현재 방송시설이 디지털로 전환되면서 제작시설에서 아날로그 신호의 사용이 점차 줄어들고 있으나 2013년 아날로그 방송을 정지할 때까지는 아날로그 신호를 사용해 왔습니다. 아날로그 TV원리를 이해하고 영상신호의 구성을 알아봄으로써 TV영상 신호 개념을 정리해 보도록 하겠습니다.
1. 아날로그 TV영상 신호 개요
아날로그 TV영상신호는 <그림 3>과 같이 동기신호, 휘도신호, 컬러 Burst 신호, 컬러부반송파신호 등으로 구성된 복합신호이므로 Composite신호라고 합니다. 컬러부반송파신호(color subcarrier signal)가 없는 Compososite 영상신호의 출력크기는 140 IRE peak-to-peak입니다. blanking레벨의 기준 값은 0 IRE이며 최대 휘도, 블랙레벨, burst, 동기신호의 레벨은 아래 표와 같습니다. 컬러부반송파가 포함된 Composite신호의 최대 값은 171 IRE peak-to-peak입니다.
1) 블랭킹(Blanking)
텔레비전에서 블랭킹(Blanking)이란 검은색 상태가 된다는 것을 의미합니다. 비디오 신호의 일부로서 블랭킹전압은 0 IRE입니다. 영상신호에서 0 IRE는 수상관에서 빔 전류를 차단하여 스크린에 빛이 나타나지 않도록 하는 레벨에 해당합니다. 블랭킹 레벨을 가하는 목적은 주사과정 중 회귀가 일어나는 동작을 보이지 않게 하기 위한 것입니다. 초당 필요한 총 수평주사선의 수는 262.5 ×60=15,750개입니다. 그러므로 15,750Hz의 수평펄스는 각 주사선마다 화면의 오른쪽에서 왼쪽으로 귀선시 화면이 나타나지 않도록 해줍니다. 마찬가지로 60Hz의 수직펄스는 각 필드의 아래에서 위쪽으로 귀선화면이 나타나지 않도록 해줍니다.
2) 수평 블랭킹 시간
수평 blanking에 필요한 시간은 각 수평(H)주사선의 약 16% 정도에 해당합니다. 그러므로 각수평주사선(H)에 필요한 시간은 1/15750초, 63.5μs입니다. 따라서 각 주사선의 블랭킹시간은 화면의 왼쪽에서 오른쪽으로 주사되는 동안 가시 화상신호가 시작되기 이전인 10.2μsec이내에 완료되어야 합니다. 수평주사선에 필요한 시간이 μs단위로 나타난다는 것은 한 주사선내의 모든 화소들에 대한 영상신호가 MHz 단위의 높은 주파수를 가질 수 있다는 것을 의미합니다. 만일, 더 많은 주사선들이 있다고 가정할 경우, 주사 시간은 더욱 짧아져서 결국 비디오 주파수가 더욱 높아지게 될 것입니다. 텔레비전 방송 채널은 6 MHz로 제한되어 있기 때문에 525 주사시스템의 경우 가장 높은 주파수는 약 4 MHz정도로 제한됩니다.
3) 수직 블랭킹 시간
한편 수직 블랭킹에 걸리는 시간은 각 수직 필드의 약 8%정도에 해당합니다. 총 수직주사 시간은 화면의 아래쪽에서 위쪽으로 되돌아오는데 걸리는 1/60초입니다. 따라서 각 필드에 할당되는 블랭킹 시간의 8%인 1/60 ×0.08 =0.0013초 이내에 완료해야 합니다. 0.0013초는 많은 수평 주사선들을 포함할 만큼 충분히 긴 시간입니다. 수직 블랭킹 시간을 수평 블랭킹 시간으로 나누어 보면 약 21입니다. 다시 말하면 매 필드마다 21개의 주사선을 매 프레임마다 42개의 주사선을 수직 블랭킹 시간에 사용해야 합니다.
수직 블랭킹 시간 동안 삽입되는 동기 펄스들은 등화펄스와 수직 동기 펄스(Vertical sync pulse), 그리고 수평동기 펄스(Horizontal sync pulse)를 포함하고 있습니다. 상하로 나타난 2개의 신호는 비월주사를 할 때 odd 라인과 even 라인이 0.5H 차이가 나는 것을 제외하면 동일합니다.
좌측에서부터 보면 화면 하단에 위치한 마지막 수평 주사선에 필요한 수평 블랭킹 시간과 동기펄스들이 같이 나와 있습니다. 화면에서 볼 수 있는 마지막 주사선 다음의 영상신호는 수직 블랭킹 펄스에 의해 0 IRE의 검은 화면이 됩니다. 수직 블랭킹 시간은 0.5H 간격을 가진 6개의 등화펄스(Pre equalization pulse)로 시작합니다. 그다음에 실제로 수직귀환을 수행하는 수직 동기 펄스(Vertical sync pulse)가 이어지는데 이것도 0.5H 간격입니다. 이어 또 다른 6개의 등화펄스(Post equalization pulse)로 이어집니다. 그다음에서 수평동기 펄스(Horizontal sync pulse)들이 이어집니다.
위쪽 신호를 보면 수직 블랭킹의 시작점에 있는 첫 번째 등화펄스(Preequalization pulse)와 바로 앞의 수평동기 펄스는 완전히 한 라인(1H) 떨어져 있으나 아래쪽의 나타난 신호를 보면 반라인(0.5H)이 떨어져 있습니다. 이것은 odd 필드와 even 필드가 반라인의 시간차를 가지고 계속 이어지기 때문에 연속된 필드들에 이용되는 수직 동기 펄스들은 비월주사에 적합하도록 시간이 지정되어 있습니다.
4) Color burst
수평신호에 있는 컬러부반송파(SC/H subcarrier to horizontal)는 burst 신호와 기준 위상과의 관계를 정의합니다. Color Burst 신호는 Composite color signal의 back porch에 있는 색부반송파의 주파수의 일부분인 subcarrier의 짧은 버스트 신호입니다. 색의 재현을 안정시키기 위해 동기정보속에 들어있습니다. 변조된 컬러서브캐리어의 위상 기준으로, 컬러신호의 위상기준(phase reference)으로 이용하기 위해 수평동기 펄스 다음에 9개 정도의 정현파로 구성되어 있습니다. 이 파형을 기준으로 Y신호에 중첩된 컬러신호의 hue와 chroma신호의 크기를 결정하게 됩니다.
아날로그 TV는 사라졌지만 현재 디지털 TV방송의 근간이 되는 기술 체계이기 때문에 반드시 알아 두어야 한다고 생각합니다. 생소한 용어로 혼란스럽더라도 이해하는 시간을 가짐녀 좋을 것 같습니다.
'Broadcast Tech.' 카테고리의 다른 글
| 아날로그 영상신호와 디지털 영상신호 방식 (0) | 2023.06.03 |
|---|---|
| 디지털 영상신호의 개요와 색차신호, 휘도신호 샘플링 (0) | 2023.06.02 |
| mac OS 포맷 및 재설치 방법 - 아이맥/맥북프로 포맷 (0) | 2023.05.30 |
| 아날로그 TV의 NTSC 엔코더 변환기와 색차신호 (0) | 2023.05.29 |
| 클라우드 아키텍처 설계 교육 안내 - 방송기술교육원 (0) | 2023.05.28 |
댓글