1. SD-HD Vidéo numérique mesures… Conversions SD – HD: vice et versa…...

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SD-HD Vidéo numérique

mesures…

Conversions SD – HD: vice et versa…

yvon.penarguear@tek.com

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Les contributions de Tektronix en SDI

Les apports en vidéo numérique (wfm601)

Alarme sur gamut

Mode Diamant

Le RP 165 (EDH)

L’arrowhead

…

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Passage Composite - Composantes

Production initiale RVB

Conversion Y, B-Y, R-Y– Format de production– Avantages (B passante, sensibilité,…)– Espace colorimétrique réduit

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Notions de Gamut, légal , valide

Le « Gamut » est la plage des couleurs restituables dans un système colorimétrique spécifique, éclairé en D65.

Signal légal: tension de 0 à 700 mv (SD et HD)

Signal valide: limité à l’espace colorimétrique Un signal valide est toujours légal Un signal légal n’est pas toujours valide

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ValideValide

Légal illégal

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Le mode diamant

Espace R V B pour un signal Y, Cb, Cr

Signaux Légaux en Y Cb Cr

Signaux illégaux en RVB…

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Le mode Diamant du WFM601

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Mode Diamant du WFM700 et des suivants

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Cas de la mire à barres SMPTE

Mire à barres SMPTE

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Erreurs en GBR

OK en composite

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Affichage en « Arrowhead »

Cas de la mire SMPTE– Valide en Y DrDb– Illégale en RVB– Légale en Composite

Autre mode d’affichage– La pointe de flèche

Retour à l’espace RVB

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Affichage « arrowheah » pointe de flèche

MIre à 75%

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Affichage « arrowheah » pointe de flèche

Mire à 100%

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Respect des Gamuts (inter- opérabilité)

Etalonnage en SD et en HD– Y Cb Cr avec valeurs > 700mv

avec valeurs < 0v (infra-noirs)

– Tout va bien en local !!!– Pourrait être un avantage en passage > film

Amélioration de la dynamique, mais…

Changement de display = danger !– Autre moniteur– Téléviseur et Télédiffusion– Video projecteur

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Respect des Gamuts

C’est la garantie que les images seront affichées dans les mêmes conditions qu’à l’origine, par des système d’affichage de plus en plus divers

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Respect jusqu’où ?

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Valeurs préconisées

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Petit changement en Colorimétrie…ITU 709 SMPTE 240

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3 références de colorimétrie en CIE xy

Blanc D65

240

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Colorimétrie SD - HD

ITU 709-2

SMPTE 240M

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Mire à Barres 75 % HD1080i 50Y=.216R+ .715G + .0722B

Mire à Barres 75 % SD625i 50Y= .299R + .587G + .114B

Matriçage différent !

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Blc

J

CyV

MgR

B noir

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Vecteurscope en HD

Vecteurscope en SD

Mire à barre à 75% en SD et HD

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Tektronix

Mai 2006

Les mesures de conformité SD/HD

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Agenda

Problèmes de la couche physique et “Digital Cliff”

Garantie de transmission des signaux numériques

Timing en numérique

Timing en HD

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Test de la couche physique

Pourquoi faire cette mesure?– Validation du cablage– S’assurer d’une performance uniforme et répétée

Quelles limites?– Standards tels que RP-184, ITU-R BT.656, AES-3

Le système va t-il tomber en panne?– Basé sur la robustesse des équipements opérationnels

Importance de maintenir une bonne santé du système pour prévenir le défaut

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Effet falaise : ”Digital Cliff”

Qu’est-ce ?– Perte brutale du signal– Défaillance à récupérer l’horloge / extraire les données

Quand sait-on que l’on s’en approche?– Seule façon: les essais / la mesure de la couche physique

Quelles causes?– Type de câble et longueur ( ancienne installation)– Câble endommagé ( régies mobiles)– Mauvaises terminaisons 75 Ohms– Problèmes de conception

Quelles mesures effectuer?– Mesures sur l’oeil– Surveillance des CRC et EDH

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Observation de l’effet “Digital Cliff”

A quelle distance du gouffre?

