Engenharia by chenmeixiu

VIEWS: 119 PAGES: 100

									               DANILO JOSÉ DE MATTOS PETINELLI
                 JOÃO CARLOS MOREIRA KRALIK




ESTUDO DOS FUNDAMENTOS E TÉCNICAS PARA TRANSMISSÃO DIGITAL EM
                    SISTEMAS DE TELEVISÃO




                     Universidade São Marcos
                    São Paulo - SP 2003 - Brasil
                                   Ficha Catalográfica
PETINELLI, Danilo José/ KRALIK, João Carlos

       Estudo dos fundamentos e técnicas para transmissão digital em sistemas de televisão
       São Paulo – SP Brasil; 2003
       99p.
       Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), do Curso de Engenharia de Telecomunicações.
       USM Engenharia.
       1. Introdução à TV, 2. Compressão Digital, 3. Modulação Digital, 4. Conclusão, 5. Glossário,
       6. Referências

UNIVERSIDADE SÃO MARCOS. Engenharia de Telecomunicações

PETINELLI, Danilo José/ KRALIK, João Carlos

       Estudo dos fundamentos e técnicas para transmissão digital em sistemas de televisão
       São Paulo – SP Brasil; 2003           2
       70p.
       Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), do Curso de Engenharia de Telecomunicações.
       USM Engenharia.
       Introdução à TV 2. Compressão Digital 3. Modulação Digital 4. Conclusão
RESUMO

Desde a invenção do primeiro sistema televisivo comercial, em meados de 1935 a
televisão passou por sucessivas melhorias, e sua difusão pelo mundo aconteceu de
forma rápida.
O degrau tecnológico entre os anos de 1935 e 2003 é abordado neste trabalho com
uma boa profundidade técnica, de forma a permitir que o leitor assimile bons
conhecimentos sobre a história e evolução da TV, dos principais sistemas de
compressão digital de sinais, modulação digital e finalizando na própria TV Digital.
Como observado em vários artigos técnicos, bem como congressos específicos
conclui-se que a TV , desde a sua criação até os dias atuais, tenta se aproximar da
qualidade de exibição observada no cinema, porém, com a evolução para os
sistemas digitais de geração e transmissão de sinais de TV, e a evolução das
grandes redes de dados (EX. INTERNET ), a TV digital ganhou uma nova
concepção, que é a interatividade entre as emissoras e os telespectadores,
permitindo o surgimento de novos serviços, como a aquisição de produtos pela rede.




                                          3
ABSTRACT


Since the invention of the first commercial televising system, in 1935 middle the
television passed for successive improvements, and its diffusion for the world
happened of fast form.
The technological step enters the years of 1935 and 2003 are boarded in this work
with a good depth technique, of form to allow that the reader assimilates good
knowledge on history and evolution of the TV, the main systems of digital
compression of signals, digital modulation and finishing in the proper Digital TV.
As observed in some articles technician, as well as specific congresses one
concludes that the TV, since its creation until the current days, tries to come close
itself to the quality of exhibition observed in the cinema, however, with the evolution
for the digital systems of generation and transmission of signals of TV, and the
evolution of the great nets of data (i.e. INTERNET), the digital TV gained a new
conception, that is the interactivity between the senders and the viewers, allowing the
sprouting of new services, as the acquisition of products for the net.




                                           4
SUMÁRIO


CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO À TV


1.1 – DEFINIÇÃO
1.2 – HISTÓRICO
1.3 – PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DA TELEVISÃO
 1.3.1 – TV Preto e Branco
 1.3.2 – TV à cores
1.4 – CARACTERÍSTICAS DAS CORES
1.5 – MISTURAS DAS CORES
1.6 – PRINCÍPIO BÁSICO DA TRANSMISSÃO EM CORES
1.7 – CINESCÓPIO
 1.7.1 – Componentes de um cinescópio
 1.7.2 – Componentes de um cinescópio
1.8 – TELA PLANA
 1.8.1 – Relação de aspecto
1.9 – VARREDURA
1.10 – RESOLUÇÃO HORIZONTAL
 1.11 – SISTEMAS DE CORES E PADRÕES DE TRANSMISSÃO DE TELEVISÃO
 1.11.1 – Sistemas de cores
 1.11.2 – Televisor Multi -norma
1.12 – ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
 1.12.1 – Espectro de freqüência
1.13 – MEIOS DE TELEDIFUSÃO
 1.13.1 – Transmissão via ar ( Radio Freqüência )
 1.13.2 – Faixas de comunicação
1.14 – TRANSMISSÃO VIA SATÉLITE
 1.14.1 – Princípio de funcionamento das transmissões via satélite
 1.14.2 – Princípio de funcionamento da antena parabólica
 1.14.3 – Tipos de sinais provenientes dos satélites
 1.14.4 – Instalações particulares de recepção de televisão via satélite
 1.14.5 – Faixas de freqüência para as comunicações via satélite
                                          5
1.15 – TRANSMISSÃO POR CABO
 1.15.1 – Princípio de funcionamento da televisão por cabo



CAPÍTULO 2 – COMPRESSÃO DIGITAL

2.1 – COMPRESSÃO DIGITAL
 2.2 – COMPRESSÃO DE VÍDEO ( MPEG )
 2.3 – CODIFICAÇÃO DE VÍDEO INTRA - FRAME
2.4 – CODIFICAÇÃO DE VÍDEO INTER - FRAME
2.5 – TIPOS DE IMAGENS ( PICTURES )
 2.5.1 – Intra-pictures ou Intra-frames
 2.5.2 – Predicted-pictures ou Predicted-frames
 2.5.3 – Bidirecional-pictures ou Bidirecional-frames
2.6 – COMPENSAÇÃO DE MOVIMENTO
2.7 – HIERARQUIA DE UMA SEQÜÊNCIA DE VÍDEO ( VÍDEO STREAM )
 2.7.1 – Vídeo sequence
 2.7.2 – Group of Pictures ( GOP )
 2.7.3 – Picture
 2.7.4 – Slice
 2.7.5 – Macrobloco
 2.7.6 – Bloco
 2.7.7 – News and acquisition ( Jornalismo e aquisição )
 2.7.8 – Arquivo ( Arquive )
 2.7.9 – Distribution ( Distribuição )
 2.7.10 – Post-production ( Pós-produção )
2.8 – PROFILES AND LEVELS
2.9 – SCALABILITY ( ESCALABILIDADE )




CAPÍTULO 3 – MODULAÇÃO DIGITAL


3.1 – MODULAÇÃO DIGITAL
 3.1.1 – Sinal em Banda Base

                                          6
 3.1.2 – Diagrama de olho
3.2 – HDTV - "HIGH DEFINITION TV" OU TELEVISÃO DE ALTA DEFINIÇÃO
3.3 – SDTV - "STANDARD DEFINITION TV" OU TELEVISÃO COM DEFINIÇÃO
NORMAL
3.4 – TV DIGITAL
 3.4.1 – Sistema ATSC
 3.4.2 – Sistema de transmissão terrestre europeu – DVB-T
  3.4.2.1 – Energy dispersal
  3.4.2.2 – Error protection code
  3.4.2.3 – Inner interleaver
  3.4.2.4 – A escolha dos parâmetros OFDM
  3.4.2.5 – Estrutura dos dados
  3.4.2.6 – Modulação hierárquica
3.5 – DIFERENÇAS PARA O SISTEMA ISDB-T


CAPÍTULO 4 – CONCLUSÃO


CAPÍTULO 5 - GLOSSÁRIO


CAPÍTULO 6 - REFERÊNCIAS




                                       7
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO À TV

1.1 – DEFINIÇÃO


      Televisão é o conjunto de procedimentos técnicos que possibilita transmitir
imagens animadas a distância.


1.2 - HISTÓRICO
1884 - Descrito o primeiro processo de dissecação e reconstituição da imagem -
varredura mecânica dos discos de Nipkow.
1923 - Invenção de um tubo eletrônico de tomada de imagens para câmera o
iconoscópio, inaugurando a era da técnica moderna em televisão. Foi seguindo este
caminho que desde então, tubos de sensibilidade e poder separador cada vez
maiores foram concebidos.
1926 - Primeira demonstração pública de televisão.
1935 - Início das transmissões na Alemanha.
1939 - Início das transmissões nos Estados Unidos - (interrompido em 1941 em todo
o mundo em virtude da 2a guerra mundial).
1945 - Reinício das transmissões nos Estados Unidos e Inglaterra.
1946 - Comercialização nos EUA do 1o receptor popular de TV, modelo 630 TS da
RCA com tela circular de 10 polegadas.
1950 - Inaugurada em São Paulo - SP a PRF-3TV, a Tupi, a primeira emissora da
América Latina.
1952 - Criação nos EUA dos canais UHF - 14 a 83 - 470 a 890 MHz.
1953 - lmplantação nos E.U.A. do 1º Sistema criado no mundo para a transmissão
de imagens coloridas, o NTSC.
1954 - Início das transmissões regulares de televisão em cores nos EUA.
1957 - Lançado o primeiro satélite artificial - SPUTNIK.
1962 - Primeira transmissão experimental por satélite.
1967 - Criação de dois sistemas novos para a transmissão de imagens em cores, o
PAL na Alemanha e o SECAM na França.
1971 - Início dos estudos para a HDTV.



                                          8
1972 - lmplantação oficial da TV em cores no Brasil, com a transmissão da Festa da
Uva em Caxias do Sul - RS.
1981 - Início nos EUA da utilização de antenas parabólicas residenciais.
1985 - Primeiro satélite brasileiro colocado em órbita - BRASILSAT I.
1986 - Colocado em órbita o segundo satélite brasileiro o BRASILSAT II.
1989 - Japão começa a transmitir experimentalmente a HDTV (TV de alta Definição),
durante uma hora por dia.


1.3 – PRINCIPIOS DE FUNCIONAMENTO DA TELEVISÃO


1.3.1 – TV Preto e Branco


      As primeiras transmissões de TV foram feitas em preto e branco. No padrão
americano (padrão M), também adotado no Brasil, a relação de aspecto da imagem
(largura / altura) é 4:3, usam-se 525 linhas por quadro e são transmitidos 30 quadros
por segundo. Cada quadro é constituído por linhas intercaladas de dois campos
consecutivos, ou seja: existem 60 campos por segundo.
      A TV P&B só foi possível graças à curva de luminosidade relativa do olho
humano, apresentada na figura 1. A câmera de TV P&B enxerga a imagem conforme
essa curva e cria um sinal eletrônico conhecido como sinal de luminância (Y) com
faixa de freqüências de 4,2 MHz. No cinescópio P&B, o sinal Y reproduz as
sensações de "escuro" e "claro". No padrão M, o canal de RF empregado para
transmitir o sinal Y possui banda de 6 MHz.




Figura 1




                                          9
1.3.2-TV à cores


      Podemos considerar que o sistema de televisão em cores é basicamente o
mesmo da televisão em preto e branco, porém melhorado, ou seja, acrescido de
informações sobre as cores.
Um sistema de TV em cores deve ter dupla compatibilidade, ou seja, o TV em cores
deve ser apto a captar transmissões em preto e branco, além das transmissões em
cores. O televisor preto e branco, por sua vez, simplesmente ignora as informações
de cores, de modo que ele reproduz uma imagem originalmente transmitida em
cores, na sua forma branco e preto, sem problemas.
      O sistema baseia-se no princípio da decomposição da imagem em um
conjunto de pontos, o "valor", ou intensidade luminosa emitido por cada ponto, assim
como sua localização exata na imagem são sucessivamente analisados e
transformados em tensões elétricas proporcionais e depois transmitidos quer por
linhas de transmissão, quer por ondas eletromagnéticas. Na recepção, a intensidade
luminosa de cada ponto é sucessivamente reconstituída no cinescópio, com a
correspondente localização na imagem.
      A idéia era criar uma imagem colorida no cinescópio idêntica à que o olho
humano veria se tivesse observado a cena original diretamente.




                                        10
      Resumindo , a televisão basicamente, reproduz imagens estáticas. Todavia, a
seqüência destas imagens em rápida sucessão nos dá a sensação de movimento.
Cada uma das imagens ou quadros é formada de pequenas áreas de luz e sombra.
Todos os detalhes de variações claro-escuro da informação visual, formam o sinal
de vídeo que contém a informação da imagem.
      lmaginemos que você tenha um problema : você deve passar a um
companheiro que está numa sala adjacente, uma fotografia comum. Entretanto,
entre você e seu companheiro , não existe nenhum outro meio de contato além de
uma estreita fenda na parede de apenas 3 ou 4 mm de largura e muito menos altura.
O que fazer? A fotografia, evidentemente é grande, com aproximadamente 15 x 20
cm, não podendo ser enrolada para passar pela fenda.
      Mesmo que não lhe pareça, na solução deste problema temos a explicação
para o funcionamento da televisão, para o modo como uma imagem pode ser
explorada e transmitida pela televisão.
      A solução é simples: cortamos a fotografia em tiras que passem na largura da
fenda, e passamos estas tiras em seqüência, instruindo o nosso companheiro para
que elas sejam recolocadas na ordem original do outro lado. No caso da televisão, o
problema é o mesmo, porque o transmissor não pode emitir a imagem em sua
totalidade mas sim em pedaços.




                                          11
1.4 – CARACTERÍSTICAS DAS CORES

      Algumas características das cores tiveram que ser estudadas pelos
engenheiros criadores da televisão em cores, de tal forma a transformar o sinal
luminoso em elétrico (processo realizado pela câmera no transmissor) e transformar
os sinais elétricos em sinais luminosos (processo realizado pelo cinescópio na TV).
Brilho - É o grau de luminosidade emitido por uma cor. Exemplo: Uma lâmpada
vermelha de 100 watts tem maior brilho em relação a outra da mesma cor, porém, de
menor potência, ou seja, 10 watts.
Matiz - O que normalmente chamamos de cor de um objeto é sua tonalidade ou
matiz. Exemplo: A grama tem matiz verde.
Saturação - Define a quantidade de branco adicionada numa determinada cor. O
rosa, por exemplo, tem o mesmo matiz do vermelho, porém, é menos saturado, ou
seja, é menos vermelho. Uma cor pura ou saturada é aquela que não tem nenhuma
mistura com o branco.




                                         12
Contraste - Diferença de luminosidade existente entre as áreas claras e escuras de
uma imagem de TV. Num contraste acentuado, o preto é a ausência completa de luz
e o branco é a luz total.


1.5 – MISTURA DAS CORES


       Na TV, através da combinação de três cores chamadas de primárias ou
fundamentais, obtém-se as demais cores, inclusive o branco. As cores primárias são
as seguintes: Vermelho (Red), Verde (Green) e Azul (Blue).
As demais cores são chamadas cores complementares ou secundárias, identificadas
pelas cores amarela, cyan e magenta (púrpura). Um receptor de televisão em cores
não cria cor partindo da luz branca e subtraindo parte dela. Na verdade, as cores
são criadas no receptor de televisão em cores pela mistura das cores primárias.
Estas não podem ser obtidas pela mistura de outras cores. A proporção correta na
televisão de mistura para se obter o branco é: 30% do vermelho + 59% do verde +
11% do azul = 100% branco .




1.6 – PRINCIPIO BÁSICO DA TRANSMISSÃO EM CORES


       Quando uma imagem está sendo televisada, os sinais correspondentes às
propriedades das cores desta imagem (brilho, matiz e saturação) devem ser
transmitidos. Cada cor contém quantidades específicas das cores primárias (R, G,
B), sendo produzidos dois tipos de sinais:


                                         13
Sinal de Luminância: contém a informação sobre o brilho da cor televisada. É
idêntico ao sinal de vídeo para os receptores de TV Preto e Branco.
Sinal de Crominância: contém as informações sobre o matiz e a saturação das cores
televisadas. É importante salientar que apenas as informações para o vermelho (R)
e o azul (B) são transmitidas, pois o verde é produzido no próprio receptor.
Os sinais de luminância e crominância contêm todas as informações de vídeo
necessárias para a formação da imagem na tela do TV. Após a entrada do sinal de
vídeo no receptor (TV) as cores são separadas e enviadas aos três canhões do
cinescópio, enquanto o som é amplificado e enviado ao alto-falante.


1.7 – CINESCÓPIO


      É o componente responsável pela formação da imagem na tv, sendo também
denominado tubo de imagem. O tubo de imagem é um tubo de raios catódicos
(partículas elétricas) com um canhão de elétrons e uma tela de fósforo dentro de um
vidro fechado a vácuo.
O tamanho do tubo é medido diagonalmente, e é dado em polegadas, sendo que
esta equivale a 25,4 mm. Como foi vista, a câmera de tv em cores produz sinais
elétricos adequados correspondentes às cores primárias (R, G, B). Estes sinais
serão recuperados no receptor, sendo enviados ao cinescópio tricromático (três
cores) para finalmente visualizarmos a imagem transmitida.




