Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.
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Guido Stolfi 1
0 200 400 600 800 1000-2
-1
0
1
2
Digitalização de Vídeo e Áudio
Guido Stolfi
Mackenzie
2 / 2007
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Guido Stolfi 2
Sinais Contínuos
• s(t) existe para todo t dentro de um intervalo• s(t) pode assumir qualquer valor entre os extremos
de amplitude
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
560 570
0.5
0.6
0.7
0.8
564.4 564.6 564.8
0.73
0.735
0.74
0.745
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Guido Stolfi 3
Sinais de Tempo Discreto
• s(t) = s(nT) existe para t = nT , com n pertencendo ao conjunto dos números inteiros
0 5 10 15 20 25 30-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
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Guido Stolfi 4
Sinais Quantizados
• s(t) assume valores pertencentes a um conjunto discreto (v1,v2,v3…vN)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
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Guido Stolfi 5
Digitalização
Amostragem
+ Quantização
= Sinais de Tempo Discreto Quantizados
Seqüências de Números Inteiros
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Guido Stolfi 6
Critérios para Digitalização
• Amostragem: – Banda passante
– Rebatimento Espectral (“Aliasing”)
• Quantização: – Resolução de Amplitude
– Ruído de Quantização
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Guido Stolfi 7
Amostragem
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Guido Stolfi 8
Conceito de Amostragem
• Amostragem consiste no processo de tomar medidas de um sinal contínuo s(t) em intervalos consecutivos, a cada T unidades.• (unidades de tempo, espaço, ângulo, etc…)
• Resulta em uma seqüência sA(nT) de valores numéricos, denominados Amostras, associados aos instantes n T
• T = Período de Amostragem
• fA = 1 / T = Freqüência (ou Taxa) de Amostragem
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Guido Stolfi 9
Amostragem de um Sinal Contínuo
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
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Guido Stolfi 10
Reconstrução de um Sinal Amostrado
• Cada amostra sA (nT) é substituída por um pulso h(t-nT), posicionado em um ponto correspondente ao instante nT, com amplitude proporcional ao valor de sA (nT)
• Isso corresponde à convolução de sA(nT) e h(t):
• Os pulsos h(t) podem ou não apresentar superposição
)()()( thnTsts AR
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Guido Stolfi 11
Convolução
0 10 20 300
0.5
1
1.5
0 10 20 300
0.5
1
1.5
h(t)sA(nT) sR(t)
h(t)sA(nT) = (t)
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Guido Stolfi 12
Convolução (Tempo Discreto)
0 5 10 15 200
0.2
0.4
0.6
0.8
0 5 10 15 200
0.5
1
1.5
0 5 10 15 200
0.5
1
1.5
0 5 10 15 200
0.5
1
1.5
0 5 10 15 200
0.5
1
1.5
0 5 10 15 200
0.5
1
1.5
)()()( nTtnanTs
)()0( tha
)()1( Ttha
)2()2( Ttha
)3()3( Ttha
)()()( thnTsnTsR
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Guido Stolfi 13
Exemplo: h(t) Retangular com Duração T
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
(T = 20)
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Guido Stolfi 14
Exemplo: Outros Pulsos h(t)
h(t) triangularcom largura 40
h(t) gaussiano
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-10
0
10
20
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Guido Stolfi 15
Teorema da Amostragem
• A reconstrução exata de um sinal amostrado é possível se o sinal for limitado em freqüência, e a taxa de amostragem for maior que o dobro da freqüência máxima do sinal.