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Construction du diagramme de l’oeil

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Construction du diagramme de l’oeil

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Construction du diagramme de l’oeil

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Construction du diagramme de l’oeil

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Construction du diagramme de l’oeil

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UnitInterval

0.8 Volts+ 10%

Jitter0.2 UI p-p

20% to 80%Risetime

Mesure du diagramme de l’oeil Spécifications

One Clock Interval

OvershootRising/Falling Edgeless than 10%

Unit Interval = 3.7ns SD = 673.4ps HD

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Qu’est ce que la gigue? Définition:

la gigue est définie comme la variation de certains instants particuliers d’un signal numérique (tels que les points de transition) de leur position idéale en temps.

Time Interval Error – Jitter

Dus à des phénomènes divers de fréquence, d’amplitude et de phase dans les transitions .

1 UI

Tj Jitter Frequency (Hz) = 1/Tj

Jitter Amplitude (peak-to-peak)

0 1 1 0 1

1 UI

Tj Jitter Frequency (Hz) = 1/Tj

Jitter Amplitude (peak-to-peak)

0 1 1 0 1

t

Signalidéal

SignalGigué

Time Intervall Error TIE

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Mesures de l’oeil en HD

134ps800mv

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t0t-1

Signal originel (2 bits en temps)

Tj=1/fj

t0

t6

t18

t24

Résultat(démodulé)

Forme de gigue

Amplitude: giguecrête à crête

fj

Transformation en unspectre idéal de gigue

f

Supposons une gigue sinusoïdalet0 t6

t7t12t18

t19 t24

Frontgigué

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Diagramme de l’oeil

Terminaison défectueuseSignal SDI correctement terminé

400mv

Oeil presque ferméEncore apte à extraire une image

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Surveillance de l’EDH et du CRC

EDH (Error Detection & Handling) pour la SD– Donne un checksum en trame entière et en partie active– Report en secondes erronées– Données EDH placées sur la ligne line 5 (en 625 lignes)

CRC (Cyclic Redundancy Coding) en HD– Donne un checksum pour chaque ligne en luminance et

chrominance– Report en secondes erronées en luminance et chrominance– Placé à la fin de la séquence EAV

Vérification simplifiée des erreurs sur le signal en exploitation

Une erreur toutes les heures ou davantage peut annoncer un problème !

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Récepteur SDI

CableEqualizer

Clock and DataRecovery

CLK

Serial-to-Parallel

÷20or

÷10

Decoder10/20 10/20 EAV/SAV &

Data Extraction

RateSelection

Y

CHD-Y or SD

HD-C

10

10

EAV/SAV

Bit-Rate Clock Word-Rate ClockClock

Data

EDHChecker

CRCChecker

EDH Error

CRC Error

Entrée

f

A

Résultante

Bande de l‘égaliseur

Bande du câble

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Vérification du CRC

CbY CRC CrY‘ CRC

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Jitter : Plage de mesure

10 Hz 1/10 f(clk)

Timing Jitter

Timing Jitter : (1.0UI)

Variations temporelles d’un signal numérique par rapport à une horloge sans jitter au delà de fréquences basses (environ 10Hz)

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Jitter : Plage de mesure

Alignment Jitter : (0.2UI)

Variation temporelles des fronts d’un signal numérique par rapport à une horloge extraite du signal même(les composantes de gigue seront au dessus de 10Hz mais en dessous de la plage 1kHz - 100kHz)

1 kHz 1/10 f(clk)

Alignment Jitter

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Affichage de la gigue

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Œil SDI : connexion directe

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Après 150m de câble …

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150m + 50m

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SDI : signaux pathologiques à 210m

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Signaux pathologiques - SDI Checkfield

20 BITS

19 BITS

1 BIT

20 BITS

HORIZONTAL ACTIVE LINE ONLY

Les conditions apparaissent 1 fois par trame sur une ligne entière

VERTICAL BLANKING INTERVAL

FIRST HALF OF ACTIVE FIELD

300h, 198h

FOR CABLE EQUALIZER TESTING

SECOND HALF OF ACTIVE FIELD

200h, 110h

FOR PHASE LOCKED LOOP TESTING

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Signal HD-SDI sur scope 4 GHz (rt=80ps)