                                         14
1.7.1 - Componentes de um Cinescópio

      Canhões Eletrônicos: O cinescópio tricromático possui três canhões
independentes que fornecem três feixes de elétrons a serem direcionados até a
superfície da tela, sendo cada um deles responsável por uma das três cores
primárias.
      Tela de Fósforo: Sobre a tela do cinescópio são aplicados três tipos diferentes
de fósforo, formando um revestimento na superfície interior da face frontal do vidro
que deve ser espesso o suficiente para resistir à pressão atmosférica que exerce
uma força contra o vácuo dentro dele. Os materiais químicos do fósforo são
geralmente metais leves como o zinco e o cádmio, e no caso dos tubos a cores o
fósforo é depositado em pontos ou linhas verticais para cada cor. O fósforo tem
propriedades fosforescentes. Quando excitados pelos respectivos elétrons, emitem
separadamente luz vermelha, luz verde e luz azul.
      Máscara de Sombra (Shadow Mask): É uma fina chapa de aço toda perfurada
que é colocada numa posição adequada entre os canhões e a tela, a fim de
direcionar o feixe eletrônico de cor à camada de fósforo correspondente, por
exemplo: o feixe de elétrons proveniente do canhão vermelho atingirá o fósforo na
tela da mesma cor.




                                         15
1.7.2 - Tipos de Cinescópio

      Cinescópio in Delta: é denominado Delta porque os três tipos de fósforo estão
dispostos em forma de um triângulo equilátero em toda a tela. Sua fabricação foi
extinta a alguns anos, pois seus ajustes eram complicados e demorados.




      Cinescópio In Line: na tela deste cinescópio os pontos de fósforo estão
dispostos em tiras verticais paralelas. Atualmente é o tipo de cinescópio mais
utilizado. Suas vantagens sobre o modelo anterior é a melhora no nível do brilho e
contraste, além dos ajustes serem mais fáceis de realizar.




      Cinescópio Trinitron: este tipo de cinescópio não possui máscara de sombra
que é substituída por uma grelha de aberturas, proporcionando imagens com mais
brilho em relação ao uso da máscara de sombra. A tela é formada por tiras verticais
                                       16
de fósforo, onde os feixes dos elétrons proveniente dos canhões eletrônicos serão
focalizados em um ponto para então constituir um único canhão, responsável por um
feixe de elétrons que irá se dividir novamente em três feixes excitando as tiras de
fósforo correspondentes.




       Black Matrix: A tela de fósforo possui uma mascara negra adicionada às
áreas entre os pontos de fósforo. Nesse caso, há uma área opaca substâncial na
tela que não refletirá a luz. Essa mascara negra é alocada pelo uso das mesmas
técnicas fotográficas que alocam os pontos de fósforo. O resultado será uma melhor
relação brilho / contraste.


1.8 – TELA PLANA


       Continuamente procura-se aumentar a qualidade da imagem a cores de modo
a não perder a nitidez devido à incidência de luz do ambiente onde se situa a tela,
daí o surgimento da tela plana.
       Os tvs que possuem a tela plana tem tubos de imagem com cantos
quadrados, o que dá um maior aproveitamento do sinal em relação ao tubo
convencional, que tem cantos arredondados. Além da tela ser mais plana - o que
diminui o reflexo da luz e produz imagem mais nítida - os cantos quadrados eliminam
distorções nas laterais da tela e aproveitam melhor a imagem.



                                        17
1.8.1 -Relação de Aspecto


       A razão largura x altura de um quadro é chamada relação de aspecto. Ao ser
normalizada em 4:3 ela torna a imagem mais larga que alta por um fator de 1,33. Se
o tubo de imagem não reproduzir a cena nesta proporção, as figuras da cena
aparecerão muito altas ou muito largas.
      Os TVs 16 x 9 tem uma tela retangular. Esta relação de aspecto é a mesma
da tela de cinema, sendo a mais adequada para visão humana.
      Como veremos mais adiante já estão ocorrendo na Europa transmissões de
TV para aparelhos com o formato 16:9 (PAL PLUS). No Brasil, as transmissões
ocorrem na proporção 4:3, mesmo assim a TV 16 x 9 consegue expandir as imagens
laterais, ocupando toda a sua tela. Caso queira-se manter nestes aparelhos a
proporção 4:3, na tela do TV 16 x 9 aparecerão faixas pretas em suas laterais bem
como na extremidade superior e inferior denominadas letter box.


1.9 – VARREDURA


      Varredura é o processo no qual o feixe de elétrons é orientado no cinescópio
formando a imagem, ocorrendo da esquerda para a direita.
Primeiro todas as linhas ímpares são varridas de cima para baixo e as linhas pares
serão saltadas, formando o que denominamos de campo ímpar da imagem. Este
processo demora 1/60 de segundo. Após, todas as linhas pares que foram omitidas
na primeira varredura, são varridas de cima para baixo, formando o campo par da
imagem. Este processo também demora 1/60 de segundo.
      Ao final de cada linha, o feixe retorna rapidamente para a esquerda para
iniciar a varredura da próxima linha. O tempo de retorno é chamado retraço. Quando
o feixe atinge o lado esquerdo, sua posição vertical está um pouco mais baixa, de
forma que possa repetir o processo para a próxima linha e não a refaça para a
mesma. Isto é feito pelo movimento de varredura vertical do feixe que corre
simultaneamente ao horizontal. Todo este processo recebe o nome de varredura
entrelaçada.




                                          18
      Ao todo, em 1 segundo são varridas 15750 linhas. Ao conjunto formado pelos
campos pares e ímpares denomina-se quadro. Um quadro corresponde à imagem
inteira real. Cada quadro é composto por milhares de pontos luminosos
denominados elementos de imagem (pixels), responsáveis pela definição da
imagem. Na tela da TV são mostrados 30 quadros por segundo.




      Percebe-se que o campo corresponde à metade da imagem verdadeira, a
qual é percebida por inteiro pelo ser humano em virtude de um fenômeno conhecido
por persistência retiniana de natureza fisiológica (nossos olhos são muito lentos) e
também em virtude da persistência do fósforo.
Flyback


       Para que o processo de varredura ocorra, há necessidade de alta tensão. O
flyback é um transformador de alta tensão que gera o MAT (muito alta tensão) para o
cinescópio, cuja função, entre outras coisas é acelerar a emissão do feixe de
elétrons que sai do canhão.




                                        19
1.10 – RESOLUÇÃO HORIZONTAL


      Conforme citado anteriormente, cada quadro apresentado pelo televisor é
composto de milhares de pequenas áreas claras ou escuras denominadas
elementos de imagem ou pixels, responsáveis pela definição.
Juntos esses elementos contém as informações visuais da cena. Quanto maior o
número de pixels, melhor será a imagem. Nos sistemas comerciais de televisão a
imagem reproduzida na tela contém um máximo de 150.000 pixels. Este número é
independente do tamanho da tela. No cinema um quadro de um filme (35mm) possui
cerca de 500.000 pixels.
      Define-se como resolução horizontal ao número de pixels dispostos em uma
linha horizontal. Em termos industriais, um televisor comum tem 320 linhas de
resolução horizontal, apesar de efetivamente o número obtido ser aproximadamente
290 linhas.Existem televisores preparados para oferecer alta resolução, desde que
conectados a aparelhos que a forneçam. Estes televisores possuem entradas
específicas denominadas S-VíDEO ou S-lN. Entretanto, outros podem ser
conectados através da entrada RCA para áudio e vídeo.
Videolaser: Oferece resolução horizontal de 425 linhas.
Aparelhos Super-VHS: Oferece resolução horizontal de 400 linhas.
Videocassete VHS: Oferece resolução horizontal de 240 linhas.
DVD (Digital Vídeo Disco): Oferece uma resolução horizontal superior a 500 linhas.
      Freqüentemente confunde-se a quantidade de linhas de varredura (No Brasil,
para o padrão de transmissão adotado, são 525 linhas) com as linhas de resolução
horizontal. Conforme explicamos, os feixes de elétrons ativando as camadas de
fósforo na tela do TV, originarão os pixels, que por sua vêz, formarão a imagem.
Uma linha horizontal nada mais é que um conjunto desses pixels.


1.11 – SISTEMAS DE CORES E PADRÕES DE TRANSMISSÃO DE TELEVISÃO


      O funcionamento correto do receptor depende do transmissor, principalmente
por causa do sincronismo. Logo, padrões devem ser estabelecidos para o
transmissor de modo que todos os receptores possam funcionar igualmente bem
para todas as estações transmissoras.
                                         20
      Os padrões são especificados pelo órgão de normalização de cada país. Nas
normas devem estar incluídos uma série de requisitos técnicos, como o número de
linhas de varredura, freqüência de varredura vertical, freqüência de varredura
horizontal, tipo de modulação de portadora de som, largura da faixa de rádio
freqüência, etc.
      Cada padrão de transmissão é especificado por uma letra. Exemplo: Padrão
M (utilizado pelo Brasil), B, E, G, H, I, L, N. No padrão de transmissão utilizado no
Brasil (M), a cada estação de TV corresponde uma faixa de 6 MHz de largura e uma
freqüência portadora especificada pelo CCIR - Comitê Consultivo Internacional de
Radiocomunicação. Na transmissão pelo ar, canais adjacentes em freqüência são
incompatíveis.


1.11.1 - Sistemas de cores


      Existem no mundo apenas três sistemas para transmissão em cores: NTSC,
PAL,SECAM.


NTSC (National Television System Commitee)
      Em 1954, os Estados Unidos adotaram como sistema de televisão a cores o
chamado Sistema NTSC. Estas são as iniciais de National Television System
Commitee, o grupo de estudos que, a pedido da associação local de indústrias
eletrônicas (Electronics Industries Association), propôs o sistema.
      Já em 1949, estavam sendo feitas transmissões experimentais de TV a cores.
Dois sistemas competiam, promovidos pelas organizações RCA e CBS. O sistema
CBS usava uma roda mecânica com filtros vermelho, verde e azul que se sucediam
a cada campo. Esse método empregava freqüências de varredura que não eram
compatíveis com as das transmissões monocromáticas. O sistema RCA, porém era
uma sistema compatível. O sistema CBS foi adotado durante curto período em 1951,
mas muito pouco usado. O NTSC preparou então novos padrões baseados no
sistema RCA.
      Foram feitos testes de campo e finalmente, o sistema de televisão a cores
NTSC foi adotado pelo FCC (Federal Communications Comission), implantando-se
assim o primeiro sistema comercial de transmissão de sinais de TV a cores.
                                          21
Após a implantação do sistema NTSC, a televisão a cores nos EUA ganhou grande
impulso, mas ao mesmo tempo começaram a aparecer algumas dificuldades ligadas
não aos receptores sendo utilizados, mas ao próprio sistema em si, que interferia na
qualidade das cores na tela.
      Diversas tentativas foram feitas para a solução deste problema, mas um dos
mais satisfatórios foi, na verdade, o desenvolvimento na Alemanha de um novo
sistema que deriva do NTSC, o PAL. O sistema NTSC opera em 60 Hz e 525 linhas
(padrão M).


PAL (Phase Alternation Line)
      Foi criado na Alemanha em 1967 tendo como principal característica o que se
denominou linha de retardo para compensar possíveis falhas na transmissão de
imagens.
      Tanto o sistema PAL quanto o NTSC baseiam-se na transmissão simultânea
de um sinal de luminância (Y) que traduz as variações de brilho da cena e é,
portanto, correspondente ao sinal monocromático e de um sinal de crominância que
exprime as variações de saturação e matiz das cores da cena. O sistema PAL
dispensa o controle de matiz (TINT).
O Brasil é o único pais do mundo a utilizar o sistema de cores PAL com padrão M.


PAL Plus
      É um aprimoramento do sistema PAL, e está disponível para o padrão de
transmissão europeu (625 linhas de varredura, etc). O seu desenvolvimento iniciou-
se em 1989 e começou a ser transmitido experimentalmente em janeiro de 1994.
Atualmente    está   em   operação     normal   em   algumas   redes   de   televisão.
Características:

     Qualidade de imagem superior ao PAL convencional

     Transmissão em 16:9 pelo ar, satélite ou cabo

     Compatível com TVs 4:3 com imagem em letter-box (faixa superior e inferior)
e PAL convencional

     Transmissão analógica, porém com previsão para digital

                                          22
     Aprimoramento da imagem

     Televisores 16:9 específicos para PAL PLUS



SECAM (Séquentiel Couler Avec Mémoire)

      Foi criado na França em 1967, operando em 50 Hz com 625 linhas de
varredura. Sua principal inconveniência era a sua incompatibilidade com o TV preto
e branco. Este sistema foi adotado por vários paises da Europa, Ásia e África.




1.11.2 - Televisor Multi-Norma

      Televisores multi-norma são aqueles que operam com mais de um sistema de
cor e padrão de transmissão. No caso da televisão, o problema é o mesmo, porque o
transmissor não pode emitir a imagem em sua totalidade mas sim em pedaços.


1.12 – ONDAS ELETROMAGNÉTICAS


      A propagação de energia de um ponto a outro, sem que haja transporte de
matéria entre eles, dá-se o nome de onda. Exemplo: A onda formada na passagem
de um avião supersônico pode quebrar a vidraça de uma casa.As ondas são
classificadas em:




      Ondas Mecânicas: São as ondas nas quais se propaga a energia mecânica
que está associada a matéria em movimento, por isso as ondas mecânicas só se
propagam através da matéria. Exemplo: Onda na superfície de um lago, onda
sonora.
                                         23
      Ondas Eletromagnéticas: São geradas pela vibração de cargas elétricas
(prótons e elétrons). Este tipo de onda não precisa de um meio material para se
propagar, podendo se transmitir no vácuo. Exemplo: Ondas de rádio, ondas de luz,
energia solar, que se propagam através do vácuo e atingem a terra.




      Entre os diferentes tipos de ondas eletromagnéticas existe uma categoria
importante, em que as oscilações das ondas são periódicas, sendo chamada de
onda SENOIDAL.
      Chamamos de período (T) o tempo que demora para completar um ciclo e de
freqüência (f) o número de ciclos em determinado espaço de tempo. A freqüência de
uma onda eletromagnética é o seu número de ciclos em um segundo, cuja medida é
o Hertz (Hz).




                                       24
1.12.1 - Espectro de Freqüência


Obs: 1 MHz corresponde a 1 milhão de vibrações por segundo.




1.13 – MEIOS DE TELEDIFUSÃO


      Os cabos e a atmosfera (ar) são os meios de propagação mais utilizados para
a condução dos sinais de televisão que vêm na forma de ondas eletromagnéticas.




1.13.1 - Transmissão Via Ar (Rádio Freqüência)

      Numa transmissão de TV via ar, a antena transmissora emite ondas
eletromagnéticas que se propagam pelo espaço. Estas, são captadas pela antena
receptora e enviadas à TV. Desta forma, a programação transmitida é reproduzida
no receptor.Como a propagação se faz em linha reta, o alcance de uma emissora de
                                      25
TV não depende propriamente de sua potência, mas sim de sua localização. Quanto
mais alto estiver sua antena, mais longe chegam suas emissões. De um modo geral,
devido à curvatura da terra, a transmissão de sinais de TV em condições normais
não chega além de 200 Km, sendo a média em tomo de 100 Km.




1.13.2 - Faixas de Comunicação

      Os sinais transmitidos pela emissora devem ocupar uma determinada faixa de
comunicação, para que a sua seleção no televisor seja facilitada. São as seguintes
as faixas de comunicação utilizadas:

      VHF (Very High Frequency) - freqüência muito alta, de 54 a 88 MHz, que
correspondem aos canais 2 a 6 (esta faixa é chamada VHF LOW, ou seja, VHF
baixo) e as de 174 a 216 MHz, que correspondem aos canais 7 a 13 (esta faixa é
chamada de VHF HIGH, ou seja, VHF alto). Estas transmissões estão restritas a
curtas distâncias.




                                       26
      UHF (Ultra High Frequency) - freqüência ultra elevada, de 470 a 890 MHz,
correspondem aos canais 14 a 83, sendo que a faixa dos canais 70 a 83 são
exclusivos para telefonia celular. O UHF destina-se a transmissões para longas
distâncias. A transmissão em linha reta torna a altura da antena receptora importante
para obter-se uma boa recepção dos sinais de TV.




      SHF (Super High Frequency) - freqüência super alta, de 3 a 30 GHz (
GigaHertz, corresponde a bilhões de vibrações por segundo). A propagação dos
sinais é exclusivamente direta, sendo transmitidos na forma de microondas, via ar.
Esta faixa de comunicação é utilizada por um sistema denominado MMDS
(Multichannel Multipoint Distribution System); esse sistema compete diretamente
com o sistema de TV por cabo convencional, possuindo um alcance médio de 30

                                         27
Km, sendo que para recepcionar o sinal, é necessário o uso de uma antena de
microondas também conhecida como antena de SHF. A desvantagem desse sistema
é que ele só comporta 31 canais. A TVA é um exemplo de utilização do MMDS.


1.14 – TRANSMISSÃO VIA SATÉLITE


      Como vimos, a transmissão convencional dos sinais de televisão não
consegue atingir grandes distâncias. Este problema foi resolvido com o advento dos
satélites artificiais, que no início tinham objetivos militares e tiveram grande impulso
nas pesquisas com a guerra fria.
Em 1945, o escritor Arthur C. Clarke, propôs a utilização de satélites artificiais, como
estações elevadas a milhares de quilômetros da terra, para o estabelecimento de
uma rede de comunicações. Doze anos depois foi lançado o primeiro satélite
artificial, o Sputnik inaugurando a era das transmissões via satélite.