• A função de reconstrução ideal é da forma
• Teorema de Kotelnikov / Shannon / Nyquist
T
txonde
x
xth
sen
)(
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Guido Stolfi 16
Amostragem no Domínio do Tempo
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
)(ts
)( nTt
)(nTsA
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
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Guido Stolfi 17
Amostragem no Domínio da Freqüência
dtetsS
Sts
tj
f
)()(
)()( )2(
Transformada de Fourier:
Convolução:
)()()()(
)()()()(
thtsHS
HSthts
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Guido Stolfi 18
Espectro de s(t)
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
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Guido Stolfi 19
Espectro da Função de Amostragem
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500
20
40
60
80
100
120
140
a (t)
A()
(ms)
(Hz)
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Guido Stolfi 20
Espectro do Sinal Amostrado
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500
20
40
60
80
100
120
140
)(S
)(A
)(AS
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
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Guido Stolfi 21
Requisito para Reconstrução
• Não pode haver superposição de espectro, após convolução entre S() e A()
• Equivale a garantir que fA 2 fM
• Reconstrução exige aplicação de um filtro passa-baixas ideal, no caso limite fA = 2 fM
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Guido Stolfi 22
Filtro de Reconstrução Ideal
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
0.5
1
1.5
)(RS
)(H
)(AS
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Guido Stolfi 23
Reconstrução com sen(x)/x
)(tsA
)(th
)(tsR
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.5
0
0.5
1
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Guido Stolfi 24
Reconstrução com Pulso Retangular
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-2
-1
0
1
2
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
0.5
1
1.5
)(tsA
)(th
)(tsR
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Guido Stolfi 25
Reconstrução com Pulso Retangular
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
20
40
60
80
100
-500 -400 -300 -100 -100 0 100 200 300 400 5000
0.5
1
1.5
)(RS
)(H
)(AS
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Guido Stolfi 26
Rebatimento Espectral: fA >> 2 fM
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
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Guido Stolfi 27
Rebatimento Espectral: fA >> 2 fM
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
100
200
300
400
500
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 5000
1
2
3
4
5x 10
4
)(S
)(A
)(AS
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500
20
40
60
80
100
120
140
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Guido Stolfi 28
Rebatimento Espectral: fA >> 2 fM
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.5
0
0.5
1
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
)(tsA
)(th
)(tsR
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Guido Stolfi 29
Rebatimento Espectral: fA < 2 fM (“Aliasing”)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
)(ts
)(ta
)(nTsA
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Guido Stolfi 30
Rebatimento Espectral: fA < 2 fM (“Aliasing”)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
)(tsA
)(th
)(tsR
![Page 31: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/31.jpg)
Guido Stolfi 31
Sistema de Amostragem
s(t)
a(t)
sA(t) sR(t)
Filtro “anti-aliasing”
Filtro de reconstrução
Função de amostragem
h(t)
![Page 32: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/32.jpg)
Guido Stolfi 32
Filtro “Anti - Aliasing”
Faixa de Passagem
Faixa de Transição
Faixa de Rejeição
0 fM fAfA / 2
![Page 33: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/33.jpg)
Guido Stolfi 33
Critérios para taxa de Amostragem
• Critério de Nyquist:
– fA 2fM (filtro de reconstrução ideal)
• Critério de Kell:
– fA 3fM (aproximado – filtro não ideal)
![Page 34: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/34.jpg)
Guido Stolfi 34
Reconstrução com Pulso Retangular (Nyquist)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
fA = 2,2 fM
