HD/DTV y la Cadena de Producción Closed Captioning

El subtitulaje es también útil en los ambientes ruidosos, para la presentación de programas en lenguas extranjeras y para el material educativo. En el sistema de televisión análogo NTSC, los subtítulos se codifican en la línea 21 del Vertical Blanking Interval (VBI). Esta información puede ser decodificada por el televisor NTSC y verse como subtítulos en la pantalla. El advenimiento de la DTV trae perfeccionamientos a las capacidades de subtitulación y presenta nuevos desafíos para los ingenieros de televisión. Es necesario codificar la información de subtitulación (conforme con la norma DTV EIA-708) para que entre a los flujos digitales DTV, al tiempo que deben retenerse los subtítulos NTSC requeridos por los receptores ajustados a la norma EIA-608.

La subtitulación cerrada consiste en un procedimiento mediante el cual se codifica electrónicamente el texto hablado de la televisión de tal manera que, aunque sea invisible a un espectador regular, un decodificador (dentro o fuera del aparato) pueda "decodificar" la palabra hablada y mostrarla en el área del cuadro. En el sistema de televisión análogo NTSC en Norteamérica, la información subtitulada se transmite en un intervalo vertical por fuera del área visual normal del cuadro. Con el advenimiento de la Televisión Digital (DTV), se ha creado un nuevo método decodificación que será descrito más adelante en este artículo.

Tanto para NTSC como para DTV, la palabra hablada puede traducirse en subtítulos en tiempo real o para transmisión posterior (diferido). Una traducción en tiempo real en vivo requiere de un taquígrafo experimentado usando una máquina estenográfica para teclear adecuadamente la palabra hablada a medida que es pronunciada. Hasta hace relativamente poco, la subtitulación cerrada en diferido se hacía utilizando aparatos de cinta de video. Sin embargo, el advenimiento de la compresión y de las técnicas de edición no-lineales permite que el trabajo se realice de manera más rápida utilizando equipos y programas más adecuados, como el Procap *.

La Ley de Circuitos de Decodificación de Televisión de 1990 obliga a que todos los televisores vendidos en los Estados Unidos que tengan pantallas de 13" o más, contengan circuitos de decodificación que habiliten el despliegue de material subtitulado. Con la introducción de la televisión digital, la Comisión Federal de Telecomunicaciones –FCC- está proponiendo nuevas reglas que aseguraren que los servicios de subtitulación cerrada se mantengan en la nueva programación digital requerida en los nuevos receptores digitales.

En 1997, la FCC adoptó reglas que requieren un incremento en la cantidad de programación subtitulada en un periodo de transición de ocho años, con un requerimiento del 100% de subtitulación para toda nueva programación no exenta a partir del primero de enero del 2006.

En NTSC, se asignó la línea 21del Vertical Blanking Interval (VBI) para portar la información de la subtitulación cerrada. En la estación de televisión se usa un codificador de subtítulos NTSC para colocar los datos en la línea 21 del aparato del hogar. Puede usarse un modelo reciente de televisor o un decodificador externo (set-top box) especial para decodificar los subtítulos y ubicar el texto en la pantalla. Ambos campos de la señal NTSC pueden usarse para este propósito (ver figura #1).

El campo #1 lleva dos canales de subtítulos, CC1 y CC2, y dos canales de texto, T1 y T2. El campo #2 lleva los canales adicionales de subtítulos CC3 y CC4, los canales de texto T3 y T4, y la información de Servicios de Datos Extendidos (XDS). (Los subtítulos y el texto pueden ubicarse en cualquier campo mientras que los datos de XDS están restringidos al campo #2). Cada campo puede contener sólo dos caracteres a la vez. En NTSC hay 60 campos por segundo, por lo que todo el sistema puede transmitir un total de 2x60=120 caracteres por segundo. El texto y la información XDS o cambian ocasionalmente o no cambian, mientras que los subtítulos cambian constantemente. Por esta razón, a los canales primarios de subtitulación cerrada, CC1 y CC3, se les da la más alta prioridad puesto que son los únicos servicios sincronizados con el audio.

