Trasmissione Segnale video luminanza Crominanza

[farohp]

Buongiorno, tralascio tutto il discorso del funzionamento del monitor(fosforo,quadratini rosso-blu verde,cannone che spara il raggio) per porre questo quesito

Sapendo che:
bianco/nero->luminanza Y=R+G+B e otteniamo il bianco(lum ++) o il nero (lum --)
Colore-> Crominanza C== R-Y e B-Y (Rosso meno Luminanza e Blu meno Luminanza).
Il verde lo andiamo a prelevare per differenza da Y.

Questo vale per la trasmissione televisiva e IPOTIZZO per il canale S_Video.

-Per il cavo composito invece che calcoli si esegue per distinguere i valori R+G+B e la luminanza essendo inviato tutto insieme?

-Nel caso invece di connessione RGB(ad esempio vga o simil) la tv deve fare il processo inverso? Ovvero gli viene inviato R+G+B su tre segnali separati e lei si crea:
1.(bianco e nero) la luminanza Y sommando R+G+B
2.(I colori) la crominanza C ,non piu per differenza ma smeplicemente variando l'intensità delle celle di fosforo di R+G+B.
Oppure non si crea Y e C ma va a direttamente a variare l'intensità dei fosfori ottenendo sia il colore che la luminosità avendo gia R+G+B puliti??

Ho messo in sottolineato le domande così che sono evidenziate e si possa dare risposta con precisione a punto per punto permettendomi di capire meglio.
grazie a e tutti.

[farohp]

nessuno sa aiutarmi?

[pace830sky]

La codifica (e decodifica) del segnale video composito non avviene tramite una "formula" ma tramite un processo non lineare (comunque non riconducibile ad operazioni tipo somma sottrazione ecc) di modulazione (o demodulazione) di un segnale elettronico.

In questo articolo si cerca di darne una spiegazione intuitiva:

https://sites.google.com/site/glossa.../segnale-video

Se ben ricordo (comunque ho sbirciato anche io l'articolo) al segnale di luminanza viene miscelata una frequenza (sottoportante di colore) di per sé tale da non disturbare il segnale base (luminanza) e comunque separabile al moento della decodifica.
La sottoportante viene modulata in ampiezza (è la tecnica usata per trasmettere la radio in onde medie) ed in fase (di questa modalità non vi sono usi comuni, in qualche modo somiglia alla modulazione in frequenza delle radio FM) in modo da potervi poi estrarre due segnali al momento delle demodulazione.

Al di là dei nomi e delle astrusità tecniche è intuitivo che così modulato il segnale contiene tre informazioni distinte da cui con somplici operazioni di somma sottrazione ecc si riottengono i tre colori.

[farohp]

Buonasera, grazie per la risposta, il link mi ha fornito informazioni aggiuntive (non sapevo ad esempio come a seconda della variazione del voltaggio corrispondesse l'andare a capo/un punto piu scuro/piu chiaro).

Detto cio però il link non mi ha risolto i quesiti che avevo postato piu su.
Infatti non fa altro che dire che il segnale piu pulito e da cui si dovrebbe partire è l'RGB ,dopodichè va a definire come vengono miscelati insieme RGB per ottenre un segnale con luminanza + crominanza.

Io invece chiedevo altre informazioni che non mi sono purtroppo chiare ancora,

Quindi :

1.Avendo un segnale RGB puro, come fa il monitor a crearsi
-un'immagine in bianco e nero? (somma R+G+B facendo dei calcoli, come sappiamo R+G+B uguale bianco se la luminosità è alta,nero se la luminosità è bassa).
-Un'immagine a colori(bianco e nero compreso ?

2.Non mi è ancora chiaro come ci si ricava il segnale Y e il segnale C da un composito dove sono mescolati.
Inoltre come disegna sullo schermo Y + C ? Cioè disegna sullo schermo prima solo Y(quindi immagine in bianco e nero) e poi aggiungere il colore?
Probabilmente è questo il punto chiave che non ho compreso, punto che mi farà capire anche la domanda al punto 1 sull'RGB.

grazie

[pace830sky]

1.a) sì, somma R+G+B pesandoli con dei coefficienti
1.b) cfr https://it.wikipedia.org/wiki/Schermo_a_tubo_catodico


2.a) con appositi circuiti elettronici si estrae la sottoportante di colore, se ne decodificano rispettivamente la modulazione di ampiezza e quella di fase per estrarre i due segnali.

https://it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_di_fase
https://it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_di_ampiezza

https://it.wikipedia.org/wiki/Filtro_(elettronica) ---> come si estrae una frequenza da un segnale

p.s. Questo punto non è attinente a "punto 1 su RGB" come ipotizzi tu, sitratta semplicemente di cose diverse.

[farohp]

grazie per la risposta, non mi era chiaro il meccanismo in quanto non avevo capito che RGB non aveva nulla a che fare con i segnali compositi della tv.

Un'ultima domanda che mi sono posto:

Tralasciando RGB, concentriamoci solo sulla trasmissione del segnale televisivo(composito) o in alternativa del YcbCr.
Viene scritto in alcuni testi che Y luminanza è R+G+B e che da Y si può ricavare RGB, ma non mi sembra corretto: se pensiamo alle prime tv in bianco e nero e alle prime trasmissioni queste non ricevevano Y sottoforma di R+G+B, ma ricevevano un solo segnale elettrico il quale a seconda delle frequenze creava pixel bianco/grigio/nero( il cannone se sparava un fascio con intensità massima si aveva il bianco, calando l'intensità si arriava al grigio e al nero )

Quindi che cos'è esattamente il segnale luminanza Y NEI TV IN BIANCO E NERO?

Passando poi alle tv a colori e segnali a colori, si doveva mantenere la compatibilità, quindi veniva inviato Y(che anche in questo caso ipotizzo sia una componente a se identica a quella indicata prima), + Cb + Cr( (Dove Cb=R-Y e Cr=B-Y (Rosso meno Luminanza e Blu meno Luminanza).

Detto cio e capito cosa è esattamente Y non dal punto di vista del segnale elettrico(0-1) ma dal punto di vista di cosa trasporta tale segnale , ipotizziamo di essere una TV a colori ( so perfettamente come ogni pixel della tv viene colorato sul sistema RGB, dove in ogni pixel viene accesa la componente rossa blu e verde con diverse intensità e da li si ottiene per ogni pixel il colore).

Quindi essendo una tv a colori io ricevo una componente Y(che ancora non so cosa contiene), + due componenti colore, CB e CR.
Come posso con queste tre componenti andare a disegnare su schermo l'immagine colorata? Dovrò per forza trasformare queste tre componenti in tre valori , uno per R uno per G e uno per B, e a questo punto posso andare a colorare ogni singolo pixel. è corretto e dunque tra TcbCr si calcola rgb?
Se allora è così dov'è la perdita di qualità visto che prima di essere inviato viene compresso e poi la tv lo decomprime?
Vedendo però questa foto sembra quasi che la tv prima va a disegnare il bianco e nero(e non saprei come visto che ha RGB dentro ogni pixel ) poi passa la parte di colore :
https://upload.wikimedia.org/wikiped...hroma_both.png

Grazie ancora,spero sia tutto, compreso cosa contiene Y sulle tv in bianco e nero dal punto di vista del segnale (un po' come chiedere cosa contiene il segnale RGB dove la risposta è : contiene la componente di rosso verde e blu che mescolati insieme con diverse intensità permette di avere tutti i colori possibili) e compreso come la tv a colori riesce a disegnare pixel per pixel colorato non avendo rgb ma avendo YcbCr (che è il segnale che arriva dall'antenna?) direi che ho capito tutto.

[Nordata]

Il segnale di Luminanza nei TV B/N è semplicemente un livello di tensione tra un minimo ed un massimo proporzionale alla luminosità di quel particolare punto.

Cosa molto semplice da spiegare: nel tubo di ripresa posto all'interno della telecamera l'immagine viene proiettata su una superficie che emettete elettroni in quantità proporzionale alla luminosità che la colpisce, un raggio esplora punto per punto l'immagine stessa ricavando un segnale elettrico proporzionale alla luminosità del punto stesso, questo segnale va a modulare in ampiezza (AM) la portante ad A. F. (in caso di trasmissione via etere) altrimenti nel caso ci sia solo trasporto via cavo rimane inalterato, all'interno del segnale vengono inseriti anche i segnali di Sincronismo.

Nel TV avviene esattamente il lavoro inverso, ricavando nuovamente quella tensione variabile (il segnale di Luminanza) che serve a far variare l'intensità del raggio di elettroni che colpisce i fosfori posti all'interno del tubo catodico, facendoli diventare più o meno luminosi.

I segnali di Sincronismo fanno in modo che lo spostamento dei due fasci elettronici, nella telecamera e nel TV, siano sincronizzati.

Nella realtà il segnale di Luminanza varia tra 0,3 V. e 1 V. (il primo valore è il livello del Nero e il secondo quello del Bianco).

Nella TV a colori i fasci di elettroni che esplorano l'immagine (tramite filtri colorati interposti) sono 3, così come nel TV, ma il principio di funzionamento rimane il medesimo.