![Page 35: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/35.jpg)
Guido Stolfi 35
Reconstrução com Pulso Retangular (Kell)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
fA = 3,3 fM
![Page 36: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/36.jpg)
Guido Stolfi 36
Exemplos de Sistemas Amostrados
• Audio CD:– fM = 20 kHz
– fA = 44,1 kHz
• fA / fM = 2,205
![Page 37: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/37.jpg)
Guido Stolfi 37
Exemplos de Sistemas Amostrados
• Telefonia:– fM = 3,4 kHz
– fA = 8 kHz
• fA / fM = 2,35
![Page 38: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/38.jpg)
Guido Stolfi 38
Exemplos de Sistemas Amostrados
• Video Digital (NTSC):– fM = 4,2 MHz
– fA = 13,5 MHz
• fA / fM = 3,21
![Page 39: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/39.jpg)
Guido Stolfi 39
Exemplos de Sistemas Amostrados
• Miografia (potencial muscular):– fM = 2 kHz
– fA = 200 Hz
• fA / fM = 0,1
![Page 40: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/40.jpg)
Guido Stolfi 40
Exemplos de Sistemas Amostrados
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
![Page 41: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/41.jpg)
Guido Stolfi 41
Exemplos de Sistemas Amostrados
• Amostragem de Sinal de Banda Estreita
• F.I. TV– fM = 44 +/- 3 MHz
– fA = 25 MHz
• fA / fM = 0,57
• fA / fBW = 4,17
![Page 42: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/42.jpg)
Guido Stolfi 42
Amostragem de Sinal de Banda Estreita
0 25 5012,5 37,5 44
fA
0 25 5012,5 37,5 44
fA
6 19 31 56
O sinal deve estar contido entre múltiplos consecutivos de fA / 2
![Page 43: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/43.jpg)
Guido Stolfi 43
Quantização
![Page 44: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/44.jpg)
Guido Stolfi 44
Quantização na Conversão A/D
![Page 45: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/45.jpg)
Guido Stolfi 45
Sinal Quantizado (4 bits = 16 níveis)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-10
-5
0
5
10
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-10
-5
0
5
10
)(tsQ
)(ts
( Q = 1 )
![Page 46: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/46.jpg)
Guido Stolfi 46
Erro de Quantização
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.5
0
0.5
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.60
2
4
6
8
10
12
14
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25
30
)()( tstsQ
Histograma Espectro
![Page 47: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/47.jpg)
Guido Stolfi 47
Modelo do Erro de Quantização
• Ruído Aleatório Aditivo• Distribuição uniforme de Amplitude• Amplitude pico-a-pico = Q (passo de quantização)
• Potência média:
2
2
22
12
Q
QdssP
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Guido Stolfi 48
Relação Sinal-Ruído
• Sinal quantizado com n bits: 2n níveis
• Amplitude de pico do sinal: SP = Q 2n-1
• Potência de pico do sinal: PP = Q2 22n-2
• Potência do ruído de quantização: PQ = Q2 /12
• Relação Sinal / Ruído:
nnn
Q
P
Q
Q
P
P 2222
222
2321212
2
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Guido Stolfi 49
Relação Sinal-Ruído de Quantização
• Em decibéis:
Exemplo: 8 bits => S/R = 52,9 dB (máx.)
16 bits => S/R = 101,1 dB
dB77,402,6
)3log(10)2log(20)3log(10)2log(10 2
n
nR
S n
![Page 50: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/50.jpg)
Guido Stolfi 50
Exemplos de Sistemas Quantizados
• Audio CD– 16 bits
– S/R = 101 dB (teórica)
– ~ 90 dB (prática)
![Page 51: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/51.jpg)
Guido Stolfi 51
Exemplos de Sistemas Quantizados
• Gravação Digital de Áudio:– 24 bits– S/R = 149 dB
(teórica)
– ~ 100 dB (prática)
![Page 52: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/52.jpg)
Guido Stolfi 52
Relação Sinal - Ruído em Vídeo
• Adota-se a relação entre a amplitude pico-a-pico do sinal e a amplitude RMS do ruído de quantização:
dBn
nR
S n
8,1002,6
)12log(10)2log(20)12log(10)2log(10 2
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Guido Stolfi 53
Considerando a Banda Passante
• A limitação da resposta em freqüência após a quantização reduz a potência do ruído dentro da banda do sinal:
f
fA/2
fAfV
V
A
f
fdBn
R
S
2log108,1002,6
![Page 54: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/54.jpg)
Guido Stolfi 54
