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디지털 시대의 방송미래

디지털 시대의 방송미래. (1) 텔레비전의 기초. ♣ 송신측 : 소리→마이크로폰→음성신호 , 영상→카메라의 촬상관→ 영상신호 . 영상신호 (+ 동기신호 ), 음성신호 , VHF, UHF→ 송신안테나→ 공간으로 방사 ♣ 수신측 : 전파→수신안테나→영상신호 , 음성신호로 분리→동기신호 분리 ( 수평 , 수직 동기신호 ) 음성신호→스피커→음성 , 영상신호 (+ 동기신호 )→ 음극선관→영상. [1] 컬러 텔레비전의 원리 1) 송신측 :

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디지털 시대의 방송미래

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Presentation Transcript

  1. 디지털 시대의 방송미래

  2. (1) 텔레비전의 기초 • ♣ 송신측 : • 소리→마이크로폰→음성신호, 영상→카메라의 촬상관→ 영상신호. • 영상신호(+동기신호), 음성신호, VHF, UHF→송신안테나→ • 공간으로 방사 • ♣ 수신측 : • 전파→수신안테나→영상신호, 음성신호로 분리→동기신호 • 분리(수평, 수직 동기신호) • 음성신호→스피커→음성, • 영상신호(+동기신호)→음극선관→영상

  3. [1] 컬러 텔레비전의 원리 1)송신측 : 빨강,녹색,파랑으로 분해→ 휘도신호,색상신호→ 복합영상신호 (동기신호+음성신호) → 송신안테나 2)수신측 : 수신안테나→ 복합영상신호분리→ 영상수신회로+ 색재생회로+ 동기분리회로→ 3원색신호 + 동기신호→ CRT의 빨강, 녹색, 파랑 발광→ 컬러화상 재현 [2] 화상과 화소 1) 화소 : 화상을 구성하는 작은점, 픽셀. →화소가 많을수록 양질의 화상을 재현. 2) 프레임 : 완전한 하나의 화상. NTSC방식→1프레임 : 약 30만 화소 (National Television System Committee) * PAL방식 (Phase Alternating Line) : 유럽

  4. [3] 주사(scanning) 1) 주사 : 화소를 순차적으로 보내는 과정. NTSC방식→525줄의 주사선이 필요하므로 시간이 걸린다. (=플리커(flicker:깜박거림)가 생긴다.) 플리커를 줄이는 방법→비월주사 2) 비월주사 : 주사선을 1라인씩 건너 뛰어 주사하는 것. 3) 수평주사 : 수평방향으로 주사하는 것. 수직주사 : 위에서부터 아래 방향으로 주사하는 것. 4) 1초 동안에 보내어지는 화상 : 30프레임, 60필드 5) 필드주사 : 홀수째번 주사선과 짝수째번 주사선의 각주사. 이 때의 주파수→필드주파수(60[Hz]) 6) 프레임주사 : 제1회 및 제2회 필드주사에 의하여 전체 주사선을 그리는 것. 이 때의 주파수→프레임주파수(1프레임주파수:30[Hz]) 7) 수평주사의 주파수 : fH=30×525=15,750[㎐] 유효주사기간 : 0.82∼0.84H 수직주사의 주기 H=63.5[㎲]

  5. ★흑백 TV표준방식(NTSC방식)★ 주사선수 525개 영상주파수 대역폭 4[MHz] 수평주사 주파수 15750[Hz] 수직주사 주파수 60[Hz] 프레임수 30매 종횡비 3:4 주사방법 비월주사

  6. [4] 촬상관 촬상관 : 카메라의 렌즈로 들어오는 광학적 영상을 영상신호라고 하는 전기적 형태로 변환하는 역할을 하는 전자관.

  7. (2) 컬러 텔레비전의 신호 [1] 색광의 기초 (가) 색광의 3요소 1) 색채의 3속성 : 색상, 채도(선명도), 명도(휘도) 2) 색광의 3원색 : 빨강, 녹색, 파랑 (나) 색광의 혼합→가색 혼합 1) 빨강(R)+녹색(G)=노랑(Y) 2) 녹색(G)+파랑(B)=청록(C) (cyan) 3) 빨강(R)+파랑(B)=자주(M) (magenta) 4) 빨강(R)+파랑(B)+녹색(G)=흰색(W)

  8. RGB(Red Green Blue)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 약자를 의미하는 것으로 빛의 삼원색을 조합하여 화면에 색상을 표현하는 방식으로 디지털 방식의 모니터에서 사용하는 방법입니다. 우리가 사용하는 일반적인모니터(CRT)와 LCD모니터(TFT-LCD)는 다 RGB형식을 사용하여 색을 표현하는 것입니다. 감색 혼합법의 3원색인 CMY에 검은 색을 추가한 색채 모델. 이론적으로는 3원색을 합하면 검정이 나와야 하지만 실제로는 정확한 검정이 나오지 않습니다. 이를 보완하기 위하여 대부분의 색은 3가지 잉크를 섞어 사용하고 검정색은 따로 저장된 검정색 잉크를 가지고 인쇄를 하게됩니다.

  9. (다) 색도도 • CIE(국제조명위원회)표준색도도→ 색상과 채도의 관계를 x ,y 의 직각좌표로 나타낸 것. • 2) 색광의 3원색 • 빨강 610[nm](x=0.67,y=0.33) • 녹색 540[nm](x=0.21,y=0.71) • 파랑 400[nm](x=0.14,y=0.08)

  10. [2] NTSC방식 (가) 원리 1채널당 대역폭 : 6[㎒]→주파수 인터리빙 (나) 색신호 변환 1) 휘도신호→넓은 대역폭 할당 2) 색신호→낮은 주파수 대역폭을 할당, 약0∼1.5[㎒] (다) 주파수 인터리빙 1) 3.58[㎒]라는 주파수의 색부반송파를 선정한 이유→휘도 신호에 반송 색신호를 겹쳐서 전송함으로써 쌍방의 신호가 서로 간섭하여 화면에 방해 무늬가 생기는 것을 최소한으로 줄이기 위해서. 2) 컬러텔레비전방식(NTSC방식) fH=4.5[㎒]×(2/572)=15,734[㎐] fv=fH×(2/525)=59.94[㎐] fs=fH×(455/2)=3.579545[㎒]

  11. [3] 컬러 영상 신호 (가) 휘도신호 1) 흑백영상 휘도 신호 : Y=0.30R+0.59G+0.11B (나) 색도신호 1) 녹색(G)=흰색(W)-빨강(R)-파랑(B) 2) 2개의 색차 신호 I,Q I=0.60R-0.28G-0.32B→1.5[㎒] Q=0.21R-0.52G+0.31B→0.5[㎒] 3) I축(주황과 파랑을 연결)→눈에 민감한 축 Q축(풀색과 붉은보라를 연결)→눈에 둔감한 축 (다) 동기신호 1) 동기신호 : 각 주사선이 바뀌는 곳과 각 필드 주사가 바뀌는 곳마다 일정한 시간적 간격을 두고, 이 사이에 기준이 될 수 있는 신호를 넣는다. 2) 합성영상신호 : 영상신호+동기신호

  12. [4] 컬러 영상 신호의 생성과 재현 • (가) 컬러 텔레비전 신호의 생성 • 색차신호 I 및 Q는 이중 평형 변조기에 의하여 서로 90°만큼 위상차가 나는 색부반송파를 각각 변조. • I 변조기 출력=Icos(wt+33°) • Q 변조기 출력=Qsin(wt+33°) • 2) 송신기에 가해지는 컬러 영상신호 Em • Em=Y+Icos(wt+33°)+Qsin(wt+33°)

  13. (나) 컬러 영상 신호의 생성 과정 ① 색 패턴을 주사 → 파랑, 빨강, 녹색의 카메라 신호로 출력 ② Y, I, Q신호 출력 ③ 증폭기로 증폭 ④ I,Q신호로 3.58[㎒]의 색부반송파 평형변조 ⑤ 합성 색도 신호 출력 ⑥ 휘도 신호를 더해서 합성영상신호 출력 ⑦ 수평동기펄스와 컬러버스트를 집어 넣어서 완전한 영상신호를 만듦 (라) 색의 재현 R=Y+0.62Q+0.96I B=Y+1.70Q-1.10I G=Y-0.64Q-0.28I

  14. Why Digital? • 다채널 • 기존의 Analog 채널보다 4~6배 채널 확보 • 고화질/음악 • 기존 채널로 디지털 HDTV 채널 가능 • 부가 Service • EPG, Shopping, Banking, Game, 데이터 방송... • 고속 Internet 접속 • 위성/지상파 : 고속의 Downstream, Up은 전화선 • 쌍방향 접속에서 CATV가 유리

  15. 디지털 방송이란? • 영상 정보를 MPEG2로 압축, 다중화하여 전송 • 전송로 환경에 따라 적절한 변조 방식 채용 (QPSK, QAM, OFDM, VSB) • MPEG2 Decoder가 내장된 STB(IRD)로 수신

  16. 정지영상의 압축 정지영상의 압축 - 디지털 팩스, 컬러프린터, 디지털 스틸 카메라, 영상 데이터 베이스(DB), 전자영상회의 등 많은 분야에서 응용 o 컴퓨터 화면을 캡쳐하여 전송한다고 가정 컴퓨터 화면의 크기 : 1024 * 768 트루 칼라(True color) : 화소 당 24 bit 정지영상은 1024*768*3 Byte(24bit) = 2,359,296 Byte (약 2.4MByte)의 데이터가 생성, 비트 수로는 약 18.84 Mbits 이것을 128kbps의 ISDN으로 전송할 때 약 147초, 33.6kbps의 모뎀으로는 약 561초가 소요됨 ⇒ 영상데이터의 압축이 필요

