1 SDHD Vido numrique mesures Conversions SD HD

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SD-HD Vidéo numérique mesures… Conversions SD – HD: vice et versa… yvon. penarguear@tek. com October 2000 Footer/Optional

Les contributions de Tektronix en SDI Les apports en vidéo numérique (wfm 601) Alarme sur gamut Mode Diamant Le RP 165 (EDH) L’arrowhead … 3

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

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 5

Valide Légal 6 illégal

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

Le mode Diamant du WFM 601 8

Mode Diamant du WFM 700 et des suivants 9

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

Erreurs en GBR OK en composi 11

Affichage en « Arrowhead » Cas de la mire SMPTE – – – Valide en Y Dr. Db Illégale en RVB Légale en Composite Autre mode d’affichage – La pointe de flèche Retour à l’espace RVB 12

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

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

Respect des Gamuts (inter- opérabilité) Etalonnage en SD et en HD – Y Cb Cr avec valeurs > 700 mv avec valeurs < 0 v (infra-noirs) – – Tout va bien en local !!! Pourrait être un avantage en passage > film Amélioration de la dynamique, mais… Changement de display = danger ! – – – 15 Autre moniteur Téléviseur et Télédiffusion Video projecteur

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 16

Respect jusqu’où ? 17

Valeurs préconisées 18

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Petit changement en Colorimétrie … ITU 709 SMPTE 240 20

3 références de colorimétrie en CIE xy 240 Blanc D 65 21

Colorimétrie SD - HD ITU 709 -2 SMPTE 240 M 22

Matriçage différent ! Mire à Barres 75 % HD 1080 i 50 Y=. 216 R+. 715 G +. 0722 B Mire à Barres 75 % SD 625 i 50 Y=. 299 R +. 587 G +. 114 B 23

Blc J Cy V Mg R B 24 noir

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

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Les mesures de conformité SD/HD Tektronix Mai 2006 October 2000 Footer/Optional

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

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 29

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 30

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

Construction du diagramme de l’oeil 32

Construction du diagramme de l’oeil 33

Construction du diagramme de l’oeil 34

Construction du diagramme de l’oeil 35

Construction du diagramme de l’oeil 36

Mesure du diagramme de l’oeil Spécifications Overshoot Rising/Falling Edge less than 10% 0. 8 Volts + 10% Jitter 0. 2 UI p-p 20% to 80% Risetime Unit Interval One Clock Interval 37 Unit Interval = 3. 7 ns SD = 673. 4 ps HD

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. Time Intervall Error TIE Signal idéal Signal Gigué 38 t

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

t 19 Supposons une gigue sinusoïdale t 24 t 12 t 0 t 18 Signal originel (2 bits en temps) t 7 t 6 Front gigué t-1 t 0 Amplitude: gigue crête à crête t 6 fj f Transformation en un spectre idéal de gigue Tj=1/fj Résultat (démodulé) Forme de gigue t 18 t 24 40

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

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 ! 42

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

Vérification du CRC Cb. Y CRC Cr. Y‘ CRC 44

Jitter : Plage de mesure Timing Jitter 10 Hz 1/10 f(clk) Timing Jitter : (1. 0 UI) Variations temporelles d’un signal numérique par rapport à une horloge sans jitter au delà de fréquences basses (environ 10 Hz) 46

Jitter : Plage de mesure Alignment Jitter 1 k. Hz 1/10 f(clk) Alignment Jitter : (0. 2 UI) 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 10 Hz mais en dessous de la plage 1 k. Hz - 100 k. Hz) 47

Affichage de la gigue 48

Œil SDI : connexion directe 50

Après 150 m de câble … 51

150 m + 50 m 53

SDI : signaux pathologiques à 210 m 54

Signaux pathologiques - SDI Checkfield Les conditions apparaissent 1 fois par trame sur une ligne entière VERTICAL BLANKING INTERVAL FIRST HALF OF ACTIVE FIELD 300 h, 198 h 1 BIT 19 BITS FOR CABLE EQUALIZER TESTING SECOND HALF OF ACTIVE FIELD 200 h, 110 h FOR PHASE LOCKED LOOP TESTING HORIZONTAL ACTIVE LINE ONLY 55 20 BITS

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

60 cm de RG 59 ( WFM 700 M) 57

3 m de RG 59 58

30 m de RG 59 59

42 m de RG 59 (divers câbles) 60

Contrôle d’erreur sur 42 m RG 59 61

~ 67 m de câbles divers … 62

Contrôle d’erreurs sur 67 m de câbles 63

Synchronisation Genlock Tri level et noir numérique Black burst Indépendants 65

Le générateur 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, 1 MHz, 5 MHz ou 10 MHz CW. Décalage en temps Plage: 1 Image couleur Résolution: 0. 1 n. S 66

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 Gen. Lock. TM” Mémorise la fréquence affectée à la référence interne. Lentement ré-acquiert le signal de référence pour minimiser la discontinuité lors du verrouillage 67

Exemple de synchronisation (sommaire) 68

Timing horizontal en numérique Pas de réel signal de synchro EAV Sync H Ref. Point Niveau du noir 0 mv – End of Active Video – 3 FF, 000, XYZ H Timing SDI SAV Niveau du noir (040) 3 FF 000 XYZ EAV 69 SAV 3 FF 000 XYZ – Start of Active Video – 3 FF, 000, XYZ

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

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. 71

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 72 erreur de Timing H + 1 trame SAV F 1 Ln 22 SAV F 2 Ln 22(335)

Mesures de timing avec le WVR 7100 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 73

Mode Timing (Brevet Tektronix) 74 WVR 7100

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 75 WVR 7100

Mode Timing WVR 7100 (Brevet Tektronix) 76

Mode Timing du WVR 7100 77

Timing HD analogique horizontal Réduction du jitter – Niv. de blanking: 0 mv – 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% 79

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

HD Analog Vertical Timing 81

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 82

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