Considerando “Headroom”
)(log202
log108.1002.6 dBVV
V
f
fn
Q
S
PB
T
V
A
e
VB-VPVT
![Page 55: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/55.jpg)
Guido Stolfi 55
Considerando a Resposta em Freqüência da Percepção Visual
onde f1= 270kHz, f2 = 1.37MHz e f3 = 390kHz
dB
ff
ff
ff
fA
2
3
2
2
2
1
10
1
11
log10
f
![Page 56: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/56.jpg)
Guido Stolfi 56
Relação S / R de Quantização Total
dB18.6381.6714.0
22.1log20
4.8
5.13log108.10802.6
QR
S
8 bits
fA
2 fV
VT
100 IRE A( f )
Exemplo: 8 bits
![Page 57: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/57.jpg)
Guido Stolfi 57
Amostragem Bidimensional
![Page 58: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/58.jpg)
Guido Stolfi 58
Amostragem de uma Imagem 2-D
• s(t) s(x, y)
• s(.) R, G, B ou Y, U, V
• Filtro “Anti-aliasing” Abertura Equivalente de Captura
• “Aliasing” Figuras de “Moirée”
• Função de Reconstrução MTF, “Spot Profile”
![Page 59: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/59.jpg)
Guido Stolfi 59
Digitalização de Vídeo
10% Para RetraçoVertical
20% para Retraço Horizontal
480 LinhasVisíveis
640 Pixels Visíveis por Linha
525
Linhas
Y= 106U= -15V= 30
pixel:
![Page 60: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/60.jpg)
Guido Stolfi 60
Estrutura de Amostragem Espacial
• Taxas de Amostragem podem ser independentes nos sentidos x e y
• Amostras podem ou não serem alinhadas nos sentidos x e y
• Em geral, estrutura é retangular; ocasionalmente, quadrada
![Page 61: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/61.jpg)
Guido Stolfi 61
Amostragem e Reconstrução
Imagem
Estrutura de Amostragem Espacial
Abertura Equivalentede Captura
Pixel
Função de Reconstrução
![Page 62: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/62.jpg)
Guido Stolfi 62
Reprodução de uma Imagem com Função de Reconstrução Quadrada
![Page 63: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/63.jpg)
Guido Stolfi 63
Reprodução de uma Imagem com Função de Reconstrução Gaussiana
![Page 64: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/64.jpg)
Guido Stolfi 64
John Lennon
![Page 65: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/65.jpg)
Guido Stolfi 65
Resolução Espacial
![Page 66: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/66.jpg)
Guido Stolfi 66
Padrão de Teste de Resolução Espacial
![Page 67: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/67.jpg)
Guido Stolfi 67
Função de Transferência de Contraste (CTF)
A B
C
A B
C
CTF
Número de Linhas
ResoluçãoLimite
RuídoMTF
ou
![Page 68: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/68.jpg)
Guido Stolfi 68
Função de Transferência de Modulação (MTF)
• Obtida da mesma forma que a CTF, quando o padrão de barras tem variação senoidal de luminância (ao invés de retangular)
• É a resposta em freqüência espacial do sistema
• MTF de um sistema linear com elementos em série é o produto das MTF’s dos seus elementos
![Page 69: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/69.jpg)
Guido Stolfi 69
MTF da Visão Humana
0
100
200
300
400
10 100 1000
Linhas de TV
MTF
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Guido Stolfi 70
Unidade de Medida: Linhas de TV
• Quantidade de linhas pretas + brancas contidas em uma distância igual à altura da imagem
V
V
![Page 71: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/71.jpg)
Guido Stolfi 71
Amostragem e Reconstrução
• No domínio Espacial:– Convolução da imagem com a abertura equivalente de captura
– Amostragem
– Convolução da amostra com a função de Reconstrução
• No domínio da Freqüência:– Filtragem pela MTF do processo de captura
– Amostragem (translação e replicação espectral)
– Filtragem pela MTF do processo de reconstrução
![Page 72: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/72.jpg)
Guido Stolfi 72
Espectro Bi-dimensional
y
x
Domínio do Espaço Domínio da Freqüência Espacial
fX
fY
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Guido Stolfi 73
Espectro Bi-dimensional
y
x
Domínio do Espaço Domínio da Freqüência Espacial
fX
fY
![Page 74: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/74.jpg)
Guido Stolfi 74
Espectro Bi-dimensional
y
x
Domínio do Espaço Domínio da Freqüência Espacial
fX
fY
![Page 75: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/75.jpg)
