Elettronica e Telecomunicazioni

La TV digitale

Il Centro Ricerche ha svolto un ruolo importante nello definizione degli standard di codifica del segnale video e nello sviluppo delle tecniche di compressione, indispensabili per la sua trasmissione e registrazione.

Elettronica e Telecomunicazioni ha pubblicato una serie di articoli informativi su tali tecnologie, in questa sezione sono organizzati nell'ordine tipico di un testo, a partire da un'introduzione storica all'evoluzione dei formati TV e HDTV, per passare alle tecniche di compressione video e concludere con quelle di protezione dell'informazione dagli errori introdotti dal canale.

M. Barbero, N. Shpuza
Obiettivo 1000
Alta Definizione e schermi TV
Questa è una panoramica, che adotta un linguaggio non eccessivamente "tecnico", su alcuni dei temi, in parte già trattati in precedenti numeri di Elettronica e Telecomunicazioni, legati alla definizione delle immagini televisive, con specifico riferimento all'evoluzione degli schermi, dalla nascita della televisione fino alla imminente Alta Definizione (HDTV)

Codifica di Sorgente

I formati TV e HDTV

M: Barbero, N. Shpuza
Le origini del video digitale
(La raccomandazione ITU-R BT.601)

M. Barbero, N. Shpuza
I formati HDTV
(le raccomandazioni ITU-R BT.709 e BT.1543)
Le due raccomandazioni ITU-R BT.709 e BT.1543 sono il risultato delle attività di normalizzazione per la TV ad alta definizione, avviate negli anni '80, hanno portato alla definizione di formati analogici e, più recentemente, digitali. La Rac. 709 definisce un formato comune d'immagine, utilizzabile con vari valori delle frequenze di ripetizione di immagine per la ripresa e il trasporto e con scansione progressiva e interlacciata. La Rac. 1543 definisce i parametri utilizzabile per un altro formato d'immagine, per la produzione e lo scambio di programmi a 60 Hz e scansione progressiva.

Marzio Barbero & Natasha Shpuze
Interfacce Video
(SDI,SDTI, ASI, HD-SDI, DVI, HDMI)

Le tecniche di compressione video

Il Centro Ricerche ha svolto un ruolo importante nello sviluppo delle tecniche di compressione del segnale video, contribuendo allo sviluppo del sistema che consentì, nel corso di Italia '90, la trasmissione punto-multipunto delle partite di calcio in formato HDTV con tecniche completamente digitali.

Montreux, giugno 1991

Assegnazione del Montreux Achievement Golden Medal
a Marzio Barbero del Centro Ricerche Rai
"per il contributo alla trasmissione numerica della TV,
includendo HDTV, basata su tecniche DCT"

(da Elettronica e Telecomunicazioni - n.2 , 1991)

M: Barbero, N. Shpuza
Utensili per la compressione video)

M: Barbero, N. Shpuza
Uno standard pervasivo
(MPEG-2 video)
Parte I e Parte II

M: Barbero, N. Shpuza
Advanced Video coding
(AVC - H.264):
il prossimo futuro
Parte I e Parte II

La codifica di canale

Marzio Barbero, Natasha Shpuza
Prossimi al limite di Shannon, 60 anni dopo
Sessanta anni fa Claude E. Shannon formulava una relazione fondamentale, destinata a rivoluzionare la teoria delle telecomunicazioni. Tale relazione consente di valutare la capacità di un canale digitale in funzione della sua larghezza di banda. Negli anni immediatamente successivi fu rapida l’evoluzione della teoria dei codici per la protezione dagli errori, con l’obiettivo di individuare schemi in grado di approssimare la capacità massima teorica del canale, denominata “limite di Shannon”. Inizialmente le applicazioni furono soprattutto nell’ambito delle comunicazioni dal profondo spazio. Più recentemente i progressi in questo campo sono stati fondamentali per la realizzazione di applicazioni e servizi oggigiorno indispensabili, quali la telefonia mobile e la diffusione televisiva digitale. Negli ultimi quindici anni, con l’avvento dei turbo codici e la successiva riscoperta dei codici LDPC, si è in grado di approssimare, e quasi raggiungere, il limite. La prima applicazione che ha ottenuto tale risultato è stato il sistema di diffusione televisiva digitale da satellite di seconda generazione (DVB-S2).

