Композитное видео — это аналоговый видеоформат основной полосы частот , который обычно передает чересстрочный сигнал с 525 или 625 строками на одном канале, в отличие от более качественного S-Video (два канала) и еще более качественного компонентного видео (три или более каналов).
Желтый разъем RCA обычно используется для композитного видео, при этом звук передается через отдельные дополнительные разъемы L/R RCA. В профессиональных условиях или на устройствах, которые слишком малы для разъема RCA, например цифровой камере, можно использовать разъемы других типов.
Композитное видео также известно под инициалами CVBS для композитного видеосигнала базовой полосы или цвета, видео, гашения и синхронизации , [4] [5] или просто называется SD-видео для передаваемого им телевизионного сигнала стандартной четкости.
Существует три доминирующих варианта композитных видеосигналов, соответствующих используемой аналоговой системе цветности ( NTSC , PAL и SECAM ), но можно использовать и чисто монохромные сигналы.
Композитный видеосигнал объединяет по одному проводу видеоинформацию, необходимую для воссоздания цветного изображения, а также импульсы строчной и кадровой синхронизации . Цветной видеосигнал представляет собой линейную комбинацию яркости ( ) изображения и поднесущей цветности , которая несет информацию о цвете ( ), комбинацию оттенка и насыщенности . Детали процесса объединения различаются в системах NTSC, PAL и SECAM.
Частотный спектр модулированного цветового сигнала перекрывается со спектром модулирующего сигнала, и разделение основано на том факте, что частотные компоненты модулирующего сигнала имеют тенденцию быть близкими к гармоникам скорости горизонтальной развертки, в то время как несущая цвета выбирается как нечетное кратное число. половины скорости горизонтальной развертки; это создает модулированный цветовой сигнал, который состоит в основном из частот гармоник, которые попадают между гармониками в сигнале яркости основной полосы частот , а не оба находятся в отдельных непрерывных полосах частот рядом друг с другом в частотной области. Сигналы могут быть разделены с помощью гребенчатого фильтра . [6] Другими словами, комбинация яркости и цветности действительно является методом частотного разделения, но она намного сложнее, чем типичные системы частотного мультиплексирования, подобные той, которая используется для мультиплексирования аналоговых радиостанций как в диапазонах AM, так и в FM. .
Стробированный и отфильтрованный сигнал, полученный из цветовой поднесущей , называемый пакетным сигналом или цветовым пакетом , добавляется к интервалу горизонтального гашения каждой строки (исключая строки в интервале вертикальной синхронизации ) в качестве сигнала синхронизации и опорной амплитуды для сигналов цветности. В композитном видео NTSCПакетный сигнал 3,58 МГц инвертируется по фазе (сдвинутой по фазе на 180°) относительно опорной поднесущей. [7] В PAL фазаЦветная поднесущая 4,43 МГц чередуется на последовательных линиях. В SECAM цветовая гамма не используется, поскольку информация о фазе не имеет значения.
Объединение компонентных сигналов для формирования составного сигнала дает тот же результат, вызывая видеоартефакт шахматной доски, известный как сканирование точек . Сползание точек — это дефект, возникающий в результате перекрестных помех из-за интермодуляции компонентов цветности и яркости сигнала. Обычно это наблюдается, когда цветность передается с широкой полосой пропускания, и ее спектр достигает полосы частот яркости. Гребенчатые фильтры обычно используются для разделения сигналов и устранения этих артефактов из составных источников. S-Video и компонентное видео позволяют избежать этой проблемы, поскольку поддерживают физическое разделение компонентных сигналов.
Большинство домашнего аналогового видеооборудования записывает сигнал в (примерно) композитном формате: например, лазерные диски и видеокассета типа C хранят настоящий модулированный композитный сигнал, в то время как потребительские форматы видеокассет (включая VHS и Betamax ), а также коммерческие и промышленные форматы лент (включая U-matic). ) использовать модифицированные составные сигналы, закодированные в FM (обычно известные как color-under ). [8] Профессиональный формат видеокассеты D-2, сохраняющий в цифровом виде дискретизированный сигнал и воспроизводящий без потерь композитные видеосигналы с использованием PCM -кодирования аналогового сигнала на магнитной ленте . С появлением доступных аналого-цифровых преобразователей с более высокой скоростью дискретизации, с 1980-х годов стало возможным объединение в реальном времени цифровой дискретизации YUV, а с 2010-х годов стало возможным дискретизация необработанных сигналов и программное декодирование. [9]
С помощью композитного видео можно передать ряд так называемых расширений видимого телевизионного изображения. Поскольку экраны телевизоров скрывают интервал вертикального гашения композитного видеосигнала, они используют невидимые части сигнала. Примеры расширений включают телетекст , субтитры , информацию о названии шоу, набор эталонных цветов, который позволяет телевизорам автоматически исправлять неправильные настройки оттенков NTSC, широкоэкранную сигнализацию (WSS) для переключения между форматами отображения 4:3 и 16:9 и т. д. .
В домашних условиях композитный видеосигнал обычно подключается с помощью разъема RCA, обычно желтого цвета. Он часто сопровождается красными и белыми разъемами для правого и левого аудиоканалов соответственно. Разъемы BNC и коаксиальный кабель более высокого качества часто используются в профессиональных телевизионных студиях и постпроизводстве . Разъемы BNC также использовались для композитных видеоподключений на первых домашних видеомагнитофонах , часто сопровождаясь либо разъемом RCA, либо 5- контактным разъемом DIN для аудио. Разъем BNC, в свою очередь, датируется разъемом PL-259, который использовался в видеомагнитофонах первого поколения.
Видеокабели имеют сопротивление 75 Ом и низкую емкость. Типичные значения варьируются от 52 пФ/м для прецизионного видеокабеля с вспененным полиэтиленом высокой плотности до 69 пФ/м для кабеля с твердым полиэтиленовым диэлектриком. [11]
Активная область изображения композитных сигналов и сигналов S-video сохраняется в цифровом виде с разрешением 720x576i25 PAL и 720x480i29,7 (или 720x488) пикселей. Это не представляет весь сигнал. Аппаратное обеспечение обычно производит выборку с частотой, в четыре раза превышающей частоту цветовой поднесущей (4fsc), включая интервал вертикального гашения (VBI). Только коммерческие устройства видеозахвата, используемые в вещании, выводят изображения с дополнительным пространством VBI. Прямая выборка с помощью высокоскоростных АЦП и программной коррекции временной развертки позволила таким проектам, как CVBS-Decode с открытым исходным кодом [9] , создать поток D-2, подобный 4fsc, который сохраняет и обеспечивает полное представление и проверку всего составного сигнала. Затем его можно подвергнуть гребенчатой фильтрации или декодировать цветность в цветное изображение на обычном компьютере или через ЦАП для воспроизведения на телевизоре.
Композитный сигнал больше не является универсальным стандартом для потребителей, которым он когда-то был после того, как в цифровую эпоху начался постепенный отказ от аналоговых ЭЛТ-дисплеев и практически все потребительские устройства перешли на использование HDMI . Модифицированные версии композита, такие как 960H (960x576), до сих пор широко используются в системах видеонаблюдения, а также в потребительских целях наряду с дронами FPV . [ нужна цитата ]
Некоторые устройства, такие как видеомагнитофоны (VCR), игровые приставки и домашние компьютеры, выводят композитное видео. Затем его можно преобразовать в FM RF с помощью RF-модулятора , который генерирует соответствующую несущую (часто для канала 3 или 4 в Северной Америке , канала 36 в Европе ). Иногда этот модулятор встроен в продукт (например, игровые приставки, видеомагнитофоны или домашние компьютеры Atari , Commodore 64 или TRS-80 CoCo ), представляет собой внешний блок, питаемый от компьютера ( TI-99/4A ), или с независимым источником питания. [а]
Из-за перехода на цифровое телевидение большинство телевизоров больше не имеют аналоговых телевизионных тюнеров, а используют цифровые DVB-T и ATSC. Поэтому они не могут принимать сигнал от аналогового модулятора. Однако композитное видео имеет устоявшийся рынок как для устройств, преобразующих его в выходы канала 3/4 , так и для устройств, преобразующих такие стандарты, как VGA , в композитный, поэтому оно открывает возможности перепрофилирования старых композитных мониторов для новых устройств.
Процесс модуляции РЧ исходным видеосигналом, а затем повторная демодуляция исходного сигнала в телевизоре приводит к потерям, включая дополнительный шум или помехи. По этим причинам лучше всего использовать композитные соединения вместо радиочастотных соединений, если это возможно, для живых сигналов и сэмплировать исходный FM-RF-сигнал для записанных форматов. Некоторое видеооборудование и современные телевизоры имеют только RF-вход.
{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )