SMPTE 292 - SMPTE 292
SMPTE 292 est une norme de ligne de transmission vidéo numérique publiée par la Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE). Cette norme technique est généralement appelée HD-SDI ; il fait partie d'une famille de normes qui définissent une interface numérique série basée sur un câble coaxial, destinée à être utilisée pour le transport de vidéo et audio numériques non compressés dans un environnement de studio de télévision.
SMPTE 292 qui se développe sur SMPTE 259 et SMPTE 344 permettant des débits binaires de 1,485 Gbit / s et 1,485 / 1,001 Gbit / s. Ces débits binaires sont suffisants et souvent utilisés pour transférer de la vidéo haute définition non compressée .
Nomenclature
L'indicateur «M» a été initialement introduit pour signifier les dimensions métriques. Il n'est plus utilisé dans les listes ou les noms de fichiers. Les unités du Système international d'unités (SI) sont les unités de mesure préférées dans tous les documents techniques SMPTE.
Détails techniques
La norme SMPTE 292 est une interface nominale de 1,5 Gbit / s. Deux débits binaires exacts sont définis; 1,485 Gbit / s et 1,485 / 1,001 Gbit / s. Le facteur de 1 / 1,001 est fourni pour permettre au SMPTE 292 de prendre en charge les formats vidéo avec des fréquences d'images de 59,94 Hz, 29,97 Hz et 23,98 Hz, afin d'être compatible avec les systèmes NTSC existants . La version 1,485 Gbit / s de la norme prend en charge d'autres fréquences d'images largement utilisées, notamment 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz et 24 Hz.
La norme définit également des débits binaires nominaux de 3 Gbit / s, pour des applications 1080P 50/60 images par seconde. Cette version de l'interface n'est pas utilisée (et n'a pas été mise en œuvre commercialement); à la place, une extension à double liaison de SMPTE 292M connue sous le nom de SMPTE 372 ou une version fonctionnant deux fois plus vite connue sous le nom de SMPTE 424 est utilisée par exemple pour les applications 1080p60.
Interface électrique
À l'origine, les interfaces électriques et optiques étaient définies par le SMPTE, en raison des préoccupations qu'une interface électrique à ce débit binaire serait coûteuse ou peu fiable et qu'une interface optique serait nécessaire. De telles craintes ne se sont pas concrétisées et les interfaces optiques sont rarement, voire jamais utilisées, et sont susceptibles d'être déconseillées dans les futures révisions de la norme.
Le câblage utilisé pour l'interface électrique SMPTE 292 est un câble coaxial avec une impédance nominale de 75 Ω . Les données sont codées au format NRZ et un registre à décalage à rétroaction linéaire est utilisé pour brouiller les données afin de réduire la probabilité que de longues chaînes de zéros ou de uns soient présentes sur l'interface. L'interface est auto-synchronisée. Le cadrage est effectué par détection d'un modèle de synchronisation spécial , qui apparaît sur le signal numérique série (non brouillé) comme une séquence de vingt unités suivies de quarante zéros; ce modèle de bits n'est légal nulle part ailleurs dans la charge utile de données.
L'interface numérique SMPTE 292 est connue pour être fiable (sans utilisation de répéteurs) pour des longueurs de câble de 100 m ou plus.
Format des données
Les formats de données parallèles correspondants, définis par SMPTE 274 , SMPTE 296 et plusieurs autres normes, sont des normes de 20 bits; ainsi SMPTE 292M utilise une taille de mot de 20 bits. Chaque mot de 20 bits se compose de deux données de 10 bits, provenant de deux canaux de données logiques (et parallèles), l'un ("Y") qui code les échantillons vidéo de luminance , l'autre ("C") qui code les informations de chrominance . Le canal C est en outre multiplexé dans le temps en deux canaux à demi-bande passante, connus sous le nom de Cr (le canal de «différence de couleur rouge») et Cb (le canal de «différence de couleur bleue»). Le débit de données nominal du canal Y est de 75 M mots / s (1,5 Gbit / s divisé par 20), et le débit de données nominal de chacun des deux canaux de chrominance est de 37,5 M mots / s.
La charge utile vidéo (ainsi que la charge utile de données auxiliaires) peut utiliser n'importe quel mot de 10 bits compris entre 4 et 1019 (004 à 3FB en hexadécimal) inclus; les valeurs 0-3 et 1020-1023 (3FC - 3FF) sont réservées et peuvent n'apparaître nulle part dans la charge utile. Ces mots réservés ont deux objectifs, pour les paquets de synchronisation et pour les en-têtes de données auxiliaires.
Paquets de synchronisation
Un paquet de synchronisation se produit immédiatement avant le premier échantillon actif sur chaque ligne, et immédiatement après le dernier échantillon actif (et avant le début de la zone de suppression horizontale ). Le paquet de synchronisation se compose de quatre mots de 10 bits. Les trois premiers mots sont toujours les mêmes: 0x3FF, 0, 0; le quatrième se compose de 3 bits d'indicateur, ainsi que d'un code de correction d'erreur. En conséquence, 8 paquets de synchronisation différents sont possibles.
Les paquets de synchronisation doivent se produire simultanément dans les flux de données Y et C.
