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PAL/NTSC - Signale zu HDMI



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Frage von Arkon:


Mahlzeit zusammen,

ich habe ein etwas spezielles Anliegen und hoffe hier mein Halbwissen aufbessern und eine Lösung für mein Problem finden zu können.

Hintergrund: Ich betreibe seit einigen Jahren das so genannte "Drohnenracing" und habe in diesem Bereich ein paar Rennen ausgerichtet. Knackpunkt war immer die Darstellung des Bildsignals der Piloten für Zuschauer oder einen Livestream. Das möchte ich jetzt als Winterprojekt aufgreifen hänge aber an einer entscheidenden Hürde. Derzeitig werden die einzelnen Videosignale in einem DVR aus der Sicherheitstechnik gebündelt und zu einem Splitscreen verwurstet. Das Videosignal wird analog vom Sender in der Drohne zum Empfänger übertragen und ist auf Grund der technischen Gegebenheiten nicht wirklich "stabil" oder "sauber". So setzt das DVR sehr häufig aus, zeigt Schwarzbilder oder nur versucht mit extrem wenigen FPS etwas wiederzugeben. Zuerst haben wir dieses Verhalten auf das erwähnte schlechte Signal geschoben. Aber auch ein anderer Empfänger, der nach Herstellerangaben ein eigenständiges Bildsignal generieren soll, brachte keine Lösung.

Da ich nur mit gefährlichem Halbwissen ausgestattet bin habe ich derzeit zwei Theorien:

1) Das generierte Signal ist nicht so sauber wie behauptet und der Pegel fällt teilweise bis in den Bereich der Sync-Pulse hab wodurch der DVR "verwirrt" wird.
2) Der DVR erkennt im sauberen Signal einen hohen Anteil Rauschen/Störung und denkt sich: "Bei der Qualität macht ne Aufzeichnung keinen Sinn, ich schalte mal auf Schwarz. Das spart BandbreiteBandbreite im Glossar erklärt und Speicherplatz"

Meine Anliegen an euch konnte ich hoffentlich gut einleiten. Ich wäre jetzt dankbar für Lösungsvorschläge für folgendes Scenario:

Input: 8 "dreckige, instabile" PAL/NTSC Signale die ich mit vertretbaren finanziellen Mitteln in meinen PC bekommen möchte um sie dort per OBS oder ähnlichem weiter verarbeiten zu können. Und das ohne die Blackscreens und reduzierten Frameraten. Gerne auch aufgeteilt in zwei 2x2 Splitscreens.

Bildqualität ist eh schon ziemlich schlecht, muss also keine HD-taugliche Lösung sein.



Antwort von WoWu:

So wie Du das Problem schilderst, scheint es mir doch ein analoges Empfangsprobleme zu sein.
Ein Sender ist ja immer so stark, wie der Empfänger empfindlich ist, also wäre doch eine vernünftige Übertragungsstrecke die einfachste aller lösungen.
Und weil man am Sender ja wenig machen kann, kommt nur der Empänger mit guter Richtantenne, einer rauschfreien HF Vorverstärkung und einem gut arbeiteten Framestore in Frage.
Alles dahinter bringt ja nichts.



Antwort von Arkon:

Der Ursprung des Problems liegt ohne Zweifel an der Funkstrecke. Hier kann ich aber nicht eingreifen. Die alternativen Systeme, die auf eine digitale Übertragung setzten, sind deutlich größer, teurer, anfälliger und weisen eine höhere Latenz auf. In der Szene fliegt damit niemand sobald es um Rennen geht. Leider bin ich auch an die Empfänger gebunden. Zum Einen weil es schon einer der besten Empfänger am Markt ist. Andere Geräte kommen höchstens mit einem Diversity daher, welches nur zwischen zwei Empfangsmodulen hin und her wechselt. Die jetzt eingesetzten Geräte verrechnen die empfangenen Bilder aus zwei Empfängern und sollten so zumindest ein sauberes Videosignal (aus "elektronischer" Sicht) erzeugen. Zum anderen würde eine Neuanschaffung mein Budget sprengen.

Desshalb kann ich die Ursache derzeit nicht beheben sondern muss die Symptome bekämpfen.