Marzio Barbero, Natasha Shpuza
Rivelazione,Correzione e Mascheramento degli Errori
Con questa serie di schede si vogliono fornire informazioni di base utili alla comprensione delle tecniche e ai sistemi digitali oggi ampiamente diffusi in campo televisivo. Questa prima parte è introduttiva alle tecniche utilizzati per la protezione dagli errori introdotti dal canale ed è focalizzata soprattutto sui codici a blocco e sulle applicazioni dei codici Reed Solomon in campo televisivo, in particolare per gli standard televisivi DVB di prima generazione e di videoregistrazione magnetica e ottica. Successivamente sarà pubblicata una seconda parte dedicata ai codici convoluzionali e alle tecniche utilizzate, ad esempio, negli standard DVB di seconda generazione.

Marzio Barbero, Natasha Shpuza
Rivelazione,Correzione e Mascheramento degli Errori - Parte II
Questa è l’ultima parte di un trittico di articoli, di cui i primi due sono stati pubblicati nei numeri di aprile e agosto del 2008. Lo scopo è quello di fornire informazioni di base utili alla comprensione delle tecniche utilizzate per proteggere i dati dagli errori introdotti dai canali di trasmissione o dai sistemi di memorizzazione e registrazione. Tali tecniche sono alla base dei sistemi di diffusione televisiva, in particolare gli standard DVB. In questo articolo conclusivo sono considerati i codici di tipo convoluzionale, utilizzati nella prima generazione DVB, e i codici LDPC, adottati nella seconda generazione. Questi codici trovano ora applicazione anche per migliorare le prestazioni dei servizi di downloading e streaming basati su protocollo IP e per incrementarne le prestazioni in termini di capacità dei sistemi di memorizzazione (hard-disk).

La visualizzazione

Marzio Barbero, Natasha Shpuza
Alta Definizione: display 1080p
Precedenti articoli sono stati dedicati all’evoluzione dei display utilizzati per la TV e la HDTV. Fra le tecnologie ormai mature vi sono gli schermi al plasma, LCD-TFT, a retroproiezione. La competizione, la conseguente riduzione dei prezzi e dei margini di profitto, spingono i produttori a realizzare schermi con caratteristiche innovative e attraenti per i consumatori. La piena definizione, 1920 pixel x 1080 righe, è ormai disponibile in prodotti basati su tutte le tecnologie precedentemente citate e l’associazione dell’industria europea EICTA ha recentemente definito i loghi “HD ready 1080p” e “HD TV 1080p”. La tendenza a sviluppare display a più basso consumo, di minor peso e soprattutto più sottili, è accelerata dagli annunci sulla imminente produzione di schemi TV basati su composti organici elettroluminescenti (OLED).

