Сигнал цветовой синхронизации в цветном видео и мгновенных камерах.
Colorburst
Сигнал Colorburst в цветном видео: синхронизация цветовой поднесущей в ТВ сигналах NTSC и PAL. Используется для восстановления цвета и генлока оборудования.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сигнал синхронизации в цветном видео, используемый в камерах моментальной печати.
Synchronisation signal in colour video
the instant camera range
Colorburst – это аналоговый и композитный видеосигнал, генерируемый генератором видеосигнала для поддержания синхронизации поднесущей цветности в цветном телевизионном сигнале. Синхронизируя генератор с цветовой вспышкой на заднем интервале (начале) каждой строки развертки, телевизионный приемник может восстановить подавленную несущую сигналов цветности и, соответственно, декодировать цветовую информацию. Наиболее распространенное применение Colorburst – синхронизация оборудования, например, видеомикшера в телевизионной студии при использовании многокамерной съемки, для обеспечения общей опорной точки.
Colorburst is an analog and composite video signal generated by a video signal generator used to keep the chrominance subcarrier synchronized in a color television signal. By synchronizing an oscillator with the colorburst at the back porch (beginning) of each scan line, a television receiver is able to restore the suppressed carrier of the chrominance (color) signals, and in turn decode the color information. The most common use of colorburst is to genlock equipment together as a common reference with a vision mixer in a television studio using a multi camera setup.
Пояснение
В NTSC его частота составляет ровно 315/88 = 3,579 МГц с фазой 180°. PAL использует частоту ровно 4,43361875 МГц, с чередованием фазы между 135° и 225° от строки к строке. Поскольку сигнал цветовой поднесущей имеет известную амплитуду, он иногда используется в качестве опорного уровня при компенсации изменений амплитуды в общем сигнале. SECAM уникален отсутствием сигнала цветовой поднесущей, так как сигналы цветности кодируются с использованием FM, а не QAM, поэтому фаза сигнала не имеет значения и опорная точка не требуется.
In NTSC, its frequency is exactly 315/88 = 3.579 MHz with a phase of 180°. PAL uses a frequency of exactly 4.43361875 MHz, with its phase alternating between 135° and 225° from line to line. Since the colorburst signal has a known amplitude, it is sometimes used as a reference level when compensating for amplitude variations in the overall signal. SECAM is unique in not having a colorburst signal, since the chrominance signals are encoded using FM rather than QAM, thus the signal phase is immaterial and no reference point is needed.
Обоснование частоты цветных разрывов NTSC
Первоначальный черно-белый телевизионный стандарт NTSC определял частоту кадров 30 Гц и 525 строк на кадр, или 15750 строк в секунду. Аудиосигнал был частотно модулирован на 4,5 МГц выше видеосигнала. Поскольку это был черно-белый сигнал, видео состояло только из информации о яркости (светимости). Хотя все промежуточное пространство было заполнено, линейный характер видеоинформации означал, что данные о яркости не были равномерно распределены по частотному спектру; они были сконцентрированы на кратных частоте развертки. Построение графика видеосигнала на спектрограмме давало характерную картину, напоминающую зубья гребня или шестерни, а не плавную и однородную. Компания RCA обнаружила, что если информация о цветности (хроминансе), имеющая схожий спектр, была модулирована на несущую частоту, являющуюся полуцелым кратным частоты развертки, то пики ее сигнала аккуратно располагались между пиками данных о яркости, что минимизировало помехи. Помехи не были устранены полностью, но оставшиеся были не так заметны для человеческого глаза. (Современные телевизоры пытаются дополнительно уменьшить эти помехи, используя гребенчатый фильтр.) Для обеспечения достаточной полосы пропускания для сигнала цветности, но при этом влияя только на наиболее высокочастотные (и, следовательно, наименее воспринимаемые) части сигнала яркости, желательной была поднесущая цветности около 3,6 МГц. Значение 227,5 = 455/2, умноженное на частоту развертки, было близко к нужному, а небольшие множители числа 455 (5 × 7 × 13) упрощали создание делителя частоты. Однако дополнительные помехи могли возникать от аудиосигнала. Для их минимизации также было желательно, чтобы расстояние между частотой несущей цветности и частотой несущей звука было полуцелым кратным частоты развертки. Сумма этих двух полуцелых чисел подразумевает, что расстояние между частотой несущей яркости и частотой несущей звука должно быть целым кратным частоты развертки. Однако оригинальный стандарт NTSC, с интервалом несущих в 4,5 МГц и частотой развертки 15750 Гц, не соответствовал этому требованию: частота звука была в 285,714 раза больше частоты развертки. В то время как существующие черно-белые приемники не могли декодировать сигнал с другой частотой несущей звука, они могли легко использовать обильную информацию о синхронизации в видеосигнале для декодирования немного более медленной частоты развертки. Таким образом, новый стандарт цветного телевидения уменьшил частоту развертки в 1,001 раза, до 1/286 частоты 4,5 МГц, или примерно 15734,2657 Гц. Это снизило частоту кадров до 30/1.001 ≈ 29,9700 Гц и разместило цветную поднесущую на 227,5/286 = 455/572 = 35/44 от 4,5 МГц поднесущей звука.
The original black and white NTSC television standard specified a frame rate of 30 Hz and 525 lines per frame, or 15750 lines per second. The audio was frequency modulated 4.5 MHz above the video signal. Because this was black and white, the video consisted only of luminance (brightness) information. Although all of the space in between was occupied, the line based nature of the video information meant that the luminance data was not spread uniformly across the frequency domain; it was concentrated at multiples of the line rate. Plotting the video signal on a spectrogram gave a signature that looked like the teeth of a comb or a gear, rather than smooth and uniform. RCA discovered that if the chrominance (color) information, which had a similar spectrum, was modulated on a carrier that was a half integer multiple of the line rate, its signal peaks would fit neatly between the peaks of the luminance data and interference was minimized. It was not eliminated, but what remained was not readily apparent to human eyes. (Modern televisions attempt to reduce this interference further using a comb filter.) To provide sufficient bandwidth for the chrominance signal, yet interfere only with the highest frequency (and thus least perceptible) portions of the luminance signal, a chrominance subcarrier near 3.6 MHz was desirable. 227.5 = 455/2 times the line rate was close to the right number, and 455's small factors (5 × 7 × 13) make a divider easy to construct. However, additional interference could come from the audio signal. To minimize interference there, it was similarly desirable to make the distance between the chrominance carrier frequency and the audio carrier frequency a half integer multiple of the line rate. The sum of these two half integers implies that the distance between the frequency of the luminance carrier and audio carrier must be an integer multiple of the line rate. However, the original NTSC standard, with a 4.5 MHz carrier spacing and a 15750 Hz line rate, did not meet this requirement: the audio was 285.714 times the line rate. While existing black and white receivers could not decode a signal with a different audio carrier frequency, they could easily use the copious timing information in the video signal to decode a slightly slower line rate. Thus, the new color television standard reduced the line rate by a factor of 1.001 to 1/286 of the 4.5 MHz audio subcarrier frequency, or about 15734.2657 Hz. This reduced the frame rate to 30/1.001 ≈ 29.9700 Hz, and placed the color subcarrier at 227.5/286 = 455/572 = 35/44 of the 4.5 MHz audio subcarrier.