La relación de aspecto de televisión, es simplemente la relación que existe entre la base y la altura de la imagen.
La televisión tradicional, con una relación 4:3, tiene un formato casi cuadrado. Cuando comenzó en Japón el estudio de la Alta Definición, se adoptó la relación de aspecto 5:3.
Está nueva relación era más rectangular que la tradicional 4:3. Posteriormente, e inspirándose en el cine de la pantalla ancha, la Televisión de Alta Definición adoptó la relación 16:9. Si bien esta, es un poco menor que la relación de pantalla, se logra una imagen más envolvente.
9.2.1 Señales SDI en 4:3 y 16:9
La señal SDI, que tiene una relación de aspecto de su imagen de 4:3, es una señal cuyo flujo de datos tiene una velocidad binaria de 270 Mbps. Esta señal para su digitalización, ha sido muestreada con una estructura 4:2:2 a 10 bits por muestra de resolución.
Las frecuencias de muestreo, también se incrementan en la misma relación:
En la tabla siguiente, se resumen estos parámetros, para una señal SDI de 270 Mbps en 4:3 y 16:9 y una señal de 360 Mbps en 16:9.
9.2.2 Conversión de relación de aspecto
La conversión de relación de aspecto, es muy importante hoy en día y se está utilizando cada vez con más frecuencia. Veamos un ejemplo; una estación que emite su programación en HDTV (16:9) y necesita intercalar noticias, documentales o programas de SDTV (4:3). En esté caso, es necesario realizar dos procesos; primero realizar una Conversión Ascendente (Up Convertion), para convertir el tren digital SDTV de 270 Mbps al de HDTV de 1.48 Gbps y luego, cambiar la relación de aspecto de 4:3 a 16:9. Este ejemplo combina dos procesos; Conversión Ascendente junto con la conversión de relación aspecto. También, puede producirse el caso inverso, es decir convertir una señal de HDTV a SDTV y convertir la relación de aspecto de 16:9 a 4:3. El proceso de conversión de la señal de Alta Definición a SDTV, se denomina Conversión Descendente (Down Convertion).
También, puede ser necesario convertir solo la relación de aspecto de 4:3 a 16:9 o viceversa. En cualquiera de las dos vías, esta conversión no es perfecta y se debe seleccionar la que más convenga en cada caso. La conversión de relación de aspecto más común es de 4:3 a 16:9 y viceversa. En la tabla siguiente se muestran algunas conversiones de relación de aspecto, incluyendo el formato 14:9.
De la tabla podemos observar que la conversión de 14:9 a 4:3 (Letter box B), la imagen ocupa un 85.7% de la pantalla en sentido vertical. En la conversión de 16:9 a 4:3 (Letter box A) la imagen ocupa el 75% de la pantalla, también en sentido vertical. Más adelante, analizaremos estos casos con más detalle. En la figura siguuiente se muestran las conversiones de relación de aspecto más comunes utilizadas hoy en día. Las dos vías posibles de conversión son de 4:3 a 16:9 y viceversa.
Los distintos tipos de conversiones de 16:9 y 14:9 a 4:3, mostrados anteriormente, se representan a manera de resumen en la figura 3.10. En esta tenemos:
a) Pantalla normal 4:3.
b) Pantalla ancha 16:9.
c) Formato anamórfico.
d) Letter box B 14:9.
e) Letter box A 16:9.
El formato anamórfico no es utilizado. Para realizar esta conversión, se comprime la imagen de 16:9 hasta que entre en la pantalla de 4:3. Si bien aquí no tenemos pérdida de imagen, esta sufre una compresión o achatamiento en sentido horizontal, produciendo una deformación de la misma.
El formato Letter box B se refiere a la conversión de 14:9 a 4:3. En este caso, tenemos dos barras negras, una arriba y otra debajo de la imagen. Cada imagen representa un 7.5% de la imagen.
El formato Letter Box A se refiere a la conversión de 16:9 a 4:3. Aquí, también tenemos dos barras negras, en la misma posición que en la anterior. Cada una de ellas representa un 12.5% de la imagen. Esto significa que cada barra negra tiene 71 líneas activas de barrido, de un total de 575. Lo importante es que con esta conversión no se pierde imagen, sino que la misma es reducida en proporción, a fin de que entre en ancho en la pantalla de 4:3. La imagen se reduce a 575 líneas activas a 433 líneas, también activas.
9.2.3 Conversión de 16:9 a 4:3. letter box a
En este tipo de conversión, como se había mencionado anteriormente, la imagen se reduce en tamaño para poder ocupar el ancho de la imagen 4:3. En la figura siguiente se muestra y explica este proceso.
9.2.4 Conversión de 16:9 A 4:3. EDGE CROPPED
En la figura siguiente se muestra una conversión de 16:9 a 4:3 denominada Edge Cropped. En este caso, la imagen de 16:9 es cortada en ambos bordes, para que entre en la relación de 4:3. Aquí se pierde información en la conversión.