1.14.1 - Princípio de Funcionamento das Transmissões Via Satélite


      O satélite serve como estação retransmissora, ligando o transmissor a
diversas estações receptoras. Esse sistema é utilizado principalmente em TVs por
assinatura.
      Em geral, as emissoras de TV enviam seu sinal também ao satélite, que irá
recebê-lo e retransmití-lo à terra. Para captar o sinal enviado pelo satélite, há
necessidade de uma antena parabólica apontada para o mesmo, sendo que entre a
antena e o satélite não pode existir qualquer obstáculo interposto, fazendo com que
a imagem seja perfeita, sem chuviscos e fantasmas, pois vem direto para antena,
não sofrendo interferências de obstáculos e ondas eletromagnéticas.
      Um outro ponto importante é que o satélite deve manter-se como um ponto
fixo no espaço em relação ao mesmo ponto de observação na superfície terrestre.
Isso é conseguido fazendo com que ele fique no plano do equador terrestre a uma
altitude de aproximadamente 36.000 Km numa região denominada cinturão de
Clarke em homenagem ao escritor Arthur C. Clarke. Os satélites de comunicação ali
situados são denominados de satélites de comunicação geoestacionários, cuja

                                           28
órbita está sincronizada com o movimento da terra em tomo do seu próprio eixo.
Alguns destes satélites cobrem quase que somente o território de um pais e por isso
são denominados de satélites domésticos.



1.14.2 - Princípio de Funcionamento da Antena Parabólica

      A antena parabólica é um espelho que reflete todo o sinal captado para um de
seus componentes denominado alimentador (razão pela qual a antena deve ter
superfície perfeita, sem ondulações e com uma estrutura rígida que não se altere
com o tempo).O alimentador recebe o sinal e o transfere para o LNB (amplificador
conversor de baixo ruído) que o converte, enviando-o via cabo coaxial até o receptor
de satélite. Este converte o sinal para o canal inativo da TV, ou seja, 3 ou 4.




                                           29
1.14.3 - Tipos de Sinais Provenientes dos Satélites


      Sinal Aberto: Enviado pelas emissoras comerciais (Globo, SBT, Bandeirantes,
etc). Nesse caso não há necessidade de um decodificador. Dependendo da antena
parabólica, pode-se captar sinais abertos de outros países.
      Sinal Fechado: Os sinais de áudio e vídeo provenientes do satélite são
captados, mas estão codificados e só podem ser acessados através de um código
de autorização, transmitido via satélite para cada aparelho (receptor/decodificador),
ou seja, é necessário fazer uma assinatura com a emissora que fornecerá um código
de liberação. Exemplo: Globosat.


1.14.4 - Instalações Particulares de Recepção de TV Via Satélite


      Em inglês estas instalações são conhecidas como TVRO - Tele Vision
Receive Only - pequenas instalações particulares de apenas recepção de TV.
      Tendo uma antena parabólica alinhada com um satélite de comunicações que
transmita sinal de TV, pode-se captar uma variada programação de televisão como
uma opção diferente daquela fornecida pelas emissoras locais que operam dentro
do sistema convencional de transmissão de TV.
      Através delas (TVRO) poderão ser captados sinais dos satélites domésticos
brasileiros, que transmitem os sinais de nossas redes de televisão. Dependendo, no
entanto, da região do Brasil em que se possua uma dessas instalações e de suas
características, será perfeitamente possível captar sinais de satélites de outros
paises e sobretudo dos satélites do consórcio Intelsat, desde que estejam
estacionados dentro do arco de visibilidade da antena. É importante salientar que as
transmissões de TV em alguns canais de satélite são efetuadas em SECAM, NTSC,
ou PAL. Para a recepção a cores, requer-se o uso de um transcodificador adequado
para cada sistema. Pode acontecer da transmissão recebida ter uma frequência de
varredura vertical de 50 Hz, o que exige o ajuste do receptor para evitar a rolagem
da imagem.




                                         30
1.14.5 - Faixas de Freqüências Para as Comunicações Via Satélite


      Banda C: É aquela que compreende as freqüências de transmissão terra-
satélite, no enlace de subida, na faixa de 5.905 GHz a 6.425 GHz e as de
transmissão satélite-terra, no enlace de descida, na faixa de 3,7 GHz a 4,2 GHz.
      Banda KU: Compreende as freqüências de transmissão terra-satélite e
satélite-terra, nos enlaces de subida e descida, em faixas que podem estar situadas
entre 10.95 GHz e 22.0 GHz o que varia de satélite para satélite.
      É em regiões de freqüências como essas que se processam as transmissões
do sistema de televisão direta do satélite, conhecido como Direct Broadcasting
System - DBS. Diferentemente das transmissões operadas na Banda C, as
transmissões do sistema DBS tem endereçamento mais especificamente às
residências e teve como um dos objetivos, quando concebido, fazer frente à
recepção doméstica dos serviços da Banda C, que se verificava à margem da
legislação e dos interesses comerciais dos geradores dos sinais.
      Hoje, quinze ou mais satélites domésticos americanos, outros europeus,
transmitem na Banda Ku, em muitos dos seus canais, sem, contudo, poderem ser
captados no Brasil, por não terem necessariamente suas antenas transmissoras
voltadas para o nosso território.


1.15 – TRANSMISSÃO POR CABO


      As primeiras transmissões por cabo surgiram nos E.U.A, ainda nos anos 40, a
fim de melhorar a recepção dos sinais de televisão em regiões de difícil acesso às
freqüências de ondas (regiões montanhosas, cercadas de edifícios ou distantes).
      O sistema era simples: uma torre colocada em ponto estratégico recebia o
sinal da fonte transmissora, ampliava-o e, em seguida, retransmitia-o através dos
cabos à comunidade atendida pelo serviço. Dai o nome CATV (Community Antenna
Television). Atualmente o número de assinantes de TV por Cabo em todo o mundo é
gigantesco, o que gera uma grande concorrência com as grandes redes de televisão
que transmitem pelo ar.
      A grande vantagem da TV por Cabo sobre a transmissão pelo ar, além da
programação diferenciada é a qualidade da imagem, uma vêz que os cabos sofrem
                                         31
menos interferências, entregando desta forma, imagens e sons mais puros aos
assinantes.


1.15.1 - Princípio de Funcionamento da Televisão Por Cabo


      Através de antenas parabólicas, a emissora por cabo capta os sinais
nacionais e estrangeiros (em alguns casos compram a programação destes canais)
nos satélites de comunicação. Estes sinais passam por um tratamento e são
enviados aos assinantes por cabos metálicos (coaxiais) ou por fibras óticas que são
cabos contendo minúsculas fibras de vidro que atuam como condutoras de luz por
longas distâncias com perdas reduzidas. Os sinais são lançados nas redes já
existentes de postes de telefone e iluminação. O assinante paga uma taxa de
instalação do equipamento e posteriormente mensalidades.




      Para transmissão por cabos coaxiais, há necessidade de amplificadores de
sinal a cada 700 metros, sendo possível um máximo de 14 amplificadores, o que
limita a atuação de uma emissora a uma área de 9.800 metros.
      Na transmissão por fibra ótica são utilizados raios laser, que cobrem
distâncias maiores (20 Km sem amplificador) e oferecem melhor definição de som e
imagem. No sistema de distribuição, a linha principal é chamada de tronco. A partir
dele, são derivados ramos que atendem grupos de assinantes. A linha de cada
assinante é chamada drop.

                                        32
      Assim como acontece na transmissão por ar, cada canal por cabo ocupa uma
faixa de 6 MHz, entretanto, não há irradiação, permitindo que as freqüências entre
os canais 6 e 7 sejam utilizadas sem interferências em outros serviços. Esta faixa de
88 a 176 MHz é então utilizada pelos canais de banda central (midband). Nos
sistemas maiores de TV por cabo canais acima de 13 também são utilizados
(Superband), entretanto, os da faixa de UHF (470 a 890 MHz) são convertidos para
VHF para distribuição.
      A TV por Cabo pode ser interativa, ou seja, pelos mesmos fios por onde
correm dezenas e até centenas de sinais de canais de televisão, podem ser
prestados os mais variados serviços, como compras de passagens aéreas,
consultas de saldo bancário, etc.




                                         33
CAPÍTULO 2 – COMPRESSÃO DIGITAL



2.1 - COMPRESSÃO DIGITAL


      Um sinal de vídeo para ser comprimido deve estar na forma digital. Portanto
se tivermos um sinal de vídeo analógico temos que através de um encoder,
digitalizar o vídeo e só então passarmos ao estágio de compressão.
O processo de se converter imagens analógicas em digital envolve basicamente dois
estágios: QUANTIZAÇÃO e AMOSTRAGEM.


      QUANTIZAÇÃO é basicamente o número de bits que representam um sinal
digital. Podemos por exemplo ter 8 bits que representam 256 níveis de quantização
ou 10 bits que representam 1024 níveis de quantização e assim por diante. O
número de níveis de quantização determina a precisão com a qual uma amostra
pode ser representada digitalmente.Quanto maior a quantização, maior será a
precisão e habilidade para reproduzir pequenos detalhes no sinal de vídeo.




        FIGURA 1 - Níveis de quantização em uma escala de cinza representada
com 8 bits de quantização


      AMOSTRAGEM (SAMPLING) : A freqüência de amostragem, estabelece os
limites das freqüências espaciais e temporais, que um sistema de imagem pode
reproduzir sem a introdução de espúrios (artifacts) no sinal. Em termos de resolução
espacial, a teoria de amostragem indica que a freqüência espacial mais alta que nós
podemos reproduzir, sem ―aliasing‖, será levemente menor que a metade da
freqüência de amostragem, (teorema de nyquist).



                                        34
      A norma da CCIR-ITU-R601 específica, por exemplo, as componentes de
amostragem digital. Esta especificação é baseada nos múltiplos da relação de
amostragem de 3,375Mhz, um número cuidadosamente escolhido por causa de sua
relação com ambos os sistemas, NTSC e PAL-M. Segundo esta norma são
permitidos dois níveis de quantização para o sinal de luminância, 8 bits ou 10 bits.
Para as componentes de diferença de cor são quantizados 8 bits.
Pela ITU601 a freqüência de amostragem para a componente de luminância (Y) é de
13,5Mhz. Assim o limite superior das freqüências espaciais que podem ser
representadas será levemente menor que 6,75Mhz. O que é suficiente para deixar
passar a banda de 6,0Mhz do sinal de luminância do sistema PAL, e representa uma
significante sobre amostragem para o sistema NTSC onde a banda de passagem do
sinal de luminância é de 4,2Mhz.
      Ainda pela ITU601 a freqüência de amostragem para as componentes de cor
(R-Y) e (B-Y) é de 6,75Mhz. Assim o limite superior para as freqüências espaciais
que podem ser representadas será levemente menor que 3.375Mhz. Isto é
significativamente mais alto do que a banda de passagem de 1,5Mhz das
componentes de cor de ambos os sistemas, PAL e NTSC.
      Como a norma ITU601 usa como referência básica a freqüência de 3,375Mhz
notamos que a freqüência de amostragem da componente de luminância é quatro
vezes maior que esta freqüência base, e a amostragem das componentes de
diferença de cor é duas vezes a freqüência base. Daí nasceu a notação 4:2:2, que
representa as componentes de luminância e cada uma das componentes de cor.
Estes parâmetros de amostragem são usados nos formatos de vídeo tape: D1, D5,
digital Betacam, Digital S e DVCPRO50.




FIGURA 2 - Diferentes formatos de amostragem de vídeo
                                      35
      Na notação 4:1:1, teremos freqüência de amostragem de luminância igual a
13,5Mhz e freqüência de amostragem dos sinais de cor igual a 3,375Mhz o que
corresponde a ¼ da de luminância.
      Na notação 4:2:0 as amostragens de croma de duas linhas adjacentes em um
campo são interpoladas para produzir uma simples amostragem de croma que fica
espacialmente localizada no meio (entre) as duas linhas. O uso do 4:2:0
compromete a resolução de crominância tanto na horizontal quanto na vertical. Por
isso não deve ser utilizada em produção.
      OBS: Os sinais de alpha channel e linear key possuem basicamente a mesma
estrutura de amostragem do sinal de luminância porem o número dos níveis de
quantização podem ser diminuídos. Este número de níveis de quantização
determina os níveis de transparência disponíveis. Normalmente o alpha channel é
representado com valores de 8 bits (256 níveis de transparência). Na notação
4:2:2:4, o ultimo ―4‖, indica que o alpha channel possui uma freqüência de
amostragem de 13,5Mhz.


2.2 - COMPRESSÃO DE VÍDEO (MPEG)


      A idéia básica da compressão de vídeo digital-MPEG (moving pictures experts
groups) é remover a redundância espacial dentro de um quadro (frame) de vídeo e a
redundância temporal que ocorre entre quadros de vídeo.
      A primeira coisa a ser feita na maioria dos sistemas de compressão é
identificar a redundância espacial presente em cada campo ou quadro de vídeo.
Este tipo de compressão contém informação suficiente para se construir uma
imagem inteira e é usada em pós-produção onde são feitas edições de vídeo.
      Esta compressão também é chamada de compressão intraframe e vários
equipamentos a utilizam, como por exemplo os formatos de VT DCT da Ampex,
Digital Betacam, Digital S, DVCPRO50 e várias implementações motion jpeg.
Uma variedade de técnicas de codificação digital estão disponíveis e ferramentas
apropriadas podem ser selecionadas e empregadas para compatibilizar a aplicação
com a largura de banda disponível. Estas técnicas de codificação podem ser
divididas em ―LOSSLESS‖ e LOSSY.


                                           36
         CODIFICAÇÃO LOSSLESS - Garante que os dados originais sejam
exatamente recuperados. Toda informação é recuperada sem perdas.
         Existem várias técnicas de codificação lossless empregadas nos sistemas de
compressão de vídeo. A primeira é a RLE (Run Length Encondig). Esta técnica
conta o número de amostragens com o mesmo valor ao longo de uma linha; então
este valor e o número de amostragens do run length são armazenados,
acompanhados pela próxima série (run) etc. Esta longa série de dados de mesmo
valor são comprimidos e transmitidos por um código. Por exemplo, uma seqüência
de 25 valores ―zero‖ pode ser representada pelo caractere ESC seguido pelo valor
25, seguido pelo valor zero. Assim, 25 bits são comprimidos para somente 3 bits. A
eficiência desta técnica depende muito da cena; se tivermos em uma cena muitas
variações esta técnica será prejudicada.
         Um outro exemplo de codificação lossless é a codificação de entropia ou
codificação de Huffman também conhecida como VLC (Variable Lenght Coding.). A
codificação por entropia é uma das técnicas de compressão mais antigas. O código
morse para telegrafia é um exemplo de codificação por entropia; nele as letras que
ocorrem com mais freqüência, como por exemplo a letra E , são transmitidas com
um código mais curto (um tom curto, dot) e a letra Q que ocorre com bem menos
freqüência é representada (transmitida) por um tom mais longo (dash-dash-dot-
dash).
         Igualmente a codificação de Huffman computa a probabilidade de certos
valores de informação (data) ocorrerem e então determina pequenos códigos para
aqueles com mais alta probabilidade de ocorrerem e códigos mais longos para
aqueles que ocorrerem com menos freqüência.
         Na codificação lossless a relação de compressão ou taxa de compressão é
normalmente baixa, da ordem de 2:1, portanto são técnicas limitadas.


         CODIFICAÇÃO LOSSY - Neste tipo de codificação a informação original não
é totalmente recuperada. Os sistemas de codificação Lossy levam em conta a
atuação de nossos olhos e eles decidem quais informações são importantes e quais
podem ser descartadas. Eles ―jogam fora‖coisas que os olhos não podem perceber.
Como nossa percepção para detalhes fino de cor é limitada, a resolução de cor pode
ser reduzida por fatores de dois, quatro, oito ou mais dependendo da aplicação. Os
                                           37
esquemas Lossy também exploram nossa baixa habilidade para ver detalhes
imediatamente depois que uma imagem muda na diagonal ou em objetos em
movimento.
      Nós podemos dividir a codificação de vídeo digital em técnicas de codificação
espacial e temporal.que são:
INTRA-FRAME e INTER-FRAME.


      INTRA-FRAME - A redução de bit é baseada na redundância espacial dentro
da imagem que esta sendo codificada.


      INTER-FRAME - A redução de bits é baseada na redundância de informações
em um grupo de imagens (um pequeno número de frames de vídeo consecutivos). A
seguir detalharemos melhor cada uma delas.




