[2D 기초지식]1. 아날로그 영상신호

[2D 기초지식]1. 아날로그 영상신호

1. 아날로그 영상신호 

[Component 영상신호] 

1) RGB 4:4:4 
--1차원적인 콤포넌트신호로 3원색인 RGB는 서로 완벽히 분리되어있어 고화질 영상처리를 한다. 
그러나 흑백신호의 3배의 주파수 대역을 가져 전송기록에 막대한 대역폭이 소요되고 카메라, 스위처, VTR, 주조정실, 송신소를 경유하여 가정에 TV프로그램 전송시 3채널의 전송로를 필요로 하여 TV수상기의 튜너구조가 매우 복잡해져 콤포지트 영상신호에 비해 현실적으로 많은 문제가 있다. 
또한 RGB 세개의 케이블은 75암페어의 동축케이블로 반드시 동일한 길이여야한다. 
주로 방송용 비디오 카메라의 조정,크로마키 합성,모니터링등 일부영역을 제외하면 실용성,경제성이 떨어진다. 

2) Y/R-Y/B-Y 4:2:2 
--색차 콤포넌트신호(color difference component signal), YUV신호라고도 함.(이하 YUV) 
RGB신호의 결점을 보완하기위해 고안되었다. 
--RGB신호중 G신호(녹색)는 다른 두개의 원색신호에 비해 감도가 매우 높아 휘도신호의 약 60%를 차지하므로 G신호를 빼면 휘도성분이 제거된 색신호만 존재함으로 색차신호를 쉽게 유도할수있다. (Y신호는 59%의 녹색, 30%의 적색, 11%의 청색성분으로 이루어진다.) 
이것은 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실에 착안한 방식으로, 색을 휘도(Luminance)인 Y성분과 색차성분인 B-Y와R-Y성분으로 구분한다. 
--Y성분은 오차에 민감하므로 색차성분인 B-Y와R-Y보다 더많은 비트를 코딩한다. 
인간의 색에대한 해상도 분별능력은 휘도의 그것에 비해 둔한편이므로 색신호의 정보량이 어느정도 줄어도 그것이 화질에 미치는 영향은 미미하다. 
전형적인 Y/R-Y/B-Y 의 비율은 4:2:2이다. 

Y=0.3R+0.59G+0.11B : 휘도신호 
B-Y : 청색-휘도신호 
R-Y : 적색-휘도신호 

--YUV신호는 RGB신호보다 정보량이 크게 삼각되어 전송,기록의 효율과 경제성이 높고 화질열화도 적다. 
또한 신호의 상호간섭성에 의한 영향도 거의 없으며 대역폭이 1/2에 불과해 고화질을 요하는 VTR시스템에 적합하다. 
우리가 일반적으로 말하는 콤포넌트신호는 바로 이 YUV신호이다. 

3) RGB와 YUV 
--RGB, YUV신호는 영상신호 송출측의 촬상회로 입사감도와 수신측의 수상관 발광량에 특성차가 생겨 원래의 영상을 정확히 재생하지 못한다. 
그래서 감마보정(Gamma Correction)의 과정을 필요로 하며 영상기기에서 사용하는 영상신호는 감마보정된 값이다. 
--RGB와 YUV신호는 고화질의 특성에도 불구하고 크로마키, 특수영상처리, 콤포넌트 VTR등의 높은 영상품질을 요구하는 일부 영역에서만 사용된다. 
신호처리 회로가 하나의 신호원에 대해 3개씩 필요하여 스위처의 규모가 콤포지트에비해 매우 커지고 특성관리가 복잡해지기 때문이다. 
또한 세개의 케이블 길이를 동일특성으로 등화하지 않으면 신호간 상호 위상차가 생겨 영상품질에 영향을 주는 단점이 있다. 
그래서 TV프로그램의 전송,분배등의 목적으로는 사용하지 않는다. 

[참고] 

4:1:1 콤포넌트 비디오의 휘도신호(Y)와 색차신호(R-Y, B-Y)를 디지털화하는데 사용되는 표본화 주파수의 비율. Y신호는 13.5MHz, 색차신호 R-Y와 B-Y는 각각 3.37MHz로 표본화된다. 

4:2:0 Y신호가 매 라인마다. 13.5MHz로 표본화될 때 R-Y와 B-Y는 한 라인을 건너뛰어 6.75MHz로 표본화되는 (즉, 한 라인은 4:0:0으로 다음 라인은 4:2:2로 표본화) 휘도와 색차신호의 표본화 주파수 비율. 4:2:2 표본화에서는 수직라인의 색해상도가 수평라인 해상도의 1/2인 반면, 4:2:0 표본화에서는 수평과 수직해상도가 같다. 