Guido Stolfi 75
Espectro Bi-dimensional
y
x
Domínio do Espaço Domínio da Freqüência Espacial
fX
fY
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Guido Stolfi 76
“Aliasing” Espacial: Efeito “Moirée”
Imagem Original Imagem Amostrada
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Guido Stolfi 77
“Aliasing” Espacial: Efeito “Moirée”
Imagem Original Imagem Amostrada e reconstruída
![Page 78: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/78.jpg)
Guido Stolfi 78
Espectro 2-D da Imagem Amostrada
fX
fY
fX
fY
fAY
fAX
![Page 79: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/79.jpg)
Guido Stolfi 79
Redução do “Aliasing” Espacial por Filtragem
Imagem Filtrada por Imagem Amostrada abertura equivalente e reconstruída
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Guido Stolfi 80
Espectro 2-D da Imagem Filtrada
fX
fY
fAY
fAX
fX
fY
fX
fY
Amostragem
Filtragemespacial
![Page 81: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/81.jpg)
Guido Stolfi 81
Visibilidade do Ruído de Quantização
Q = 1 / 256 Q = 1 / 16
![Page 82: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/82.jpg)
Guido Stolfi 82
Visibilidade do Ruído de Quantização
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-4
-2
0
2
4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-4
-2
0
2
4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-0.5
0
0.5
)(tsQ
)(ts
)()( tstsQ
![Page 83: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/83.jpg)
Guido Stolfi 83
Quantização com “Dithering”
*
Sinal
Ruído
Quantizador
s(t)
r(t)
sA(t)
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Guido Stolfi 84
Quantização com “Dithering”
)(tsQ
)()( trts
)()( tstsQ
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-4
-2
0
2
4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-4
-2
0
2
4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
![Page 85: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/85.jpg)
Guido Stolfi 85
Visibilidade de Quantização com “Dithering”
Q = 1 / 256 Q = 1 / 16 d = 1/16
![Page 86: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/86.jpg)
Guido Stolfi 86
Critério de Kell x Nyquist
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Guido Stolfi 87
fM / fA = 0,1
![Page 88: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/88.jpg)
Guido Stolfi 88
fM / fA = 0,2
![Page 89: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/89.jpg)
Guido Stolfi 89
fM / fA = 0,3
![Page 90: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/90.jpg)
Guido Stolfi 90
fM / fA = 0,3
fX
fY
fY
fX
fAY
fAX
![Page 91: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/91.jpg)
Guido Stolfi 91
fM / fA = 0,35
![Page 92: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/92.jpg)
Guido Stolfi 92
fM / fA = 0,4
![Page 93: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/93.jpg)
Guido Stolfi 93
fM / fA = 0,45
![Page 94: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/94.jpg)
Guido Stolfi 94
fM / fA = 0,5
![Page 95: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/95.jpg)
Guido Stolfi 95
fM / fA = 0,5
fX
fY
fX
fY
fAY
fAX
![Page 96: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/96.jpg)
Guido Stolfi 96
fM / fA = 0,55
![Page 97: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/97.jpg)
Guido Stolfi 97
fM / fA = 0,8
![Page 98: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/98.jpg)
Guido Stolfi 98
fM / fA = 0,8
fY
fX
fY
fX
fAY
fAX
![Page 99: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/99.jpg)
Guido Stolfi 99
fM / fA = 0,95
![Page 100: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/100.jpg)
Guido Stolfi 100
fM / fA = 0,2
![Page 101: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/101.jpg)
Guido Stolfi 101
fM / fA = 0,3
![Page 102: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/102.jpg)
Guido Stolfi 102
fM / fA = 0,35
![Page 103: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/103.jpg)
Guido Stolfi 103
fM / fA = 0,4
![Page 104: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/104.jpg)
Guido Stolfi 104
fM / fA = 0,45
![Page 105: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/105.jpg)
Guido Stolfi 105
fM / fA = 0,5
![Page 106: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/106.jpg)
Guido Stolfi 106
