SMPTE 292 , originalmente SMPTE 292M , es un estándar de línea de transmisión de video digital publicado por la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE). Este estándar técnico se conoce comúnmente como HD-SDI y forma parte de una familia de estándares que definen una interfaz digital en serie basada en un cable coaxial , diseñada para la transmisión de video y audio digital sin comprimir en un estudio de televisión.
SMPTE 292 amplía las normas SMPTE 259 y SMPTE 344 , permitiendo velocidades de bits de 1,485 Gbit/s y 1,485/1,001 Gbit/s. Estas velocidades de bits son suficientes para transferir vídeo de alta definición sin comprimir y se utilizan con frecuencia para ello . [ 1 ]
Nomenclatura
El designador "M" se introdujo originalmente para indicar dimensiones métricas. Ya no se utiliza en listados ni nombres de archivo. Las unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI) son las unidades de medida preferidas en todos los documentos de ingeniería de SMPTE. [ 2 ]
Detalles técnicos
El estándar SMPTE 292 es una interfaz nominal de 1,5 Gbit/s. Se definen dos velocidades de bits exactas: 1,485 Gbit/s y 1,485/1,001 Gbit/s. El factor de 1/1,001 permite que SMPTE 292 admita formatos de vídeo con frecuencias de fotogramas de 59,94 Hz, 29,97 Hz y 23,98 Hz, para garantizar la compatibilidad con los sistemas NTSC existentes . La versión de 1,485 Gbit/s del estándar admite otras frecuencias de fotogramas de uso común, como 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz y 24 Hz.
El estándar también define velocidades de bits nominales de 3 Gbit/s para aplicaciones 1080p de 50/60 fotogramas por segundo. Esta versión de la interfaz no se utiliza (ni se ha implementado comercialmente); en su lugar, se utiliza una extensión de doble enlace de SMPTE 292M, conocida como SMPTE 372 , o una versión que funciona al doble de velocidad, conocida como SMPTE 424 , por ejemplo, para aplicaciones 1080p60.
Interfaz eléctrica
Originalmente, SMPTE definió interfaces tanto eléctricas como ópticas , debido a la preocupación de que una interfaz eléctrica a esa velocidad de bits resultara costosa o poco fiable, y que se necesitara una interfaz óptica. Sin embargo, estos temores no se han materializado, y las interfaces ópticas rara vez se utilizan, y es probable que se eliminen en futuras revisiones del estándar.
El cableado utilizado para la interfaz eléctrica SMPTE 292 es coaxial con una impedancia nominal de 75 Ω . Los datos se codifican en formato NRZ y se utiliza un registro de desplazamiento con retroalimentación lineal para codificarlos y reducir la probabilidad de que aparezcan largas secuencias de ceros o unos en la interfaz. La interfaz es autosincronizada. La codificación se realiza mediante la detección de un patrón de sincronización especial , que aparece en la señal digital serial (sin codificar) como una secuencia de veintiunos seguidos de cuarenta ceros; este patrón de bits no es válido en ningún otro lugar de la carga útil de datos.
Se sabe que la interfaz digital SMPTE 292 es fiable (sin necesidad de repetidores) en longitudes de cable de 100 m o más.
Formato de datos
Los formatos de datos paralelos correspondientes, definidos por SMPTE 274 , SMPTE 296 y otros estándares, son de 20 bits; por lo tanto, SMPTE 292M utiliza un tamaño de palabra de 20 bits. Cada palabra de 20 bits consta de dos datos de 10 bits, provenientes de dos canales de datos lógicos (y paralelos): uno ("Y") que codifica muestras de vídeo de luminancia y otro ("C") que codifica información de crominancia . El canal C se multiplexa en el tiempo en dos canales de media banda, conocidos como Cr (el canal de "diferencia de color rojo") y Cb (el canal de "diferencia de color azul"). La velocidad de datos nominal del canal Y es de 75 Mwords/seg (1,5 Gbit/s dividido por 20), y la velocidad de datos nominal de cada uno de los dos canales de croma es de 37,5 Mwords/seg.
La carga útil de vídeo (así como la carga útil de datos auxiliares) puede utilizar cualquier palabra de 10 bits en el rango de 4 a 1019 (004 a 3FB en hexadecimal), ambos inclusive; los valores 0-3 y 1020-1023 (3FC - 3FF) están reservados y no pueden aparecer en ninguna parte de la carga útil. Estas palabras reservadas tienen dos propósitos: para paquetes de sincronización y para encabezados de datos auxiliares.
Paquetes de sincronización
Un paquete de sincronización se genera inmediatamente antes de la primera muestra activa en cada línea e inmediatamente después de la última muestra activa (y antes del inicio de la región de borrado horizontal ). El paquete de sincronización consta de cuatro palabras de 10 bits. Las tres primeras palabras son siempre iguales: 0x3FF, 0, 0; la cuarta consta de 3 bits de bandera, junto con un código de corrección de errores. Como resultado, existen 8 paquetes de sincronización diferentes posibles.
Los paquetes de sincronización deben producirse simultáneamente en los flujos de datos Y y C.