4:2:2 콤포넌트 비디오의 휘도(Y)와 색차신호(R-Y, B-Y)를 디지털화하는데 사용되는 표본화 주파수의 비율. 4:2:2라는 용어는 Y가 4번 표본화될 때 R-Y와 B-Y는 2번 표본화되는 것을 의미하는데, 이는 4:1:1에 비하여 휘도에 대한 색도대역폭을 더 많이 할당한 것이다. CCIR 601에서 4:2:2 표본화는 디지털 스튜디오 장비의 표준으로서, 4:2:2와 CCIR 601이라는 두 용어가 일반적으로 동의어로 사용되지만 기술적으로 정확히 같은 의미는 아니다. Y의 표본화 주파수는 13.5MHz이고, R-Y와 B-Y는 각각 6.75MHz로서 고품질 크로마키에 적합한 3.37MHz의 최대 가능 색대역폭을 제공한다. 

4:2:2:4 4:2:2와 같으나 4번째 요소로서 13.5MHz로 표본화된 키신호를 포함한다. 

4:4:4 콤포넌트 비디오의 휘도(Y)와 색차신호(R-Y, B-Y)나 R・G・B신호를 디지털화하는데 사용되는 표본화 주파수의 비율. 4:4:4에서 모든 콤포넌트들은 동일한 수의 표본들로 이루어진다. 

4:4:4:4 13.5MHz로 표본화된 키신호가 추가로 포함되어 있는 것을 제외하고는 4:4:4와 동일하다. 



[Composite 영상신호] 

1) 콤포지트 영상신호 
--인간의 시각특성을 교묘하게 이용하여 1개의 전송로를 통해 명도, 채도, 색상의 3가지 정보를 동시에 전송하는 방식으로 실제로는 휘도신호와 색신호만이 아닌 수평,수직의 동기신호, 컬러 버스트 신호등을 함께 전송한다. 
__시스템의 영상특성을 일관적으로 유지하기쉽고 회로규모도 간소화되어 설비비용이 절감되어 일반적인 TV스튜디오 시스템에서 주로 사용된다. 
--엔코더, 디코더 회로가 반드시 필요하며 변환과정에서 정보량의 저하로 화질열화(크로스컬러,도트 스크롤, 색해상도 저하)는 결코 피할수 없다. 

2) 엔코더 
--엔코더는 TV카메라에서 RGB의 3원색 신호를 콤포지트 영상신호로 변환하기위한 전자회로이다. 

3) Y/I/Q방식의 컬러 엔코더 
--카메라에서 촬영한 RGB신호를 휘도신호(Luminance)인 Y성분과 색차성분인 I와Q신호로 변환한후 I/Q신호를 컬러서브케리어를 사용하여 각각 평형 변조하여 하나의 색신호(C)를 만들어 Y신호에 다중하고 여기에 Color burst와 동기신호(Synchronizing Signal)가 부가되어 완전한 NTSC 콤포지트신호로 완성된다. 
(동기신호:텔레비젼이나 팩시밀리 전송에서 송수신간의 동기를 맞추기 위해 송출되는 전기적 신호로 수평 주사선이 시작되는 것을 결정하는 수평동기신호와 필드가 시작되는것을 결정하는 수직동기신호가 있다.) 
--I신호는 시각해상도가 비교적 높은 색도 좌표축 성분으로 구성되고 Q신호는 낮은 색도 좌표축성분으로 구성된다. 
YIQ방식은 YUV와 비슷하지만 다른 공식을 사용하며 이는 색을 NTSC신호로 콤포지트 인코딩하기위해 사용된다. 
이방식은 주로 방송용으로 한정되며 일반적 VTR(프로용 포함)과 TV같은 영상기기의 인코딩/디코딩에는 Y/R-Y/B-Y가 주로 사용된다. 

4) 디코더 
--콤포지트영상신호를 원래의 3원색신호로 돌리기 위한 전자회로로 콤포지트에서 Y와C신호로, Y와C신호에서 Y/I/Q신호로, Y/I/Q신호에서 RGB신호로 변환되어 브라운관등에 나타난다. 
--콤포지트신호는 Y와C신호가 서로 다중화 되어 있어서 수신측에서 아무리 우수한 회로를 사용하여도 두신호를 칼로 잘라내듯이 잘라낼수 없다. 여기서 분리되지 못한 휘도신호에의해 크로스 컬러(휘도신호를 색신호로 착각하여 생기는 노이즈)등의 문제가 나타난다. 
즉, 실용, 경제성은 뛰어나나 화질면에서 불리하다. 



[Y/C신호(S-Video)] 

1. 휘도신호인Y와 컬러서브케리어로 변조된 C신호를 서로 분리하여 접속할수 있는 규격으로 일명 S-Video이다. 
여기서 일반적으로 ‘Super’로 알고있는S는 분리(Separate)를 의미한다. 
2. 콤포지트의 경우 반복적인 Y와 C신호의 분리합성 과정으로 인해 화질열화가 심하게 생기는데 S단자를 이용하면 VTR또는 TV수상기 내부에서 Y/C의 분리를 위한 신호변환과정을 생략할수 있어 다소 개선된 화질 영상을 복사, 모니터 할수 있다. 
  


예전에 스터디 했을때 자료인데요...전부 이해하기는 힘들었지만 기본사항들을 이해하는데 도움이 많이 되었던것 같아요....^^