Per poter trasmettere via etere il segnale ed anche per problemi di retrocompatibilità non si trasmettono i 3 segnali così come sono, ma si ricava con opportuni algoritmi una sottoportante che viene inserita nel segnale di trasmissione, mentre sommando i 3 valori RGB si ottiene il valore di Luminanza che, usato da solo, serve per i TV in B/N e combinato con la sottoportante ricrea i 3 segnali RGB originali.

Nella DTT cambia il sistema di trasmissione, ma la forma del segnale inviato se poi usato per un display analogico rimane sempre la medesima della vecchia TV, nei display digitali cambia il modo con cui si ottiene l'immagine.

Qui trovi una spiegazione più dettagliata circa il segnale video B/N con relativa forma d'onda, se cerchi in rete trovi anche quello per il segnale a colori, che in più ha solo il burst contenente le info per riottenere i colori.

https://sites.google.com/site/glossa.../segnale-video

In rete trovi siti specializzati od anche lezioni di corsi circa il Video e le trasmissione TV, anche perchè le domande che poni andrebbero integrate con un vero e proprio corso circa i segnali video ed uso degli stessi, poichè bisogna partire dalle basi.

Mi pare di averti già dato questo consiglio in un'altra discussione molto analoga a questa.

[pace830sky]

...che da Y si può ricavare RGB...

Come scritto nella prima pagina linkata Y si calcola: Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B

Conoscendo solo Y non posso deteminare i tre valori R, G e B, per questo il segnale video composito contiene i segnali di crominanza Cb e Cr tramite la ormai chiara sottoportante di colore.

...dov'è la perdita di qualità...

La perdita di qualità è un difetto intrinseco ed ineliminabile di qualsiasi circuito elettrico realmente utilizzabile per modulare e demodulare un segnale (nello specifico la sottoportante di colore).
Andando alla sostanza delle cose questo difetto ineliminabile è una (non l'unica) delle cause che ha determinato il superamento delle tecniche analogiche ed il passaggio al digitale.

...viene compresso e poi la tv lo decomprime...

Se per "compresso" intendi le tecniche di cui abbiamo parlato finora, in buona sostanza sì. Nella accezione ufficiale la "compressione" di un segnale è un'altra cosa (in questo momento mi sfugge se abbia a che vedere con i segnali video) e, comunque, sì, introduce della distorsione.

[farohp]

Per poter trasmettere via etere il segnale ed anche per problemi di retrocompatibilità non si trasmettono i 3 segnali così come sono, ma si ricava con opportuni algoritmi una sottoportante che viene inserita nel segnale di trasmissione, mentre sommando i 3 valori RGB si ottiene il valore di Luminanza che, usato da solo, serve per i TV in B/N e combinato con la sottoportante ricrea i 3 segnali RGB original

Bravo hai preso proprio il punto su cui volevo spiegazioni.
Dal punto di vista PURAMENTE elettronico il segnale video in bianco e nero e quindi di luminanza non è altro che una serie di impulsi elettrici con vari voltaggi,così facendo il tubo catodico riesce a fare nero grigio e bianco come spiegato prima.

Dal punto di vista del segnale fisico invece, mi state appunto dicendo che:
1.gia all'epoca delle tv in bianco e nero l'emittente televisiva inviava alle TV dell'epoca un segnale RGB compresso(cioè Y), per compresso intendo senza la portate di crominanza ,perchè appunto non veniva letta. CORRETTO?
Quindi l'emittente televisivo per poter inviare RGB che è Y, doveva avere delle pellicole/cineprese che gia permettessero di avere i segnali RGB in output e quindi a colori anche se questo non era riproducibile in quanto non esistevano tv a colori?

Con l'uscita delle nuove tv che potevano riprodurre il colore (grazie ai tre cannoni e ai fosfori dei tre colori primari r g e b) è bastato aggiungere il segnale di crominanza Cr Cb perchè la tv si calcolasse avendo Y Cb e Cr i valori originali RGB, una volta ottenuti RGB era in grado di disegnare su schermo l'immagine a colori come detto prima.

grazie per l'aiuto e tutte le risposte
fatemi perfavore sapere se cio che ho indicato è tutto corretto,soprattutto il discorso delle cineprese-pellicole che mandavano in output i colori, questa è una cosa che ho ipotizzato io ma mai letta,altrimenti non mi saprei ancora spiegare come Y=RGB senza poter avere un macchinario che producesse in output i tre colori primari.

[Nordata]

Assolutamente no.

Le telecamere in B/N hanno (avevano) un solo cannone con un solo un piccolissimo schermo su cui veniva proiettata l'immagine ripresa dall'obiettivo.