La TV digitale Il Centro Ricerche ha svolto un ruolo importante nello definizione degli standard di codifica del segnale video e nello sviluppo delle tecniche di compressione, indispensabili per la sua trasmissione e registrazione. Elettronica e Telecomunicazioni ha pubblicato una serie di articoli informativi su tali tecnologie, in questa sezione sono organizzati nell'ordine tipico di un testo, a partire da un'introduzione storica all'evoluzione dei formati TV e HDTV, per passare alle tecniche di compressione video e concludere con quelle di protezione dell'informazione dagli errori introdotti dal canale.
	M. Barbero, N. Shpuza Obiettivo 1000 Alta Definizione e schermi TV Questa è una panoramica, che adotta un linguaggio non eccessivamente "tecnico", su alcuni dei temi, in parte già trattati in precedenti numeri di Elettronica e Telecomunicazioni, legati alla definizione delle immagini televisive, con specifico riferimento all'evoluzione degli schermi, dalla nascita della televisione fino alla imminente Alta Definizione (HDTV)
Codifica di Sorgente I formati TV e HDTV
	M: Barbero, N. Shpuza Le origini del video digitale (La raccomandazione ITU-R BT.601)
	M. Barbero, N. Shpuza I formati HDTV (le raccomandazioni ITU-R BT.709 e BT.1543) Le due raccomandazioni ITU-R BT.709 e BT.1543 sono il risultato delle attività di normalizzazione per la TV ad alta definizione, avviate negli anni '80, hanno portato alla definizione di formati analogici e, più recentemente, digitali. La Rac. 709 definisce un formato comune d'immagine, utilizzabile con vari valori delle frequenze di ripetizione di immagine per la ripresa e il trasporto e con scansione progressiva e interlacciata. La Rac. 1543 definisce i parametri utilizzabile per un altro formato d'immagine, per la produzione e lo scambio di programmi a 60 Hz e scansione progressiva.
	Marzio Barbero & Natasha Shpuze Interfacce Video (SDI,SDTI, ASI, HD-SDI, DVI, HDMI)
Le tecniche di compressione video Il Centro Ricerche ha svolto un ruolo importante nello sviluppo delle tecniche di compressione del segnale video, contribuendo allo sviluppo del sistema che consentì, nel corso di Italia '90, la trasmissione punto-multipunto delle partite di calcio in formato HDTV con tecniche completamente digitali.
Montreux, giugno 1991 Assegnazione del Montreux Achievement Golden Medal a Marzio Barbero del Centro Ricerche Rai "per il contributo alla trasmissione numerica della TV, includendo HDTV, basata su tecniche DCT"	(da Elettronica e Telecomunicazioni - n.2 , 1991)
	(da Elettronica e Telecomunicazioni - n.2 , 1991)
	M: Barbero, N. Shpuza Utensili per la compressione video)
	M: Barbero, N. Shpuza Uno standard pervasivo (MPEG-2 video) Parte I e Parte II
	M: Barbero, N. Shpuza Advanced Video coding (AVC - H.264): il prossimo futuro Parte I e Parte II
La codifica di canale
	Marzio Barbero, Natasha Shpuza Prossimi al limite di Shannon, 60 anni dopo Sessanta anni fa Claude E. Shannon formulava una relazione fondamentale, destinata a rivoluzionare la teoria delle telecomunicazioni. Tale relazione consente di valutare la capacità di un canale digitale in funzione della sua larghezza di banda. Negli anni immediatamente successivi fu rapida l’evoluzione della teoria dei codici per la protezione dagli errori, con l’obiettivo di individuare schemi in grado di approssimare la capacità massima teorica del canale, denominata “limite di Shannon”. Inizialmente le applicazioni furono soprattutto nell’ambito delle comunicazioni dal profondo spazio. Più recentemente i progressi in questo campo sono stati fondamentali per la realizzazione di applicazioni e servizi oggigiorno indispensabili, quali la telefonia mobile e la diffusione televisiva digitale. Negli ultimi quindici anni, con l’avvento dei turbo codici e la successiva riscoperta dei codici LDPC, si è in grado di approssimare, e quasi raggiungere, il limite. La prima applicazione che ha ottenuto tale risultato è stato il sistema di diffusione televisiva digitale da satellite di seconda generazione (DVB-S2).
	Marzio Barbero, Natasha Shpuza Rivelazione,Correzione e Mascheramento degli Errori Con questa serie di schede si vogliono fornire informazioni di base utili alla comprensione delle tecniche e ai sistemi digitali oggi ampiamente diffusi in campo televisivo. Questa prima parte è introduttiva alle tecniche utilizzati per la protezione dagli errori introdotti dal canale ed è focalizzata soprattutto sui codici a blocco e sulle applicazioni dei codici Reed Solomon in campo televisivo, in particolare per gli standard televisivi DVB di prima generazione e di videoregistrazione magnetica e ottica. Successivamente sarà pubblicata una seconda parte dedicata ai codici convoluzionali e alle tecniche utilizzate, ad esempio, negli standard DVB di seconda generazione.
	Marzio Barbero, Natasha Shpuza Rivelazione,Correzione e Mascheramento degli Errori - Parte II Questa è l’ultima parte di un trittico di articoli, di cui i primi due sono stati pubblicati nei numeri di aprile e agosto del 2008. Lo scopo è quello di fornire informazioni di base utili alla comprensione delle tecniche utilizzate per proteggere i dati dagli errori introdotti dai canali di trasmissione o dai sistemi di memorizzazione e registrazione. Tali tecniche sono alla base dei sistemi di diffusione televisiva, in particolare gli standard DVB. In questo articolo conclusivo sono considerati i codici di tipo convoluzionale, utilizzati nella prima generazione DVB, e i codici LDPC, adottati nella seconda generazione. Questi codici trovano ora applicazione anche per migliorare le prestazioni dei servizi di downloading e streaming basati su protocollo IP e per incrementarne le prestazioni in termini di capacità dei sistemi di memorizzazione (hard-disk).
La visualizzazione
	Marzio Barbero, Natasha Shpuza Alta Definizione: display 1080p Precedenti articoli sono stati dedicati all’evoluzione dei display utilizzati per la TV e la HDTV. Fra le tecnologie ormai mature vi sono gli schermi al plasma, LCD-TFT, a retroproiezione. La competizione, la conseguente riduzione dei prezzi e dei margini di profitto, spingono i produttori a realizzare schermi con caratteristiche innovative e attraenti per i consumatori. La piena definizione, 1920 pixel x 1080 righe, è ormai disponibile in prodotti basati su tutte le tecnologie precedentemente citate e l’associazione dell’industria europea EICTA ha recentemente definito i loghi “HD ready 1080p” e “HD TV 1080p”. La tendenza a sviluppare display a più basso consumo, di minor peso e soprattutto più sottili, è accelerata dagli annunci sulla imminente produzione di schemi TV basati su composti organici elettroluminescenti (OLED).