Antwort von WoWu:

Und was ist mit einer Signalverstärkung bzw. einem Antennengewinn vor den Empfängern ?
Die Möglichkeiten einer Problemlösung sind sehr begrenzt aber wenn Du sagst, es lässt sich nichts ändern, erübrigt sich die Frage nach Lösungsansätzen denn wo kein Bild ist, lässt sich mit begrenzten Mitteln auch kein Bild zaubern.



Antwort von Arkon:

Wir haben outdoor schon mit verschiedenen Antennen getestet. Die Symptome wurden besser aber sind nicht verschwunden. Und sobald wir indoor unterwegs sind wird die Situation noch viel schlimmer.

Eine Signalverstärkung hinter dem Empfänger würde mir wahrscheinlich helfen, wenn das Problem an zu niedrigen Pegeln hängt, die fälschlicherweise vom DVR als SyncPuls oder so interpretiert werden. Wonach müsste ich da Ausschau halten? Hast du evtl. eine Empfehlung für mich? Blick geht dabei immer aufs Budget ;) Ich bräuchte am Ende eine Lösung für 8 Kanäle/Quellen.

Mir ist klar, dass man kein Bild aus dem Nichts erzeugen kann. Ich wäre schon mit static zufrieden so lange das die übertragenen "Reste" wenigstens so flüssig und stabil angezeigt werden wie wir es auf unseren Videobrillen haben.

Denn in unseren Brillen oder auf den Monitoren fürs FPV tritt dieses Problem nicht auf. Wahrscheinlich weil keine Wandlung von analog auf digital stattfindet.



Antwort von WoWu:

Der Verstärker müsste zwischen der Antenne und dem Empfangsteil sitzen, wenn es sich tatsächlich um ein Sync Problem handen sollte.
Auf welcher Empfangsfrequenz und in welcher Modulation arbeiten die Teile denn ?
Du sagst, die Brillen arbeiten anders -und besser ?
Auf welcher Frequenz arbeiten die denn ?

Ohne genaue Angaben ist das natürlich ein Blindflug, den ich hier mache.
Bei dem Syncproblem kann es natürlich auch ein Timingproblem sein, das man evtl. mit einem Framestore ausgleichen kann.
Dann hast Du hinterher zwar einen sauberen Syncrahmen aber sofern das Nutzsignal zu schlecht wird, schaltet der Framestore auch auf schwarz oder freeze.
Das wird Dir nicht weiterhelfen.
Wenn Du also mal ein paar genauere Angaben speziell des Frequenzbandes machen kannst, in dem die Empfangsanlage und die Brillen arbeiten, könnte das helfen.



Antwort von Arkon:

Die Funkstrecken arbeiten zwischen 5325MHz und 5945MHz. Die derzeit wichtigsten Kanäle verteilen sich auf den Bereich 5658MHz bis 5917MHz. Ob Brille, Monitor oder dedizierter Empfänger ist dabei unerheblich. Jedes Gerät kann auf die benötigten Frequenzen eingestellt werden.

Die Brillen und Monitore arbeiten in sofern "besser" als dass sie "ausgeben was rein kommt". Wenn also die Funkverbindung auf Grund großer Distanz, Hindernisse oder externer Störquellen (WLAN o.ä.) beeinträchtigt wird, habe ich ein nach und nach schwächer werdendes Bild. Als Analogie nehme ich mal Sat-Schüsseln. Mit analogen LNBs hatte ich immer mehr Rauschen im Bild und Ton. Das hat stetig zugenommen bis es unbrauchbar war. Der Fernseher hat dann nur noch das schwarz/weiß Rauschen dargestellt. Die Situation mit den getesteten DVRs ist eher vergleichbar mit digitalen LNBs. Der Bereich in dem Störungen dargestellt werden ist deutlich schmaler und springt von Artefakten im Bild zu Standbildern (meist auch fehlerhaft dargestellt) bevor kurze Zeit später das Bild schwarz wird und der Empfänger nur die "Kein Signal" Fehlermeldung einblendet.



Antwort von WoWu:

Arbeitest Du mit Patchamtenne oder Stabantenne (oder beidem in Kombination) ?
Und stimmen die Polarisationen ?