Fall : 138 ps

Rise : 160ps

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60 cm de RG 59 ( WFM700M)

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3m de RG59

59

30 m de RG 59

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42m de RG59 (divers câbles)

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Contrôle d’erreur sur 42m RG59

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~ 67 m de câbles divers …

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Contrôle d’erreurs sur 67m de câbles

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Synchronisation

Genlock

Tri level et noir numérique

Black burst Indépendants

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Le générateur de synchro la fonction Genlock

Entrée / sortiePassage en sonde pour: BB, Sync ou signal CW.

Formats d’entréeNTSC / PAL: Black BurstSync 525 ou 625Sinus. NTSC ou PAL, 1MHz, 5MHz ou 10MHz CW.

Décalage en tempsPlage: 1 Image couleurRésolution: 0.1nS

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Modes opérationnels du Genlock

Si perte de référence– Quand la référence est perdue l’utilisateur peut choisir l’un des

modes de récupération du Genlock

“Go internal frequency”– Mode traditionnel du Genlock

Se verrouille sur le pilote interne au SPG.

“Stay Current frequency”– Nouveau mode “Stay GenLockTM”

Mémorise la fréquence affectée à la référence interne. Lentement ré-acquiert le signal de référence pour minimiser la

discontinuité lors du verrouillage

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Exemple de synchronisation (sommaire)

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Timing horizontal en numérique

Pas de réel signal de synchro

EAV– End of Active Video– 3FF,000,000,XYZ

SAV– Start of Active Video– 3FF,000,000,XYZ

Sync H Ref. Point

EAV SAV

000

000

XY

Z

3FF

000

000

XY

Z

3FF

H TimingSDI

Niveaudu noir(040)

Niveaudu noir0 mv

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Timing vertical en numérique

Il n’y a pas d’impulsions trame

SAVEAV Premièreligneactive

Blankingvertical

(040)

Fin deLigneactive

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Timing vertical en numérique

•Vérification du timing correct entre canaux

•Choisir l’affichage des EAV/SAV

•Passer en balayage 2 Field et MAG

•Se baser sur la première ligne active pour aligner les différents signaux.

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Timing horizontal en numérique

•Vérifier le timing précis entre voies•Choisir l’affichage des EAV/SAV•Choisir le mode 2 Line sweep et MAG•Choisir une graduation ou un marqueur pour repérer la 1ère ligne active•S’assurer de la bonne trame en repérant la hauteur du SAV •Vérifier que tous les signaux sont alignés

SAV F2 Ln22(335)SAV F1 Ln22

erreurde Timing H

+ 1 trame

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Mesures de timing avec le WVR7100

Supporte la pluspart des formats HD and SD– Avec synchro de type BB ou Tri-Level

Affichage à n “ronds”en HD– Récurrence trame inter formats– ex. 23.98 et 59.94

Produit 5 cercles montrant la relation des débits trames

Le timing dominant est indiqué par un cercle différencié

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WVR7100Mode Timing

(Brevet Tektronix)

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Affichage en mode Timing

Indication simplifiée des différences de timing– Entre “External Reference” et l’entrée Video

Supporte HD, SD et Composite

Soit BB ou Tri-Level

WVR7100

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WVR7100Mode Timing (Brevet Tektronix)

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Mode Timing du WVR7100

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Timing HD analogique horizontal

Réduction du jitter– Niv. de blanking:0mv– symétrique

Caractéristiques– Le BB possède des

composantes hf >– La synchro 3 niveaux

donne un point de référence plus stable

Note: Référence de temps à 50%

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Signal tri-level

Rise 37,57nsm= 37,07

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HD Analog Vertical Timing

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Conclusion

La conception de l’installation est critique– Type de câbles & longueur, charges

EDH/CRC permet de lever certains problèmes

Les mesures de l’oeil quantifient l’erreur et garantissent le bon fonctionnement

La synchro est critique pour les performances

Le mode “Timing Display” simplifie les mise en phase en analogique comme en numérique

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