Les bits d'indicateur trouvés dans le quatrième mot sont appelés H, F et V. Le bit H indique le début du blanc horizontal; et les bits de synchronisation précédant immédiatement la région de suppression horizontale doivent avoir H mis à un. Ces paquets sont communément appelés « End of Active Video» ou « paquets EAV» . De même, le paquet apparaissant immédiatement avant le début de la vidéo active a H mis à 0; il s'agit du début de la vidéo active ou du paquet SAV .
De même, le bit V est utilisé pour indiquer le début de la zone de suppression verticale; un paquet EAV avec V = 1 indique que la ligne suivante (les lignes sont censées commencer EAV) fait partie de l' intervalle vertical , un paquet EAV avec V = 0 indique que la ligne suivante fait partie de l'image active.
Le bit F est utilisé dans les formats de trame entrelacée et segmentée progressive pour indiquer si la ligne provient du premier ou du deuxième champ (ou segment). Dans les formats de balayage progressif , le bit F est toujours mis à zéro.
Outre le fait que les paquets de synchronisation se produisent en parallèle dans deux flux de données (Y et C), leur comportement est pratiquement identique aux types de paquets définis dans CCIR 601 et SMPTE 259 , l'interface numérique couramment utilisée pour la SDTV .
Compteur de lignes et CRC
Pour fournir une robustesse supplémentaire, les quatre échantillons qui suivent immédiatement les paquets EAV (mais pas les paquets SAV) contiennent un champ de contrôle de redondance cyclique et un indicateur de nombre de lignes. Le champ CRC fournit un CRC de la ligne précédente (les CRC sont calculés indépendamment pour les flux Y et C), et peut être utilisé pour détecter des erreurs de bits dans l'interface. Le champ de nombre de lignes indique le numéro de ligne de la ligne actuelle.
Données auxiliaires
Comme SMPTE 259 , SMPTE 292 prend en charge la norme SMPTE 291 pour les données auxiliaires. Les données auxiliaires sont fournies sous la forme d'un transport normalisé pour une charge utile non vidéo dans un signal numérique série; il est utilisé pour des éléments tels que l' audio intégré , les sous-titres codés , le code temporel et d'autres types de métadonnées . Les données auxiliaires sont indiquées par un paquet de 3 mots composé de 0, 3FF, 3FF (l'opposé de l'en-tête du paquet de synchronisation), suivi d'un code d'identification de deux mots, d'un mot de comptage de données (indiquant 0 à 255 mots de charge utile), la charge utile réelle et une somme de contrôle d'un mot. Hormis leur utilisation dans l'en-tête, les codes interdits à la charge utile vidéo sont également interdits à la charge utile de données auxiliaires.
Charge utile vidéo
Dans la partie active de la vidéo, les mots de données correspondent aux niveaux de signal des composants vidéo respectifs. Le canal de luminance (Y) est défini de telle sorte qu'un niveau de signal de 0 mV se voit attribuer le mot de code 64 (40 hexadécimal) et 700 millivolts (pleine échelle) se voit attribuer le mot de code 940 (3AC). Pour les canaux de chrominance, 0 mV reçoit le mot de code 512 (200 hex), -350 mV reçoit un mot de code de 64 (0x40) et + 350 mV reçoit un mot de code de 960 (3C0). Notez que la mise à l'échelle des canaux luma et chroma n'est pas identique. Le minimum et le maximum de ces plages représentent les limites de signal préférées, bien que la charge utile vidéo puisse s'aventurer en dehors de ces plages (à condition que les mots de code réservés de 0 - 3 et 1020 - 1023 ne soient jamais utilisés pour la charge utile vidéo).
Pour les parties des régions de suppression verticale et horizontale qui ne sont pas utilisées pour les données auxiliaires, il est recommandé d'attribuer aux échantillons de luminance le mot de code 64 (40 hex) et les échantillons de chrominance à 512 (200 hex); qui correspondent tous deux à 0 mV. Il est permis de coder des informations d'intervalle vertical analogiques (telles que le code temporel d'intervalle vertical ou les signaux de test d'intervalle vertical) sans interrompre l'interface, mais une telle utilisation n'est pas standard (et les données auxiliaires sont le moyen préféré pour transmettre les métadonnées). Cependant, la conversion des signaux analogiques de synchronisation et de salve en signaux numériques n'est pas recommandée - ni n'est nécessaire dans l'interface numérique.
Prix Emmy
Le 31 juillet 2013, il a été annoncé que SMPTE avait remporté un Emmy Award pour la technologie et l'ingénierie pour 2013 par la National Academy of Television Arts and Sciences . Cet honneur a récompensé le travail de la société sur le développement, la normalisation et la production du SMPTE 292.
Normes SMPTE associées
- Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 274M-2005: Structure de l'échantillon d'image, représentation numérique et séquences de référence de synchronisation numérique pour des fréquences d'images multiples
- Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 292M-1998: Interface numérique bit-série pour la télévision haute définition
- Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 291M-1998: Formatage des paquets de données auxiliaires et de l'espace
- Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 372M-2002: Interface Dual Link 292M pour image tramée 1920 x 1080