea n+1 línea n Borrado

Nivel negro

Nivel blanco

38

393939

525 (NTSC) o 625 (PAL) líneas por cuadro

30 (NTSC) o 25 (PAL) cuadros/segundo

Estándares de barrido

39

404040

Captura de imágenes

Cámaras

40

414141

Generación de sonido

41

42424242

UN POCO DE HISTORIA

SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS

43434343

Frederick Collier Backwell. Máquina de facsímil (1848)

444444

Alexander Bain: Máquina de facsímil (1850)

454545

Facsímil 1

Pantelégrafo de Caselli (c. 1860)

http://www.ece.rice.edu/~jdw/images/95137a05.qt45

464646

Alexander Bain (1811-1877) en los Estados Unidos realizó trabajos similares de manera independiente aún antes que Caselli

46

474747

"Su d'un telefotografo ad un solo filo",

Atti della R. Accademia dellescienze di Torino,

Vol. XIV, disp. 4.a (Marzo 1879), Torino.

Carlo Mario PEROSINO (1879)

47

484848

Fotófono: Alexander Graham Bell y Sumner Tainter (1870)

4949

Fuente luminosa

Espejo vibratorio

Haz luminoso modulado en

intensidad

Espejo parabólico

Fotoceldas de selenio

Auricular telefónico

505050

Shelford Bidwell

“Tele-Photography”. Nature, Feb. 10 1881.“Telegraphic Photography and Electric Vision”. Nature, Junio 4 1908.

Primero en utilizar una fotocelda de selenio para barrer la imagen

Estimó que una imagen contedría entre 16,000 y 150,000 y tendría que explorarse a una velocidad de 10 cuadros por segundo.

5151

Fototelégrafo de Bidwell

52525252

535353

“Cámara de selenio”de George R. Carey en 1875

Seeing by Electricity. Scientific American. June 5, 1880.

En Europa ConstantinSenlecq concibió una idea semejante de forma independiente en la misma época.

53

54545454

Tentativas en los Laboratorios Bell con un sistema puramente eléctrico

555555

Paul Gottlieb Nipkow - 1884

55

56565656

575757

Archibald Campbell Swinton (1869-1933)

57

Distant Electric Vision. in Nature, vol. 78, no. 2016, p.151. June 18, 1908.

585858

Nature, No. 2016, 18 de junio de 1908

58

595959

Boris Rosing – Rusia – 1907

Demostró con éxito, en el Instituto Técnico de San Persburgo, la reproducción de imágenes mediante el barrido de la pantalla de un tubo de rayos catódicos. En el transmisor utilizó un sistema electromecánico con un disco de Nipkow

59

60606060La idea fue concebida en 1907 y probada en 1911

616161

John Logie Baird (1888-1946)

61

62626262

636363

Fig. 3. Receptor de Baird con Disco de Nipkow

63

64646464

Baird: 1ª demostración 1926

http://www.bairdtelevision.com/firstdemo.htmlhttp://www.youtube.com/watch?v=gX4I9-BCuII&feature=related

65656565

30 Líneas por cuadro

48 líneas por cuadro

150 líneas por cuadro

66666666

Charles F. Jenkins. Primeras transmisiones en EEUU en 1928

676767

Televisión Prismática de Jenkins - 1920

67

68686868

Imagen transmitida por televisión en los Estados Unidos en 1936

69696969

1928 – Octagon 3 pulgadas.

70707070

Rusia – 1934

717171

SISTEMAS ELECTRÓNICOS

71

72727272

737373

ANTECEDENTES

1855 Heinrich Geissler inventa una bomba de vacío y el tubo de Geissler

1859 Julius Plucker identifica por vez primera los rayos catódicos

1878 William Crookes inventa el tubo de Crookes y es el primero en confirmar la existencia de los rayos catódicos

73

747474

Antecedentes...2

1897 Karl Ferdinand Brauninventa un TRC con pantalla fluorescente y dispositivo de barrido

1931 Allen B. Du Mont desarrolla en 1931 el primer TRC práctico y durable

74

757575

Bobinas deflectoras Pantalla

Haz electrónico

Recubrimiento conductor interior

Alto voltaje

Rejilla de control

Filamento

calefactor

Cátodo emisor

Cañón electrónico

Señal eléctrica de vídeo

(electrodos aceleradores y de enfoque)

Emisión luminosa

75

76767676

Radioskop: Diagrama de una patente solicitada en 1926 en Hungría por Kálmán Tihanyi.

77777777

Patente europea de Kálmán Tihany en 1928. Su diseño fue aprovechado por Zworykin en el diseño del iconoscopio en 1931

Concibió también la primera pantalla plana (plasma)

78787878

Philo T. Farnsworth – Disector de Imagen – c.1928

79

Cámara de Philo T. Fanswoth con disector de imagen c. 1940

808080

Ulises Armand Sanabria

En 1930 demostró la televisión en Chicago, cuatro meses después de la demostración de Jenkins e independientemente de éste.

Puede considerársele a la par de Jenkins y Alexanderson, como uno de los tres primeros inventores de televisión en los Estados Unidos

En 1926 fue el primero en utilizar barrido entrelazado y, en 1928, el primero en transmitir simultáneamente imágenes y sonido

80

81818181

Emitrón (1933)

Isaac Schoenberg (1880-1963)

82828282

Cámara con emitrón

83838383

84848484

85858585

Manfred von Ardenne

8686868686

Manfred von Ardenne

Cámara con iconoscopio utilizada en los Juegos Olímpicos de Berlín en 1936

Iconoscopio

87878787

Patente iconoscopio -1923 (sólo la patente)

Vladimir K. Zworykin(1889-1992)

88888888

Patente iconoscopio -1923

89898989

Patente Iconoscopio 1935

90909090

Iconoscopio

91

Cámara con iconoscopio – c.1938

92929292

93

Orticón de Imagen

94

Cámara monocromática con orticón 1950

95

Vidicon – 1950 en adelante

96

Telecine con vidicón

97

Cámara portátil con vidicón

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RECEPTORES DE TV

99999999

Receptor de TV de unas 60 líneas por cuadro de alrededor de 1930. De hecho son dos receptores de onda

corta, uno para el sonido y otro para la imagen.

100100100100

Receptores de finales de la década de 1930 y principios de los 40

101101101101

Calidad típica de imagen en los años 30 - 40

102102102102

Receptor de TV “de lujo”, de finales de los años 40

103103103103

Rusia - 1939Alemania - 1939

104104104104

Dumont 1947

105105105105

Receptores en bares, típico a finales de los 50 y principios de los 60

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SISTEMAS ANALOGICOS DE TELEVISION

MONOCROMATICOS (B/N)

405 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. En Inglaterra hasta c.1980?

525 líneas/cuadro, 30 cuadros/seg.

625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg

COLOR

NTSC: 525 líneas/cuadro, 30 cuadros/seg.

PAL: 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg.

SECAM:625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg.

PAL-M: 525 líneas/cuadro, 30 cuadros seg.

106

107107107

En el contexto actual de televisión digital:

Alta Definición (HDTV):

Doble de líneas y cuadros por segundo que SDTV

Relación de aspecto: 16:9

EDTV (Enhanced Definition TV)

Aprox. 750 líneas/cuadro, 25 o 50 cuadros/seg.

SDTV (Standard Definition TV).

La tradicional. 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg.

LDTV (Low definition TV)

Supuestamente para aplicaciones móviles.

Definición

escalable

107

108108108

Estándares

Garantizan la calidad del servicio.

Ofrecen garantía a los fabricantes y a los usuarios o consumidores.

Garantizan la compatibilidad entre equipos de muy diversos fabricantes.

Un receptor de TV fabricado hace sesenta años, puede seguir utilizándose en la actualidad.

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109109109

Ancho de banda base

Vídeo analógico:  4.5 MHz (NTSC y PAL‐M)

5.5 MHz (PAL y SECAM)

Ancho de banda de RF

Vídeo + audio asociado: 6 MHz (NTSC y PAL‐M)

7 u 8 MHz (PAL y SECAM)

TV terrestre y cable

TV vía satélite

Vídeo + audio asociado: 24 a 36 MHz

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110110110

Tipos de modulación (TV analógica)

TV terrestre y cable:

Vídeo modulado en amplitud, con vestigio de banda lateral y audio modulado en frecuencia, con separacion entre portadoras, de 4.5 o 5.5 MHz

TV vía satélite y microondas

Audio y vídeo modulados en frecuencia

110

111111111

Calidad objetiva, profesional o de contribución

Una señal que cumple con los parámetros definidos por los estándares y que pueden medirse con instrumentos adecuados.

Las señales con fines de contribución deben cumplir con las normas de calidad objetiva.

Este tipo de señales están destinadas a transmisión y/o procesado subsecuente como grabación o edición en el estudio de TV.

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Calidad subjetiva o de distribución

Señales de vídeo y audio subjetivamente aceptablespara un observador promedio.

