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

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

3 3 Les contributions de Tektronix en SDI Les apports en vidéo numérique (wfm601) Alarme sur gamut Mode Diamant Le RP 165 (EDH) L’arrowhead …

4 4 Passage Composite - Composantes  Production initiale RVB  Conversion Y, B-Y, R-Y –Format de production –Avantages (B passante, sensibilité,…) –Espace colorimétrique réduit

5 5 Notions de Gamut, légal, valide  Le « Gamut » est la plage des couleurs restituables dans un système colorimétrique spécifique, éclairé en D 65.  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

6 6 Valide Légal illégal

7 7 Le mode diamant Espace R V B pour un signal Y, Cb, Cr Signaux Légaux en Y Cb Cr Signaux illégaux en RVB…

8 8 Le mode Diamant du WFM601

9 9 Mode Diamant du WFM700 et des suivants

10 10 Cas de la mire à barres SMPTE Mire à barres SMPTE

11 11 Erreurs en GBR OK en composite

12 12 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

13 13 Affichage « arrowheah » pointe de flèche MIre à 75%

14 14 Affichage « arrowheah » pointe de flèche Mire à 100%

15 15 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

16 16 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

17 17 Respect jusqu’où ?

18 18 Valeurs préconisées

19 19

20 20 Petit changement en Colorimétrie … ITU 709 SMPTE 240

21 21 3 références de colorimétrie en CIE xy Blanc D

22 22 Colorimétrie SD - HD  ITU  SMPTE 240M

23 23 Mire à Barres 75 % HD 1080i 50 Y=.216R+.715G B Mire à Barres 75 % SD 625i 50 Y=.299R +.587G +.114B Matriçage différent !

24 24 Blc J Cy V Mg R B noir

25 25 Vecteurscope en HD Vecteurscope en SD Mire à barre à 75% en SD et HD

26 26

27 Tektronix Mai 2006 Les mesures de conformité SD/HD

28 28 Agenda  Problèmes de la couche physique et “Digital Cliff”  Garantie de transmission des signaux numériques  Timing en numérique  Timing en HD

29 29 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

30 30 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

31 31 Observation de l’effet “Digital Cliff”  A quelle distance du gouffre? 

32 32 Construction du diagramme de l’oeil

33 33 Construction du diagramme de l’oeil

34 34 Construction du diagramme de l’oeil

35 35 Construction du diagramme de l’oeil

36 36 Construction du diagramme de l’oeil

37 37 Unit Interval 0.8 Volts + 10% Jitter 0.2 UI p-p 20% to 80% Risetime Mesure du diagramme de l’oeil Spécifications One Clock Interval Overshoot Rising/Falling Edge less than 10% Unit Interval = 3.7ns SD = 673.4ps HD

38 38 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. t Signal idéal Signal Gigué Time Intervall Error TIE

39 39 Mesures de l’oeil en HD 134ps 800mv

40 40 t0t0 t -1 Signal originel (2 bits en temps) T j =1/f j t0t0 t6t6 t 18 t 24 Résultat (démodulé) Forme de gigue Amplitude: gigue crête à crête fjfj Transformation en un spectre idéal de gigue f Supposons une gigue sinusoïdale t0t0 t6t6 t7t7 t 12 t 18 t 19 t 24 Front gigué

41 41 Diagramme de l’oeil Terminaison défectueuse Signal SDI correctement terminé 400mv Oeil presque fermé Encore apte à extraire une image

42 42 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 !

43 43 Récepteur SDI Cable Equalizer Clock and Data Recovery CLK Serial-to- Parallel ÷20 or ÷10 Decoder 10/20 EAV/SAV & Data Extraction Rate Selection Y C HD-Y or SD HD-C 10 EAV/SAV Bit-Rate ClockWord-Rate Clock Clock Data EDH Checker CRC Checker EDH Error CRC Error Entrée f A Résultante Bande de l‘égaliseur Bande du câble

44 44 Vérification du CRC CbY CRC CrY‘ CRC

45 45 Vérification de l’EDH EDH Ancillary Data Sur ligne 5 en 625 Sur ligne 9 en 525

46 46 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)

47 47 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

48 48 Affichage de la gigue

49 49 Comment stresser un système numérique  Ajout de câble (50m en SD ou 20m en HD) –Cas particulier du WFM 601e  Emploi des signaux pathologiques –Stress du circuit d’égalisation et la PLL –Produit des séquences de bits particulières à la sortie du sérialiseur ce qui demande plus de travail au récepteur –Test hors exploitation Circuit d’égalisation Entrée SDI Sortie SDI Circuit d’égalisation 20m / 50m Source

50 50 Œil SDI : connexion directe

51 51 Après 150m de câble …

52 52 … œil après égalisation (150m)

53 53 150m + 50m

54 54 SDI : signaux pathologiques à 210m

55 55 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 300 h, 198 h FOR CABLE EQUALIZER TESTING SECOND HALF OF ACTIVE FIELD 200 h, 110 h FOR PHASE LOCKED LOOP TESTING

56 56 Signal HD-SDI sur scope 4 GHz (rt=80ps) Fall : 138 ps Rise : 160ps

57 57 60 cm de RG 59 ( WFM700M)

58 58 3m de RG59

59 59 30 m de RG 59

60 60 42m de RG59 (divers câbles)

61 61 Contrôle d’erreur sur 42m RG59

62 62 ~ 67 m de câbles divers …

63 63 Contrôle d’erreurs sur 67m de câbles

64 64 Diagramme de l’oeil Test de l’égaliseur: glitch de niveau dc

65 65 Synchronisation  Genlock  Tri level et noir numérique  Black burst Indépendants

66 66 Le g é n é rateur de synchro la fonction Genlock Entrée / sortie Passage en sonde pour: BB, Sync ou signal CW. Formats d’entrée NTSC / PAL: Black Burst Sync 525 ou 625 Sinus. NTSC ou PAL, 1MHz, 5MHz ou 10MHz CW. Décalage en temps Plage: 1 Image couleur Résolution: 0.1nS

67 67 Modes op é rationnels du Genlock  Si perte de r é f é rence –Quand la r é f é rence est perdue l ’ utilisateur peut choisir l ’ un des modes de r é cup é ration du Genlock “ Go internal frequency ” –Mode traditionnel du Genlock  Se verrouille sur le pilote interne au SPG. “ Stay Current frequency ” –Nouveau mode “ Stay GenLock TM ”  M é morise la fr é quence affect é e à la r é f é rence interne.  Lentement r é -acquiert le signal de r é f é rence pour minimiser la discontinuit é lors du verrouillage

68 68 Exemple de synchronisation (sommaire)

69 69 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 EAVSAV 000 XYZ 3FF 000 XYZ 3FF H Timing SDI Niveau du noir (040) Niveau du noir 0 mv

70 70 Timing vertical en numérique  Il n’y a pas d’impulsions trame SAV EAV Première ligne active Blanking vertical (040) Fin de Ligne active

71 71 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.

72 72 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 erreur de Timing H + 1 trame

73 73 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 et  Produit 5 cercles montrant la relation des débits trames  Le timing dominant est indiqué par un cercle différencié

74 74 WVR7100 Mode Timing (Brevet Tektronix )

75 75 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

76 76 WVR7100 Mode Timing (Brevet Tektronix )

77 77 Mode Timing du WVR7100

78 78 Tektronix mode Timing … Lignes en avance Lignes en retard Pixels en avancePixels en retard

79 79 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%

80 80 Signal tri-level Rise 37,57ns m= 37,07

81 81 HD Analog Vertical Timing

82 82 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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