  17. 정지영상에 대한 압축방식 PCX, GIF 방식 - 무손실(Lossless)방식 ,약 1/2 정도의 압축율 JPEG(Joint Photograpic Coding Experts Group)방식 – 고압축율 알고리즘 개발 JPEG -⌈ 무손실 방식(Lossless) - 영상을 압축 후 신장을 하게 되어도 화질의 손실이없이 그대로 재생하는 방식 ⌊ 손실 방식(Lossy) - DCT(Digital Cosine Transform) 방식에 의해 압축이 실현되며 압축 후 신장을 하면 원래의 화질에 손실이 발생 , 1/10 ~1/30 정도의 고압축율로 데이터를 압축

  18. 동영상의 압축 디지털 시대의 본격적인 개막 - 동영상 압축이 가능하면서부터 시작 동영상 압축방향 ⌈ 통신을 목적으로 한 방식 ⌊고품질 영상의 저장 및 디지털 방송을 목적으로 한 방식 영상통신을 목적으로 한 표준안 - ITU-T에 의해 주도된 H.261 표준안 고품질 영상의 저장 및 디지털 방송을 목표로 한 표준안 - ISO에 의해 마련된MPEG 표준안

  19. MPEG 표준안- 저장매체용으로 개발 MPEG-1 : 비트율 1.5 Mbps로 VCR 화질로 CD 또는 DAT에 저장을 목적으로 영상을 압축하는 표준 MPEG-2 : 비트율 4~20 Mbps로 고화질 TV(HDTV)의 품질로 압축하여 저장매체 뿐만아니라 TV 방송용, 통신용으로도 널리 사용할 목적으로 개발 MPEG-3 : MPEG-2에 포함됨 MPEG-4 : 아날로그 전화선이나 무선통신을 이용한 영상통신을 목적으로 초저비트율로영상을 압축할 수 있는 압축알고리즘의 개발을 목표로 함

  20. HDTV HDTV의 개념 및 특징 DTV 전송방식 - 2004년 7월 미국식 ATSC(Advanced Television Systems Committee)전송방식으로 결정 디지털 TV - 제작, 편집, 전송, 수신 등 방송의 모든 단계를 0 와 1 의 디지털 신호로 처리하는 TV 방송시스템

  21. HDTV의 특징 1) 높은 해상도(resolution)를 갖는다. 2) 기존의 아날로그 TV에 비해 색재현성이 뛰어난 자연스러운 색채표현이 가능하다. 3) 5.1 채널의 다중음향시스템을 갖는다. 4) HDTV의 화면비율은 16.32 : 9 이다. (아날로그 TV 4:3, 영화 16.65:9) 5) 디지털 TV는 PC등 디지털화된 다른 통신미디어와 접속 연계사용이 용이하다. 6) 디지털 TV는 정보의 손실없이 신호를 압축하여 보다 많은 정보량을 전송할 수 있다.

  22. 구분 아날로그TV 디지털TV(ATSC방식) SDTV HDTV 채널(6MHz) 1채널 3~4채널 1채널 음성다중 2채널(스테레오) 5.1채널 5.1채널 부가서비스 가능(단순) 가능(다양) 가능(다양) 화면비 4:3 4:3 또는 16:9 16:9 주사선수 525 480*720,480*640 1080*1920,720*1280 해상도(화소) 25~30만(저화질) 33~35만(중화질) 90~200만(고화질) 양방향성 단방향 양방향 양방향 수상기가격 낮음 중간 높음 외부잡음 약함 강함 강함 송신전력 높음 낮음 낮음 표8-1. 아날로그 TV와 디지털 TV

  23. DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 이동 멀티미디어 방송 : 이동 중 수신을 주목적으로 다채널을 이용하여 텔레비전 방송, 라디오 방송 및 데이터 방송을 복합적으로 송신하는 방송 DMB의 특징 o방송 편성의 변화 o 멀티미디어 방송 서비스 제공 o 다양한 콘텐츠 제공 o수신료 - 위성 DMB(유료), 지상파DMB(무료) oSFN(single frequency network)

  24. 영상편집의 목적 • 정보압축 • 2) 시⋅공간의 비약 • 3) 의도적인 생략 • 4) 숏의 배열 • 5) 시간축 조정

  25. 편집의 기능 • 결합(combine) • 2) 삭제(trim) • 3) 수정(correct) • 4) 구성(build)

  26. 코덱(CODEC) 코덱(CODEC)은 Compress(압축)과 Decompress(풀기)의 줄임말이다. 컴퓨터로 비디오신호를 입력하여 압축하는 것을 Encoding, 출력하여 압축을 푸는 것을 Decoding이라고 한다. 기본적인 화면전환장치(기법) - 컷(cut), 디졸브(dissolve), 와이프(wipe), 페이드(fade)

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