Компонентное видео

Компонентное видео — способ раздельной передачи цветного видео по двум и более каналам (кабелям), при котором отдельные составляющие видеосигнала несут разную информацию о цветном изображении.

Не следует путать с композитным видео.

В первых компонентных видеоинтерфейсах, таких как S-Video, цветовая поднесущая передавалась отдельно от остальных компонентов цветного видеосигнала для уменьшения перекрёстных помех. В современных аналоговых интерфейсах используются три и более каналов для раздельной передачи информации о цвете изображения и сигналов синхронизации. Как и по композитным видеокабелям, по компонентным не передаётся звуковое сопровождение, для которого необходим отдельный провод.

Понятие также используется применительно к форматам видеозаписи, в которых сигналы яркости и цветности записываются разными группами видеоголовок на отдельных дорожках. Такие форматы, первым из которых стал Betacam, позволили повысить качество изображения кассетных видеомагнитофонов до вещательных стандартов[1].

Разъёмы компонентного видеокабеля стандарта YPbPr

История появления

Первые профессиональные и подавляющее большинство бытовых видеомагнитофонов были основаны на записи композитного видеосигнала в исходном или незначительно модифицированном виде. При этом композитный видеосигнал между различными устройствами передавался по коаксиальному кабелю, никак не ухудшавшему параметры записанного изображения. Композитный принцип записи, требующий переноса спектра поднесущей в более низкочастотную область в большинстве кассетных форматов, приводил к неизбежному снижению качества изображения из-за перекрёстных помех, возникавших в аппаратуре в процессе разделения видеосигнала перед записью на магнитную ленту и последующего обратного смешивания. Повышение качества кассетных видеомагнитофонов стало возможно с появлением компонентных форматов, таких как Betacam, в котором сигналы яркости и цветности записывались раздельно на разные дорожки[1]. Для сохранения полученного качества видео наиболее эффективной оказалась передача между устройствами компонентного сигнала, не требующая смешивания яркости и цветности, записанных и воспроизводящихся раздельно. Компонентные интерфейсы оказались эффективны и для композитных форматов, таких как S-VHS, обеспечивающих повышенное качество изображения за счёт отдельного канала обработки сигнала цветности[2]. Для видеомагнитофонов этого формата был разработан компонентный интерфейс S-Video (англ. Separate Video, «Раздельное видео»), в котором сигналы яркости и цветности передавались раздельно. Первый формат цифровой видеозаписи D-1 также был компонентным и позволял независимо друг от друга записывать и обрабатывать яркость и цветность[3]. В этом случае компонентные цифровые видеоинтерфейсы оказались более выгодны, чем передача данных одним потоком. Дальнейшее совершенствование видеотехники и появление высококачественных бытовых цифровых форматов хранения изображения, таких как DVD, HD-DVD и Blu-ray Disc, привели к вытеснению композитного видеоинтерфейса компонентными, позволяющими донести качество изображения носителя до конечного устройства[4].

Разновидности компонентного видео

Компонентные интерфейсы делятся на два основных типа: использующие раздельную передачу сигналов яркости и цветности или передающие информацию об основных цветах изображения непосредственно. Цифровые компонентные интерфейсы пригодны для передачи видео как стандартной, так и высокой чёткости. Большинство современных телевизоров позволяют получить свою оригинальную чёткость только через компонентные видеовходы.

Передача яркости и цветности
Разъём компонентного видеоинтерфейса S-Video. Штырьки 1 и 3 используются для передачи сигнала яркости, а 2 и 4 — сигнала цветности
Основные статьи: YPbPr и S-Video

Впервые компонентные видеоинтерфейсы были представлены их разновидностью, передающей сигнал яркости, содержащий информацию о монохромной составляющей изображения, и сигнал цветности, содержащий информацию о цветовом тоне и насыщенности изображения. Такой принцип, заимствованный в совместимых системах цветного телевидения, был заложен в компонентных форматах видеозаписи, для которых и разработаны эти интерфейсы. Одним из них стал S-Video, предназначенный для соединения видеомагнитофонов формата S-VHS друг с другом и студийным оборудованием. Этот тип интерфейса дожил до сегодняшнего дня и используется в некоторых бытовых видеоустройствах и видеокартах компьютеров[4]. Однако, наибольшее распространение получил компонентный стандарт YPbPr, обеспечивающий более высокое качество цвета за счёт отсутствия модуляции поднесущей и полного разделения составляющих.

