Композитный видеосигнал — это аналоговый видеоформат основной полосы частот , который обычно передает 405 , 525 или 625 строк чересстрочного черно-белого или цветного сигнала по одному каналу, 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, а аудио передается по отдельным дополнительным разъемам RCA L/R. В профессиональных условиях или на устройствах, которые слишком малы для разъема RCA, таких как цифровая камера, можно использовать другие типы разъемов.
Композитное видео также известно под аббревиатурой CVBS ( Composite Video Baseband Signal или Color, Video, Blanking and Sync ) [4] [5] или просто как SD-видео из-за телевизионного сигнала стандартной четкости, который оно передает.
Существуют три основных варианта композитных видеосигналов, соответствующих используемой аналоговой системе цветности ( NTSC , PAL и SECAM ), но могут использоваться и чисто монохромные сигналы.
Композитный видеосигнал объединяет на одном проводе видеоинформацию, необходимую для воссоздания цветного изображения, а также импульсы строчной и кадровой синхронизации . Цветной видеосигнал представляет собой линейную комбинацию яркости ( Y) изображения и поднесущей цветности , которая несет цветовую информацию (C), комбинацию оттенка и насыщенности . Детали процесса объединения различаются в системах NTSC, PAL и SECAM.
Частотный спектр модулированного цветового сигнала перекрывает спектр сигнала основной полосы, и разделение основано на том факте, что частотные компоненты сигнала основной полосы, как правило, близки к гармоникам частоты горизонтальной развертки, в то время как цветовой носитель выбирается нечетным кратным половины частоты горизонтальной развертки; это создает модулированный цветовой сигнал, который состоит в основном из гармонических частот, которые попадают между гармониками в сигнале яркости основной полосы , а не оба находятся в отдельных непрерывных частотных диапазонах рядом друг с другом в частотной области. Сигналы могут быть разделены с помощью гребенчатого фильтра . [6] Другими словами, сочетание яркости и цветности действительно является методом частотного разделения, но он намного сложнее, чем типичные системы мультиплексирования с частотным разделением, такие как те, которые используются для мультиплексирования аналоговых радиостанций как в диапазонах AM, так и в диапазонах FM.
Выделенный и отфильтрованный сигнал, полученный из цветовой поднесущей , называемый всплеском или цветовой вспышкой , добавляется к горизонтальному интервалу гашения каждой строки (исключая строки в интервале вертикальной синхронизации ) в качестве синхронизирующего сигнала и опорной амплитуды для сигналов цветности. В композитном видео NTSC3,58 МГц пакетный сигнал инвертируется по фазе (на 180° по фазе) от опорной поднесущей. [7] В PAL фазаПоднесущая цвета 4,43 МГц чередуется на последовательных строках. В SECAM цветовая вспышка не используется, поскольку фазовая информация не имеет значения.
Объединение компонентных сигналов для формирования композитного сигнала делает то же самое, вызывая артефакт видео в виде шахматной доски, известный как сползание точек . Сползание точек — это дефект, который возникает из-за перекрестных помех из-за интермодуляции компонентов цветности и яркости сигнала. Обычно это наблюдается, когда цветность передается с высокой пропускной способностью, а ее спектр достигает полосы частот яркости. Гребенчатые фильтры обычно используются для разделения сигналов и устранения этих артефактов из композитных источников. S-Video и компонентное видео избегают этой проблемы, поскольку они поддерживают компоненты сигналов физически разделенными.
Большая часть домашнего аналогового видеооборудования записывает сигнал в (примерно) композитном формате: например, LaserDiscs и видеокассеты типа C хранят настоящий композитный модулированный сигнал, в то время как потребительские форматы видеокассет (включая VHS и Betamax ) и коммерческие и промышленные форматы лент (включая U-matic ) используют модифицированные композитные сигналы, кодированные FM (обычно известные как color-under ). [8] Профессиональный формат видеокассеты D-2 в цифровом виде сохраняет сэмплированный сигнал и без потерь воспроизводит композитные видеосигналы, используя кодирование PCM аналогового сигнала на магнитной ленте . С появлением доступных аналогово-цифровых преобразователей с более высокой скоростью дискретизации, композитная цифровая дискретизация в реальном времени в YUV-сэмплированную цифровую дискретизацию стала возможной с 1980-х годов, а необработанная дискретизация формы волны и программное декодирование — с 2010-х годов. [9]
Ряд так называемых расширений видимого телевизионного изображения может передаваться с использованием композитного видео. Поскольку экраны телевизоров скрывают интервал вертикального гашения композитного видеосигнала, они используют невидимые части сигнала. Примерами расширений являются телетекст , субтитры , информация о названии шоу, набор эталонных цветов, позволяющий телевизорам автоматически исправлять неточности настройки оттенков NTSC, широкоэкранный сигнал (WSS) для переключения между форматами отображения 4:3 и 16:9 и т. д.
