Instituto Federal de Alagoas Campus MaceiCurso de Eletrnica

Sistemas de udio e Vdeo

Macei, AL, 10 de setembro de 2015.Instituto Federal de Alagoas Campus MaceiCurso de Eletrnica

Sistemas de udio e Vdeo

Alunos: Christian Correia da Silva Clviton Carvalho Filho Dhandara Lucmilla C da Silva Lidiane Ferreira da Silva Andreza Paulla Bezerra da Costa Thiago da Silva Santos Vitor Messias de LimaTurma: 324 - BProfessor: Vangasse

Macei, AL, 10 de setembro de 2015.

Crominncia

Como os bastonetes e os cones constituem dois tipos de sensores diferentes que apreendem a intensidade da luz e as diferenas de cor, usual associ-los, respectivamente, aos conceitos de luminncia e crominncia. Estes conceitos esto, por sua vez, relacionados com as diferentes formas de representar as cores.A crominncia (C), um dos dois elementos que conformam um sinal devdeo, junto com aluminncia(Y). A crominncia refere-se ao valor das cores, enquanto a luminncia se refere s luzes -branco e preto-. Os diferentes sistemas de difuso de vdeo -NTSC,PAL,SECAM, etc.- permitem misturar ou enviar por separado ambos os elementos.Em retransmisses televisivas, os valores C/Y so o primeiro a comprovar, posto que uma m qualidade ou sincronizao resultaria num pssimo sinal.

SECAM

SECAM(Squentiel Couleur Mmoire, francs para "cor sequencial com memria") um sistema de cor analgico usado pela primeira vez naFrana. Foi inventado porHenri de France.O desenvolvimento do SECAM comeou em 1956. A tecnologia estava pronta por volta do final dosanos 1950, mas era cedo demais para uma introduo em grande escala. O SECAM no trabalhava com o padro de televiso 819-linhas ento usado na rede de televiso francesa. A Frana teve de comear a converso ao mudar para o padro de 625-linhas, o que aconteceu no incio dosanos 1960com a introduo de uma segunda rede.O SECAM foi inaugurado na Frana em1 de Outubrode1967, nola seconde chane(a segunda rede), atualmente chamadaFrance 2. Um grupo de quatro homens, todos de terno, provavelmente apresentadores e executivos da rede, foram mostrados de p num estdio; a imagem estava em preto-e-branco e mudou repentinamente para cores. Um dos homens disse "agora vocs podem ver como realmente somos". Nessa altura, um televisor a cores custava 5000 Francos. A televiso a cores no foi inicialmente muito popular; apenas cerca de 1500 pessoas assistiram ao programa inaugural. Um ano mais tarde, apenas 200.000 aparelhos tinham sido vendidos, quando se esperavam 1 milho.SECAM foi mais tarde adotado pelas antigas colnias francesas ebelgas, pases doleste europeu, a antigaUnio Soviticae pases do Mdio Oriente. No entanto, com aqueda do comunismo, e seguindo um perodo em que aparelhos de televiso multipadres se tornaram comuns, muitos pases do leste europeu decidiram mudar para PAL.H trs variedades do padro: SECAM francs (SECAM-L), utilizado na Frana e em suas antigas colnias; SECAM B/G, utilizado noOriente Mdio, j foi utilizado naGrciae na antigaAlemanha Oriental; SECAM D/K, utilizado naCEI e naEuropa Oriental.A Frana tambm introduziu o padro SECAM para as suas dependncias. No entanto, o padro SECAM utilizado nos territrios ultramarinos franceses (assim como nos pasesafricanosque j foram controlados pela Frana) era ligeiramente diferente do SECAM utilizado na Frana metropolitana (continental). Aquele utilizado no pas era SECAM-L e uma variante da informao do canal para os canais VHF 2 a 10. Territrios ultramarinos franceses e muitos pases africanos francfonos utilizam o padro SECAM-K e uma variante incompatvel da informao do canal para os canais VHF 4 a 9.

