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    SMPTE - Sezione Italiana
           BOLLETTINO 67
              Maggio 2006



EDITORIALE
Proseguiamo gli argomenti relativi agli standard video esposti già nei precedenti bollettini. Dopo aver descritto i formati e le frequenze d’immagine ci occupiamo ora delle informazioni contenute in ogni pixel dell’immagine, quelle cioè da acquisire nelle operazioni di ripresa (camera, scanner) e restituire poi sugli schermi degli utenti.
CAMPIONAMENTO DELLE INFORMAZIONI VIDEO Una volta definite le dimensioni delle mappe d’immagine per i vari formati SDTV, HDTV e DC, che indicano i pixel orizzontali (pixel sulla parte attiva della linea di esplorazione video) ed i pixel verticali (definiti dal numero di linee attive della mappa), resta da definire quali informazioni allocare in ogni pixel della mappa.
Nei primi processi di acquisizione, con la fase di traduzione da immagine a segnale video, e negli ultimi di restituzione, con la fase di traduzione inversa da segnale video a immagine, all’interno di ogni pixel vengono allocate le informazioni di colore primarie rossa, verde e blu (RGB, red green blue). Sono queste delle informazioni molto precise, che comportano la definizione delle coordinate delle cromaticità dei tre primari con i quali l’intera catena comunicativa, dall’acquisizione alla restituzione, lavora. Stabilite per il mondo video a livello internazionale, tali cromaticità vengono specificate mediante le coordinate cromatiche (x,y) riferite al diagramma di cromaticità ICI-CIE 1931 (definito cioè nel 1931 dall’International Committee on Illumination, chiamato anche CIE, Comitè International d’Eclairage) ove individuano lo "spazio della cromaticità RGB", cioè lo spazio contenente le cromaticità riproducibili dal sistema come conseguenza della scelta dei primari rosso verde e blu.
Insieme alle coordinate di tali primari vengono anche definite quelle del bianco di riferimento W, cioè della cromaticità bianca ottenuta in riproduzione quando i tre segnali video primari relativi a rosso verde e blu hanno la stessa ampiezza. Si è stabilito di riferire tale cromaticità a quella della luce diurna ( daylight , cioè quella nelle zone d’ombra non colpite direttamente dalla luce del sole) di cui si specifica la "temperatura di colore" espressa in gradi Kelvin °K (cioè quella temperatura alla quale dovrebbe funzionare una lampada ideale, il cosiddetto corpo nero, per fornire la detta luce). Per le norme europee tale luce ha una temperatura di colore di 6.500°K (il cosiddetto WD), mentre alla nascita della televisione a colori, con lo standard NTSC 1953, era stata proposta come luce bianca di riferimento la WC (2750°K).
L’evolversi dal 1931 (data di emissione del primo diagramma ICI-CIE) della tecnologia in tale campo, volta alla ricerca di materiali (ad esempio i fosfori dei tubi a raggi catodici o degli schermi a plasma) e di sistemi che permettessero una migliore riproduzione cromatica dell’immagine, sia come fedeltà che come luminosità, ha portato alla proposizione di vari tipi di primari e di bianchi di riferimento. I vari standard televisivi apparsi sul mercato negli ultimi decenni, PAL e NTSC per la TV analogica, SDTV e HDTV per quella digitale, possono quindi presentare leggere differenze nell’adozione dei primari (RGB) e del bianco (W), peraltro non fastidiose e scarsamente rilevabili dall’utente medio (Fig.1). Stessa evoluzione si è verificata in campo informatico con l’introduzione, ad esempio, dei primari Adobe e Apple (Tav.1).
Le informazioni primarie (RGB) possono essere facilmente ottenute in sede di acquisizione (telecamera o scanner d’immagine) componendo l’immagine a colori ripresa nelle tre immagini primarie rossa verde e blu ed esplorando ciascuna di esse con le consuete procedure video (righe e quadri successivi). I tre segnali che escono da tale operazione, ER del rosso, EG del verde e EB del blu, forniscono simultaneamente per ogni pixel le quantità dei tre primari in esso contenuti (fig.2). Procedura inversa viene invece seguita nei dispositivi di restituzione (tubi d’immagine a raggi catodici, schermi piatti, ecc.), ove in ogni pixel vengono restituite dai tre segnali primari (RGB) le relative quantità dei colori primari.

Nel prossimo editoriale vedremo come, per il trasporto delle dette informazioni, sia più opportuno utilizzare un codice diverso dal (RGB), quello (YUV).