Преобразование обычного видеосигнала в сигналы яркости и цветности в современных устройствах производится с помощью цветовой субдискретизации, получившей распространение благодаря графическому формату JPEG и технологии видеокомпрессии MPEG. Для передачи компонентных сигналов, основанных на разделении сигналов яркости и цветности, кроме кабеля S-Video с 4-х или 7-штырьковыми разъёмами (mini-DIN), в профессиональном видеопроизводстве наибольшее распространение получили три коаксиальных кабеля с разъёмами типа BNC[4]. Такой тип соединения используется для передачи аналогового компонентного видео по стандарту YPbPr. В случае поддержки соединяемыми устройствами двух форматов экрана 4:3 и 16:9 по кабелям передаётся сигнал, сообщающий о соотношении сторон передаваемого изображения. В бытовой технике чаще всего используются три коаксиальных или один многожильный кабель с тремя разъёмами типа RCA (тюльпан) зелёного, синего и красного цветов. Некоторые производители реализуют передачу компонентного сигнала YPbPr через разъём SCART[4].

Развитие цифровых технологий телевидения приводит к постепенному вытеснению аналоговых компонентных интерфейсов. Цифровое компонентное видео может передаваться как по одному кабелю последовательно, так и по нескольким параллельными потоками. В профессиональном производстве получил распространение цифровой последовательный интерфейс SDI, использующийся для соединения видеоустройств. В бытовой и компьютерной видеотехнике наиболее распространены цифровые интерфейсы DVI и HDMI.

Раздельная передача цветов
15-штырьковый разъём D-sub компьютерного компонентного интерфейса VGA

Все устройства для отображения цветного изображения в качестве конечных сигналов используют три, соответствующие красному, зелёному и синему цветам аддитивной цветовой модели RGB. Эти сигналы подаются непосредственно на электроды масочных кинескопов или на матрицу жидкокристаллических дисплеев. Процесс преобразования цветного изображения в видеосигнал в начальной стадии также предусматривает цветоделение, в результате которого получаются три сигнала, соответствующие основным цветам. Передача компонентного сигнала, состоящего из информации об основных цветах, не требует преобразования цветовой информации в сигналы яркости и цветности, а затем обратного декодирования, ухудшающих цветопередачу. Непосредственная передача цветовых составляющих изображения позволяет свести к минимуму потери и ограничения интерфейса, и получить максимальное качество.

Такие интерфейсы не используют модуляцию сигналов и никак не ограничивают глубину цвета, которую может передать система. При этом полоса частот, занимаемая компонентными сигналами, очень широка и может значительно превышать полосу яркостного сигнала монохромного изображения, передавая большое количество цветовой информации. Раздельная передача цветовых сигналов наиболее выгодна для просмотра изображения DVD и других форматов, хранящих цвет непосредственно в цветовом пространстве RGB. Большинство современных компьютеров используют для вывода компонентного аналогового видео интерфейс VGA, передающий отдельные компоненты цвета и синхросигнал по отдельным каналам. Некоторые производители телевизоров используют для передачи отдельных компонентов цветного изображения модели RGB разъёмы SCART, что в некоторых случаях отражается их обозначением «SCART RGB»[4].

Кроме трёх сигналов основных цветов, аналоговые компонентные интерфейсы используются для передачи двух сигналов синхронизации — строчной и кадровой, которые могут передаваться четырьмя различными способами:

  • Композитный синхросигнал, когда строчные и кадровые синхроимпульсы одновременно передаются по отдельному проводу (S в системе RGBS);
  • Раздельная передача, когда строчные и кадровые синхроимпульсы передаются по двум отдельным проводам (H и V в системе RGBHV);
  • Передача композитного синхросигнала по общему проводу с зелёным каналом (SoG или RGsB);
  • Передача композитного синхросигнала по общему проводу с красным или синим каналами;

Композитный синхросигнал передаётся разъёмом SCART через штырьки номер 17 (земля), 19 (выход композитного синхросигнала) и 20 (вход синхросигнала). Раздельная передача импульсов строчной и кадровой синхронизации нашла более широкое применение в компьютерных видеоинтерфейсах, таких как VGA. При этом для передачи компонентного цветного видео используются пять каналов: три для раздельной передачи цветовых сигналов и два для передачи импульсов строчной и кадровой синхронизации. Передача синхросигнала в зелёном (SoG) или двух других каналах используется очень редко немногими производителями.

См. также

Источники
  1. Телевидение, 2002, с. 445.
  2. Телевидение, 2002, с. 490.
  3. Марк Харитонов, Леонид Чирков. Цифровое телевидение: форматы видеозаписи // «625» : журнал. — 1994. — № 2. — ISSN 0869-7914. Архивировано 5 февраля 2012 года.
  4. Илья Суханов. Домашний кинотеатр на практике. Часть 4. Проекторы. iXBT.com (4 октября 2003). Дата обращения: 18 августа 2013.

Литература
  • В. Е. Джакония. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 41—56. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.