Los bits de bandera que se encuentran en la cuarta palabra se conocen como H, F y V. El bit H indica el inicio del borrado horizontal; y los bits de sincronización que preceden inmediatamente a la región de borrado horizontal deben tener H establecido en uno. Estos paquetes se conocen comúnmente como paquetes de Fin de Vídeo Activo ( EAV) . Del mismo modo, el paquete que aparece inmediatamente antes del inicio del vídeo activo tiene H establecido en 0; este es el paquete de Inicio de Vídeo Activo ( SAV) .
Asimismo, el bit V se utiliza para indicar el inicio de la región de borrado vertical; un paquete EAV con V=1 indica que la siguiente línea (las líneas se consideran que comienzan con EAV) es parte del intervalo vertical , un paquete EAV con V=0 indica que la siguiente línea es parte de la imagen activa.
El bit F se utiliza en los formatos de trama entrelazada y segmentada progresiva para indicar si la línea proviene del primer o segundo campo (o segmento). En los formatos de escaneo progresivo , el bit F siempre se establece en cero.
Aparte del hecho de que los paquetes de sincronización se producen en paralelo en dos flujos de datos (Y y C), su comportamiento es prácticamente idéntico al de los tipos de paquetes definidos en CCIR 601 y SMPTE 259 , la interfaz digital comúnmente utilizada para SDTV .
Contador de línea y CRC
Para mayor robustez, las cuatro muestras que siguen inmediatamente a los paquetes EAV (pero no a los paquetes SAV) contienen un campo de verificación de redundancia cíclica y un indicador de conteo de líneas. El campo CRC proporciona el CRC de la línea precedente (los CRC se calculan de forma independiente para los flujos Y y C) y puede utilizarse para detectar errores de bits en la interfaz. El campo de conteo de líneas indica el número de la línea actual.
Datos auxiliares
Al igual que SMPTE 259 , SMPTE 292 admite el estándar SMPTE 291 para datos auxiliares. Los datos auxiliares se proporcionan como un transporte estandarizado para carga útil que no es de video dentro de una señal digital serial; se utilizan para elementos como audio incrustado , subtítulos , código de tiempo y otros tipos de metadatos . Los datos auxiliares se indican mediante un paquete de 3 palabras que consta de 0, 3FF, 3FF (lo opuesto al encabezado del paquete de sincronización), seguido de un código de identificación de dos palabras, una palabra de conteo de datos (que indica de 0 a 255 palabras de carga útil), la carga útil propiamente dicha y una suma de verificación de una palabra. Excepto en su uso en el encabezado, los códigos prohibidos para la carga útil de video también están prohibidos para la carga útil de datos auxiliares.
Carga útil de vídeo
Dentro de la parte activa del vídeo, las palabras de datos corresponden a los niveles de señal de los componentes de vídeo respectivos. El canal de luminancia (Y) se define de forma que a un nivel de señal de 0 mV se le asigna la palabra clave 64 (40 hexadecimal) y a 700 milivoltios (escala completa) se le asigna la palabra clave 940 (3AC). Para los canales de croma, a 0 mV se le asigna la palabra clave 512 (200 hexadecimal), a -350 mV se le asigna la palabra clave 64 (0x40) y a +350 mV se le asigna la palabra clave 960 (3C0). Cabe destacar que la escala de los canales de luminancia y croma no es idéntica. El mínimo y el máximo de estos rangos representan los límites de señal preferidos, aunque la carga útil de vídeo puede salirse de estos rangos (siempre que las palabras clave reservadas de 0 a 3 y de 1020 a 1023 no se utilicen para la carga útil de vídeo).
Para las porciones de las regiones de borrado vertical y horizontal que no se utilizan para datos auxiliares, se recomienda asignar a las muestras de luminancia la palabra clave 64 (40 hexadecimal) y a las muestras de crominancia la palabra clave 512 (200 hexadecimal); ambas corresponden a 0 mV. Es posible codificar información analógica de intervalo vertical (como código de tiempo de intervalo vertical o señales de prueba de intervalo vertical) sin interrumpir la interfaz, pero este uso no es estándar (y los datos auxiliares son el medio preferido para transmitir metadatos). Sin embargo, no se recomienda la conversión de señales analógicas de sincronización y ráfaga a digitales, ni es necesaria en la interfaz digital.
Premio Emmy
El 31 de julio de 2013 se anunció que SMPTE ganó un premio Emmy de Tecnología e Ingeniería de 2013 otorgado por la Academia Nacional de Artes y Ciencias de la Televisión . El galardón reconoció el trabajo de la sociedad en el desarrollo, la estandarización y la comercialización de SMPTE 292. [ 1 ]
Normas SMPTE relacionadas
- Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 274M-2005: Estructura de muestra de imagen, representación digital y secuencias de referencia de temporización digital para múltiples velocidades de imagen.
- Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 292M-1998: Interfaz digital serie de bits para televisión de alta definición
- Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 291M-1998: Formato de paquetes de datos auxiliares y de espacio
- Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 372M-2002: Interfaz Dual Link 292M para tramas de imágenes de 1920 x 1080
Véase también
- Norma SMPTE ST 292-1:2018: Interfaz serie de señal/datos de 1,5 Gb/s , revisión de SMPTE ST 292-1:2012
- Norma SMPTE propuesta SMPTE 292M: Interfaz digital bit-serie para sistemas de televisión de alta definición , revisión de ANSI/SMPTE 292M-1996
Referencias
- Tecnología cinematográfica y de vídeo
- Formatos de vídeo
- Estándares SMPTE