В домашних приложениях 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 более качественный коаксиальный кабель часто используются в профессиональных телевизионных студиях и пост-продакшн приложениях. Разъемы BNC также использовались для композитных видеоподключений на ранних домашних видеомагнитофонах , часто сопровождаясь либо разъемом RCA, либо 5-контактным разъемом DIN для звука. Разъем BNC, в свою очередь, является пост-датой разъема PL-259, представленного на видеомагнитофонах первого поколения.
Видеокабели имеют импеданс 75 Ом, низкую емкость. Типичные значения варьируются от 52 пФ/м для прецизионного видеокабеля с диэлектриком из вспененного полиэтилена высокой плотности до 69 пФ/м для кабеля с диэлектриком из твердого полиэтилена. [11]
Активная область изображения композитных и s-видео сигналов в цифровом виде хранится в 720x576i25 PAL и 720x480i29.7 (или 720x488) пикселях. Это не представляет весь сигнал. Аппаратное обеспечение обычно производит выборку с частотой поднесущей цвета в четыре раза больше (4fsc), которая включает интервал вертикального гашения (VBI). Только коммерческие устройства захвата видео используются в выходных изображениях вещания с дополнительным пространством VBI. Прямая выборка с высокоскоростными АЦП и программной коррекцией временной базы позволила таким проектам, как CVBS-Decode с открытым исходным кодом [9] , создать поток 4fsc, аналогичный D-2 , который сохраняет и позволяет полностью представить и проверить весь композитный сигнал. Затем его можно подвергнуть гребенчатой фильтрации или декодировать по цвету в цветное изображение на стандартном компьютере или через ЦАП воспроизвести на телевизоре.
Композитный сигнал больше не является универсальным стандартом для потребителей, как это было когда-то, после того, как цифровая эра начала постепенно вытеснять аналоговые ЭЛТ-дисплеи , и практически все потребительские устройства перешли на использование HDMI . Модифицированные версии композитного сигнала, такие как 960H (960x576), по-прежнему широко используются для систем видеонаблюдения сегодня в потребительском использовании наряду с дронами FPV . [ требуется ссылка ]
Некоторые устройства, такие как видеомагнитофоны (VCR), игровые приставки и домашние компьютеры, выводят композитное видео. Затем его можно преобразовать в FM RF с помощью модулятора RF , 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, VCR или домашние компьютеры Atari , Commodore 64 или TRS-80 CoCo ), представляет собой внешний блок, работающий от компьютера ( TI-99/4A ) или с независимым источником питания. [a]
Из-за перехода на цифровое телевидение большинство телевизоров больше не имеют аналоговых телевизионных тюнеров, а имеют цифровые DVB-T и ATSC. Поэтому они не могут принимать сигнал от аналогового модулятора. Однако композитное видео имеет устоявшийся рынок как для устройств, которые преобразуют его в выходы каналов 3/4 , так и для устройств, которые преобразуют стандарты, такие как VGA, в композитный, поэтому оно предлагает возможности перепрофилировать старые композитные мониторы для более новых устройств.
Процесс модуляции RF исходным видеосигналом и последующей демодуляции исходного сигнала в телевизоре приводит к потерям, включая добавленный шум или помехи. По этим причинам лучше использовать композитные соединения вместо соединений RF, если это возможно для живых сигналов, и сэмплировать исходный FM RF-сигнал для записанных форматов. Некоторое видеооборудование и современные телевизоры имеют только вход RF.
{{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )