Tema 1: Revisión de Conceptos Básicos
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Questions and Answers

¿Qué era la televisión análoga?

La televisión analógica era muy robusta y su señal era enormemente redundante.

¿A qué se refiere la codificación de fuente en la televisión digital?

La codificación de fuente en la televisión digital se refiere al proceso de eliminar la redundancia de la señal; esto se hace a través de la eliminación de la información innecesaria.

¿Cuáles son los problemas relacionados con la transmisión de señales digitales por canales imperfectos?

Los canales de transmisión digital pueden ser imperfectos y ocasionar ruido, propagación por trayectos múltiples e interferencias de otros servicios. Esto puede llevar a errores en la señal transmitida.

La resolución vertical de una señal de video se refiere al número de píxeles que hay en el lado horizontal de la imagen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El ancho de banda de una señal de vídeo depende del número de líneas y de la relación de aspecto de la imagen.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La codificación de gamma es un proceso que se aplica a las señales R, G y B para ajustar la luminosidad de la imagen a la respuesta del ojo humano.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la codificación de fuente en la televisión digital y qué ventajas ofrece?

<p>La codificación de fuente es el proceso de eliminar la redundancia de la señal digital. Esto se hace a través de la eliminación de la información innecesaria. Esto permite reducir el ancho de banda necesario para transmitir la señal.</p> Signup and view all the answers

El muestreo es un proceso en el que se mide el valor de la señal en momentos específicos de tiempo.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

El estándar de televisión de alta definición (HDTV) ofrece una mejor calidad de imagen que la televisión estándar (SDTV). ¿Cuáles son las principales diferencias entre SDTV y HDTV?

<p>La televisión de alta definición (HDTV) ofrece una mayor resolución de imagen que la televisión estándar, lo que da como resultado una imagen más nítida y detallada. Además, la HDTV suele usar un sistema de escaneo progresivo, lo que produce una imagen más suave y menos parpadeante.</p> Signup and view all the answers

Las señales de diferencia de color Y, U y V, utilizadas en los sistemas de televisión de color, se obtuvieron a partir de las señales R, G, B. De las siguientes afirmaciones, ¿cuáles son correctas? (Seleccione todas las que apliquen)

<p>Las señales U y V representan la crominancia (color) de la imagen. (A), La señal Y representa la luminancia (brillo) de la imagen. (E)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa el término 'muestreo' en la televisión digital?

<p>El muestreo es el proceso de convertir una señal analógica a una señal digital tomando muestras del valor de la señal a intervalos regulares de tiempo.</p> Signup and view all the answers

En el formato de televisión digital 4:2:2, ¿cuántas muestras de luminancia y de crominancia se toman por línea?

<p>En el formato 4:2:2 se toman 720 muestras de luminancia por línea y 360 muestras de crominancia por línea.</p> Signup and view all the answers

El ancho de banda de la señal de vídeo se refiere al rango de frecuencias que contiene la señal. ¿Qué factores influyen en el ancho de banda de una señal de vídeo?

<p>El ancho de banda de una señal de vídeo depende del número de líneas de resolución vertical de la imagen y de la relación de aspecto entre el ancho y el alto de la imagen.</p> Signup and view all the answers

La transformación discreta de coseno (DCT) es un proceso que se aplica a la señal de vídeo para eliminar la redundancia espacial.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La cuantificación es un proceso que se aplica a los coeficientes de la DCT para reducir el número de bits necesarios para codificarlos.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se utiliza para comprimir más la señal de vídeo digital, después de la DCT y la cuantificación?

<p>Para comprimir aún más la señal de vídeo digital después de la DCT y la cuantificación, se utilizan técnicas de compresión de entropía como el código de longitud de ejecución (RLC) y la codificación aritmética binaria contextual (CABAC).</p> Signup and view all the answers

La predicción inter, también conocida como predicción temporal, se utiliza para predecir los bloques de una imagen basándose en bloques de imágenes anteriores y posteriores.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

En la codificación temporal de imágenes, ¿qué es más eficaz, codificar en modo campo o en modo marco?