Los subtítulos pueden desplegarse en las siguientes modalidades: Roll Up, Paint on, o Pop Up. La modalidad Roll Up fue diseñada para facilitar la comprensión del mensaje durante transmisiones en vivo. Los subtítulos entran por la izquierda y luego suben hasta que la siguiente línea aparece debajo. Las líneas 1, 2, 3 o 4 permanecen al tiempo en la pantalla. En la modalidad Paint on, una sola línea de texto entra a la pantalla, permanece allí brevemente y después desaparece. La modalidad Pop Up no distrae tanto como las dos anteriores, pero la secuencia completa debe armarse previamente fuera de pantalla. Luego aparece en la pantalla como un mensaje completo en el momento apropiado. En todas las modalidades, los subtítulos pueden posicionarse en diferentes lugares de la pantalla.

El texto puede ocupar media pantalla o la pantalla entera. Los datos XDS pueden incluir la hora del día, el nombre del programa, su clasificación y el Identificador de Señal de Transmisión (TSID).

Los equipos de televisión que operan con la norma Interface Digital Serial (SDI) 601 también utilizan la línea 21 para portar la información de la subtitulación cerrada. Los codificadores SDI 601 de subtítulos cerrados desempeñan una función similar a los decodificadores NTSC, exceptuando que la señal de video es digital de componente. Es importante conservar este protocolo, por cuanto la mayoría de espectadores todavía tiene los receptores NTSC. Al convertir la señal SDI a NTSC, la mayoría de los codificadores adicionan una configuración 7.5 IRA a todas las líneas, incluyendo la 21. (No es el caso en Japón donde no existe línea de configuración). Las especificaciones EIA 608 estipulan, sin embargo, que no debe haber ninguna configuración en la línea 21. Para someterse a esta anomalía, es necesario que el codificador de subtítulos cerrados SDI codifique sin configuración. Esta práctica implica que se usen valores de video digital que están por fuera de los límites legales especificados en SPMTE 125M.

Puede anotarse, a estas alturas, que el proceso de digitalización produce 7 bits más 1 bit de paridad por cada carácter del texto. Como hemos visto, podemos transmitir 120 caracteres por segundo, para que esto se traduzca en una proporción de bits de 8x120=960 bits por segundo.

La subtitulación cerrada en DTV(DTVCC) es el desarrollo de técnicas analógicas previas empleadas para NTSC al nuevo dominio digital, definido por el Advanced Television Systems Committee (ATSC). La norma para subtitulación cerrada está definida por la Alianza de Industrias Electrónicas en EIA-708A. (La revisión "B" está actualmente en la fase de propuesta). El transporte del canal del subtítulo está definido en los documentos ATSC A/53 y A/54. El sistema digital asigna una proporción de datos de 9600 bps para el uso de los subtítulos cerrados. Ésta es 10 veces superior a la capacidad del sistema NTSC y abre la posibilidad de otras características como el enriquecimiento gráfico de los textos, la multiplicidad de colores, más canales de idiomas y muchos otros rasgos. El sistema DTVCC usa ventanas de la Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) para posicionar el texto y otras inserciones en la pantalla. Los colores de los caracteres, la intermitencia y otras variaciones, tienen características similares a las de la programación en HTML. La ubicación de los subtítulos en la pantalla, así como algunos de los parámetros de apariencia, son controlables por el espectador.

El DTVCC consiste en 5 capas de protocolo: la capa de transporte, la capa de paquete, la capa de servicio, la capa de codificación y la capa de interpretación. La capa de transporte es responsable de obtener los datos del codificador, a través del camino de transmisión al decodificador en el hogar. La capa del paquete es una capa de la reconstrucción de protocolo que asiste al decodificador en la identificación de los datos de DTVCC. La capa de servicio maneja los distintos servicios disponibles dentro del flujo de datos del DTVCC. Los paquetes del canal de subtítulos que representan cada servicio, se encapsulan en sub-bloques de datos para facilitar la separación en el decodificador. La capa de codificación y la de interpretación definen el protocolo DTVC.