PAL

PAL, sigla eminglsdePhaseAlternatingLine, cuja traduo significaLinha de Fase Alternante, uma forma de codificao da cor usada nos sistemas de transmisso televisiva, usado por boa parte do mundo exceto na maior parte das Amricas, alguns pases Asiticos (que usam oNTSC), partes do Mdio oriente, Europa de Leste e Frana (que usam o sistemaSECAM, apesar de a maioria deles estarem em processo de adoo do PAL). O PAL foi desenvolvido naAlemanhaem 1962 porWalter Bruch, que trabalhara na empresaTelefunken, sendo apresentado em 1963 e introduzido em agosto de 1967.A empresa francesaThompson, ondeHenri de Francedesenvolveu o SECAM, mais tarde comprou aTelefunken. A Thompson est tambm detrs da marcaRCAem eletrnica de consumo. A RCA criou o padro de TV em coresNTSC(antes da Thompson ter-se envolvido).OBrasilutiliza uma variao do sistema, denominadoPAL-M, quando introduziu a televiso em cores, em 1972, com a transmisso da Festa da UvaemCaxias do Sul.

NTSC

NTSC o sistema de televiso analgico em uso nosEstados Unidos, na maioria dos pases da Amrica (o Brasil, com sistema padroPAL-M, uma das excees que no utilizam esse sistema), em alguns pases do leste asitico e tambm utilizado na reproduo em DVDs players. Recebeu o nome do National Television System(s) Committee(Comit Nacional do(s) Sistema(s) de Televiso), a organizao representativa do setor, responsvel pela criao deste padro.O sistema NTSC fornece 525 linhas e 29,97fotogramaspor segundo. Esses 29,97fotogramasde vdeo por segundo so formados por 59,94 campos de vdeo por segundo. O sistema de 59,94 campos do padro NTSC baseia-se no ciclo de 60Hz do sistema eltrico utilizado nos pases que usam esse sistema. J nos pases onde o sistema eltrico tem ciclos de 50 Hz, foi preciso desenvolver ou adotar sistemas de televiso compatveis, isto , de 50 campos por segundo. O NTSC tem uma relao de aspecto de 4:3. A exibio das imagens feita porvarredura entrelaada.No NTSC-M a crominncia transmitida em 3,579545 MHz acima da portadora de vdeo (no PAL-M 3,575611 MHz). O burst tem fase fixa em 180,(R-Y) em 90 (ambos no fazem alternncia de fase linha a linha como no sistema PAL) e (B-Y) em 0.Embora o receptor separe a crominncia em (R-Y) e (B-Y), a transmisso usa como componentes de cor Q e I, que so obtidas das combinaes: Q= 21%R - 52%G + 31%B e I= 60%R - 28%G - 32%B. Apesar desta diferena de componentes na transmisso, o mesmo demodulador (B-Y)/(R-Y) conseguir demodular Q e I, isso porque nos dois pares h 90 de defasagem entre as componentes. Quanto s demais caractersticas (nmero de linhas, sincronismo horizontal e sincronismo vertical e etc.) so iguais no NTSC e no PAL-M. Entretanto, em outros padres como no PAL-N, h diferenas. A desigualdade deriva do padro (M, N, G) e no do sistema (NTSC,PAL).O sinal de crominncia injetado diretamente nos demoduladores (B-Y) e (R-Y). Para a demodulao basta o sincronismo com a portadora 3,58 MHz fornecida pelo oscilador, defasada 90 para (R-Y) e sem defasagem para (B-Y). A sada dos demoduladores (B-Y) e (R-Y) na faixa de 0 a 0,5 MHz, sem qualquer problema de alternncia. O separador de burst filtra o burst durante o apagamento horizontal, enviando-o para o AFPC (Automatic Frequency and Phase Control - Controle Automtico de Frequncia e Fase), sincronizando o oscilador a 3,58 MHz com o burst. Ainda no AFPC gerada para o inibidor uma tenso indicativa da presena ou no de burst, para transmisso a cores ou preto e branco. De acordo com esta tenso o inibidor corta o amplificador de crominncia (transmisso preto e branco), ou no (transmisso a cores). O CAG (Controle Automtico de Ganho) recebe uma amostra do burst e de acordo com sua amplitude altera o ganho do amplificador de crominncia, estabilizando o nvel do sinal amplificado. Como amatizdas cores no NTSC muito instvel, sendo facilmente alterado por interferncia na transmisso, os receptores deste sistema dispem de um controle acessvel ao telespectador (Controle de Cor) que corrige a fase do oscilador com 3,58 MHz.O sistema PAL foi criado para resolver o problema da variao de cor do sistema NTSC. Algumas pessoas interpretavam a sigla como significandoNeverTwice theSameColor(Nunca a mesma cor duas vezes), questionando a qualidade e a estabilidade do sistema em relao ao sistemaPAL.

Sistema de codificao televisiva por naes.

Sistemas de varredura

Cadncia("frame rate"), emaudiovisual, a medida do nmero de imagens ou quadros individuais que um determinado dispositivo ptico ou eletrnico processa e exibe por unidade de tempo. Emcinema, cada uma destas imagens chamada defotograma, e a cadncia medida emfotogramas por segundo(fps) ouquadros por segundo(qps). Emvdeoe demais mdias eletrnicas, as imagens individuais so chamadas deframes, e a medida da cadncia emframes por segundo(fps).O termo se aplica igualmente emcomputao grficae sistemas decaptura de movimento("motion capture"). Nestes casos, utiliza-se muitas vezes a unidadeHertz(Hz ou oscilaes por segundo), o que coerente com oSistema Internacional de Unidades, mas pode provocar confuso com afrequnciade transmisso dos sinais eletrnicos necessrios para gerar as imagens, que tambm medida em Hertz.Em cinema, a cadncia de projeo padro, desde1929, foi fixada em 24 qps. Mas, no perodo docinema mudo, a maioria dos filmes era rodado com cadncias entre 16 e 20 qps.Em vdeo, os principais sistemas existentes lidam com cadncias entre 25 fps (PALeSECAM) e 30 fps (NTSC, que na realidade trabalha a 29.97 fps).No entanto, estes sistemas de vdeo foram desenvolvidos comvarredura entrelaada, o que significa que cada uma das imagens no formada por inteiro na tela, e sim metade de cada vez - primeiro as linhas mpares, depois as linhas pares, ou o contrrio. Para diferenciar os padres entrelaados dos sistemas devarredura progressivamais recentes, passou-se a designar a cadncia do PAL/SECAM como 50i e a do NTSC como 60i, sendo "i" a abreviatura para "interlaced" (entrelaado, em ingls). As cadncias progressivas de alguns sistemas de vdeo digital passaram a ser designadas como 30p, 25p, etc. E do cinema, que sempre lidou com imagens construdas por inteiro na tela (portanto de forma "progressiva"), passou-se a dizer que sua cadncia 24p.Existe uma diferena entre acadncia de exibio(oude projeo), padronizada para cada sistema, e acadncia de captao(oude filmagem). Na maioria dos casos, umproduto audiovisualdeve ter suas imagens captadas na mesma cadncia em que ele vai ser reproduzido.Mas o cinema desde os seus primrdios utiliza eventualmente imagens captadas a cadncias maiores que o padro para provocar o efeito de "slow motion". Por exemplo: umplanode filme que tenha sido rodado a48 fps, ao ser exibido na cadncia padro de 24 fps, apresentar movimentos duas vezes mais lentos que os originais. No Brasil, este efeito tornou-se conhecido como "cmara lenta", o que um equvoco, j que para produzi-lo precisa-se de umacmaramais rpida que o normal.O efeito contrrio ("fast motion") obtido, a sim, rodando a cmara a uma velocidade inferior cadncia normal. Por exemplo: imagens filmadas a 8 qps mostraro, na tela (a 24 qps), movimentos 3 vezes mais rpidos que o normal.

Varredura progressivaVarredura progressiva ouvarrimento progressivo(emingls,Progressive Scan) uma tcnica utilizada para montar o contedo datela. O modo progressivo "varre" a tela inteira em uma nica passada, transmitindo e exibindo todas as linhas da tela a cada atualizao.Este processo diferente do davarredura entrelaada(Interlaced), mais comum. O modo entrelaado monta em cada passagem metade das linhas da tela, as linhas pares ou mpares, formando a iluso de uma resoluo maior e transmitindo apenas metade da imagem formada. A varredura progressiva no pode ser utilizada com oconector RCAde vdeo comum (plug amarelo), estando disponvel apenas para outros tipos de conectores, como ovdeo componente(Verde, Azul e Vermelho) e oHDMI. A partir da necessrio configurar no menu do televisor,monitor,dvd ou outra fonte reprodutora a funo PROGRESSIVE SCAN. Quanto ao udio, (AUDIO IN) a conexo permanecer da forma convencional.

Para entender melhor como funcionam osSistemas de Gerao de Imagens, preciso voltar um pouco no tempo e ver como foram criados esses sistemas. O primeiro deles foi ovdeo entrelaado. Nos anos 1930, os engenheiros e cientistas que trabalharam no desenvolvimento da televiso resolveram o problema da limitada largura da banda de transmisso do sinal de vdeo e a limitao dos aparelhos de televiso (nos quais a camada interna de fsforo possua um tempo de resposta muito lento), dividindo cada quadro da imagem em duas partes (campos). Quem primeiro teve essa idia foi o engenheiro norte-americano Philo Taylor Farnsworth, inventor do tubo dissector de imagens. Farnsworth pensou em construir as imagens por meio de linhas formadas por um ponto percorrendo a tela. Essa idia surgiu quando observou, na fazenda em que morava, os sulcos paralelos deixados pelo arado ao se preparar o solo para plantio. Nesse mtodo, chamado de entrelaado (interlaced) e que usado at hoje, a imagem formada na tela por centenas de linhas horizontais, cada uma com milhares de pontos com informaes sobre brilho e cor. Esses pontos so ordenados da esquerda para a direita e de cima para baixo formando linhas, processo que chamado de varredura (scanning). Na varredura, as linhas mpares so escaneadas primeiro e depois as linhas pares. Isso ocorre tanto no sensor da cmera, para dividir a imagem em elementos (pixels), como no tubo do televisor, para reconstruir a imagem. Um conjunto de linhas (pares e mpares) forma um campo; dois campos formam um quadro. A cada 1/30 segundo formado um quadro da imagem, repetindo-se 30 vezes em um segundo (nos sistemas NTSC e PAL-M). A rpida sucesso na exibio dos diversos quadros estticos, d a sensao de movimento. Isto ocorre por uma caracterstica da viso chamada "Persistncia retiniana", que faz com que nossos olhos continuem a ver a imagem de um quadro esttico por uma frao de segundo (1/12 de segundo aproximadamente) depois que ela desaparece. Se, antes de passado esse tempo, outra imagem atingir nosso olho, ambas so fundidas numa continuidade. esse o princpio que est baseado a reproduo do movimento no cinema e no vdeo. como se a cmera estivesse tirando vrias fotografias por segundo. No cinema, um segundo de exibio tem vinte e quatro quadros; no vdeo, vinte e cinco ou trinta quadros dependendo do sistema (NTSC, PAL, SECAM). A velocidade de exibio dos quadros em cada sistema depende da ciclagem da rede eltrica local. Em um pas onde a frequncia da rede eltrica de 50 Hertz, ou seja, a polaridade da corrente eltrica muda de direo 50 vezes por segundo, a imagem deve ser formada na tela do televisor seguindo esta mesma frequncia, 50 campos de imagem por segundo (25 quadros). Em pases como o Brasil ou os Estados Unidos onde a energia eltrica de 60 ciclos por segundo, a imagem captada e transmitida com 525 linhas dividida nos dois campos, numa frequncia de 60 vezes por segundo (265,5 linhas pares e 265,5 linhas impares, 30 vezes cada uma). O sistema entrelaado apresenta alguns problemas como o Combing (feathering) e o Line twitter onde o contorno de pessoas ou objetos em movimento aparece deslocado para um lado ou o flicker que causa, defeitos que so ressaltados em telas maiores ou ento quando o monitor observado a curta distncia.Apesar desses problemas, o sistema entrelaado serviu bem durante muitas geraes e permanece ainda como padro nas transmisses de televiso analgica e na grande maioria dos equipamentos de vdeo. Recentemente foi introduzido um novo mtodo de escaneamento chamado de no-entrelaado ou progressive scan que hoje o foco de marketing principalmente dos fabricantes de DVD players.Para contornar os problemas do velho modo entrelaado, foi desenvolvido o mtodo de escaneamento no-entrelaado (noninterlaced) ou progressivo (progressive scan) que evita os defeitos descritos acima, desde que a fonte seja realmente de um sinal progressivo. Nesse processo, diferentemente do entrelaado, as linhas mpares e pares so combinadas e reproduzidas ao mesmo tempo, formando um quadro completo. O tempo que esse processo leva para montar uma linha o mesmo do modo entrelaado. A diferena que, enquanto o modo tradicional gasta 1/60 segundo montando somente linhas pares e depois mais 1/60 segundo montando s mpares, o progressive monta todas as linhas uma aps a outra, ou seja, constri metade de um quadro em 1/60 segundo. Nos dois sistemas, o quadro completo formado em 1/30 segundo. Alm do tempo padro de trinta quadros por segundo, existem cmeras que captam no modo progressive em 24 quadros por segundo e tambm em sessenta quadros por segundo (HDTV). Cada quadro exibe todas as linhas numa nica passada, de cima para baixo, resultando em imagens sem cintilaes e com linhas muito menos visveis, o que torna o sistema ideal para as novas tecnologias de monitores que j esto preparados para receber vdeo progressivo, como monitores de plasma, os de cristal lquido, as televises de alta definio. Hoje, porm, as imagens gravadas no sistemaprogressive scanainda so raras. Quase todos os discos DVD so do tipo entrelaado, porque a maioria dos televisores s aceita esse modo. Por isso, foram desenvolvidos alguns mtodos de criao de imagens progressivas a partir de uma fonte entrelaada, chamadode-interlacing, dobrador de linhas, ou "scan conversion", entre outros. Esse procedimento altamente complexo e, se no for bem feito, pode ter pssimo resultado. Alm disso, ode-interlacingno aumenta a resoluo vertical da imagem, apenas corrige os vrios problemas apresentados na exibio.