L'unico fascio di elettroni spazzolava il retro della superficie su cui erano disposti i fosfori e raccoglievano più o meno tensione, diciamo che la conversione da colore a B/N la facevano i fosfori, il segnale che viene generato non è a scatti, ma continuo in quanto la spazzolata è continua, riga dopo riga (parlo di analogico).

Le telecamere a colori erano esattamente uguali, solo che c'erano 3 tubi preceduti da 3 filtri per separare le 3 componenti RGHB, i cannoni erano sempre in B/N e si ottenevano 3 segnali che erano proporzionali alla Luminosità delle singole componenti, il tutto era opera dei filtri colorati.

Anche ora non è che sia cambiato molto, i sensori non hanno singoli pixel sensibili a questa o quella componente, sono tutti uguali, monocromatici, ma preceduti da filtri colorati.

Così come nei TV Plasma e LCD in cui la luce emessa è monocromatica, ma passa attraverso i soliti 3 filtri per ogni singolo pixel.

[farohp]

L'unico fascio di elettroni spazzolava il retro della superficie su cui erano disposti i fosfori e raccoglievano più o meno tensione, diciamo che la conversione da colore a B/N la facevano i fosfori, il segnale che viene generato non è a scatti, ma continuo in quanto la spazzolata è continua, riga dopo riga (parlo di analogico).

Le telecamere a colori erano esattamente uguali, solo che c'erano 3 tubi preceduti da 3 filtri per separare le 3 componenti RGHB, i cannoni erano sempre in B/N e si ottenevano 3 segnali che erano proporzionali alla Luminosità delle singole componenti, il tutto era opera dei filtri colorati.

Nordata grazie per le risposte , tutto cio che hai scritto sinceramene però non mi ha tolto il dubbio, il quale lo ripropongo qui spiegato diversamente.

Nelle tv in bianco e nere (quindi anche ripresa in bianco e nero) ELETTRONICAMENTE è chiaro come la camera raccoglie l'immagine,la converte in tensione,la tv lo riconverte da tensione a immagine.questo ne è il funzionamento.

MA il punto chiave di non comprensione è il medesimo: alle TV in bianco e nero arrivava Y, Y definita come segnale elettrico è chiaro :
segnale1.gif



MA non mi è comprensibile Y definita come la somma del colore R + G + B:

E' vero che R+G+B mi da il bianco(e sua gradazioni fino al nero) , ma come facciamo a dire che le tv in bianco e nero ricevevano R+G+B(Y) quando non esistevano telecamere che mi ricavavano il segnale R+G+B ?

Forse Y è per definizione come R+G+B ma questo solo ai giorni nostri(dove abbiamo telecamere che portano in output le tre componenti R G e B) mentre in passato era definito solamente come segnale elettrico(differenza di voltaggio)?

Spero di essermi spiegato,un conto è dal punto di vista elettrico e la rappresentazione è palesemente chiara,un conto è dal punto di vista della definizione, ed è qui il punto non chiaro,posso inviare Y come segnale elettrico e sappiamo come funziona ma non posso definire (all'epoca delle cineprese in B/N) Y come r+g+b in quanto non avevo nessun macchinario che mi mandasse in output queste tre componenti .

E' come voler definire un oggetto come la somma di tre cose che ancora non esistono

[Nordata]

Come non esistevano?

E' esattamente il funzionamento del'occhio umano e pertanto esiste da migliaia e migliaia di anni.

I "coni" ovvero le cellule nervose fotoricettrici, poste per lo più al centro della retina, sono di 3 tipi e sensibili appunto alle 3 componenti fondamentali RGB, i "bastoncelli" sono invece sensibili alla luminosità, ovvero vedono in B/N e con una sensibilità maggiore di quella dei coni, specialmente alle basse luci, motivo per cui in ambienti molto scuri i colori sono poco o nulla distinguibili.

Al tempo della TV B/N si era ben consci del funzionamento del'occhio umano e di tutti i fenomeni relativi alla riproduzione dei colori e loro misura.

La TV è nata in B/N non perchè si ignorasse come funzionasse il meccanismo della composizione dei colori e la colorimetria, ma solo perchè la tecnica di quel periodo non permetteva la trasmissione di oggetti in movimento via radio per questioni di larghezza di banda e realizzazione di un CRT a colori.

Penso tu conosca le comunissime fotocellule: quando sono colpite da un raggio luminoso, di qualsisi colore (entro certi limiti) emettono una tensione proporzionale alla quantità di luce ricevuta ovvero la luminosità.