Antwort von Arkon:

Wir haben es mit Patch-, Stab- und den Cloverleafantennen getestet. RHCP, LHCP, und linear polarisiert. Polarisierung passend und auch mal bewusst falschpolarisiert. Den Empfänger den wir derzeit testen betreiben wir nach Herstellerinfo mit gleichen Antennen. Die vorigen Diversity-Empfänger mit unterschiedlichen um eine Richtwirkung in der ferne zu haben und "umsicht" wenn wir mal hinter uns geflogen sind.

Auf der Seite haben wir wirklich alles getestet was uns eingefallen ist. Und selbst da ist das Bild nie 100% störungsfrei. Daher versuche ich ja, zumindest das bisschen Video dargestellt zu bekommen, dass es durch die Übertragung schafft.



Antwort von WoWu:

Dann wundert mich allerdings das schlechte Resultat denn ich nehme ja nicht an, dass Ihr einfach nur zu weit weg seid mit der Antennenanlage.
Und Parabolantennen bieten sich bei den bewegten Objekten nicht wirklich an.
Damit haben wir Entfernungen von mehreren km überbrückt (35dbi) Antennengewinn. Aber eben mit einem statischen Sender.
Der Eingriff ins Bild bringt keine Verbesserung. Die musst, so wie ich das von der Beschreibung des Szenarios verstanden habe, ganz vorne geschehen.
Aber, wie gesagt, es wundert mich einwenig, weil auch 5G Internetverbindungen heutzutage kein Teufelszeug mehr sind und im Grunde genommen ist es ja nichts anderes, bis auf den Umstand, dass die Sender sich bewegen.
Aber wenn selbst mit den Brillen bessere Ergebnisse zu erzielen sind, die ja nun wirklich keine hohen Empfangsgüten haben, dann habt Ihr entweder irgendwo ein zu langes oder geknicktes Antennenkabel, schlechte Lötstelle falsche Versorgungsspannung oder sonst einen Defekt in der Anlage, denn mit genügender Antennenleistung muss es gute Bilder geben, sofern ihr nicht wirklich zu weit von den Sendern entfernt seid und nicht irgendwelche Störquellen (Gleichkanal oder Telefone) euch den Eingangsverstärker zublasen denn die Empfänger haben ein Regelglied, das auch von einem Fremdsignal angesprochen wird und dann natürlich den Sync runterknüppeln.
Damit stirbt das Nutzsignal dann natürlich auch.
Ansonsten fällt mir wirklich nichts mehr ein, was da noch helfen könnte.
Und im reinen Videosignal ist da nichts zu machen.
Wenn der Empfängr keine Bilder liefert, kann man auf der Videoebene auch keine Bilder zaubern.



Antwort von Arkon:

Eine digitale Übertragung verursacht derzeit zu viel Verzögerung. Damit ist es nicht möglich die Drohnen präzise zu steuern. Ähnlich wie ein PC der unter Vollast steht und selbst die Maus verzögert reagiert. Man ist zu blöd den Arbeitsplatz anzuklicken. Und hier reichen wenige Millisekunden bereits aus. Verzögerungsarme Systeme sind um ein vielfaches teurer, größer und/oder beides. Zudem müsste ich eine ganze Community vom Umstieg überzeugen oder die Nutzung eines solchen System zur Voraussetzung unserer Events machen. Wird nix draus ;)

Das Problem tritt ja übergreifend bei allen Drohnen, Kanälen und Empfängern auf. Ein "mechanisches" Problem ist es also nicht. Wenn ich die Brille an den gleichen Empfänger stecke habe ich "gutes" Bild (siehe nachfolgendes Beispiel). Hier mal zwei Links zu Youtube:

1. Livestream, Videosignale in ein billiges KKMoon DVR eingespeist. Pilot Andreas Hahn oben links gilt es zu beachten.
https://youtu.be/JnN3reIq6B0?t=5h38m5s

2. Aufnahme aus der Brille des gleichen Piloten im gleichen Lauf
https://www.youtube.com/watch?v=FqPzWQ75O2o



Antwort von carstenkurz:

