TV주사방식 및 RGB영상신호의 특징

TV주사방식 및 RGB영상신호의 특징

 

 

1. TV 주사 방식

TV 카메라 촬상관은 이미지 오디콘(image orthicon), 비디콘(vidicon), 프럼비콘(plumbicon) 등이 사용되었는데 이것을 전하 결합소자(CCD: Charge Coupled Device)로 대체함으로써 소형, 경량화가 가능해지고 소비 전력이 대폭 낮아졌으며 카메라 조정이 간편해졌다.

< Fig01. 전하 결합 소자 CCD(Charge Coupled Device) >

 

비디오 카메라의 영상 신호는 빛의 삼원색(R, G, B)을 각각 담당하는 3 CCD 방식이 사용되며, 현재 사용되는 반도체 촬상 소자 CCD는 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 소자이다. 빛과 그림자로 구성된 아주 작은 영역의 작은 점을 화소(pixel)라 하며, 화소는 주사선의 폭을 한 변으로 하는 정방향으로 분해한 점인 픽처(picture)와 엘레멘트(element)를 합한 것으로 화소가 많을수록 양질의 화상이 재현된다.

1) 주사

전송하고자 하는 화상을 분해된 화소로 정하여진 순서에 따라 조립하여 화상 면을 만드는 과정을 주사(scanning)라고 한다.

주사 방식에는 순차 주사 방식과 비월 주사 방식이 있으며 주사는 왼쪽에서 오른쪽으로 진행되는 수평 주사(horizontal scanning)와 영상의 맨 위에서 아래로 진행하는 수직 주사(vertical scanning)로 이루어진다. 또한 연속된 화면(동화상)을 만들기 위해서는 주사 도중에 오른쪽에서 왼쪽으로 되돌아가는 수평 귀선 시간과 맨 아래에서 맨 위로 되돌아가는 수직 귀선 시간 등이 포함된다.

 

2) 순차 주사 방식

순차 주사 방식(progressive scanning)은 화면에 표시할 내용을 처음부터 끝까지 순서대로 표시하는 영상의 표시 방법을 말한다. 순차 주사 방식은 영상 화면을 재현하기 위하여 영상 디스플레이의 첫 번째 주사 라인 1의 왼쪽 위부터 시작하여 오른쪽으로 한 줄씩 순서대로 주사하여 내려가는 방식으로 하나의 장면을 영상으로 표현한다.

< Fig02. 순차 주사 방식(progressive scanning) >

 

순차 주사 방식은 비월 주사 방식에 비하여 깜빡임이 적어 선명한 영상을 표시할 수 있고 대부분의 디지털 영상 표시 장치에서 사용한다. 순차주사 방식은 수직 해상도가 증가되어 실제로 HDTV 표준에서 1080i(1920× 1080i)의 신호가 더 높은 수직 해상도를 가짐에도 720p (1280×720p)보다 약간 떨어지거나 비슷한 수준의 화질을 보여 주는 장점이 있다.(여기서 i는 비월 주사를 가리키며, p는 순차 주사를 가리킴.) 또한 카메라 촬영 시 체크무늬 옷과 같은 수평 패턴에서 깜빡임이 없으며, 비디오 프로세싱 장치의 구현이 간단하고 영상 신호 전송 및 압축이 간편하다.

 

3) 비월 주사 방식

비월 주사 방식(interlaced scanning)은 사용 주파수 대역을 절감하기 위하여 사용되며, TV 화면의 플리커를 감소시키는 특징이 있다. 비월 주사 방식은 1필드 화면은 홀수를 주사하고 2필드 화면은 짝수를 주사하여 합치는 방법으로 영상을 재현한다.

< Fig03. 비월 주사 방식(interlaced scanning) >

 

홀수 주사 또는 짝수 주사에 의한 각 1/2 화면을 필드(Field)라고 하며, 두 개의 필드에 의한 완전한 한 장의 화면을 프레임(Frame)이라고 한다. 두 개의 필드로 구성된 한 개의 프레임 주사 방식을 2：1 비월 주사방식이라고 한다.

 

 

2. 색의 3 요소

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디지털 컬러 TV 카메라의 출력은 R, G, B 영상 신호로 출력되며 신호처리를 간편하게 하기 위하여 매트릭스 과정을 거치면서 R, G, B 색 신호는휘도신호(Y)와색채신호(C)로구분된다. 색은가시광선의파장길이에 따라 느낌의 형태가 다른데 빨간색인 경우는 약 780 nm 파장을 보라색인 경우 약 380 nm 파장을 가지고 있다. 또한 색의 감각에는 휘도(명도), 포화도(채도), 색상의 세 가지 성질이 있으며 이것을 색의 3요소라고 한다.

1) 휘도(Luminance, 명도)

빛 에너지의 대소에 의한 색채 감각, 즉 색이 가지고 있는 밝기이다.

 

2) 포화도(Saturation, 채도)

광이 단색광에 가까움이 어느 정도인지에 따른 색채 감각, 즉 색이 백으로 엷어진 비율로 색의 짙음을 표시한다.

 

3) 색상(Huecolor)

가시광선 파장이 서로 다름에 의한 색채 감각, 즉 색의 종류를 표시한다. 혼합 중 텔레비전과 같이 색을 내는 경우에는 빨강(red), 초록(green), 파랑(blue)의 3원색을 말한다. 이 세 가지의 광을 혼합하여 그 비율을 변화 시킴으로써 색을 만드는데 이것을 가색법이라고 한다.

< Fig04. 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 빛의 3원색 >