<p>En general, codificar en modo marco es más eficaz, debido a que este método ofrece una mejor compresión de la información; codificar en modo campo se usa cuando la información es más dinámica, como en el caso de los movimientos rápidos.</p> Signup and view all the answers

El filtro de desbocking, utilizado en la codificación H.264/MPEG4 AVC, se utiliza para eliminar las discontinuidades que aparecen en los bordes de los bloques.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

En el estándar H.264/MPEG4 AVC, la predicción intra se utiliza para codificar un bloque de la imagen actual basándose en bloques de las imágenes previas.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

El estándar H.264/MPEG4 AVC define diferentes modos de predicción intra. ¿Qué significa el modo de predicción 'DC'?

<p>El modo DC en la predicción intra calcula el valor promedio de los bloques vecinos y utiliza ese valor como el valor del bloque actual. Este modo es simple y eficiente para áreas con poco detalle y movimiento, pero puede producir algunos artefactos en áreas con mucho detalle.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es un macrobloque en el contexto del estándar H.264/MPEG4 AVC?

<p>Un macrobloque es una unidad de datos que se utiliza para codificar la información visual en el estándar H.264/MPEG4 AVC. El tamaño de un macrobloque es típicamente de 16x16 píxeles para la luminancia y 8x8 píxeles para la crominancia.</p> Signup and view all the answers

Los 'slices' son grupos de macrobloques que se pueden codificar de forma independiente, lo que permite una mayor flexibilidad en la transmisión y una mejor resiliencia a los errores.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La codificación en modo campo es más eficaz que la codificación en modo marco para la compresión de información visual, especialmente cuando hay un movimiento rápido en la secuencia.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La predicción intra es un proceso esencial para reducir la redundancia de la señal de vídeo. ¿Qué significa predicción intra en la codificación de vídeo?

<p>La predicción intra es un proceso que se utiliza para predecir el valor de un bloque de pixels en la imagen actual, basándose en los valores de los bloques vecinos en la misma imagen.</p> Signup and view all the answers

La predicción inter utiliza información espacial para predecir el valor de un bloque de una imagen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de predicción se utiliza para predecir un bloque de una imagen basándose en bloques de imágenes previas y futuras?

<p>La predicción bidireccional o B-slices, es un método que se utiliza para predecir el valor de un bloque de una imagen basándose en bloques de imágenes previas y futuras.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la transformación Hadamard en el contexto de la codificación H.264/MPEG4 AVC?

<p>Es una técnica de transformación que se utiliza para reducir la redundancia en la señal de vídeo y optimizar la compresión. La transformación Hadamard se aplica a los coeficientes de la DCT para optimizar la compresión; la transformación Hadamard es rápida y computacionalmente eficiente.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el filtro de desbloqueo, y para qué se utiliza en la codificación de vídeo H.264/MPEG4 AVC?

<p>El filtro de desbloqueo es un paso crucial en la codificación H.264/MPEG4 AVC que se utiliza para eliminar las discontinuidades que aparecen en los bordes de los bloques debido a la cuantificación de la DCT.</p> Signup and view all the answers

En la codificación H.264/MPEG4 AVC, el tamaño de los macrobloques puede variar. ¿Qué ventajas ofrece esta flexibilidad en el tamaño de los macrobloques en la codificación?

<p>La flexibilidad en el tamaño de los macrobloques permite que la codificación se adapte a las características de la imagen, es decir, a zonas con mayor o menor detalle, lo que resulta en una mejor compresión sin pérdidas de calidad en la imagen.</p> Signup and view all the answers

¿Para qué se utilizan las unidades NAL en la codificación H.264/MPEG4 AVC?

<p>Las unidades NAL son unidades estructurales que se utilizan en la codificación H.264/MPEG4 AVC para dividir los datos codificados en paquetes independientes, con el propósito de facilitar la transmisión y el manejo de la información. De esta manera se permite una mayor flexibilidad para adaptarse a diferentes sistemas de transmisión y obtener una mejor resiliencia a los errores en la transmisión.</p> Signup and view all the answers

¿Qué son los conjuntos de parámetros (Parameter Sets) en el contexto de la codificación H.264/MPEG4 AVC?

<p>Son conjuntos de parámetros que se utilizan para configurar la codificación del vídeo, lo que permite establecer las características de la imagen a transmitir, como la resolución, la tasa de bits, el tipo de predicción y la compresión. Estos conjuntos de parámetros se encapsulan dentro de una unidad NAL y se transmiten al principio del flujo de bits.</p> Signup and view all the answers

Las unidades de acceso (Access Units) en el estándar H.264/MPEG4 AVC se pueden interpretar como contenedores de datos que contienen todas las unidades NAL necesarias para decodificar una imagen completa.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

En el estándar H.264/MPEG4 AVC, ¿qué tipos de unidades NAL se definen? (Selecciona todas las que apliquen)

<p>Unidades NAL de tipo SEI (Supplemental Enhancement Information) (A), Unidades NAL de tipo NAL (Network Abstraction Layer) (C), Unidades NAL de tipo VCL (Video Coding Layer) (D), Unidades NAL de tipo SPS (Sequence Parameter Set) (E)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la información de mejora supplemental (SEI) en el estándar H.264/MPEG4 AVC?

<p>La información de mejora supplemental (SEI) en el estándar H.264/MPEG4 AVC es un tipo de información adicional que se adjunta a la señal de vídeo codificada para mejorar la calidad de la imagen o para proporcionar información adicional al receptor. Esta información no es esencial para la decodificación de la señal, pero puede ser útil para el receptor para mejorar la calidad de la experiencia visual. La información SEI puede incluir información como el tiempo de reproducción de la imagen, el formato de pantalla, la información de los subtítulos y la información sobre la calidad de la imagen. La información SEI se transmite en una unidad NAL separada, lo que permite que la información se pueda eliminar si es necesario.</p> Signup and view all the answers

Study Notes

Tema 1: Revisión de Conceptos Básicos

  • La televisión analógica era robusta, con una señal redundante.
  • La señal analógica se muestra digitalmente, eliminando redundancias.
  • El resultado es una señal fácilmente perturbable.
  • Se necesita codificación de canal y entrelazado para protegerla.

Preambulo

  • Los canales de transmisión no son perfectos, con ruido y propagación multitrayecto.

  • Existen interferencias de otros servicios y escasez de frecuencias.

  • El hardware también tiene limitaciones, como no linealidades y sincronizaciones.

  • Hay múltiples imperfecciones, necesitando soluciones.

  • ¿Qué pasa si las imperfecciones no se resuelven? Se muestra una tabla con la tasa de error y el intervalo medio entre errores, para distintos valores de error: 10-4 = 2 milisegundos, 10-5 = 20 milisegundos, 10-6 = 200 milisegundos, 10-7 = 2 segundos, 10-8 = 20 segundos, y 10-9 = 3 minutos 20 segundos.

Revisión de Conceptos Básicos "Historia Antigua"

  • Esta sección revisó los conceptos fundamentales de la televisión.

Bibliografía

  • Se presenta una lista de referencias bibliográficas, incluyendo autores, título de las obras y año de publicación.

Análisis Secuencial de la Imagen

  • Se muestra un diagrama que describe el proceso de la señal de imagen desde la cámara hasta la pantalla, tanto en formato progresivo como entrelazado.
  • Este proceso incluye señal óptica, señal eléctrica, señal a la pantalla (óptica o eléctrica).
  • Se especifican los pasos tanto en la transmisión progresiva como en la entrelazada.

Resolución Vertical

  • Se define la resolución vertical como el número de líneas.
  • Se explica cómo se calcula la resolución vertical con formula matemática.
  • Se enumeran los elementos (cuadro, campos, línea), sus duraciones y frecuencias correspondientes (25 cuadros/s, 50 campos/s y frecuencia de línea).

Ancho de Banda de la Señal de Vídeo

  • Se define el ancho de banda de la señal de vídeo.
  • La anchura de los cuadrados es la de una línea.
  • Hay 575 líneas verticales y en un aspecto 4:3 hay 755x4/3= 950 horizontales.
  • La parte activa de una línea dura 64 µs (entre 1 y 0.18 µs).
  • El damero se explora en 575x64 µs = 7.3 MHz.
  • La frecuencia máxima es de 7.3 MHz.
  • Otros Valores utilizados son 4.8 y 5 MHz.

Ancho de Banda de la Señal de Vídeo (continuación)

  • La frecuencia de 7.3 MHz es demasiado pesimista.
  • El haz de electrones es circular, no brusco.
  • Un factor de utilización 2/3 se aplica a fmax.
  • Se toma el valor práctico de 5 MHz.
  • El ancho de banda de una señal de vídeo va de 0 a 5 MHz.

Señales R, G, B.

  • El texto muestra un diagrama de transmisión de señales RGB con correcciones gamma.

Señales de Diferencia de Color

  • Se definen las ecuaciones para los componentes Y, U y V.
  • Las señales U y V tienen el mismo ancho de banda.
  • En frecuencia, U tiene 1.3 MHz y V, 4 MHz,
  • La atenuación de U es menor a 3dB y de V mayor a 20 dB.

Modulación y Banda Ocupada

  • Se muestra un diagrama que ilustra los conceptos de modulación y banda ocupada.
  • La frecuencia máxima es 7 MHz.
  • Valores de frecuencia también de 0.5 y 0.75 MHz.

Muestreo

  • Se proporcionan diversas dimensiones de muestreo y sus correlaciones, como: 6 MHz, 13.5 MHz, 864xfH (625 Líneas), f=858xfH (525 Líneas).
  • La sección muestra 720 muestras por línea visible, muestreo ortogonal y que las muestras están en los mismos puntos de la imagen.

Muestreo (continuación)

  • La luminancia y la crominancia tienen diferentes anchos de banda (13.5 MHz y 6.75 MHz, respectivamente).
  • El formato 4:2:2 se utiliza con 720 muestras de luminancia por línea y 360 muestras crominancia por línea.

Muestreo (continuación)

  • Formato 4:2:2. No se pierde resolución.
  • La luminancia se muestra con una resolución de 13.5 x 8 ó 13.5 x 10, y la crominancia, con 2x6.75x8 ó 2x6.75x10.
  • Total: 216 Mbit/s o 270 Mbit/s.
  • Reducción a 216 Mbit/s.

Muestreo (continuación)

  • Formato 4:2:0. Utilizado en mayor parte de aplicaciones.
  • Soporta 4:2:2 y 4:4:4.
  • Resolución suficiente.

Formatos de señales de Televisión

  • La televisión de Definición Estándar (SDTV) ya no se usa en España a partir del 14 de febrero de 2024.
  • La televisión de Alta Definición (HDTV) proporciona mejor calidad de imagen.
  • Se describen las codificaciones MPEG2 y MPEG-4/AVC (H.264) con sus velocidades en Mb/s.
  • Se describen formatos con relación de aspecto (4:3 y 16:9), exploración (entrelazada y progresiva), resolución espacial (ej. 720p, 1080i y 1080p), resolución temporal (ej. 25 y 50), cociente R. espaciales y R. temporales y aplicación óptima.

Revisión de Conceptos Básicos "Historia Moderna"

  • Introducción a MPEG2. Esta sección introdujo al estándar MPEG2.

Redundancia en las imágenes

  • Redundancia espacial (en el mismo cuadro), DCT, cuantificación y exploración de los coeficientes.
  • Redundancia de entropía (codificación de códigos más frecuentes).
  • Redundancia temporal (en cuadros diferentes). Compensación de movimiento en imágenes I, P y B.

Transformada Discreta del Coseno (DCT)

  • Transformación reversible en el dominio 2D.
  • Cada 8x8 píxeles se obtienen 8x8 coeficientes discretizados en 11 bits.
  • Sólo se muestra la parte visible de la imagen.

Cuantificación y exploración

  • Reducción del número de bits para codificación.
  • Diferentes coeficientes toleran más error.
  • El ruido de cuantificación es menos visible en luminancia que en crominancia.

Compresión de entropía: Run Length Code

  • Cadenas consecutivas de los coeficientes.
  • Longitud y coeficiente no nulo, se codifican.
  • Cadenas de ceros tienen probabilidades diferentes.
  • Palabras de código más cortas para cadenas más frecuentes.

Compresión temporal

  • Se consideran cuadros sucesivos para predecir cambios.
  • Codificación y decodificación local de los cuadros siguientes.
  • Se codifica por diferencias con cuadros anteriores.
  • Es útil para escenas con movimiento fuerte.

Compresión temporal (continuación)

  • Intrapictures (I-pictures): sin referencia. Compresión moderada.
  • Imágenes predictivas (P-pictures): necesitan imagen anterior (I o P).
  • Imágenes bidireccionales (B-pictures): necesitan imágenes anteriores y/o futuras.
  • Se usan grupos de imágenes (I, P, B).

Compresión temporal (continuación)

  • Los grupos de imágenes (I, P, B) se usan en video, con proporciones de imágenes I, P, y B.
  • Ejemplo de tamaños de imágenes I, P, y B.