Varredura entrelaadaIntercalado com preto (sem imagem) e imagem. Cada linha de seu monitor de vdeo, exibido uma linha de imagem, e em seguida abaixo, uma linha sem imagem. Logo aps outra com imagem e outra sem. Desse modo, uma imagem pequena que ocupa pouco espao, sendo reproduzida em um televisor, aparenta resolues mais altas.Isso iluso de tica.Exemplo:0000000000000000000000000- - - - - - - - - - - - -0000000000000000000000000- - - - - - - - - - - - -0000000000000000000000000- - - - - - - - - - - - -0000000000000000000000000- - - - - - - - - - - - -Assim que exibido imagens de vdeo, como cabo coaxial e RCA. J no computador, normalmente no usado esse tipo de imagem, pois no computador, como os Dot Pichso muito inferiores ao da televiso, a imagem iria aparecer distorcida, alm de o usurio conseguir ver as linhas pretas (sem imagem) com muita facilidade.A imagem do monitor de computador assim:00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000(Sendo "0" igual ao pixel onde contm imagem.)Quando as resolues de um monitor so exageradamente grandes, o modo interlaado usado para se conseguir essas resolues, mas na verdade, a imagem produzida pela metade.Ou seja, algum usa uma resoluo de 1240x1024. para o processador de vdeo a mesma coisa que se (questo de processamento) a resoluo de 1024x512.Exemplo:Imagem original: 000000000000000000000111111111111111111111222222222222222222222333333333333333333333444444444444444444444555555555555555555555Interlaada ou intercalada: (interlaced)000000000000000000000- - - - - - - - - - -222222222222222222222- - - - - - - - - - -444444444444444444444- - - - - - - - - - -(sendo "- - - - -" a linha no existente, ocupada por preto)Essa explicao somente para modo interlaado de modo de exibio de vdeo em televisores e monitores.No se refere a imagens GIF interlaadas.

Posteriormente, os campos so reproduzidos entrelaados sucessivamente, cada 2 campos montando um frame. Se o vdeo for congelado ou a velocidade de reproduo for diminuda, possvel perceber o serrilhado na imagem formada pelos 2 campos diferentes.UsosO modo entrelaado era utilizado em televisores CRT, enquanto o progressivo utilizado em televisores plasma e LCD.Modo Usado/SugeridoComo j quase no existem mais monitores CRT analgicos o uso de vdeos entrelaados no mais necessrio. H a alegao que o sinal do sistema brasileiro de televiso digital 1080i, ou seja, um formato entrelaado. Mas esse sinal, quando passa pelo processamento do monitor de televiso LCD ou LED, processado novamente para se tornar progressivo.Da pior para a melhor resoluo, a relao seria 1080i > 720p > 1080p.O nmero de linhas horizontais (720 ou 1080) importante, mas no tanto quanto o modo de varredura (progressiva ou entrelaada). Sendo assim, se voc preza por uma imagem de qualidade, prefira sempre 720p em vez de 1080i.Bibliografia

Disponvel em >> http://teoriadacor sistemasdigitais.blogspot.com.br/2011/02 /luminancia-e-crominancia.html, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> http://www2.ufersa.edu.br/portal/view/uploads/setores/164/ arquivos/SistemaMultimidia/aula06_fundamentos_videos.pdf, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> https://pt.m.wikipedia.org/wiki/SECAM, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> https://pt.m.wikipedia.org/wiki/NTSC, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Varredura_progressiva, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> http://www.egberto.eletrica.ufu.br/STV/15mar1086.pdf, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Varredura_entrela%C3%A7ada, acesso em setembro de 2015.Disponvel em >> https://angmarim.wordpress.com/2015/06/23/video-parte-1-modos-de-captura-progressivo-vs-entrelacado/, acesso em setembro de 2015.