Calidad “VHS”

Este tipo de señales no están destinadas a transmisión ni a procesado subsecuente. Cuando más, a grabación en aparatos de uso doméstico

Seales de calidad aceptable, equivalente a 250 líneas de resolución horizontal, aproximadamente a un ancho de banda de 3 MHz.

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113113113

Televisión de Alta Definición (HDTV)

Se define, un tanto ambiguamente, como la que tiene el doble del número de líneas por cuadro y una relación de aspecto de 16:9

Ninguno de los sistemas analógicos de HDTV tuvo aceptación general.

113

114114114

Algunos aspectos de los sistemas analógicos y digitales de TV en el contexto actual de la 

televisión

114

115115115

Generación

Procesado

Transmisión

Recepción

Procesado

Presentación

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116116116

PRODUCCION Y CONTENIDOS

116

117117117

Según desde el punto de vista que se aplique los ʺmodelosʺ de televisión pueden clasificarse de varias formas:

Una:

• Estatales, aunque no necesariamente controlados por el gobierno, por ejemplo, BBC, NHK, CBC.

• Privados, aunque no necesariamente con fines mercantiles, por ejemplo PBS.

Otra:

• De servicio público.

• Mercantiles o comerciales. El criterio actual es el de programar lo que el público pretendidamente demanda y no necesariamente lo que puede ser de provecho, excepto que produzca beneficios económicos.

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118118118

En Europa y otros países asiaticos, Canadá y algunos países latinoamericanos, el modelo original fue el de servicio público. A partir de finales de 1970 y antes, en algunos casos, fueron paulatinamente evolucionando a modelos comerciales, con muy pocas excepciones.

En los Estados Unidos, el modelo aplicado fue siempre comercial, con algunas excepciones como PBS (Public Broadcasting System)

La televisión de servicio público es, casi siempre, de propiedad estatal y, en bastantes casos, controlada por el estado y a su servicio.

118

119119119

En el terreno tecnológico, los avances han sido impresionantes. Sin embargo en el terreno de contenidos (programación), estos no han variado substancialmente desde los inicios de la televisión.

Lo que ha cambiado ha sido la cantidad y forma de la oferta de programas y su presentación al público.

119

120120120

En España...

La televisión se incorpora más tarde que en la mayoría de los países europeos. Oficialmente en 1958. En realidad, 1962 – 63.

Enrique de las Casas, jefe de programas de TVE y más tarde director de la primera cadena, escribió en 1959 que “no olvidemos que por una serie de razones etnológicas y definitorias, el pueblo español no parece ser un consumidor nato de TV. Ni el clima, ni el estilo de vida, ni las cualidades imaginativas de la gran masa española parecen hacer de ella un buen cliente para la TV”. 

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121121121

El modelo español de televisión fue estatal y ésta estuvo invariablemente controlada completamente por el gobierno.

Los canales estatales (TVE‐1 y TVE‐2) adoptaron un modelo claramente mercantil a lo largo de los años ochenta, manteniendo sin embargo, una línea del claro control del gobierno en turno. Esta situación seguirá, aparentemente, en el futuro previsible.

La introducción de los canales privados (Antena 3, Tele 5 y Canal+) a finales de los 80, aumentó la oferta de programas al público.

121

122122122

La evolución en la producción de programas es consecuencia de los continuos avances técnicos 

La evolución en los contenidos, si es que la habido, es consecuencia de la variación en los gustos del auditorio y de las políticas de mercado

Veamos...

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123123123

NOTICIAS

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Telenovelas

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Series

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HISTORIA

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Religión

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Documentales

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CINE

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Deportes

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INFANTILES

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ʺFamosos y temas del corazónʺ

132

133133133

Publicidad

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134134134

Y también...

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Telebasura (Reality show)

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Telebasura

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En resumen...

La evolución de la televisión en las últimas décadas ha sido principalmente técnica, con lo que se ha facilitado la producción de programas y permitido aumentar su oferta

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En el futuro, a corto y medio plazo...

Se mantendrá un cierto número de canales en abierto, por vía terrestre, destinada al público en general, principalmente al que no tiene acceso a los servicios de cable o satélite, o bien que no los puede pagar. Esta programación se nutrirá, en buena medida con publicidad y seguirá siendo de carácter generalista.

Por otra parte se aumentará la oferta de canales de pago por vía terrestre a precios que podrían ser inferiores a los de satélite o cable. 

Los contenidos no cambiarán apreciablemente, excepto en el sentido de que tenderán a ser temáticos.

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