2.3 - CODIFICAÇÃO DE VIDEO INTRA-FRAME


      Este tipo de compressão não leva em conta as informações das imagens
anterior nem futura, mas somente as informações contidas dentro do próprio frame.
      Esta compressão contém informação suficiente para se construir uma imagem
inteira, por isso é usada em pós-produção onde são feitas edições de vídeo.
      A base para as técnicas de codificação Intra-Frame é o algoritmo de
compressão DCT (Discret Cosine Transform).
      O DCT é um processo matemático que converte informação de amplitude
espacial em informação de freqüência espacial. Ele é baseado na teoria que os
olhos são mais sensíveis a certas freqüências bidimensionais da imagem e menos
sensíveis em outras.
      Com o DCT, a imagem é dividida em pequenos blocos, normalmente de 8 por
8 pixels .O algoritmo DCT converte os 64 valores que representam a amplitude de
cada pixel em um bloco de 64 novos valores (coeficientes) que representam a
freqüência que esta presente em cada um dos 64 valores. Até este ponto não
acontece nenhuma compressão.


                                        38
      Visto que a maioria da informação das cenas esta concentrada em uns
poucos coeficientes de baixa freqüência, existirá um grande número de coeficientes
que tem um valor zero ou muito próximo de zero (que são os coeficientes que
representam as freqüências espaciais mais altas). Estes podem ser arredondados
para zero com pouco efeito visual quando os valores são reconstituídos pixel a pixel
pelo processo de DCT inverso no decoder. Então a combinação de DCT e
QUANTIZAÇÃO resulta na maioria dos coeficientes sendo zero, e são organizados
em uma ordem de zigue-zague para obtermos a máxima vantagem disto.




                                        39
  FIGURA 5




FIGURA 6 - Ordem dos coeficientes de DCT
                                      40
      Na figura acima, nós podemos ver como a amostra da informação foi
reordenada no domínio de freqüência. A matriz de oito por oito no canto superior
esquerdo contém o coeficiente DC. Este é o valor médio para o bloco inteiro. Este é
o único coeficiente necessário para representar um bloco sólido de informação de
luminância ou crominância.
      Uma vez que a informação de imagem esta localizada nos coeficientes de
DCT, ela tende ser correlacionada. A transformada produzirá um número limitado de
coeficientes espectrais,deixando muitos ―buracos‖nos dados (coeficientes com o
valor ―0‖). Estes buracos são eliminados usando o RUN LENGTH CODING. Os
coeficientes são lidos em uma ordem de zigue-zague para maximizar as longas
seqüências de coeficientes ―0‖.
      A codificação de Huffman (entropia) dos coeficientes é usada para adicionar
uma redução de dados. Para os coeficientes de baixa freqüência que tendem a
ocorrer com mais freqüência são dados códigos curtos e para os coeficientes de alta
freqüência que ocorrem com menos freqüência são dados códigos mais longos.
A transformada DCT e a codificação por entropia não causam qualquer perda de
informação na imagem.



2.4 - CODIFICAÇÃO DE VÍDEO INTER-FRAME


      Uma outra propriedade dos sinais de vídeo é a redundância temporal a qual
significa que para uma dada seqüência de imagem , existe muito pouca variação de
um frame para outro . O cálculo da mudança de posição relativa do conteúdo da
imagem entre frames é uma parte importante da compressão inter-frame (figura 7).




                                        41
FIGURA 7 - Estimativa de Movimento


      O processo de estimativa de movimento no MPEG consiste em dividir a
imagem em macroblocos os quais são de 16 por 16 pixels (quatro blocos de 8x8) e
fazer uma pesquisa para determinar sua localização em um frame subseqüente.
Embora as amostras no macrobloco possam ter mudado um pouco, técnicas de
correlação são usadas para determinar a melhor localização do pixel. Uma pesquisa
bem sucedida resultará em um vetor de movimento para aquele macrobloco.
      Em outras palavras, é feita uma estimativa do valor do pixel levando em conta
uma previsão do que acontecerá com a cena, essa previsão é armazenada em um
buffer e para qualquer novo pixel o encoder necessitará enviar somente a diferença
ou o valor de erro entre o que foi previsto e o valor atual do pixel. Quanto mais
precisa a previsão, menos data necessita ser enviada.
Felizmente, o movimento de objetos no mundo real é de uma certa maneira
previsível. Eles tendem a mover-se com inércia e de uma maneira continua. No
MPEG, onde os elementos de imagem são processados em blocos, você pode
salvar totalmente uns poucos bits, se quiser prever como um dado bloco de pixels
vai se mover de um frame para o outro, pelo envio de comandos (vetores de
movimento) que simplesmente indicam ao decoder como mover um bloco de pixels
que já está em sua memória, evitando assim mandar toda informação associado
com aquele bloco.
      A compressão Inter-Frame trabalha com imagem não comprimida e é
essencialmente lossless. Na figura 8, o armazenador de frame base (ANCHOR
                                       42
FRAME STORE ou buffer) possui a imagem prévia com total resolução e total
informação. No bloco de compensação de movimento, os vetores são calculados
para poder melhor prever o frame presente.
      Uma vez que os frames podem ser diferentes de várias maneiras e somente
vetores de macroblocos são permitidos, a previsão pode não ser perfeita, a
insignificância da imperfeição da previsão é mostrada a baixo .




      O armazenador de frame prévio (PREDICTED FRAME STORE) possui o
frame presente previsto o qual foi construído usando o frame anterior (previus) e a
informação do vetor de movimento. A imagem presente prevista é então subtraída
da imagem presente atual e a diferença vai para a saída. Se não houver nenhum
movimento e nenhuma outra mudança (considere o caso extremo de repetição de
quadro), o frame presente teria sido perfeitamente previsto e a diferença na saída do
frame seria zero (muito fácil de comprimir), quando os dois frames não são os
mesmos , a diferença de frame pode ainda conter muito menos informação e ser
mais facilmente comprimida.
      Note que a figura 8 mostra como fazer ambos os frames de previsão (predict
frames) que são : P-FRAME (foward predicted frame) e B-FRAME (bidirecional

                                         43
predicted frame). Estes serão mais bem explicados mais adiante. O ponto essencial
é que a combinação das formas de compressão Intra-Frame e Inter-Frame formam o
fundamento básico do sistema de compressão de vídeo MPEG-2.
       A principal diferença de um encoder capaz de trabalhar apenas com P-
PICTURES e um capaz de trabalhar com ambos, P e B-PICTURES esta situada no
armazenador de frame base (buffer). O P-PICTURES requer a armazenagem de
somente a última imagem base enquanto que B-PICTURES requer armazenagem
da imagem base anterior e futura.


2.5 - TIPOS DE IMAGENS (PICTURES)


       O padrão MPEG define especificamente três tipos de pictures: Intra-Pictures
ou Intra-Frame, Predicted-Picture ou Predicted-Frame e Bidirecional-Picture ou
Bidirecional-Frame.


2.5.1 – Intra-pictures ou Intra-frame


       I-PICTURES são codificados usando somente a informação presente na
própria imagem.
       Permitem pontos de acesso randômico para os dados do vídeo comprimido e
fornecem moderada compressão. I-Pictures usa tipicamente, aproximadamente dois
bits por pixel codificado.


2.5.2 – Predicted-pictures ou Predicted-frames


       P-PICTURES São codificados levando em consideração os I-pictures ou P-
pictures   prévios    mais   próximos.   Esta   técnica    é   chamada   de   previsão
adiantada(forward prediction) e é ilustrada na figura 9.




                                          44
      Assim como os I-pictures, os P-Pictures servem como uma referência para os
B-pictures e futuros P-pictures. De qualquer forma P-pictures usam compensação de
movimento para conseguir mais compressão do que é possível com I-pictures.
Diferentemente do I-Picture, P-pictures propagam códigos de erro porque os
mesmos são previstos de uma referencia prévia(I ou P) pictures.


2.5.3 – Bidirecional pictures ou Bidirecional frames


      B-PICTURES – São pictures que usam ambas imagens de referência:
passada e futura.Esta técnica é chamada de previsão bidirecional e é ilustrada na
figura abaixo.




FIGURA 10 - BIDIRECIONAL PREDICTION


      B-picture produz a maior compressão e não propaga erros porque ele nunca é
usado como referencia para qualquer imagem. Bidirecional prediction também
diminui o efeito de ruído atravéz da média de dois pixels.
      O algoritmo do MPEG permite o encoder escolher a freqüência e a
localização dos I-pictures. Esta escolha é baseada nas necessidades das aplicações
para acessibilidade randômica e é localização de cortes da cena na seqüência de



                                          45
imagem. Em aplicações onde o acesso randômico é importante, I-pictures são
normalmente usados duas vezes por segundo.
      O encoder também escolhe o número de B-pictures entre qualquer par de
referencia (I ou P)pictures. Esta escolha é baseada em fatores tais como,a
quantidade de memória no encoder e as características do material que esta sendo
codificado. Por exemplo , uma grande classe de cenas tem duas (bidirecional
pictures) separando sucessivas imagens de referência (I ou P). Um típico arranjo de
I-,P-,e B pictures é mostrado na figura-11 na ordem na qual elas são mostradas.




FIGURA 11 - Typical Display Order of Picture Types


      O encoder MPEG reordena as imagens da seqüência de vídeo ,para
apresentar ao decoder, as imagens, em uma seqüência mais eficiente. Em
particular, as imagens de referência necessárias para reconstruir os B-pictures são
enviadas antes dos seus respectivos B-pictures associados. A figura 12 demonstra
esta ordem para a primeira seção do exemplo mostrado acima.




FIGURA 12 - Video Stream versus Display Ordering




                                        46
2.6 - COMPENSAÇÃO DE MOVIMENTO


      A compensação de movimento é uma técnica usada para aumentar a
compressão das imagens P e B-pictures através da eliminação da redundância
temporal. Tipicamente ,a compensação de movimento melhora a compressão em
um fator de aproximadamente três vezes comparada a codificação Intra-frame. Os
algoritmos de compressão de movimento trabalham a nível de macrobloco.
      Quando um macrobloco é comprimido pela compensação de movimento, o
arquivo comprimido possui a seguinte informação:
* O vetor espacial entre o macrobloco de referência e o macro bloco que está sendo
codificado(motion vectors).
* A diferença de conteúdo entre o macrobloco de referência e o que esta sendo
codificado(error terms).
      Nem toda informação de uma imagem pode ser prevista através de uma
imagem prévia. Considere uma cena onde uma porta se abre: Os detalhes visuais
que estão atrás da porta não podem ser previstos a partir do frame anterior onde a
porta ainda estava fechada. Num caso como este, um macrobloco com P-picture não
pode ser eficientemente representado pela compensação de movimento,mas sim,
deve-se usar as mesmas técnicas usadas em macroblocos com I-pictures.
      Então são possíveis quatro tipos de codificação para cada macroblocos com
B-pictures:
* Intra coding—não há nenhuma compensação de movimento.
* Forward prediction—a imagem prévia é usada como referência.
* Backward prediction—a imagem futura(próxima) é usada como referência.
* Bidirecional prediction—duas imagens são usadas como referência, a imagem
prévia e a imagem futura.


2.7 - HIERARQUIA DE UMA SEQUÊNCIA DE VÍDEO (VIDEO STREAM)


      O padrão MPEG define a hierarquia da estrutura dos dados no vídeo stream
como mostrado esquematicamente na figura 13:




                                       47
FIGURA 13 - MPEG Data Hierarchy


2.7.1 - Vídeo sequence


      Começa com uma seqüência principal (header) ,inclui um ou mais grupos de
imagem e termina com um código de fim de seqüência.



2.7.2 - Group of pictures (GOP)

      É um grupo de imagens que começa com um I-frame e se estende até o
último frame anterior ao próximo I-frame.




2.7.3 - Picture


      É a unidade de codificação primaria de uma seqüência de vídeo.Um picture
consiste de três matrizes retangulares de 8 bits representando valores de
luminância(Y)e dois sinais de crominância (Cb e Cr). A matriz de Y tem um numero
par de fileiras e colunas. As matrizes de Cb e Cr possuem a metade do tamanho da
matriz de Y em cada uma das direções( horizontal e vertical).A figura 14 mostra a
localização relativa(x,y) das componentes de luminância e crominância. Note que
para cada quatro valores de luminância existem dois valores de crominância



                                            48
associados: um de Cb e um de Cr. A localização dos valores de Cb e Cr é a mesma,
então somente um circulo é mostrado na figura.




 FIGURA 14



2.7.4 - Slice

       É uma série de macroblocos. Um Slice é a unidade básica de sincronização
para a reconstrução dos dados na imagem. Slices são importantes no manuseio de
erros. Se o bitstream contém um erro, o decoder pode pular para o inicio do próximo
Slice. Tendo-se mais Slices em um bitstream consegue-se melhor cancelamento de
erros. A ordem dos macroblocos dentro de um Slice é da esquerda para a direita e
de cima para baixo.




2.7.5 - Macrobloco


       É a unidade de codificação básica no algoritmo MPEG. É um seguimento de
16 por 16 pixels no frame. Como cada componente de crominância tem metade da
resolução(vertical e horizontal) da componente de luminância, um macrobloco
consiste de quatro Y, um Cr e um Cb, ver figura 15.




                                         49
FIGURA 15 - COMPOSIÇÃO DE UM MACROBLOCO



2.7.6 - Bloco


      É a menor unidade de codificação no algoritmo de MPEG. Consiste de 8 por 8
pixels e pode ser um dos três tipos: luminância(y), crominância(Cr) ou
crominância(Cb). O bloco é a unidade básica na codificação intra-frame. A
flexibilidade em termos de data rate e gop é a chave para se encontrar qualidade. E
para cada aplicação teremos um compromisso entre ambos como mostrada na
figura abaixo.




FIGURA 16 - EXEMPLOS DE APLICAÇÃO


2.7.7 – News and aquisition ( Jornalismo e aquisição )


      Esta aplicação requer alta qualidade de aquisição em campo e um número
limitado de gerações (noticias jornalísticas).Podemos Ter estruturas de GOPs mais
simples e taxas de amostragens menores.

                                        50
2.7.8 – Archive ( Arquivo )


      Esta aplicação requer alta qualidade ou pelo menos nenhuma perda em
relação ao material original.



2.7.9 – Distribution ( Distribuição )


      Esta aplicação requer boa armazenagem com qualidade Broadcast, podemos
usar GOPs mais longos.




2.7.10 – Post-production (Pós produção)



      Deve-se usar GOPs somente com I-pictures para obtermos editibilidade , e
também taxas de amostragens altas da ordem de 50 MHz ou mais.




2.8 - PROFILES AND LEVELS

      PROFILE - É uma coleção de ferramentas de compressão que constituem um
sistema de codificação. Os Profiles podem ser simples e conter menos recursos
(―ferramentas‖) ou muito complexos. Na tabela da figura 19 note que o Profile torna-
se mais complexo da esquerda para a direita .

                                        51
      LEVELS - Definem a resolução (qualidade) mínima e máxima de uma
imagem, podem variar desde qualidade VHS, passando por BETA-SP , D-1, até
HDTV. Na tabela 18 a qualidade aumenta de baixo para cima.




2.9 - SCALABILITY (ESCALABILIDADE)


      É a capacidade que um decoder tem de trabalhar com diferentes taxas de bits
(bit rate) o que pode ser programado no decoder.
      Escalabilidade é um método que permite que um decoder simples e barato
possa ter a habilidade de decodificar somente uma porção de um bit stream
(seqüência de bits) e produzir uma qualidade de imagem menor do que um decoder
que codifica a seqüência inteira.
      O padrão permite a escalabilidade levando-se em conta um compromisso ou
com a relação sinal ruído (SNR) ou com a resolução espacial (SPATIONAL
RESOLTION).
      Escalabilidade com SNR significa que existe um compromisso entre a
qualidade e a relação sinal ruído. Um decoder com um baixo bit rate terá resolução
máxima , porém com uma relação sinal ruído menor do que a de um decoder com
um bit rate mais alto.

                                        52
         Escalabilidade espacial (spatial) significa que existe um compromisso entre a
qualidade e a resolução espacial. Um receptor (decoder) com um baixo bit rate
produz uma imagem com menor resolução do que um decoder com um bit rate
maior.




                  FIGURA 19 – SNR SCALABLE DECODER




                              FIGURA 20 - Spatial scalable decoder




                                           53
       Pela tabela da figura 18 podemos ver que existem 12 tipos de combinações
de Profiles/Levels. Um decoder capaz de decodificar qualquer um destes tipos de
combinação é chamado de fully-compliant Mpeg Decoder. A maioria dos produtos
desenvolvidos hoje em dia é para Main profile/main level e alguns para Main profile/
high level.
       É papel do decoder reconhecer qual é a combinação que foi transmitida e
fazer a decodificação adequada.
As combinações de Profile/ Levels mais utilizadas em broadcast são:


       Main profile/ Main level - Este sistema é muito bom para distribuição de vídeo
pois possui alta qualidade com baixas taxas de amostragem, é também a melhor
escolha para se transmitir seqüências de MPEG via satélite e Cabo. Porém não é
indicado para pós-produção pois devido a relação de amostragem 4:2:0 a qualidade
do vídeo cai muito quando fazemos múltiplas gerações devido a interpolação da
informação de croma.


       4 : 2 : 2 profile/ main level (422 P@ML) - Usa uma amostragem 4:2:2 com a
qual se mantém a qualidade mesmo depois de várias gerações. O 422 P@ML
fornece bons resultados em aplicações que requerem :
-       Alto nível de interoperacionalidade e flexibilidade.
-       Qualidade mais alta do que o MP@ML.
-       Pós-produção depois da compressão e descompressão.
-       Múltiplas gerações de compressão e descompressão.
-       Curtos GOPs para editibilidade.
-       Capacidade para representar todas as linhas ativas de vídeo.
-       Capacidade para representar informação no intervalo de apagamento vertical.
-       Transmitir um sinal com qualidade broadcast para um transmissor PAL-M ou
NTSC.
       A prática tem mostrado que quando adquirimos um material com uma taxa de
amostragem baixa como, por exemplo, 25Mbps ao fazermos a pós-produção deste
material em um sistema não linear nós devemos usar a mesma taxa de amostragem,
pois a performance em multigerações será muito melhor do que se fizermos a pós-


                                            54
produção com uma taxa maior como, por exemplo, 50Mbps. Deve se evitar também
fazer compressão em cascata.
         Após terem sido feitos vários testes visuais com pessoas da área de vídeo
(expert) e pessoas leigas (non-expert) chegou-se a algumas conclusões, ver tabela
fig. 21.




                                              Rating: 0=Best; 100=Worst
                                              525/60            625/50
                                                       Non-                 Non-
Data Rate     GOP       Generation Shifts     Expert            Expert
                                                       Expert               Expert
(Mb/s)
50            IB        1          N/A        2.81     0.23     ------      ------
50            IB        8          Spatial    9.31     4.11     ------      ------
50            I         1          N/A        11.17    4.97     ------      ------
50            I         8          Spatial    12.22    5.80     10.09       11.65
30            IB        1          N/A        13.56    9.44     ------      ------
30            IB        8          Spatial    19.11    7.48     18.77       12.49
30            I         1          N/A        19.81    12.21    ------      ------
30            I         8          Spatial    42.83    25.45    27.16       23.97
20            IBBP      1          N/A        11.11    5.22     ------      ------
20            IBBP      8          Spatial    30.86    20.75    20.43       18.47
20            IB        1          N/A        28.25    19.39    ------      ------
20            IB        8          Spatial    43.61    27.56    26.14       21.62
6(MP@ML) IBBP           1          N/A        ------   ------   29.03       26.59


            FIGURA 21


         Com Bit Rate de 50Mbs é possível usar curtas estruturas de GOP tais como
somente I ou IB e ainda manter excelente qualidade de múltiplas gerações.

         Com Bit Rate de 30Mbs é necessário usar estruturas de GOP IB para manter
boa qualidade em múltiplas gerações.

                                         55
        Com Bit Rate de 20Mbs é conseguida uma excelente qualidade somente em
um número limitado de gerações usando-se longas estruturas de GOP tais como
IBBP.
        A flexibilidade entre taxa de amostragem e estrutura de GOP é a chave para
se encontrar o compromisso certo (custo benefício) para cada aplicação.




                                        56
CAPÍTULO 3 – MODULAÇÃO DIGITAL


3.1- MODULAÇÃO DIGITAL


       A informação a ser transmitida está no formato de uma seqüência gerada a
partir dos elementos do alfabeto binário aqui representados por ―0‖ e ―1‖. O
modulador converterá esta seqüência de zeros e uns lógicos em sinais analógicos
apropriados para o sistema de transmissão desejado. Porém, precisamos diferenciar
a modulação em banda base que transformará a seqüência de informação em
voltagens e a modulação em RF que modulará o sinal informativo com uma
portadora de RF.


3.1.1-Sinal em Banda Base


      A banda base é caracterizada pela manutenção do conteúdo informativo
centrado ao redor da freqüência zero. Os sinais em banda base são gerados quando
grupos de bits forem mapeados a determinados pulsos em banda base. Em geral
podemos dizer que seqüências de bits {bi} serão agrupadas em vetores de m bits {bi}
onde cada um dos vetores bi, será mapeado a uma das formas de onda p(bi;t) em
banda base. O sinal descrito no domínio do tempo é, portanto:


                                s(t) = p(bi;t – iT)
                                   i



      Onde 1/T é o período de introdução de um dos grupos de m bits ou pulsos ao
canal. A taxa de transmissão de dados é, portanto m/T.
      Um dos sinais mais usados para processamento de sinais digitais em banda
base é conhecido como NRZ (Non-Return-to-Zero), onde m=1. Teoricamente um
sinal digital ideal é descrito como sendo uma seqüência de pulsos de Dirac
ponderados (o pulso de Dirac é definido como sendo um pulso de duração
infinitamente pequena, ou seja, corresponde à amostragem ideal). Os dados digitais
lidos da interface de um sistema serão submetidos a uma estrutura rígida de tempo
(sincronismo nTB). Para porém formar o sinal NRZ uma unidade hold manterá o
mesmo valor ponderado durante o período do pulso TB (ao impulso de Dirac será
                                        57
portanto sobreposto um impulso retangular). Neste caso o NRZ irá transmitir o valor
A = 1 caso o bit 1 for transmitido e A = O caso o bit O for transmitido.




Figura 1. Curva da resposta de impulso (a) e da resposta em freqüência (b) em função do
fator Roll-Off.



        Antes de transmitir este sinal é interessante analisar suas características no
domínio da freqüência. Caso os flancos do sinal temporal tiverem inclinação com
ângulo de noventa graus teremos infinitas componentes espectrais presentes no
domínio da freqüência. Obviamente isto não existe na vida prática e uma limitacão
do espectro é conseqüência natural. Porém, eliminar componentes espectrais terá
como conseqüência um alargamento dos sinais no domínio do tempo e portanto
uma suavização da inclinação dos flancos. Este processo poderá gerar interferência

                                           58
entre símbolos ou pulsos consecutivos apesar de mantido o período nTB (ISI —
Intersymbol Interference).




Figura 2 : Transferência de impulsos de Dirac em um canal ideal


       De acordo com o primeiro critério de Nyquist, físico e matemático que
postulou os teoremas para transmissão e modulação digital, é suficiente que o sinal
não apresente esta interferência apenas nos pontos de amostragem nTB. O primeiro
critério de Nyquist é satisfeito entre outros pelo traço da função si [si = sin(x)/x], que
corresponde à transformada de Fourier de um pulso de Dirac (Fig. 2). Esta função
corresponde a um sinal ideal que ocupa a banda de 1/2T (ver Figura 1 para  = O).
       A freqüência de corte no ponto 1/2T é conhecida como freqüência de Nyquist
fN. A partir dela pode-se comprovar o Teorema de Shannon.


       Porém, na vida real, filtros ideais e um processo de amostragem tão rigoroso
não podem ser efetuados. Somente o segundo critério de Nyquist comprovou que,
tendo a resposta em freqüência uma forma cossenoidal, a interferência entre
símbolos é mantida em um limite que permite a correta reconstrução do sinal da
fonte. Outro requerimento que o sinal espectral deve preencher é demonstrar uma
                                            59
amplitude igual a A/2 no ponto 1/2T, como pode ser visto na parte b da Figura 1.
Uma desvantagem óbvia do segundo critério é o inevitável aumento da banda de
transmissão do canal. Os projetos de sistemas de transmissão consideram para a
análise da resposta em freqüência o filtro do transmissor, do canal e do receptor
(para efeitos de análise o canal é modelado e não levaremos aqui em consideração
a adição de ruído e distorções) como pode ser visto na Figura 3 para n(t) = 0.




Figura 3: Modelação do canal de transmissão




      Portanto, exigimos que a resposta do impulso h(t) (impulse response) do sis-
tema de transmissão com sua função de transferência H(f) = P(f)G(f)R(f)
correspondente, atenda aos critérios de Nyquist. Conforme vimos os pulsos ideais
não apresentam uma solução prática ao problema, pois implicariam em filtros
irrealizáveis. Um dos pulsos, portanto mais utilizados nos sistemas de transmissão
de TV digital são os pulsos denominados raised cosine. Sua função de transferência
é dada de acordo com a Equação 1. A transformada de Fourier é explicada na
Equação 2.




                                          60
          O parâmetro a é conhecido como fator Roll-Off. Este fator assume valores
entre O e 1 e representa o excesso da banda de transmissão em referência à
mínima utilizável (1/2T). Para a = 0,35 (fator Roll-Off empregado no DVB-S e 0,15
para DVB-C) o excesso representa, portanto, um acréscimo de 35% (ou 15% para
DVB-C) em banda se comparado ao ideal.
          O filtro no transmissor tem como principal função limitar a banda do canal e
formar os pulsos a serem transmitidos enquanto o filtro no receptor terá a
responsabilidade de eliminar ruídos contraídos no canal de transmissão melhorando
o C/N nos pontos a serem amostrados. O arranjo no qual a resposta em impulso dos
filtros é idêntica à resposta de impulso do sinal transmitido é denominado matched
filter.


          Os critérios de avaliação do emprego de um determinado sistema de
modulação levam em consideração o comprimento de banda disponível, a
resistência desejada contra interferências e o trabalho envolvido na realização. Em
                                           61
geral o intervalo da freqüência destinado a um método de transmissão é dividido em
canais o que gera a necessidade de adaptação dos sinais em banda base às
características especiais do canal. Isto ocorre através da modulação de uma
portadora. Uma vez que a energia do sinal deve permanecer concentrada no espaço
específico do canal desejado, portadoras senoidais são usadas na modulação:


             Scos(t) = amplitude cos(2 freqüência t + fase)


      Teremos, portanto três diferentes grandezas que alternadas podem carregar o
conteúdo informativo.
      Porém, antes da modulação, o sinal deve ser limitado em banda e pré-
formatado. Após a transmissão o sinal será down-converted à banda base e filtrado
pelo filtro matched. Portanto, todas as considerações feitas aos sinais transmitidos
em banda base são válidas para os sinais a serem transmitidos em sistemas de
passa banda. No canal de transmissão o sinal será somado a um ruído com uma
densidade espectral No. Um receptor ideal irá demodular o sinal de maneira
síncrona e calcular o valor real do sinal em banda base. Após o sinal ter sido filtrado
pelo filtro matched, uma amostragem com o dobro da freqüência de Nyquist
resultará em valores de amplitude discretos.


      Dependendo do caráter do sinal modulado para sistemas de passa banda
teremos para cada símbolo transmitido uma referência de amplitude e estado
referencial da portadora usada. Caso estes estados forem plotados em um plano
complexo a distância euclidiana d entre os diferentes estados representa uma
medida da resistência de um dado sistema contra distúrbios. Este plano complexo é
conhecido como diagrama de constelação (Figura 4).


      Para servir de referência aos diferentes sistemas de transmissão em geral, a
amplitude dos sinais é normalizada em 1.




                                           62
      Existem, entre outros, os sistemas de modulação ASK, FSK e PSK, em que o
conteúdo informativo é mantido na amplitude, na freqüência e na fase,
respectivamente. A Tabela 1 explica as principais grandezas de modulações digitais,
em que Eb é a energia por bit, N0 a energia do ruido, A a amplitude do sinal.




Figura 4 : Exemplo para diagrama de constelação de 64QAM

                                         63
3.1.2- Diagrama do olho


       Uma maneira de analisar a interferência entre símbolos em um sistema digital
é o diagrama de olho. Ele é obtido através da sobreposição síncrona de porções do
sinal com duração T. A Figura 5 demonstra quais as grandezas que podem ser
visualizadas no diagrama. É desejável ter um olho aberto que represente maior
margem do sistema de transmissão a erros.




Figura 5 : Interpretação do diagrama de olho




                                               64
3.2 – HDTV - "HIGH DEFINITION TV" OU TELEVISÃO DE ALTA DEFINIÇÃO


      A TV analógica tradicional, com relação de aspecto 4:3, possui uma resolução
equivalente à do antigo cinema de 16 mm (aproximadamente 125000 elementos de
imagem por quadro). A TV digital permite a transmissão de imagens com maior
número de detalhes, maior largura do quadro (relação de aspecto de 16:9) e com
som envolvente de até 6 canais (Dolby AC3). Esse novo conceito é conhecido pelo
nome de HDTV (figura 6). Nos Estados Unidos existem dois sistemas de HDTV:
     Sistema com 1125 linhas/quadro, 30 quadros/segundo e varredura intercalada
de 60 campos/segundo.
     Sistema com 750 linhas/quadro, 60 quadros/segundo e varredura progressiva
(sem intercalamento).
      Nos dois sistemas de HDTV, o sinal de vídeo analógico contém freqüências
de até 20 MHz, o que torna impossível a sua transmissão através dos canais
tradicionais de TV, com banda de 6 MHz.




Figura 6


      O tratamento do sinal de HDTV é feito diretamente em "elementos de
imagem" ou "pixel" (picture element).
Para HDTV, a norma SMPTE 240M padronizou o sinal de luminância
Y=0,212R+0,701G+0.087B e os sinais "diferença de cor" PB=0,548(B-Y) e
PR=0,635(R-Y).




                                          65
      Na digitalização é utilizado sistema de 8 bits ou 10 bits, sendo que a cada
"pixel" de Y corresponde um estado de bits. Para os sinais PB e PR a amostragem
pode ser menor. Assim sendo, tem-se:


a) Sistema com 1125 linhas/quadro, com varredura intercalada e 30 quadros/s:
Este sistema possui 1080 linhas ativas, ou seja, possui 1080 "pixel" na vertical.
Logo: (número de "pixel" na horizontal) = 1080x(16/9) = 1920.
Tem-se: (1080x1920) pixel/quadro = 2,07Mpixel/quadro,
ou: (2,7Mpixel/quadro)x(30quadro/s) = 62,1Mpixel/s.
Então, para o modo 4 : 2 : 2 de 10 bits conclui-se que:
Taxa de bits = [62,1x10+(62,1/2)x10+(62,1/2)x10] Mbit/s = 1,24 Gbit/s.


b) Sistema com 750 linhas/quadro, com varredura progressiva e 60 quadros/s:
Este sistema possui 720 linhas ativas. Para o modo 4 : 2 : 2 de 10 bits conclui-se
que: Taxa de bits = 1,1 Gbit/s.




3.3 – SDTV - "STANDARD DEFINITION TV" OU TELEVISÃO COM DEFINIÇÃO
NORMAL


      Em TV digital também existe a possibilidade de transmissão de SDTV: é um
sistema com 525 linhas/quadro, com varredura intercalada, 30 quadros/s e com
relação de aspecto de 16:9. O sistema SDTV possui 483 linhas ativas por quadro.
Assim sendo, considerando "pixel" quadrado, pode-se concluir que:
(Número de "pixel" na vertical) = 483.
(Número de "pixel" na horizontal) = 483x(16/9) = 858.


Então, tem-se: (483x858) pixel/quadro = 414,4 kpixel/quadro,
ou: (414,4 kpixel/quadro)x(30 quadro/s) = 12,4 Mpixel/s.




                                          66
Então, para o modo 4 : 2 : 2 de 10 bits conclui-se que:
Taxa de bits = [12,4x10+(12,4/2)x10+(12,4/2)x10] Mbit/s = 248 Mbit/s.
Note-se que a taxa de bits correspondente a um programa de HDTV permite a
transmissão de quatro programas de SDTV.


3.4 – TV DIGITAL


3.4.1 – Sistema ATSC


      O sistema ATSC de TV Digital foi implantado nos Estados Unidos em 1998 e
visa, predominantemente, a transmissão de HDTV. O método de modulação
empregado no sistema ATSC é conhecido pela sigla 8VSB (Eight-Vestigial Side
Band). A taxa de bits na entrada do modulador 8VSB é fixa (19,39 MBit/s).


3.4.1.1 - Modulador 8VSB
      A figura 7 mostra o diagrama de blocos simplificado do modulador 8VSB.




Figura 7


      O "Reed Solomon Encoder" é um FEC ("forward error corrector" = corretor
posterior de erro). Ele acrescenta 20 bytes no "packet" de MPEG-2, com o objetivo
de corrigir erros no sinal que irá chegar no receptor. O "Reed Solomon" não corrige
erros concentrados, tais como o ruído impulsivo.
      O "Interleaver" embaralha os bits de tal modo que, se no percurso do sinal,
entre o transmissor e o receptor, houver uma interferência concentrada, no receptor,
ao se fazer o desembaralhamento, os erros ficam distribuídos.
       O "Trellis Encoder" é um FEC convolucional. A cada 2 bits ele acrescenta 1
bit com a finalidade de corrigir possíveis erros no receptor. Assim, tem-se: "code
rate" = taxa de código = (CR)C = 2/3.

                                          67
       O "8 VSB Modulator" modula uma portadora localizada a 310 kHz do início da
banda de 6 MHz, em AM-VSB / SC (amplitude modulada, com banda vestigial e
portadora suprimida). Na modulação 8VSB, existem 8 níveis bem definidos: 4
positivos e 4 negativos. Esses níveis são tais que, cada conjunto de 3 bits
consecutivos do sinal irá corresponder a um nível. Conseqüentemente, a taxa de bits
fica dividida por 3 e assim, a freqüência do sinal modulador resultante torna-se
compatível com a banda de 6 MHz, visto que a modulação é em VSB.
      A figura 8 mostra o aspecto do espectro do sinal ATSC, para um canal com
banda de 6 MHZ (canal 14 de UHF). A função do "piloto" (7%) é enviar uma pequena
porção de sinal da portadora, para sincronizar o oscilador do receptor, que irá
permitir a recuperação do sinal enviado pelo processo de "portadora suprimida".




