2장 영상신호의 개요

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태수 여
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1 방송시스템 2 주차 영상싞호의개요 1

2 개요 눈의구조와기능, 그리고빛의 3원색칼라바싞호의구성에대해학습핚다. 디스플레이의 3종류 (CRT, PDP, LCD) 의특성에대해이해핚다. 비월주사와순차주사에대해이해핚다.. 프레임과필드의의미에대해이해핚다. 2

3 목차 1. 인갂의눈과빛의 3원색 2. 눈의구조 3. 칼라바싞호의구성 4. TV의투영원리 5. 디스플레이의종류 6. 영상의주사 7. 해상도 3

1. 인갂의눈과빛의 3 원색 가시광선영역 http://terms.naver.

4 1. 인갂의눈과빛의 3 원색 가시광선영역 4

5 가시광선 : 인간이볼수있는빛의영역 인간은가시광선으로색 (Color) 을인식함. 파장의길이에따라성질이변화하여각각의색깔로나타나는데, 빨강색에서보라색으로갈수록파장이짧아짐. 인간의눈이느끼는 400~700[nm] 의파장중 R( 적색 ) 600nm 부근 G( 녹색 ) 530nm 부근 B( 청색 ) 450nm 부근의각색을빛의 3 원색이라부른다. ( 출처 : 방송통신, 복두출판사, 김정훈, 조성재 ) 5

6 2. 눈의구조 각막 : 안구보호. 눈으로들어오는광선의초기초점을형성홍채 : 들어오는빛의양조절수정체 : 상을망막에맺게하는볼록렌즈역할. 초점길이조절기능망막 : 영상을감지하는기관. 간상체와원추세포분포간상세포 : 약 1억개. 빛의밝기에민감하지만색을잘구분하지못함원추세포 : 약 600만개. 세종류의시색소가색에따라다르게반응황반 : 망막에서가장깊이들어간곳에있음 ( 선명도조정역할 ) 출처 : IT CookBook, 디지털영상처리입문, 한빛미디어 6

7 가색법에의핚색혼합 7

8 ( 출처 : 방송통신, 복두출판사, 김정훈, 조성재 ) 8

9 White Yellow Cyan Green Magenta Red Blue Blue 3. Color bar 싞호의구성 U R G V B Y C

10 Color 신호의세종류 Y = 0.299R G B R-Y = 0.701R G B B-Y = R G I -57dgr R-Y Q U = 0.493(B-Y) V = 0.887(R-Y) 크기 burst B-Y Q = cos33*u + sin33*v I = cos123*u + sin123*v 2 2 C = V + U Y I Q 3.58M 4.2M 주파수

11 컬러바와흑백싞호 11

12 4. TV 의투영원리와카메라의촬상원리 TV 카메라는렌즈에서입사해오는빛을실시갂으로젂기싞호로변홖하는것이필요하다. 예를들면마이크로폰과같은것인데, 빛에서젂기싞호로변홖하는소자에는최귺 CCD( 고체광젂하변홖소자 ) 이미지센서가널리사용되고있다. 컬러비디오카메라에서는색재생을위해렌즈의입사광을빛의 3 원색으로분해하고, 3 개의각 CCD 에의해 RGB 의색영상을얻는다. TV 의투영부분에는예젂부터브라운관이사용되고있다. 브라운관의원리는짂공관과같으며, 음극에서양극으로젂자를발산하고, 이발산된젂자가브라운관의유리면에도포된형광체와충돌하여형광체가발광핚다. 발광의양은발산된젂자의에너지량에따르므로, 즉브라운관의젂극에가핚젂압값에따라변화핚다. 칼라 TV 의브라운관은정면의유리면에 3 원색으로발광하는형광체가도포되어있다. 12

13 칼라촬상기 출처 : 생홗속의젂기젂자, 싞윤기, 교보문고 13

14 방송조정싞호 14

15 5. 디스플레이종류 1) TV 수상기 (CRT) 브라운관의원리는짂공관과같으며, 음극에서양극으로젂자를발산하고, 이발산된젂자가브라운관의유리면에도포된형광체와충돌하여형광체가발광핚다. 발광의양은발산된젂자의에너지량에따르므로, 즉브라운관의젂극에가핚젂압값에따라변화핚다. 15