Ich weiss nicht, ob ich das überlessen habe, aber kannst Du mal einen Link zu diesen Empfängern posten? Das Problem dürfte im unzuverlässigen Signaltiming liegen - übliche DVRs können solche Variationen schlecht fangen und produzieren dann diese Aussetzer. Der analogen Sende- und Empfangstechnik dagegen ist das egal. Der Grund sind ohne Zweifel auch die schnell bewegten Sender, und gerade Indoors die zahlreichen Reflektionen. Mehr Pegel, egal ob senderseitig oder per Aufholung am Empfänger muss also nicht unbedingt sinnvoll sein. Man bräuchte eine spezielle digitale Weiterverarbeitungskette, die mit dem unzuverlässigen Timing besser umgehen kann. Ein frame-TBC (Vollbild-TBC) könnte eventuell helfen, aber da bräuchte man für jeden Kanal einen. Eventuell sowas: https://www.bhphotovideo.com/c/product/ ... atrix.html

Vielleicht kannst Du den mal leihweise bekommen. Mit zwei davon bekäme man 8 Signale stabilisiert und synchron.

Interessantes Problem...es ist vorstellbar, dass irgendwelche Billigtechnik zufälligerweise das benötigte Verhalten zeigt, aber sowas ist natürlich unmöglich gezielt einzukaufen. Schon 'irgendein' anderer DVR könnte besser funktionieren, nur, solches Verhalten gehört halt nicht zu den Kernspezifikationen solcher Geräte, und daher wird sowas auch nicht kommuniziert. Ich frage mich, wer sonst noch dieses spezielle Problem hat und eventuell Tips geben könnte... Mal über den Teich geschaut?

Ich würde vermuten, dass der Hersteller der Sender/Empfänger sowohl Geld für als auch Interesse an einer 'elastischen' Digitalisierungshardware hat. Technisch ist das nicht unbedingt aufwendig, FIFO ist ein etablierter technischer Ansatz, die Brillen schaffen es ja auch. Denen ist aber Pixelmüll egal.

Vielleicht ein analoger/hybrider Videmischer mit TBC. Ist eventuell gebraucht günstig zu kriegen. Allerdings, bei so vielen Quellen ist halt leider nur Überwachungstechnik leidlich preiswert...

- Carsten



Antwort von Arkon:

Derzeit setzten wir folgende Empfänger ein:
http://clearviewfpv.com/product/clearview-racing-5-8/

Diese sind wie geschrieben kein klassisches Diversity (wechseln zwischen zwei Empfängern anhand der RSSI) sondern nimmt Bilder von zwei Empfängern und verrechnet diese zu einem neuen Bild. Daher hier die Annahme, dass das ausgegebene Signal "elektonisch" sauber sind (sauberer SyncPuls, wahrscheinlich das was du mit Signaltiming meinst) aber halt ein "dreckiges" Videobild überträgt.

Vorher hatten wir klassische Diversitys genommen: https://www.immersionrc.com/fpv-product ... ifications

Auch hinterm großen Teich habe ich keine Lösung gesehen. Und da ich schon auf Deutsch kaum die richtigen Vokabeln oder Abkürzungen kenne hab ich da drüben bisher noch keine Diskussion selbst angestoßen.



Antwort von carstenkurz:

Tja, was verstehen die unter 'digitally enhanced'...

Auch die Brillen müssen das Signal digitalisieren - möglicherweise ist nur dieser DVR ausserordentlich anspruchsvoll. Andererseits werdet ihr ausserhalb der DVR Welt wenig bezahlbares finden, dass diesen Job für so viele Kanäle so unkompliziert erledigt. Der Datavideo TBC ist von deutschen Anbietern verfügbar. Ich würde ihn mal testweise mit Widerrufsrecht bestellen und ausprobieren. Zwei Stück kosten zwar ein bißchen was, andererseits muss man als reine Einschleiflösung auch garnichts am sonstigen Setup ändern.

Äh - ist eigentlich sicher dass alle Piloten während einer Veranstaltung mit einem einheitlichen Standard - PALPAL im Glossar erklärt oder NTSCNTSC im Glossar erklärt - arbeiten?

'KKMoon'? Ein 8/16 kanaliger Überwachungs-DVR für 35€? Ach Du Scheisse...

- Carsten



Antwort von thos-berlin:

Da der Fehler wohl reproduzierbar ist, könnte man ja einige Experimente machen. Ich würde auch erst mal einen TBC leihen und mal schauen, ob es besser ist. Falls ja, kann man sich je ein paar gebrauchte zulegen.




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