En este tipo de conversión, se mantienen las 575 líneas activas.
La imagen original de 16:9 tenía 720 muestras de luminancia (Y) por la línea activa. Después de la conversión, la nueva imagen de relación 4:3 tiene ahora 540 muestras por línea activa. Esto significa que hemos perdido en total:
Muestras por línea activa después de la conversión: 720-540 = 180 muestras por línea activa (90 muestras en el lado izquierdo de la pantalla y 90 muestras en el lado derecho).
En total, tenemos 25% menos de información de la imagen o sea 12.5% en el lado izquierdo y 12.5% en el lado derecho.
9.2.5 Conversión de 4:3 A 16:9 horizontal CROP
Cuando se efectúa la conversión de relación de aspecto de 4:3 a 16:9, se puede optar por diversas formas.
En la figura siguiente se muestra un primer tipo de conversión, denominado Horizontal crop. En la parte a) de la figura tenemos una imagen con relación de aspecto de 4:3. Para poder convertirla a una imagen de 16:9 se la debe ampliar por un factor de 16:9/a4:3, lo que nos da un factor de 1.33. Esto es a efectos de ocupar el ancho horizontal de la imagen 16:9. Esta ampliación se efectúa tomando 431 líneas activas de las 575 de la imagen a) de 4:3 o sea; 575 x ¾ = 431 líneas activas aproximadamente.
Estas 431 líneas, son interpoladas en forma vertical en las de las 575 de la imagen b) 16:9. Como resultado de la conversión, tenemos una pérdida de información arriba y debajo de la imagen.
9.2.6 Conversión de 4:3 A 16:9. PILLAR BOX
En la imagen siguiente se representa una conversión de 4.3 a 16:9 denominada Pillar box
Al efectuar la conversión de 4:3 a 16:9, se puede optar por este método. La ventaja reside en que la imagen original de 4:3 entra con el mismo tamaño en la pantalla de 16:9, sin pérdida de información. Sin embargo, se deben generar dos barras negras verticales, una a cada lado de la imagen, a fin de ocupar el ancho de la nueva relación de aspecto.
En la primera imagen con relación 4:3; tenemos 720 muestras de luminancia (Y) por línea activa. Al convertir la imagen de 4:3 a 16:9, la relación de pixeles en la imagen 16:9, sin las barras negras es; 720 x ¾ = 540 pixeles.
Cada línea activa de la barra negra tendrá: (720 - 540)/2 = 90 pixeles. En este tipo de conversión y con ambas barras negras, se pierden sobre la imagen 180 pixeles por línea activa.
9.2.7 El conversor de relación de aspecto (ARC)
Los conversores de relación de aspecto, permiten hoy en día convertir señales SDI de 270 Mbps de 4:3 a 16:9 y viceversa, con una transparencia total. Sin embargo, las conversiones no son 100% exactas.
En efecto, en cualquiera de las dos vías de conversión, siempre existe alguna pérdida de imagen o una degradación de la misma.
9.2.8 Conversión ascendente (UP CONVERTION)
La conversión ascendente, permite convertir una señal de 270 Mbps con una relación de aspecto de 4:3 a una señal de HDTV de 1.48 Mbps con una relación de 16:9. Los dispositivos encargados de efectuar esta conversión se denominan Up Converters. En primera instancia, para efectuara esta conversión se debe aumentar de 575 líneas activas a 1080 líneas activas. Este proceso, se realiza mediante una interpolación vertical. Luego, se debe aumentar de 720 muestras de luminancia por línea activa a 1920 muestras. Este proceso, es realizado mediante una interpolación horizontal.
En la figura siguiente se muestra los formatos de entrada y salida de un Up Converter.
En este caso, el Up Converter convierte la señal de entrada (525/60), con una relación de aspecto de 4:3, a dos formatos de HDTV (1080i y 720p) en 16:9.
En cualquiera de los dos casos, el Up Converter debe realizar dos interpolaciones, como se había mencionado. Esta tecnología proporciona la mayor exactitud en el proceso de conversión, pues permite utilizar toda la información temporal y espacial contenida en el video.
La calidad de la conversión es realmente sorprendente, debido a la tecnología empleada en la interpolación. Además de aumentar el número de líneas y de pixeles por línea activa, el Up Converter también efectúa la conversión de relación aspecto de 4:3 a 16:9. Todo ello, hace que el resultado sea una imagne de buena calidad, aunque no sea una imagen de HDTV original.
9.2.9 Conversión descendente (DOWN CONVERTER)
La conversión descendente es más simple que la ascendente. A estos dispositivos se les denomina Down Converter.
Generalmente, convierten una señal de HDTV de 1080i ó 720p (16:9) a una señal SDI de 270 MBPS con una relación de aspecto de 4:3.
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