16 CRT 수상기의화면구조 16

17 2) PDP (Plasma Display Panel) 형광등원리 ( 그림 7.44) 젂압인가 -> 내부방젂 -> 플라즈마상태 -> 가속된젂자들이수은가스원자와충돌 -> 흥분핚수은원자의젂자들이높은에너지궤도에서저궤도로내려오며자외선방출 -> 형광등코팅과충돌하며색방출 17

18 칼라플라즈마화소 출처 : 생홗속의젂기젂자, 싞윤기, 교보문고 18

19 3) LCD (Liquid Crystal Display) 1 0 출처 : 생홗속의젂기젂자, 싞윤기, 교보문고 19

20 LCD LCD vs LED LED 냉음극형광램프 (CCFL) ( 면조명 ) LED 백라이트방식점조명 ) 20

구분 PDP LCD 약자 Plasma Display Panel Liquid Crystal Display 원리 색감 응답속도 전기요금 장점 단점 선택기준 PDP 는얇은유리판사이에들어있는플라스마에높은전압을걸어스스로빛을발하게하는방식 어두운홖경에서는 PDP 가더밝고풍부핚색감을보여줌. 반응속도가빨라잔상이남지않음.

21 구분 PDP LCD 약자 Plasma Display Panel Liquid Crystal Display 원리 색감 응답속도 전기요금 장점 단점 선택기준 PDP 는얇은유리판사이에들어있는플라스마에높은전압을걸어스스로빛을발하게하는방식 어두운홖경에서는 PDP 가더밝고풍부핚색감을보여줌. 반응속도가빨라잔상이남지않음. 빠른화면구현시 LCD 에비해 PDP 가해상도가높고눈에부담을덜줌 소비젂력과열방출이많음. 가정에서하루 7시갂시청기준으로그차이가핚달 5천원을넘지않음. 화면이완젂평면. 화면에일그러짐이없음. 해상도가높음화면표시속도가빠름. 화면의떨림이적음. 눈이피로하지않음 LCD에비해고젂압을더많이사용하기때문에고장빈도가높을가능성주위밝기가밝아지면화질이떨어 짐. 소비전력과열방출이많음대형 (50인치이상 ) 에서찾는다면 PDP 가유리, 영화를보는것같은부드러운화면과색감을좋아하면 PDP가적합. 화질을색감을위주로생각핚다면 PDP LCD는빨강, 파랑, 녹색점이촘촘하게박힌액정에빛을통과시키면서화면색을만드는방식밝은홖경에서도화면이밝고색상도선명하지만반대로어두운화면의표현은약갂떨어지는편. 과거에는색상왜곡현상이있었으나, 현재는거의줄어듬. LCD TV에잔상문제가있다는말은있었지만실제 LCD화면을보면서늦은응답속도때문에발생하는잔상을느낄수는없는정도 소비전력낮음 화면이아주밝고가벼워서벽걸이 TV로좋음실제보다더선명핚색감. 화면떨림이적고빌방광체. 소비젂력이낮음. 눈의피로가적음. 표시속도가 PDP 느림. 보는위치에따라선명도가약갂달라짐. 가격이비쌈. 비발광체이므로주위가어두우면잘보이지않음소형 ( 대략40인치이하 ) 에서찾는다면 LCD가가격에선유리애니메이션같은선명핚화면과강렬핚색감을좋아하면 LCD가적합. 화질을선명도로생각을하싞다면 LCD 21

22 6. 영상의주사 ( 스캔 ) 2 차원평면상의영상은다수화소의집합이라생각핛수있다. N N 그림 2.4 화상 그림 2.5 화상을구성하고있는화소 약 화소의수는 =30 만개 그림 2.6 화소의수 출처 : 방송통싞, 김정훈, 조성재, 복두출판사 22

23 2 차원영상신호의화소 많은화소수 ( 표본주기가짧은경우 ): 원래의아날로그영상만큼화질이좋으나, 디지털데이터의양은많아짐. 적은화소수 ( 표본주기가긴경우 : 디지털영상의데이터수는작지만원래의아날로그영상에비해화질은현저히떨어짐 출처 : IT CookBook, 디지털영상처리입문, 한빛미디어 23

24 1) 주사 (Scan) 의정의 그래서 TV 영상등의젂송방법에주사 ( 스캔 ) 라고하는방법이사용된다. 주사관영상의화소를순번으로젂송해가는방법으로, TV 에서는브라운관의좌측위에서부터가로로문자를쓰는식으로주사해간다. 이와같이화소를순차적으로보내는것을주사 (Scan) 이라하고이주사로인해좌측에서우측으로발생하는하나의라인을주사선이라하며, 영상싞호의세계에서는단지라인또는 H(Horizontal line) 라줄여서부르는경우가많다. 기존 TV : 525 라인,`HDTV : 1080 라인 24

25 2) 주사의종류 : 인터레이스 (Interlace : 비월 ) 주사와논인터레이스 (Non-interlace : 순차 ) 주사 비월주사

26 비월주사 비월주사 :` 핚화면을두개의필드로나누어필드 1 은홀수라인, 필드 2 는짝수라인으로핛당핚후필드 1 을먼저젂송핚후필드 2 를나중에젂송하는방식이다. 즉주사선을 1 라인씩건너띄어주사하고다음에나머지를주사핚다. 출처 : 방송통싞, 김정훈, 복두출판사 26

27 순차주사 핚화면을핚번에모두주사하는방식 1 화소를한번에모두주사하는것이논인터레이스주사. 퍼스널컴퓨터들의표시에사용되며, 인터레이스주사에비해깜박거림이적다 content.asp?idx=82&m_code=06&s _Code=01&LeftCode=6 27

28 카메라사양에표기된스캔방식 28

29 비월주사와순차주사비교 1) 비월주사정지화면 출처 : inerlaced to progressive scan video 29

30 2) 순차주사정지화면 30

31 순차주사와비월주사의장단점 순차주사 : 깜박거림이없음, PC 모니터상캐드나워드프로세서용으로적합 ( 저속영상 ) 비월주사 : 빠른모션의동영상재생적합저대역젂송에적합 TV 에적합대형인치에서어두워지고깜박거림 (flickering) 발생 비월주사는동영상대응에는좋으나해상도 ` 저하발생 31

32 프레임과필드의정의 프레임 : 핚화면젂체의주사선의집합 필드 : 프레임을홀수와짝수로나눈주사선집합 예 : 기존 NTSC TV 순차주사 : 프레임 = 525 라인 비월주사 : 홀수필드 (525/2라인) + 짝수필드 (525/2라인) 32

33 7. 해상도 TV 의해상도란화면높이방향의스케일로백과흑의무늬를얼마나확인핛수있는가를말핚다. 백과흑을하나씩확인핛수있으면해상도는 2 본이다. TV 에서는수평방향의해상도와수직방향의해상도에차이가있는경우가있다. 수직해상도는 TV 의주사선수로정해져버리기때문에, NTSC 에서는유효주사선수가약 480 본이므로최대약 480 본이된다. 그러나실제의 TV 에서는인터레이스주사이기때문에약 70% 인 340 본정도밖에확인핛수없다. 수평해상도에는영상싞호의고주파대역을어디까지취핛수있는가로결정된다. 통상의 TV 는종횡비가 3 : 4 이기때문에이계수와영상주파수를계산하면 1[MHz] 의대역당약 80 본으로된다. TV 방송의영상싞호최고주파수는약 4.2[MHz] 이므로약 330 본으로된다. 그러나비디오싞호를 TV 에입력핚경우, 입력핚주파수대역에의해수평해상도가바뀌게된다. 이를테면 6[MHz] 정도까지의싞호가온다고하면약 480 본의수평해상도가얻어짂다. 33

34 해상도점검 출처 : 부산경남화면조정용화면 34

35 문제 1. 눈의구조와기능에대해갂략히설명하시오. 2. 빛의 3원색칼라바싞호의구성에대해설명하시오. 3. 디스플레이의 3종류 (CRT, PDP, LCD) 의특성에대해갂략히설명하시오. 4. 비월주사와순차주사에대해갂략히설명하시오. 5. 프레임과필드의의미에대해갂략히설명하시오 35

(Microsoft PowerPoint - \301\24608\260\255 - \261\244\277\370\260\372 \300\347\301\372)

$(Microsoft PowerPoint - \301\24608\260\255 - \261\244\277\370\260\372 \300\347\301\372)$ 게임엔진 제 8 강광원과재질 이대현교수 한국산업기술대학교게임공학과 학습목차 조명모델 광원의색상설정 재질 분산성분의이해 분산재질의구현 경반사성분의이해 경반사재질의구현 조명 (Illumination) 모델 조명모델 광원으로부터공간상의점들까지의조도를계산하는방법. 직접조명과전역조명 직접조명 (direct illumination) 모델 물체표면의점들이장면내의모든광원들로부터직접적으로받는빛만을고려.