Si potrebbe parlare di una telecamera "ad 1 pixel" , se la colleghiamo direttamente ad una normale lampadina questa si illuminerà più o meno intensamente a seconda della luce che colpisce la fotocellula, abbiamo aggiunto al sistema un TV B/N sempre ad un pixel, però con un livello del Nero bassissimo, praticamente come un OLED .

Se ipotizziamo di aumentare di parecchio il numero di fotocellule e relative lampadine otterremo un TV molto grossolano.

I primordi della TV sono stati praticamente questi, se vai a vedere come funzionava il disco di Nipkow vedrai che si usava proprio una fotocellula ed una lampadina, invece di moltiplicare il numero delle fotocellule si usava il disco che ruotava e con un foro che si spostava con la rotazione si scansionava l'immagine, idem nel ricevitore, con un disco sincronizzato col il primo.

La TV a colori è semplicemente il triplicamento di quella in B/N, la parte più complicata è stato trovare il modo di trasmettere questo segnale via RF (o con un cavo unico) ricorrendo appunto a tutti i trucchetti e codifiche citati.

[blast1969]

...posso inviare Y come segnale elettrico e sappiamo come funziona ma non posso definire (all'epoca delle cineprese in B/N) Y come r+g+b in quanto non avevo nessun macchinario che mi mandasse in output queste tre componenti.

Il meccanismo è chiaro nella citazione di Nordata:
Telecamera con tubo in bianco e nero, filtrato a monte in singole componenti rgb tramite un filtro colore.
L'immagine risultante è in bianco nero ma solo della componente colore filtrata.

[farohp]

Le telecamere in B/N hanno (avevano) un solo cannone con un solo un piccolissimo schermo su cui veniva proiettata l'immagine ripresa dall'obiettivo.
Le telecamere a colori erano esattamente uguali, solo che c'erano 3 tubi preceduti da 3 filtri(uno rosso uno verde uno blu) per separare le 3 componenti RGHB, i cannoni erano sempre in B/N e si ottenevano 3 segnali che erano proporzionali alla Luminosità delle singole componenti, il tutto era opera dei filtri colorati.

Telecamera con tubo in bianco e nero, filtrato a monte in singole componenti rgb tramite un filtro colore.
L'immagine risultante è in bianco nero ma solo della componente colore filtrata

Ci siamo quasi, il problema sta proprio nel capire il funzionamento della telecamera in bianco e nero,mi bastava conoscer il funzionamento del CCD e avrei risolto tutte le domande in partenza.
Questo link : http://web.mclink.it/MC0258/CCD.html e questo video https://www.youtube.com/watch?v=iE6Pnga8AIY ( da 3:30 in poi) mi ha aiutato insieme ai vostri commenti a capire come lavora il tutto .

Il CCD per definizione : , è un dispositivo rigidamente monocromatico ("vede" a livelli di grigio) e genera una tensione elettrica variabile in funzione della quantità di luce che lo raggiunge. Trasforma e converte un segnale luminoso, composto da fotoni, in un segnale elettrico, composto da elettroni.
QUINDI IL CCD RILEVA SOLO LA LUCE.

Ecco quindi spiegato il funzionamento della telecamera in bianco e nero, questo dispositivo per ogni punto rileva la luce TOTALE e la converte in segnale elettrico.
Allora perchè viene detto che l'uotput è Y=RGB? semplice , perchè l'immagine reale (che il nostro occhio vede) è un'insieme di rgb,anche la videocamera vede rgb ma cattura solo la luce, la luce può essere di valore da 1a 0.

-Telcamera a colori: abbiamo 3 sensori CCD , ognuno dei quali possiede davanti a se una pellicola (per assurdo) rossa sul primo,blu sul secondo, verde sul terzo.
Ogni sensore rileva quindi per ogni singolo punto la luce "vista" .

Domanda finale:
Cosa accade nei tre sensori CCD(non l'ho trovato scritto) se ad ognuno di essi iterpoliamo davanti un filtro rosso, in uno blu e in uno verde?
Cioè raccogliendo solamente la luce mi spiegate come il valore che questo sensore cattura può essere così diverso dallo stesso sensore con filtro di diverso colore posto davanti?
la luce per definizione è bianca - grigio o nera.

grazie ancora

[Plasm-on]

Le telecamere non utilizzano filtri colorati ma un prisma che divide la luce che arriva nei 3 colori fondamentali (r g b) sulle relative facce del prisma vengono montati i 3 sensori ccd uno per ogni colore. Se metti 3 filtri colorati avanti ad un sensore elimini del tutto l'immagine in quanto ogni filtro elimina la luce relativa ad uno dei tre colori fondamentali, se li elimini tutti e tre hai buio non bianco e nero.