fM / fA = 0,95
![Page 107: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/107.jpg)
Guido Stolfi 107
fM / fA = 0,95
fX
fY
fX
fY
fAY
fAX
![Page 108: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/108.jpg)
Guido Stolfi 108
fM / fA = 0,35
![Page 109: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/109.jpg)
Guido Stolfi 109
fM / fA = 0,4
![Page 110: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/110.jpg)
Guido Stolfi 110
fM / fA = 0,5
![Page 111: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/111.jpg)
Guido Stolfi 111
fM / fA = 0,35
![Page 112: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/112.jpg)
Guido Stolfi 112
fM / fA = 0,4
![Page 113: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/113.jpg)
Guido Stolfi 113
fM / fA = 0,45
![Page 114: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/114.jpg)
Guido Stolfi 114
fM / fA = 0,5
![Page 115: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/115.jpg)
Guido Stolfi 115
Amostragem com Função de Reconstrução Triangular
![Page 116: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/116.jpg)
Guido Stolfi 116
fM / fA = 0,35
![Page 117: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/117.jpg)
Guido Stolfi 117
fM / fA = 0,35
fX
fY
fX
fY
fAY
fAX
![Page 118: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/118.jpg)
Guido Stolfi 118
fM / fA = 0,3
![Page 119: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/119.jpg)
Guido Stolfi 119
fM / fA = 0,35
![Page 120: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/120.jpg)
Guido Stolfi 120
fM / fA = 0,4
![Page 121: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/121.jpg)
Guido Stolfi 121
fM / fA = 0,45
![Page 122: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/122.jpg)
Guido Stolfi 122
fM / fA = 0,5
![Page 123: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/123.jpg)
Guido Stolfi 123
Amostragem 3-D (Espaço – Tempo)
![Page 124: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/124.jpg)
Guido Stolfi 124
Amostragem de uma Imagem em Movimento
Tempo
(Y,U,V) = s (x, y, t)
![Page 125: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/125.jpg)
Guido Stolfi 125
Amostragem de uma Imagem em Movimento
• Amostragem temporal (t): – Fotogramas
• Amostragem Espacial (y):– Varredura
• Amostragem Espacial (x):– Digitalização do Sinal de Vídeo
![Page 126: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/126.jpg)
Guido Stolfi 126
Espectro Tri-dimensional (Espaço - Tempo)
y
x
fx
fy
Imagem com Movimento Espectro Tri-dimensional
t
ft
a
bc
![Page 127: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/127.jpg)
Guido Stolfi 127
“Aliasing” Temporal: Efeito “Roda de Carroça”
Uma Rotação de 85 graus
em sentido Horário...
...confunde-se com uma
rotação de 5 graus...
...em sentido anti-horário.
![Page 128: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/128.jpg)
Guido Stolfi 128
Redução do “Aliasing” Temporal pelo Controle do Tempo de Exposição
fechado ("pull-down")aberto
Obturador da Câmera com Abertura Máxima
![Page 129: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/129.jpg)
Guido Stolfi 129
Estruturas de Varredura (Espaço – Tempo)
t
y
t
y
Varredura Progressiva Varredura Entrelaçada
![Page 130: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/130.jpg)
Guido Stolfi 130
Espectros das Estruturas de Varredura
F
F
t
y
F
F
t
y
Varredura Progressiva Varredura Entrelaçada
![Page 131: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/131.jpg)
Guido Stolfi 131
Critérios de Dimensionamento na Amostragem de Sinais de Vídeo
![Page 132: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/132.jpg)
Guido Stolfi 132
Critérios de Resolução Temporal
• Remanência da Visão: – 15 a 20 imagens (quadros) por segundo para
proporcionar ilusão de movimento
• Cintilação: – 48 ~ 60 imagens por segundo
• Interferências com a Rede Elétrica: 50 / 60 Hz– 60 imagens por segundo (EUA, Japão, Brasil
– 50 imagens por segundo (Europa, Ásia, etc.)
![Page 133: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/133.jpg)
Guido Stolfi 133
Critérios de Resolução Espacial
• Acuidade Visual: – ~ 1 minuto de grau
• Proporção: – 4:3 (igual ao cinema de antigamente)– 16:9 (compromisso com cinema atual)
• Tamanho da Imagem: ?
• Distância de Observação: ?
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Guido Stolfi 134
A Televisão como Entretenimento
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Guido Stolfi 135
Ângulos de Visualização da TV Convencional
L
H
d
a b
H / L = ¾ a = 10o b = 7.5o
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Guido Stolfi 136
Dimensionamento de um Sistema de TV: Padrão “M”
• Acuidade Visual: 1/60 de grau
• Ângulo de visualização: 10 x 7.5 graus
600 x 450 elementos de imagem (pixels)
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Guido Stolfi 137
Requisitos de Banda Passante
• 60 quadros por segundo, 600 x 450 pixels
MHzBW 1,8604506002
1
1 pixel = 1 semiciclo da maior freqüência necessária
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Guido Stolfi 138
Agravante: Tempo de Retraço
Tempo de Varredura
Tempo de Retraço
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Guido Stolfi 139
Requisitos de Banda Passante
• Tempo de retraço: 20% na varredura horizontal e 9% na vertical
MHzBW 595,106009,14502,16002
1
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Guido Stolfi 140
Agravante: Critério de Kell
• Teorema da Amostragem diz: número de linhas de varredura deve ser maior que o número de linhas (alternadas) a serem exibidas na imagem (fa > 2 x fs)
• Fator de Kell = 0,7 (experimental) implicaria em 450 0,7 = 643 linhas de varredura na imagem visível.
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Guido Stolfi 141
Requisitos de Banda Passante
• Considerando tempo de retraço e critério de Kell:
• Considerando Modulação AM: MHzBW 14,156009,16432,16002
1
BCH = 2 BW = 30,28 MHz (!!!)
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Guido Stolfi 142
Atenuante: Acuidade Visual
• Adotado Limite de Acuidade Visual como 1,33 minutos de grau, considerando nível de luminância
• Imagem visível passa para 340 x 450 elementos de resolução (480 linhas de amostragem)
• Adotadas 525 linhas de varredura (incluindo retraço)
MHzBW 4,8605252.14502
1
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Guido Stolfi 143
Atenuante: Entrelaçamento
• Freqüência de Cintilação para detalhes pequenos é muito menor
• Imagem é subdividida em 2 campos (par e ímpar)• Banda Passante cai pela metade (4.2 MHz)
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Guido Stolfi 144
Atenuante: Modulação Vestigial (VSB)
4,2 MHz
-4,2 MHz
Vídeo Composto(Banda Base)
+4,2 MHz
-0,75 MHz+4,5 MHz
fo
Modulação AM
Modulação VSB+ Áudio
0
6 MHz
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Guido Stolfi 145
MTF da Televisão Convencional
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 200 400 600 800
Linhas de TV
MTF
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Guido Stolfi 146
TV de Alta Definição: “Hi-Vision” (~1985)
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Guido Stolfi 147
Dimensionamento do Ângulo de Visualização para a “Hi-Vision”
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Guido Stolfi 148
Ocupação do Campo Visual
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
-100 -50 0 50
Ângulo em relação à Fóvea
Bastonetes
ConesPonto Cego
Cél
ulas
por
mm
2x
1000
HDTV
TVTV
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Guido Stolfi 149
Relação de Aspecto da TV de Alta Definição
• Compatibilidade com formatos de Cinema
TV (1.33:1 = 4:3)
HDTV (1.78:1 = 16:9)
Cinemascope (2.35:1)
Cinema (1.85:1)
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Guido Stolfi 150
Relação de Aspecto da TV de Alta Definição
• Compatibilidade com imagens 4:3
4 3(12 9)
4 3
4 3
4 3
16
9
![Page 151: Guido Stolfi 1 Digitalização de Vídeo e Áudio Guido Stolfi Mackenzie 2 / 2007.](https://reader035.fdocuments.us/reader035/viewer/2022062512/552fc12f497959413d8d3aab/html5/thumbnails/151.jpg)
Guido Stolfi 151
TV de “Mesma Definição”
1920
640
480
1080
1,33’
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Guido Stolfi 152
No Futuro ?
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Guido Stolfi 153
UHDV – Ultra High Definition Video (2005)
7680
1920
1080
4320
>90O
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Guido Stolfi 154
UHDV – Ultra High Definition Video (NHK-2005)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
-100 -50 0 50
Ângulo em relação à Fóvea
Bastonetes
ConesPonto Cego
Cél
ulas
por
mm
2x
1000
HDTV
TVTV
UHDV