ATTIVITA’ DELLA SMPTE ITALIAN SECTION

SMPTE MOTION IMAGING JOURNAL

Segnaliamo qui, come già fatto nel precedente bollettino, un altro interessante articolo apparso nel numero di gennaio 2006 del Journal . Riprendendo il tema dello standard HDTV 1080p , si affronta il tema del suo trasporto. L’articolo, dal titolo "Mezzanine Compression for 1080p", è stato scritto da Richard Russell, ricercatore senior del BBC’s Research & Development Department di Kingswood Warren (Surrey. U.K.). Esso evidenzia il crescente interesse degli ambienti tecnici per uno standard avviato a divenire lo "standard di produzione".
Lo standard 1080p, nelle sue due versioni europea 1080p50 ed americana 1080p60, è ritenuto ideale come formato di acquisizione di studio, combinando una elevata risoluzione spaziale (1920 pixel x 1080 linee) con una alta risoluzione temporale (50 o 60 quadri/sec) (l’autore fa qui evidente riferimento allo standard 1080p30 che il mondo del cinema ha accettato come formato per il Cinema Digitale e che potrebbe essere utilizzato dal mondo della produzione audiovisiva come "common format" da cui scalare i vari livelli di qualità richiesti, NdR). Questo standard può inoltre essere facilmente convertito nei due correnti formati di trasmissione 1080i e 720p.
Comunque, lo standard 1080p richiede, per il suo trasporto in forma non compressa, un bit-rate, pari a 3Gbit/sec, circa doppio di quello, pari a 1,5Gbit/sec, richiesto dai formati 1080i e 720p. Varie proposte sono state avanzate per risolvere questo problema, quale quella di impiegare un doppio collegamento HD-SDI (multiplexando il flusso a 3Gbit/sec in due flussi a 1,5Gbit/sec, oppure quella di adottare un interfaccia seriale digitale (SDI) da 3Gbit/sec, ovvero quella di un flusso dati ad alta velocità su doppino telefonico (twisted-pair cabling). L’articolo descrive un altro tipo di approccio caratterizzato da una modesta compressione (mild compression) che permetta di codificare un segnale 1080p in un formato compatibile con lo standard 1080i, rendendone quindi possibile il trasporto su una connessione HD-SDI a 1,5Gbit/sec., mezzo ormai diffuso nelle strutture produttive che operano nel settore della televisione ad alta definizione, consentendo nel contempo anche il trasporto dei dati audio e dei metadati inseriti nel segnale HD.
L’autore illustra quindi nell’articolo il processo di compressione proposta, descrivendo la suddivisione dell’immagine in macroblocchi e blocchi, le trasformate impiegate (integrale e di Hadamard), la quantizzazione a grado variabile e la codifica a lunghezza variabile adottate.
Quello che ne risulta è un algoritmo di compressione caratterizzato da molti vantaggi quali un processo codec a basso ritardo (circa 8 linee), una compressione a bassa perdita in grado di fornire una riproduzione con artifacts al di sotto della soglia di visibilità per un materiale 4:2:2, una blocchettatura fine dell’immagine che limita la propagazione degli errori ed evita la cross-modulazione spaziale ed infine una semplicità di algoritmo tale da poter essere facilmente implementato.
Giornata di Studio AICT "Radio e Televisione : lo stato dell’arte", Giovedì 11 Maggio 2006, Aula Magna del Ministero delle Comunicazioni, Viale Europa, 190 - Roma
La Sezione Italiana della SMPTE partecipa alla Giornata, organizzata dall’AICT (Associazione per la Tecnologia dell’Informazione e delle Comunicazioni, membro della EEIT, Federazione Italiana di Elettrotecnica, Elettronica, Automazione, Informatica e Telecomunicazioni) con una relazione del suo Chairman Franco Visintin dal titolo "Dalla HDTV al Cinema Digitale".
La Giornata di Studio prevede il seguente calendario:

- 09,30   PREMESSA - Gli interrogativi aperti nel processo di evoluzione della Radio e Televisione digitale" (Guido Vannucchi, Politecnico di Milano
- 10,00  SESSIONE INTERVENTI "Il Digitale nel presente", Chair Mario Frullane (FUB): "La Radiofonia digitale in Italia: servizi offerti e prospettive" (Stefano Ciccotti, RAI Way), "Il DVB-T: esperienze e servizi pay-tv. Verso il DVB-H" (Federico di Chio, Mediaste), "L’HDTV come proposta di mercato per un operatore satellitare" (TBD, Sky), "Standard e servizi radiotelevisivi nella distribuzione su cavo in modalità multiservizio" (Francesco Masetti, Alcatel Italia)
- 11,30  TAVOLA ROTONDA "Esperienze a confronto", Moderatore: Stefano Quintarelli (DMIT), partecipano: Daniele Bianchini (TBC, Fastweb) ; Andrea Braj (TBC, H3G) ; TBD (Vodafone) ; Costantino Pacifici (Radio Vaticana); Aldo Scotti (Rai Way).
- 14,15  SESSIONE INTERVENTI "Il Digitale in arrivo", Chair Marco Pellegrinato, Mediaset : "Nuovi standard radio e televisivi nella diffusione via satellite" (Alessandro Vanelli- Coralli, Università di Bologna); "Lo scenario internazionale" (Giacomo Mazzone, EBU) ; "Evoluzioni del ricevitore domestico ed altri apparati di utente: problematiche relative" (TBD, Sony), "Dalla HDTV al Cinema Digitale" (Franco Visintin, SMPTE)
- 15,55  TAVOLA ROTONDA "Nuovi standard e nuove frontiere: esperienze ed idee di regolamentazione", Moderatore: Augusto Preta, ITMedia Consulting, partecipano: Alberto Morello, RAI-Crit Marco Nuzzo (TBC, RAI Net); GianLuigi Petazzi (TBC, ADB) ; Loredano Vajano (AGCOM) ; TBD (Telecom Media).



SMPTE – Bollettino della Sezione Italia

c/o Franco Visintin

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Fig. 1, i primari video RGB nel diagramma di cromaticita' ICI-CIE
Tav. 2, coordinate cromatiche dei primari RGB
Fig.2, acquisizione dei segnali video RGB