Figura 8




3.4.2- Sistema de transmissão terrestre europeu - DVB-T


      Para descrever o sistema europeu DVB-T, falaremos automaticamente o
princípio de operação dos padrões de transmissão europeu via cabo DVB-C e
satélite DVB-S. Isto se explica pelo fato do desenvolvimento do DVB-T se basear
nos padrões mencionados e a radiodifusão terrestre representar o maior nível de
desenvolvimento destes.
      Iniciaremos, portanto, estudando o codificador DVB-T da Figura 9,
descrevendo a funcionalidade de cada bloco indicado.
      O energy dispersal, os codificadores de canal (para proteção de erro) e o
convolutional interleaver têm emprego nos três padrões de transmissão europeu
mencionados até agora.

                                        68
Figura 9

           69
3.4.2.1- Energy dispersal

      O energy dispersal cria um feixe de dados binários com distribuição igual, ou
seja, evita o seqüenciamento de ―1‖ ou ―O‖ lógicos (como ocorre, por exemplo, em
um NULL PACKET) Desta maneira evitaremos, em uma transmissão de satélite, que
uma seqüência de ―1‖ lógicos concentre sua energia na portadora da modulação
QPSK, podendo causar distorções em canais vizinhos. Queremos, portanto, que a
densidade de potência espectral seja distribuída de maneira adequada sobre o
canal. Na Figura 10, observamos o princípio ativo deste bloco. Os dados serão,
portanto, somados módulo 2, a uma seqüência de bits pseudo-aleatória gerada a
partir de um shift-register (polinômio gerador indicado). Este gerador é inicializado a
cada 8 frames. Neste processo, porém, o byte de sincronismo não é embaralhado
para permitir o sincronismo quando da inversão do processo no decodificador.




Figura 10




                                          70
Tabela 1




3.4.2.2- Error protection code


      Neste estágio iremos acrescentar 16 bytes ao frame de 188 bytes de proteção
(a notação usual na codificação é 204,188), aplicando dois métodos de
codificação(tabela 1):
     block codes - divide os dados em blocos, acrescentando kbits redundantes a
cada um de comprimento n; neste caso é empregado o block code Reed Solomon;
     convolutional coder - emprega shift registers para embaralhar os bits
redundantes no feixe de dados de acordo com os polinômios geradores G.
      Um convolutional coder é caracterizado pelas seguintes grandezas,
mostradas na Figura 11:




                                       71
Figura 11




      Um dado número de bits entrantes m=1 gera nas saídas um número n=2 de
bits. Temos, portanto, uma taxa de transferência de R=m/n=1/2. A memória é
definida como sendo a quantidade de bits presentes no sistema que contribuem para
a formação dos bits na saída, ou seja, S *m= 4. Já o constraint Iength K descreve o
número total de bits participantes do processo. Aqui K = (S+1)m = 5. Este processo
de codificação provém da teoria dos autômatos, que possuem uma quantidade
definida de estados 2Sm, que podem ser alcançados. Uma desvantagem deste
processo de codificação é a alta redundância gerada pela taxa de transferência.
Com R=1/2 duplica-se a taxa de dados na saída. Através de um pós-processamento
dos dados, denominado puncturing, pode-se diminuir a taxa de dados. Eliminando
do feixe de dados cada terceiro bit, por exemplo, teremos uma taxa de transferência
de 3/4. Esta retirada de bits, obviamente, não é aleatória justamente para poder ser
desfeita no decodificador. A tabela na Figura 12 demonstra os valores para cada
taxa de transferência.




                                        72
Figura 12




      De agora em diante os dados alimentarão o modulador no caso dos padrões
DBV-C e DVB-S. Somente o padrão DVB-T possui um processamento maior,
conforme a codificação de canal da informação descrito a seguir:



3.4.2.3- Inner interleaver


      Uma vez que o DVB-T emprega a modulação de multiportadoras OFDM, a
divisão dos bits por sobre as portadoras já sugere o embaralhamento aqui
empregado. A distribuição dos bits deve ser feita de tal maneira que, os efeitos da
distorção de uma série de portadoras vizinhas exerça a minima influência possível
sobre o feixe de dados. Desta maneira, os mecanismos de correção de erros podem
ser alcançados pelo estagio do inner error protection.
      De acordo com a Figura 5, o interleaving ocorre em duas etapas após a
conversão serial. Primeiramente, 126 bits sucessivos serão agrupados em um bloco.
Este bloco será submetido a um bit interleaver, ou seja, os 126 bits serão
embaralhados. Em seguida, vários blocos serão agrupados e as séries de bits
(símbolos) também serão embaralhadas (symbol interleaver). A modulação COFDM,
empregada no sistema DVB-T, faz uso de 2K ou 8K portadoras (1512 ou 6048) que
carregam o conteúdo informativo em forma de um símbolo OFDM (há mais
portadoras, porém estas são empregadas para a sinalização).

                                          73
Figura 13




      O processo de interleaving aqui descrito refere-se a esta estrutura do símbolo
OFDM de várias maneiras. De acordo com a modulação empregada (DVB-T permite
QPSK, 16QAM e 64QAM e multiresolution QAM), será atribuído um número
diferente de bits à cada portadoras. Empregando-se uma modulação 16QAM (16 =
24), 4 bits serão transmitidos por cada uma das portadoras OFDM. Teremos,
portanto, em paralelo 4 bits interleavers como ilustrado na Figura 13 (a escolha dos
blocos de 126 bits é atribuída à formação variante dos blocos maiores empregáveis
no symbol interleaver 1512 portadoras = 126 * 12 e 6048 portadoras = 126*48).
Como já mencionado, um símbolo OFDM possui portadoras de sinalização (193 e
769 para 2K e8K, respectivamente). Até agora o bit interleaver apenas considerou
as portadoras da informação. É, portanto, no symbol interleaver que a estrutura
consecutiva do feixe de bits será rompida para a inserção da informação de
sinalização. O symbol interleaver gera um feixe intermitente que servirá para a
inclusão das portadoras de sinalização. Já a atribuição dos símbolos no diagrama de
constelação das modulações QPSK ou QAM são feitas de acordo com Gray onde
símbolos vizinhos no plano se diferenciam em apenas um bit (isso minimiza a
influência de erros em caso de uma decisão trocada no decodificador, já que os
estados vizinhos são os mais prováveis de serem escolhidos erroneamente).




                                        74
3.4.2.4- A Escolha dos parâmetros OFDM


      Um parâmetro importantíssimo é a escolha do intervalo de guarda da
modulação OFDM. Em redes de freqüência única (pode-se, por exemplo, criar uma
cobertura estadual ou até nacional com o mesmo canal de transmissão, onde os
transmissores estão sincronizados uns entre os outros) em que, a distância entre
eles é de 60km e a escolha do intervalo de guarda Tg deve ser de no mínimo 200 ìs
Os (200 ìs * 300.000 km/s = 60km). Porém, um intervalo de guarda maior implica
em um tempo menor para a transmissão de dados, o que reduz a capacidade do
canal. Por isso, o Tg é mantido pequeno se comparado ao tempo de transmissão do
símbolo Ts. Por outro lado, um tempo de duração maior dos símbolos implica em um
tempo maior da porção de informação útil Tu. Ou seja, o espaçamento entre os
símbolos é menor. Um espaçamento menor determina maior esforço computacional
na decodificação do símbolo OFDM, o que implica na necessidade de
decodificadores mais caros. Para Ts = 5*200 ìs = 1ms, o valor de Tu seria de 800 ìs,
ou seja, espaço entre as portadoras de 1,25kHz (no modo 8K temos
aproximadamente 6000 portadoras que moduladas em 64QAM, ou seja, 6 bits por
portadora, totalizam com Ts de 1ms 36Mbit/s).
Em outras ocasiões se prefere o uso de intervalos de guarda menores para, por
exemplo, cobrir apenas certas áreas (ou onde iremos configurar a cobertura com
gap-fillers). Neste caso, intervalos de guarda de 50 ìs são suficientes (em analogia
no caso 2K, com cerca de 1500 portadoras úteis moduladas em 64QAM, somado
aos Ts de 250 ìs, teremos o mesmo montante de 36Mbit/s).
Sinais OFDM são gerados a partir da implementação de chipsets IDFT (Inverse
Discrete Fourier Transform). Procuramos por um chipset capaz de atender aos dois
modos de transmissão: 2K e 8K. Devido ao fato dos chipsets produzirem amostras
de potência de base dois, obtemos:
2K =211 = 2048 e 8K = 213 = 8192 (o ISDB-T introduz o 4K = 212 = 4096)
Desta maneira, o DVB-T introduz os diferentes valores permissíveis para
Tg=224,112,56,28,14 e 7 ìs (os 4 maiores podem ser atribuídos ao modo 8K, e os
quatro menores podem ser atribuídos ao modo 2K).




                                        75
Falta ainda o valor de amostragem no processo IDFT que é igual a:
 64/7 MHz = 9,143MHz, para canais de 8MHz;
 64/8 MHz para canais de 7MHz;
 47/8 MHz para canais de 6MHz.
        Desta maneira, o valor de é definido como sendo Tu = 8192 (1/[64/7] MHz) =
896 ìs. A partir destas definições pode-se criar a valores para cada tipo de canal
como descrito na tabela 2.
O valor do intervalo de guarda é definido como sendo A = Tg/Tu = 1/4, 1/8,1/16,
1/32.




Tabela 2




3.4.2.5-Estrutura dos dados


        A estrutura do símbolo OFDM tem por necessidade a inclusão de informação
de sinalização. A informação de sinalização permitirá que o decodificador sincronize
os dados transmitidos, entre outros (figura 14). De aqui em diante o termo símbolo
denomina todas as 1705 ou 6817, portadoras que serão transmitidas com uma
duração Ts.
        Um frame é constituído de 68 símbolos. Quatro frames formam um super-
frame. São três as diferentes portadoras de sinalização que têm a seguinte
denominação e função:


                                        76
1.    Continual Pilots: sua localização nos frames é pré-definida. Sua função é
permitir ao decodificador o ajuste grosso do oscilador local. Para proteger estas
portadoras contra erros de transmissão, elas são transmitidas com uma potência 4/3
superior (conhecidos por boosted pilots, redundância através de maior potência);
2.    Scattered Pilots: são distribuídos sobre o canal através de uma regra. Sua
função é permitir o ajuste fino do decodificador e podem contribuir, desta maneira,
para o sincronismo temporal. Permitem também que o decodificador efetue uma
―leitura‖ das condições do canal de transmissão (channel estimation). Eles também
são transmitidos com potência superior.
3.    Transmission-parameter signalling pilots: transmite informação adicional como
indicação do início dos frames e superframes, dos parâmetros de transmissão:
modulação das portadoras, intervalo de guarda, etc. Eles são transmitidos com
potência que corresponde à média das portadoras da informação.


3.4.2.6-Modulação hierárquica


      A modulação hierárquica prevê a divisão do canal de transmissão em duas
partes. A primeira parte permite taxas de transmissão baixas, que ainda podem ser
decodificadas mesmo com uma relação sinal ruído baixa (high priority). Já, a
segunda parte apresenta uma maior taxa de transmissão, porém com uma
requisição de C/N maior. Aqui dois feixes serão transmitidos em paralelo: um deres
modulado em QPSK, com taxa de transferência menor e, o outro com 16 ou 64
QAM, com taxa de transferência maior. A modulação hierárquica utiliza o multiplex
de modulação, ou seja, os símbolos de duas modulações serão multiplexados na
mesma portadora. O multiplexador pode ser visto na Figura 9.
      No caso de uma modulação QPSK e outra 16QAM, os 6 símbolos resultantes
são ordenados (ou mapeados) de tal maneira que os primeiros dois bits oriundos da
modulação QPSK estejam situados no mesmo quadrante dos bits da modulação
QAM. Desta maneira, os dados transmitidos com alta prioridade apresentam maior
imunidade a erros.




                                          77
3.5- DIFERENÇAS PARA O SISTEMA ISDB-T



      O sistema de transmissão terrestre japonês emprega a modulação OFDM e
muitos dos mecanismos de codificação de canal descritos acima. Porém, existem
diferenças que merecem destaque. Em primeiro lugar, o canal é divido em 13
segmentos (data segments) antes da formação de um símbolo OFDM, Cada
segmento pode ser codificado através de parâmetros próprios (inner code, Iength
and time of interleaving). Já a modulação hierárquica é empregada pela formação de
grupos de segmentos, que terão parâmetros de transmissão próprios. Podem ser
formados no máximo 3 destes grupos. Uma vantagem aparente é que este método
permite a demodulação e decodificação de apenas um destes grupos, ou seja, pode-
se criar aplicações especiais com receptores de banda curta para determinadas
aplicações.
      A maior resistência contra ruídos impulsivos do sistema ISDB-T é atribuída ao
time interleaver que segue o symbol interleaver presente no DVB-T .




                                        78
4- CONCLUSÃO


      A modulação digital, embora apresente elevada robustez ao ruído, também
requer cuidados especiais em sua transmissão. As interferências provocadas pela
natureza ou pelo homem, bem como o desvanecimento têm que ser tratados de
forma diferente dos sistemas analógicos. Em sistemas digitais, ao contrário dos
analógicos, limiares de recuperação da informação digital provocam o chamado
efeito "cliff", isto é, uma degradação abrupta e até mesmo a ausência de sinal,
caracterizado a partir de um determinado nível mínimo de potência recebida ou
elevados níveis de interferência.
      Não existe um consenso quanto ao melhor esquema de modulação digital,
devemos considerar sempre a aplicação. Pode-se comparar características dos
diversos sistemas através dos parâmetros intrínsecos a cada tipo de modulação e,
uma característica importante de comparação é sem dúvida, a relação complexidade
versus desempenho.
      A tv digital é a nova tecnologia que irá substituir a atual televisão em todo o
mundo nos próximos anos. Com ela o telespectador irá ter em sua casa uma
imagem perfeita e de alta definição, com até cinco vezes mais a resolução atual e
som com qualidade de CD.
      Ao contrário do que muita gente pensa, tv digital não é sinônimo de alta
definição. O HDTV é apenas um entre os múltiplos avanços fornecidos pelas
plataformas digitais de transmissão e recepção, ele consiste num formato de vídeo
onde a nitidez da imagem é muito maior que a existente atualmente, além de possuir
mais que o dobro de linhas dos padrões de tv atuais.
      O formato da tela na tv digital é mais ―adequado‖ ao olho humano, com
formato 16x9, contra os atuais 4x3, além de possuir som surround 5.1, ou seja cinco
canais de áudio mais um de efeitos. O resultado de tudo isto é uma tv com som e
imagem com qualidade que podem ser comparados ao cinema.
      A tecnologia digital permite a integração de diversos aparelhos e possibilita
também a criação de novas aplicações como por exemplo a tv móvel e portátil. Em
breve poderemos receber noticiários, informações ou programas de tv em celulares
ou palmtops.
                                         79
      Esta nova tecnologia irá possibilitar a interatividade, múltiplos programas de
acesso e informações adicionais sobre a programação no televisor digital.
      Nos últimos anos, várias mídias migraram da tecnologia analógica para a
digital. A música através dos CD´s, os celulares e até mesmo as tv´s por assinatura
já vivem na era digital aproveitando as vantagens desta tecnologia. Tecnologia esta
que contribui para o crescimento das mídias digitais, e naturalmente a tv não ficaria
de fora.
      Enfim, estamos próximos do que pode vir a ser uma das mais importantes
revoluções dos últimos anos.




                                         80
5- GLOSSÁRIO


16 x 9
         Ao contrário das TVs atuais, nas quais as telas têm a proporção de 4x3, os
displays da TV digital têm a proporção de 16x9, mais ampla, mais larga, mais
confortável e proporcional à vista humana. Se dividirmos a medida da largura da tela
pela medida da altura, teremos a relação de aspecto. Essa proporção de 16x9 é
similar à das telas de cinema.


3:2 pull-down:
         É um método usado para converter 24fps (quadros por segundo) de filme em
30fps (60 campos) de 525 linhas de TV, de forma que um quadro de filme ocupe três
campos de TV, o próximo dois, etc. Isto significa que dois campos de cada quadro
de TV são provenientes de diferentes quadros de filmes, tornando operações tais
como rotoscoping (Técnica de Animação com imagens de ação ao vivo) impossíveis,
e requerendo cuidados na edição. Alguns equipamentos sofisticados podem
desmanchar a seqüência 3:2 para permitir o tratamento quadro a quadro e depois
recompor o 3:2. A seqüência 3:2 repete a cada cinco quadros de TV e quatro de
filme, o último identificado como A, B, C e D. Somente o quadro de filme A é
completamente copiado em um quadro de TV e assim só existe em um time code,
fazendo do A o ponto editável da seqüência de vídeo.