Si observamos la figura # 2, podremos ver como los datos DTVCC son llevados en tres porciones separadas del flujo DTV. Estos son los Datos de Imagen del Usuario (Picture User Data), el Program Mapping Table (PMT), y el Event Information Table (EIT). El texto del subtítulo y los comandos de la ventana van por el canal de transporte DTVCC (el cual a su vez es llevado por los Picture User Bits). El directorio de servicios del canal de subtítulos es llevado en el TMT y opcionalmente para el cable en el AIT. Para asegurar la compatibilidad entre los subtítulos análogos (EIA-608) y los subtítulos DTV (EIA-708), el canal de transporte DTVCC está diseñado para llevar ambos formatos.

Algunas de las herramientas y técnicas necesarias en el estudio de televisión para llevar una subtitulación cerrada compatible tanto con los nuevos como con los viejos receptores se describen en el siguiente párrafo. Se supone que la estación de televisión ofrecerá tanto HDTV como servicios de SDTV.

La figura #3 muestra un codificador convencional de subtítulos (modelo 8074*) usado para codificar subtítulos en la línea 21 de una señal SDI 601 digital, junto a un convertidor EIA-608 a EIA-708 (modelo 8075*) que cumple con los estándares de subtitulación DTV. La señal SDTV, completa con la subtitulación de línea 21, el texto y el XDS (si está presente), se convierte a HDTV o se transmite como NTSC analógico para llegar a televisores NTSC existentes. Para la transmisión de DTV, la información se extrae y convierte al protocolo EIA-708 en los modelos 8075. Esta información se pasa luego a un Codificador de Contribución MEPG-2 de 45 Mb/s (como se muestra en la ilustración) para las redes o a un codificador ATSC para la transmisión abierta.

Para producciones de televisión originadas en HDTV, hay necesidad de agregar los datos de la subtitulación directamente al flujo HDTV de 1.5 Gb/s. Para lograr este objetivo, un comité de SMPTE está trabajando actualmente en una norma de codificación que permita que los datos sean llevados en el Vertical Ancillary Data Space de esta señal. Se está proponiendo que los servicios de datos (incluyendo la subtitulación cerrada) puedan localizarse en cualquier línea de la segunda línea siguiente a la línea especificada para cambiar a la última línea antes del video activo, inclusive. Ninguna línea específica se reserva para datos específicos, pero todos los datos se identificarán con un ANC DID (Ancillary Data Identification) o un SDID (Secundary Data Identification). Se requerirá que los equipos receptores identifiquen los datos y extraigan el contenido apropiado. Cada paquete de datos consistirá de una Ancillary Data Flag, el DID, el SDID, el Data Count (DC), el User Data Words y el Checksum (CS). Los valores de todos estos parámetros, de los diversos servicios, serán definidos en un próximo documento titulado "Vertical Ancillary Data Mapping". Cuando esta nueva norma sea implementada totalmente, un equipo estará disponible para manejar los datos auxiliares en la señal HDTV. De manera similar, el aparato de codificación EIA-708 aceptará igualmente esta señal y codificará la información de subtitulación cerrada, tal como se describió anteriormente.

Las señales de televisión HDTV necesitan ser comprimidas de su tasa de datos propia de 1.5 Gb/s a la de 19.4 Mb/s para la transmisión abierta. Como el esquema de compresión MPEG-2 está optimizado únicamente para la compresión de video, los datos auxiliares deben ser extraídos del flujo digital DTV y procesados por separado. Debido a esto, y a los problemas de retraso diferencial entre el video, el audio y los subtítulos, debe prestarse cuidadosas consideraciones de ingeniería para mantener la sincronización de estos flujos.