Perfiles y niveles

  • En general, son conjuntos de algoritmos y herramientas.
  • Permite aplicaciones y sintaxis unica.
  • Se dan conjuntos de parámetros, niveles. Se muestran diferentes perfiles y niveles, incluyendo Low, Main, High y High 1440.

Tasas binarias

  • Se muestran las tasas binarias para HDTV Rec. 709 , 10-bit Rec. 601, Digital Betacam, MPEG-2, MPEG-2 HDTV distribución, MPEG-2 SDTV distribución, MPEG-1, H.261, y H.263.

Efectos de los errores

  • La señal, sin redundancia, es muy sensible a las perturbaciones.
  • Un mismo error puede afectar a varias imágenes.
  • La importancia de un error depende de su momento de ocurrencia (cabecera, datos...).

Codificación de fuente H.264/MPEG 4 AVC

  • Tipo de codificación de fuente.

Bibliografía

  • Lista actualizada de referencias.

H.264/MPEG4 AVC, introducción

  • Desarrollo del estándar H.264/MPEG4 AVC, incluyendo una cronología.
  • Varias mejoras y actualizaciones.
  • El estándar se usa en España desde febrero de 2024.

Estructura de capas

  • Las capas son H.264/AVC VCL y NAL.

Conceptos Básicos MPEG-2

  • Inspirado en MPEG-2, pero usa predicción espacial y temporal en bloques 16x16.

Conceptos Básicos (continuación)

  • Secuencia de video codificado. Describe el formato de una secuencia codificada.
  • Especifica como se divide en cuadros/campos y las relaciones entre ellos.

Macrobloques y slices

  • División de la imagen en macrobloques (16x16 píxeles).
  • Organización de macrobloques en slices.
  • Tipos de slices: I, P, B, SI, SP.

Modos de codificación

  • Codificación en modo frame o field.
  • Cuadro progresivo se puede descomponer en 2 campos.
  • Se puede predecir el segundo campo con compensación de movimiento.
  • Es efectivo en escenas con movimiento fuerte.

Intraprediction

  • Se trata de reducir la redundancia espacial, usando transformación de dominio.
  • En H.264, se predice muestras a partir de las vecinas codificadas.
  • Es crucial para reducir la tasa binaria.

Inter prediction P-slices

  • Predicción de bloques desplazando bloques de una imagen decodificada, comparándolos con la imagen actual mediante vectores de movimiento.
  • Precisión del vector de desplazamiento.
  • Interpolación o filtrado cuando la precisión no es entera.

Inter prediction B-slices

  • Posibilidad de usar cualquier par arbitrario de imágenes como referencia.
  • Necesidad de guardar listas de imágenes de referencias.
  • Cuatro tipos de B-slices.

Transformación y cuantificación

  • Reduce la redundancia espacial mediante transformaciones (escala) y cuantificación.
  • Usa bloques de tamaño 4x4 y 8x8.
  • Usando bloques más pequeños.
  • Se realizan transformaciones Hadamard.

Filtro deblocking

  • Elimina discontinuidades en los bordes de los bloques.
  • Mejora la tasa binaria.

Codificación entrópica

  • Codificación de datos para reducir la redundancia.
  • Se usan los métodos CAVLC y CABAC.

Perfiles y niveles

  • Se definen perfiles y niveles para H.264.
  • Facilita la interoperabilidad entre codificadores y decodificadores).
  • Incluye los perfiles Baseline, Main, y Extended.

Comparaciones

  • Comparaciones de H.264/MPEG4 AVC con MPEG2.
  • Ejemplo de la tasa de bits de ahorro con H.264/MPEG4 AVC, HP y MP.

Resiliencia a los errores

  • Estándares previos, particion, codificación escalable como características importantes en H.264/MPEG-4 AVC.
  • Incluyen configuraciones flexibles para manejar errores.

Resumen

  • Resumen de las conclusiones generales.

Bibliografía

  • Las referencias bibliográficas mencionadas en toda la presentación.

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Description

Este cuestionario aborda los conceptos fundamentales sobre la señalización de televisión. Explora la transición de señales analógicas a digitales, las imperfecciones en la transmisión y las soluciones necesarias para mitigar los errores. Prepárate para evaluar tus conocimientos sobre el hardware, la codificación y los efectos del ruido en las señales.

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