4:1:1
         É um conjunto de freqüências de amostragem na taxa 4:1:1, usado para
digitalizar as componentes de luminância e de diferença de cor (Y, R-Y, B-Y) de um
sinal de vídeo. O número quatro representa 13,5 MHz, a freqüência de amostragem
de Y, e cada número um representa 3,75 MHz para R-Y e para B-Y.
Com a informação de cor amostrada na metade da taxa do sistema 4:2:2, é
geralmente usado como uma forma mais econômica de amostragem para formatos
de imagem de 525 linhas. Tanto a luminância quanto as diferenças de cor são
amostradas em cada linha. Mas os sinais diferença de cor têm metade da resolução
horizontal do 4:2:2, enquanto a resolução vertical da informação de cor é mantida.


                                         81
Para imagens de 525 linhas, isto significa que a resolução de cor é razoavelmente
igual nas direções vertical e horizontal.


4:2:0
        É um sistema de amostragem usado para digitalizar as componentes de
luminância e de diferença de cor (Y, R-Y, B-Y) de um sinal de vídeo. O número
quatro representa amostragem de freqüência de 13,5 MHz de Y, enquanto o R-Y e o
B-Y são amostrados em 6,75 MHz – efetivamente entre linhas alternadas (uma linha
é amostrada em 4:0:0, só para luminância e a próxima em 4:2:2). Isto é geralmente
usado como um sistema mais econômico do que o 4:2:2 para formatos de 625
linhas, de modo que os sinais de cor tem razoavelmente a mesma resolução nas
direções vertical e horizontal.


4:2:2
        É uma técnica usada normalmente para um formato de vídeo digital
componente. É a taxa de amostragem de freqüências usadas para digitalizar as
componentes de luminância e diferença de cor ( Y, R-Y, B-Y) de um sinal de vídeo.
É geralmente usada como abreviatura para ITU_R 601. Nessa técnica, para cada
quatro amostras de Y, há duas de R-Y e de B-Y, dando mais largura de banda de
crominância em relação a luminância, quando comparada com a amostragem 4:1:1.


4:2:2:4
        É o mesmo que o 4:2:2, mas com a adição de um canal de Key que é
amostrado quatro vezes para cada quatro amostras do canal de luminância.


4:4:4
        Similar ao 4:2:2, exceto que para cada quatro amostras de luminância, os
canais de cor também são amostrados quatro vezes.


4:4:4:4
        Similar ao 4:2:2:4, exceto que para cada quatro amostras de luminância, os
canais de cor e de Key também são amostrados quatro vezes.


                                            82
48sF
       48 quadros segmentados. È o processo de trabalhar com 24 quadros de
imagens progressivas e decompô-las para produzir 48 quadros entrelaçados, cada
um com metade do número de linhas de resolução para permitir que alguns
processadores de HDTV passem com o sinal e para simples observação em um
monitor entrelaçado, mas sem flicker.


4fsc
       Quatro vezes a freqüência da sub-portadora de cor(SC). A taxa de
amostragem de um sinal de vídeo digital D2 em relação a freqüência da sub-
portadora de um sinal de vídeo analógico NTSC ou PAL. A freqüência 4fsc é igual a
14,3 MHz no NTSC e 17,7 MHz no PAL.


5:1
       Um tipo de som surround. São usados seis canais de áudio discretos:
esquerdo, central e direito à frente; atrás esquerdo e direito; e um subwoofer
(considerado ― 0.1‖ porque a sua largura de banda é 10% dos outros canais).


8-VSB
       É a modulação usada no sistema americano ATSC. Utiliza apenas uma
portadora para que os bits sejam transmitidos para os receptores dentro da área de
cobertura do canal. São 8 níveis discretos de amplitude ou 3 bits/símbolo.


Acesso Condicional
       Procedimento usado por emissoras para controlar o acesso a seus produtos,
através de uso de cartões de acesso ou codificação. Os sinais de Televisão Digital
podem ser embaralhados de modo que não possam ser entendidos por um decoder
convencional. Por conseguinte, o usuário só poderá ver as imagens originais quando
elas forem desembaralhadas por um sistema especial. A emissora pode controlar o
acesso a um canal ou serviço específico, através da operação do sistema de
desembaralhar os sinais, com o uso de cartão de acesso pré-pago ou com um
código transmitido. O acesso condicional pode ser usado para controlar desde a
assinatura pay-per-view até programas com público alvo específico. (19/08/03).
                                         83
ADC (A-D, A/D, A-to-D)
      Conversão de analógico para digital. Também denominada digitalização ou
quantização. É a conversão de um sinal analógico na representação digital de dados
deste sinal – normalmente para uso subseqüente em uma máquina digital. Para TV,
são feitas amostras de áudio e vídeo e a precisão do processo depende tanto da
freqüência de amostragem como da resolução da informação da amplitude
analógica – quantos bits são usados para descrever os níveis analógicos.
Normalmente, para imagens de TV são usados 8 ou 10-bits; para som são comuns
16 ou 20-bits e estão sendo introduzidos 24-bits. O padrão ITU-R 601 define a
amostragem dos componentes de vídeo baseado em 13,5 MHz e AES/EBU define
amostragens de 44,1 e 48 kHz para áudio. Para imagens, as amostras são
denominadas pixels, cada um contendo dados de brilho e cor.


AES/EBU
      Nome informal para o padrão de áudio digital estabelecido pelas organizações
AES e EBU. A amostragem de freqüências para este padrão varia dependendo do
formato que está sendo usado; a freqüência de amostragem para trilhas de áudio
nos formatos D1 e D2 é de 48 kHz.


Algoritmo
      Uma formula ou conjunto de passos usados para simplificar, modificar e
predizer dados. Algoritmos complexos são usados para seletivamente reduzir as
altas taxas de dados de áudio e de vídeo digital. Estes algoritmos utilizam
conhecimentos fisiológicos da audição e visão. Por exemplo, podemos resolver
detalhes finos em uma cena parada, mas a nossa visão não pode resolver com o
mesmo detalhe em uma cena em movimento. Usando o conhecimento destas
limitações, os algoritmos são formulados seletivamente para reduzir a taxa de dados
sem afetar a experiência de ver.




                                        84
Aliasing
        Defeitos ou distorção em uma imagem de televisão. No vídeo analógico,
aliasing é tipicamente causado pela interferência entre duas freqüências tais como
as freqüências de luminância e de crominância, ou entre essa e a de varredura do
campo. Aparece como moiré (um tipo de tecido parecido com seda e de alta
refletância) ou um padrão parecido com espinha de peixe (linhas retas que começam
a ondular ou difração das cores formando arco-íris) No vídeo digital, o aliasing é
causado por amostragem insuficiente ou filtragem pobre de vídeo digital. Os defeitos
são tipicamente vistos como bordas irregulares em linhas diagonais e tremulando ou
brilhando (batimento) no detalhe da imagem.


Analógico
        Um adjetivo descrevendo qualquer sinal que varia continuamente de modo
oposto ao sinal digital, que contém níveis discretos.


Anti-aliasing
        A atenuação e remoção de efeitos aliasing por filtragem e outras técnicas. A
maioria, mas não todos, dos DVEs e Geradores de Caracteres contem circuitos anti-
aliasing.


Artefatos
        Elementos indesejáveis ou defeitos em uma imagem de vídeo. Eles podem
ocorrer naturalmente no processamento de vídeo e tem de ser eliminados de modo a
alcançar uma imagem de alta qualidade. Os mais comuns em analógico são cross
de cor e cross de luminância. Em digital, os mais comuns são os macroblocos, que
fazem a imagem parecer um conjunto aleatório de pixels.


ASCII
        Padrão de Codificação Americano para Intercâmbio de Informações. Um
padrão para transmissão de dados, consistindo de 128 letras, números, símbolos e
códigos especiais, cada um deles é representado por um único número binário.




                                          85
Assíncrono
       Sem sincronismo. No vídeo, um sinal é assíncrono quando seu timing difere
da referência local. Um sinal de vídeo externo é assíncrono antes de ser
referenciado pelo Frame Syncronizer Local (o relógio do sistema ).


ATSC
       Comitê de sistemas de televisão avançada/ EUA. Formado para estabelecer
padrões técnicos de televisão de sistemas avançados, incluindo a televisão digital de
alta definição (HDTV). São 18 formatos voluntários , conhecidos como tabela 3.
O padrão americano de transmissão de televisão digital usa compressão MPEG-2 e
áudio surround comprimido com Dolby Digital (AC-3). Assim uma larga variedade de
material, incluindo os provenientes de computadores, pode ser melhor acomodada.
São dois padrões de linha, cada um operando em 24, 30 e 60 Hz.
Todos os pixels são quadrados e as taxas de amostragem de pixels variam, mas
todas estão em torno de 75MHz. Há uma camada de transporte que empacota
vídeo, áudio e dados auxiliares e permite sua mixagem ser dinamicamente variada –
abrindo a porta para novos serviços e novas formas de programação (em geral,
muitos canais de áudio estéreo, distribuição de software de computador, ou imagens
de muito alta resolução). Os dados são comprimidos para 19,39 Mbits por segundo e
transmitidos num canal de 6 MHz.
Observe que as 1.088 linhas são realmente codificadas de modo a satisfazer as
exigências do MPEG-2 que coloca a altura da imagem como múltiplo de 16
(varredura progressiva) ou 32 (varredura entrelaçada).


ATSC
       Advanced Television System Committee – padrão americano de TV digital.
Foi o primeiro sistema a ser desenvolvido e tem como principal aplicação a TV de
alta-definição (HDTV). É o único padrão a usar a modulação
8-VSB.




                                         86
ATV: Televisão Avançada
       A Televisão Digital, incluindo padrão, versões melhoradas e de alta definição.


AV: Audiovisual
       Em MPEG-4, os objetos audiovisuais (também objetos AV) são as mídias
individuais, objetos de uma cena – tais como objetos de vídeo, imagens e objetos
3D. Os AVs tem uma dimensão de tempo. Tem também um sistema de coordenadas
local para manipulação, de modo que os AVs são posicionados em uma cena, pela
transformação do sistema de coordenada do local do objeto em um único sistema
global de coordenadas da cena.


Banda
       Nome que designa uma delimitada faixa de freqüências no espectro
eletromagnético. As autoridades que regulamentam as Telecomunicações reservam
uma banda para cada tipo de serviços, de modo a evitar interferências entre os
sinais .(19/08/03).


Banda-base
       Área de freqüência original de um sinal, antes de sua conversão em outra
banda mais alta e eficiente. 2)Técnica de processamento de sinal, na qual o sinal é
transmitido em seu formato original e não muda pela modulação. As Redes Locais
(LAN), como um todo, são classificadas em duas categorias: banda base e banda
larga. As redes de banda base são mais simples e baratas, a largura de banda total
de uma LAN a cabo é usada para transmitir um único sinal digital. Na rede de banda
larga, a capacidade do cabo é dividida em vários canais, os quais podem transmitir
simultaneamente muitos sinais. As redes de banda larga podem transmitir uma
mistura de sinais analógicos e digitais, como, por exemplo, nas redes híbridas
(fibra/cabo coaxial) para televisão interativa. (19/08/03).


BFTP - Protocolo de transferência de arquivos de Broadcast
       É um protocolo de Internet, multicast (de um para muitos) unidirecional,
baseado em protocolo de transferência de recursos. O BFTP é um protocolo de
transferência de recursos, simples e robusto que é projetado para entregar dados
                                           87
eficientemente em um ambiente unidirecional de transmissão. Este protocolo de
transferência é apropriado para IP multicast sobre o intervalo de apagamento vertical
da TV (IP sobre VBI), em IP multicast transportado em MPEG-2, como no
encapsulamento para múlti-protocolo DVB, ou em outro sistema de transporte
unidirecional. Entrega serviços com taxa de bits constante ou serviços de ocasião,
dependendo das características e atributos do mutiplexador de transporte do stream
ou do dispositivo de inserção no VBI.(19/08/03).


BPSK – comutação bi-fase
      É uma técnica de modulação digital em freqüência, usada para enviar dados
através de uma rede de cabos coaxiais. Este tipo de modulação é menos eficiente -
mas também menos suscetível a ruído – do que as técnicas de modulação similares,
tais como QPSK e 64QAM .(19/08/03).


Broadband
      1. Apresenta uma resposta plana para uma larga faixa de freqüências.
      2. A capacidade de operar freqüências maiores do que as usadas para
comunicações de voz (mais altas do que 4 kHz). (19/08/03).


Canal alfa
      Um valor relativamente transparente. Os valores alfa facilitam a disposição da
mídia objeto no topo de cada camada. Em uma estrutura de amostragem digital com
quatro sinais (4:2:2:4) o canal alfa é representado pelo último algarismo.


CBR - Taxa constante de bits
      Refere-se a entrega de multimídia onde há largura de banda dedicada e os
dados, podem ser enviados com a garantia de taxa constante de bits. Os MPEG-1e
2 foram projetados para entrega com CBR. A taxa constante de bits não pode ser
assegurada na Internet e na maioria das Intranets. Os protocolos tais como RSVP
estão sendo desenvolvidos e disponibilizados para garantir as larguras de bandas
necessárias. (19/08/03)




                                          88
CCD - Dispositivo acoplado por carga
      Dispositivo que armazena amostras de sinais analógicos. É usado em
câmeras e telecines como um mecanismo óptico de varredura. As vantagens do uso
do CCD são a alta sensibilidade em iluminação reduzida e a ausência de ―queima‖ e
retardo do fósforo, que ocorre nos tubos de raios catódicos. (19/08/03)


CCI – Interferência por co-canal
      É a interferência de um sinal no mesmo canal.


Chromakey
      É o processo de sobrepor um sinal de vídeo sobre outro; as áreas de
sobreposição são definidas por uma gama de cor específica ou de crominância,
sobre o sinal de primeiro plano (foreground). Para isto funcionar com confiabilidade,
a crominância deve ter suficiente resolução ou largura de banda. Os sistemas de
codificação PAL ou NTSC restringem a largura de banda de croma e, portanto são
de uso muito limitado para fazer chromakey, o que, por muitos anos, ficou restrito a
programas ao vivo usando câmeras com saída RGB. Um objetivo do padrão de
amostragem digital ITU-R 601 foi possibilitar cromakey de alta qualidade em pós-
produção. O sistema de amostragem 4:2:2 permitiu maior largura de banda para
croma do que o PAL e o NTSC. Isso facilita o chromakey, e todo o trabalho de criar
as camadas, melhorando a pós-produção. A alta qualidade do sinal ainda é
importante e qualquer coisa, mesmo uma compressão muito suave, tende a resultar
no aparecimento de erros de comutação – especialmente nos contornos dos blocos
da DCT. As técnicas de chromakey continuarão a ser aperfeiçoadas e a utilizar
muitos refinamentos, até o ponto onde qualquer composição totalmente convincente,
possa ser facilmente criada. Não é mais possível distinguir o primeiro plano
(Foreground) do Plano de fundo (Background). A cor mais adequada ao chromakey
é o Azul, porque se no primeiro plano estiver uma pessoa (um locutor, por exemplo),
a imagem final ficará mais agradável, pois o Azul e a cor da pele (caucasiana) são
complementares.




                                         89
CIF – Formato de Imagem Comum
      É o formato usado para trocar conteúdo por todo o mundo. 1. Para
computadores, o tamanho é 352 x 240 pixels. 2. Para alta definição digital, ratificado
pela International Telecommunications Union (ITU), em junho de 1999, a estrutura
de amostragem digital 1920 x 1080 é um formato mundial. Todos os parâmetros
técnicos de suporte relacionados à varredura, colorimetria, características de
transferência, etc., são universais. O CIF pode ser usado com uma variedade de
taxas de captura de imagens: 60p, 50p, 30p, 25p, 24p, assim como 60i e 50i. O
padrão é identificado como ITU-R BT 709-3.


Codec: Codificador - decodificador
      Um dispositivo que converte sinais analógicos de áudio e de vídeo em
formato digital para transmissão em instalações de telecomunicações e também
recupera o formato original na saída.


Codificação de canal
      É um conjunto de técnicas de codificação e correção de erros, para proteger a
integridade dos dados que estão sendo transportados através de um canal.
Tipicamente usada em canais com altas taxas de erros de bits, tais como
transmissão terrestre, transmissão via satélite e gravação em Vídeo Tape.


COFDM
      Codificação por Multiplexação de Freqüências Ortogonais. É o tipo de
modulação usado pelos sistemas europeu – DVB, e Japonês – ISDB. A modulação
COFDM usa milhares de portadoras para que os bits sejam transmitidos para os
receptores dentro da área de cobertura do canal.


Comissão Federal de Comunicações/EUA (FCC)
      Agência governamental, independente, Americana, diretamente responsável
por congregar e comandar a regulamentação interestadual e internacional das
comunicações via rádio, televisão, telefonia, satélite e cabo, nos EUA. A jurisdição
do FCC cobre 50 estados, o Distrito de Columbia e as possessões do EUA.


                                         90
Compressão
      O processo de colocar um arquivo grande em um espaço que é muitas vezes
menor. No caso de vídeo, um método usado para TV Digital é o MPEG-2. Pode
ocupar quatro canais inteiros de programação e dados e os comprimir em espaço
igual ao ocupado atualmente por um único canal analógico. Um algoritmo adotado
para compressão de áudio para TV Digital é AC-3 (No sistema ATSC).


Datacasting
      É a transmissão de informações e outros serviços usando o canal da televisão
digital. Os broadcasters podem usar seus canais de TV Digital para oferecer serviços
ou dados adicionais. Por exemplo, um programa de turismo pode ser transmitido
junto com dados onde há informações sobre reservas de hotéis, passeios e
transporte. Os telespectadores poderão acessa-las enquanto assistem ao programa.
Os professores poderão acessar planos de aulas e materiais de ensino enquanto
assistem TV. Esta informação pode aparecer como um menu de escolhas na TV ou
na tela do computador, e o telespectador pode ler na tela ou imprimir para referência
futura. Um dos maiores benefícios do sistema de transmissão digital é a capacidade
de não somente mandar imagens e sons, mas também enviar dados. Dados
relacionados com os programas engrandecerão o show de televisão que você
assiste atualmente. Por exemplo, um programa de Ciências poderá incluir quebra-
cabeças sobre ciências para professores, gráficos de tabelas periódicas, um jogo
sobre a estrutura da molécula, clips de áudio com as vozes de vários animais ou
qualquer outra coisa que se possa imaginar que possa ser transmitido digitalmente.


Display de tela plana
      Telas planas dos receptores de TV, com pequena profundidade parecendo
quadros de molduras. Estão substituindo os atuais CRTs que por terem canhão
eletrônico, apresentam uma grande profundidade e peso além de não terem a área
da imagem completamente plana. Os displays de tela plana usam tecnologia de
plasma ou OLEDs e são mais facilmente manuseados que os CRTs.




                                         91
Display
        É a tela de TV. Ao contrário da TV analógica, o display pode ser usado
independente do sistema, basta apenas que ele seja acoplado ao receptor do
padrão local de transmissão digital. Conceito parecido com o de monitor, utilizado
em computadores.


DVB
        Digital Vídeo Broadcasting – padrão europeu de TV digital. Foi desenvolvido
depois do americano ATSC, com o intuito de ampliar a competitividade da TV aberta
com a TV por assinatura, como DTH (televisão via satélite) e TV a cabo. Sua
principal aplicação é a transmissão de múltiplos programas em um só canal. Utiliza a
modulação COFDM, também usada no sistema ISDB.


Eixos
        Relacionados à manipulação da imagem digital, o eixo X é uma linha
horizontal que corta o centro da cena, o eixo Y é uma linha vertical, e o eixo Z está
na terceira dimensão, perpendicular aos eixos X e Y, e indica a profundidade e a
distância.


HDTV ou TV de alta definição
        A TV digital permite a transmissão de imagens com resolução até seis vezes
maior que as das TVs atuais, além de som surround com qualidade de CD. A HDTV
tem 1080 linhas de resolução, contra as 480 dos aparelhos atuais.


ISDB
        Transmissão Digital de Serviços Integrados – é o padrão japonês de TV
digital. Dos três sistemas existentes, foi o último a ser desenvolvido e integra nas
suas aplicações a TV de alta definição (HDTV), múltiplas programações, TV móvel e
portátil e datacasting. Já foi desenvolvido visando a convergência com outros
aparelhos como celulares 3G e computadores de mão, que, para tanto, deverão ser
equipados com o chip receptor. Utiliza a modulação COFDM, também usada no
sistema DVB.


                                         92
ITU-R 601, 4:2:2
      É o padrão para equipamento digital de estúdio e normalmente os termos
―4:2:2‖ e ‖601‖ são usados como sinônimos (apesar de não ser correto
tecnicamente). A amostragem de freqüência para Y é 13,5 MHz e para R-Y e para B-
Y é 6,75MHz , fornecendo a largura de banda máxima de 3,37 MHz para
crominância, o que é suficiente para fazer cromakey de alta qualidade. O formato
especifica oito bits de resolução. Os detalhes completos do padrão estão no ITU-R
BT. 601-2.


Largura de banda
      A capacidade de transmissão. Refere-se à largura de um canal através do
qual os dados podem ser transmitidos.Canais para TV aberta , sejam analógicos ou
digitais, têm 6Mhz de largura de banda. É a soma de espectro disponível para cada
licença de telecomunicações.


Modulação
      É o processo onde certas características de uma onda eletromagnética
(também chamada de portadora) variam de acordo com uma mensagem que se
deseja transmitir. Ou seja, o termo técnico que descreve a maneira que a informação
é ―empacotada para viagem‖. Quando se faz uma transmissão, o sinal pode sofrer
uma série de interferências e degradações. A modulação é responsável pela
―proteção‖ do sinal transmitido, visando fazer com que ele chegue ao seu destino de
modo que a informação originalmente transmitida possa ser reconstituída da
maneira mais fiel possível.


Multicasting ou Múltipla programação
      É a possibilidade de transmitir mais de um programa, ao mesmo tempo em
um mesmo canal. Permite ao telespectador escolher entre vários programas ou
ângulos de câmera o que quer assistir. Com o multicasting, uma dona-de-casa vai
poder escolher entre ver um programa de receitas pela manhã, ou deixar seus filhos
assistirem a outra programação, que estará sendo transmitida ao mesmo tempo e no
mesmo canal. Com duas ou mais tevês em casa, cada um assiste ao seu programa
favorito. Em outra aplicação de multicasting, o espectador de uma partida de futebol
                                        93
vai poder escolher de que ângulo quer ver o jogo, pois o sinal de várias câmeras
será transmitido no mesmo canal, e o telespectador poderá escolher qual câmera ele
que acompanhar.


NTSC/ EUA
        Comitê Nacional de Sistemas de Televisão, o grupo que estabeleceu os
padrões da Televisão analógica por volta dos anos 50. A abreviatura é usada para
se referir ao padrão americano de TV em cores vigente nos EUA e em outros países.


PAL
        Phase Alternation Line. O formato de sinal de vídeo usado na Europa e em
parte da Ásia. Os sinais PAL fornecem 25 quadros por segundo, e portanto são
incompatíveis com o NTSC, o formato de sinal de vídeo americano.


Pixel
        Uma abreviatura de ―elemento de imagem – picture element‖. É o menor
elemento em uma imagem de TV. O número total de pixels limita o detalhe que pode
ser visto na televisão. Um televisor típico tem menos de meio milhão de pixels. A
quantidade de pixels para HDTV é cerca de dois milhões.


Prazo de transição
        A transição para a TV digital vai ser gradual. Os dois sistemas coexistirão, ou
seja, as emissoras terão uma transmissão analógica e outra digital durante vários
anos, para dar tempo ao telespectador para se adaptar ao novo sistema, adquirindo
o receptor. A ANATEL deverá definir o cronograma da transmissão digital. As
primeiras transmissões de TV digital deverão acontecer cerca de um ano e meio
depois da definição do padrão a ser utilizado no Brasil.


Programas com definição para tela larga
        Termo usado pela PBS para identificar programas produzidos com relação de
aspecto 16:9, mas não para transmissão em HDTV.




                                           94
Relação de Aspecto
      A relação entre largura e altura da tela. Para HDTV, a relação de aspecto é
16:9 (16 unidades de largura por 9 unidades de altura), mais semelhante a tela de
cinema. Hoje a tela da televisão analógica é 4:3, ou quase quadrada. Existem outras
relações.


Resolução
      Uma indicação do menor detalhe que pode ser visto, ou resolvido, na
reprodução da imagem. Embora seja influenciada pelo número de pixels em uma
imagem (para HDTV aproximadamente 2.000 x 1.000; para transmissão vigente
padrão NTSC, 720 x487), observe que o número de pixels não define a resolução
final, mas simplesmente a resolução naquela parte do equipamento. A qualidade das
lentes, tubos do display, processo de filmagem e scanners de filme, etc., usados
para produzir a imagem na tela, todos devem ser levados em consideração.


SECAM
      O formato de sinal de vídeo Francês e da antiga Rússia. O SECAM (Cores
seqüenciais na memória) é incompatível com os formatos PAL e NTSC. Na realidade
o sistema russo era um pouco diferente do SECAM e ficou conhecido como SECAM
IV.


Servidor de vídeo
      Um sistema de armazenamento de vídeo e de áudio para uma rede de
clientes. Enquanto há alguns sistemas analógicos baseados em disco óptico, a
maioria utilizada em aplicações profissionais e de broadcast é baseada em
armazenagem digital em disco. Alem do uso para vídeo sob demanda (VOD – video
on demand), os servidores de vídeo são aplicados em três áreas de operação de TV:
transmissão, pós-produção e jornalismo. Comparados com os servidores de uso
geral para arquivo, os servidores de vídeo necessitam manusear muito mais dados e
arquivos maiores que tem de ser continuamente enviados. A capacidade de
armazenamento é muito maior, tipicamente acima de 500 gigabytes ou mais. A
operação depende inteiramente dos dispositivos conectados, ilhas de edição,


                                        95
sistemas de automação, servidores secundários, etc. Para ser eficiente precisa ter
operação remota e estar ligado em rede.


Set-Top Box ou Caixinha Conversora
      É um pequeno aparelho colocado sobre o televisor (tamanho parecido com
um VCR comum), semelhante aos usados na TV a cabo ou via satélite. Ele permite
ao telespectador usufruir quase todas as vantagens da TV digital em seu aparelho
atual, como imagem perfeita, sem fantasmas e ruídos, múltiplos programas e
datacasting. Para assistir a TV de alta definição, o telespectador terá que comprar
um novo aparelho. Caso ele já tenha a caixinha conversora, poderá comprar
somente o monitor de HDTV. Caso contrário, poderá comprar o receptor integrado.


Simulcast
      È a transmissão de programação sobre dois ou mais mídias ou canais
separados, ao mesmo tempo. Por exemplo, os telespectadores vendo uma
transmissão de TV em rede nacional de um jogo de futebol, envolvendo seu time
local, podem assistir a TV pela rede, mas podem sintonizar o som para ouvir os
anunciantes locais que estão promovendo o jogo pelo rádio.
Algumas emissoras de rádio AM e FM já fazem isso. O FCC planeja que a
programação de DTV seja obrigatoriamente transmitida pela rede analógica atual.
Essa exigência que é para proteger o interesse público, reduziria a possibilidade de
dois tipos ou níveis de qualidade na programação.


Streaming de Mídia
      É o conteúdo multimídia – do tipo vídeo, áudio, texto ou animação – que é
mostrado por um cliente conforme é recebido através da Internet (com recursos de
banda larga), rede de broadcast ou armazenamento local.


t-Commerce
      Ou Television-Commerce. Com a TV digital, será possível comprar
determinados produtos através da TV. No futuro, alguém interessado na trilha
sonora de um filme ou de uma novela, vai poder comprar o CD sem sair de casa ou
de frente da televisão.
                                          96
Tela larga
      Termo dado ao display de imagem que tem uma relação de aspecto mais
larga que a comum. Por exemplo, a relação de aspecto das TVs comuns é 4:3 e
essa é 16:9. Apesar desta ser a relação de aspecto utilizada pela HDTV, a tela larga
também pode ser usada com os sistemas de definição comuns (SDTV).


Televisão analógica, digital e de alta definição
      Os televisores tradicionais recebem sinais de rádio através de ondas ou sinais
elétricos via cabo. A amplitude das ondas de rádio ou a variação de intensidade dos
sinais elétricos informam ao televisor qual cor apresentar e com que brilho em cada
ponto (pixel) específico da tela. O televisor digital também recebe sinais elétricos,
mas eles representam 0s( zeros) ou 1s(uns). Então, um decodificador transforma
esse trem de bits em padrões de pixels na tela. A televisão digital, ou DTV inclui a
HDTV, televisão de alta definição, que é um conjunto de padrões de qualidade para
sinais de vídeo e áudio. Cada um se tornará um padrão industrial permanente para
ser visto. Geralmente, o HDTV fornece cinco canais de áudio surround, (quatro deles
com qualidade CD) e cerca de cinco vezes mais informação de imagem (elementos
de imagem ou pixels) do que a televisão convencional.


Televisão Avançada (ATV)
      É o nome adotado pela FCC para Televisão Digital – DTV.


Televisão digital comum (SDTV)
      Um sistema de televisão digital que é similar aos padrões vigentes de
resolução de imagem e relação de aspecto. A imagem e o som serão melhores do
que em NTSC. Oferece a capacidade de transmitir quatro ou mais programas com
qualidade padrão (equivalente ao NTSC), no lugar de HDTV, usando o mesmo
canal. O SDTV também incorpora som estéreo além de uma ampla faixa de serviços
de dados.




                                         97
Televisão Interativa
      A      combinação   da   televisão     com   conteúdos   enriquecidos.   Fornece
entretenimento e informação melhores, combinando a forma tradicional de assistir a
TV com a interatividade do computador pessoal. A programação pode incluir gráficos
especiais, acesso a Web com um click através de links cruzados na TV, correio
eletrônico e chats, e comércio on-line através de um canal de retorno.


TV Digital
      É a nova geração da televisão que, ao longo dos próximos anos, substituirá a
atual televisão analógica em todo o mundo. As transmissões digitais permitirão à
televisão aberta oferecer livremente ao telespectador inúmeras vantagens, algumas
das quais já estão sendo disponibilizadas através de outras mídias digitais, pagas. A
maioria das emissoras já usa equipamentos digitais em seus estúdios, que
independem do sistema a ser escolhido, assim como os displays digitais, já
existentes.


TV Móvel
      É a possibilidade captar os sinais de TV em dispositivos em movimento:
ônibus, trens, metrô, carros, barcos, etc.


TV Portátil
      É a recepção em equipamentos portáteis, que podem ou não estar em
movimento. Um exemplo são computadores de mão equipados com um receptor de
TV, no qual o espectador assiste a programação sem se deslocar. Outro exemplo
são telefones celulares equipados com um chip receptor.


Varredura entrelaçada
      O meio através do qual o tubo de imagens da televisão tradicional cria o vídeo
na tela. As câmeras formam um quadro da imagem a partir de dois campos sendo
um ímpar (contem as linhas ímpares) e outro par (contem as linhas pares). O padrão
de alta definição 1080i (o i significa varredura entrelaçada), é um dos formatos que
pode ser usado pelas emissoras para transmitir HDTV.


                                             98
Nos computadores a varredura é progressiva, ou seja, a imagem é formada linha a
linha sem pulos.


Varredura progressiva
        A forma pela qual o tubo de imagens dos monitores de computador – e, de
forma crescente, alguns televisores – mostram as imagens. Também denominada
como varredura "não entrelaçada", o processo usa um tubo de varredura progressiva
para enviar a informação para cada pixel na tela seqüencialmente – da esquerda
para direita e de cima para baixo – para criar a imagem na tela. O padrão de alta
definição 720p (progressivo) é um padrão de varredura progressiva. É identificada
pela letra p, minúscula após o número que dá a quantidade de linhas, por exemplo,
480p.




WebTV
        A rede WebTV, é um fabricante de Set-top boxes que são usados para
assistir televisão interativa e televisão comum. Estes receptores permitem aos
usuários ter acesso a Internet, incluindo o uso de correio eletrônico e salas de bate-
papo. Os Set-top boxes do tipo WebTV Plus Receiver são conectados a um televisor
comum e a uma linha telefônica. Esses Receptores aceitam links de várias TVs e
WebPIP. A WebPIP permite que os usuários vejam, simultaneamente, páginas da
Web e programação da TV , na mesma tela, sem uma TV do tipo picture-to picture
(duas imagens na mesma tela).




                                         99
6- REFERÊNCIAS


[1] ―Guide to the use of the ATSC Digital Television Standard‖, ATSC Document
A/54, October4, 1995
[2]   ―VSB/COFDM      project,   8VSB/COFDM       comparisson   report‖,   MSTV/NAB,
December 2000
[3] Recommendation CCIR 601, "Encoding parameters of digital television
for studios", 1982.
[4] www.dvb.org
[5] www.anatel.gov.br
[6] www.fcc.gov
[7] http://www.cdt.luth.se/~johnny/courses/smd074_1999_2/ CodingCompression
/kap28/slide0.html
[8] http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/papers/paper_14/paper_14.html>
[9] http://mpeg.telecomitalialab.com/>
[10] http://www.glue.umd.edu/~karir/mpeg2/tsld001.htm>
[11] http://leonardo.telecomitalialab.com/icjfiles/mpeg-4_si/11-Profiles_paper/11-
Profiles_paper.htm
[12] http://leonardo.telecomitalialab.com/icjfiles/mpeg-4_si/
[13] http://computer.org/multimedia/articles/mpeg4_1.htm
[14] http://garuda.imag.fr/MPEG4/syssite/syspub/index.html
[15] Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão e Telecomunicações
[16] Tv Cultura – Eng. Valderez Donzelli, Eng Francisco Sérgio Husni Ribeiro.
[17] Tv Globo – Eng. Edson Siquara




                                          100

								
To top