Analog video signal gen

http://www.stjarnhimlen.se/tv/tv.html

**NTSC
    Q = cos(33_deg) * (RY) - sin(33_deg) * (BY)
    I = cos(33_deg) * (BY) + sin(33_deg) * (RY)
그러면 대략 다음과 같이 됩니다.
    Q = 0.21 R - 0.52 G + 0.31 B
    I = 0.60 R - 0.28 G - 0.32 B

Q 대역폭 감소하고, 0.5MHz(525) 또는 0.6MHz(625) 이중 측파대로 전송
Q는 색 해상도가 다른 색보다 낮은 보색 쌍인 녹색-보라색에 해당
I는 단일 측파대 및 풀 컬러 대역폭 1.4MHz(USA), 1.8MHz(CCIR)로 전송
Q와 I 중 하나가 이중 측파대를 사용하여 전송되어야 하는 이유: 그렇지 않으면 Q와 I 사이에 혼선이 있기 때문
Q와 I는 컬러 부반송파의 직교 변조(직교 변조 = AM에서 2개의 신호에 의해 반송파가 억제)로 전송
컬러 부반송파는 525라인 NTSC에서 라인 주파수의 절반인 3.579545MHz의 455배 주파수

525라인, 29.97프레임/초
  프레임 주파수 = fv = 30Hz
  라인 주파수 = fh = 525 * fv = 15750Hz
4.5MHz에서 사운드 부반송파 주파수를 라인 주파수의 짝수 배수로 만들기 위해 약 0.1% 줄여야 함
컬러 신호에서 사운드 신호로의 간섭을 최소화
구형 TV는 사운드 부반송파 주파수 수정 불가능 -> 라인/프레임 주파수를 수정하여 동기화
측파대(컬러 신호)를 포함하여 이 주파수는 전적으로 휘도 대역(흑백 신호) 내에 있음
필연적으로 컬러 신호는 흑백 신호를 방해
색상 부반송파 주파수를 신중하게 선택하면 이러한 상호 간섭 최소화

색상 부반송파의 주파수는 라인 주파수의 절반의 홀수 배수 
휘도 신호의 대체 프레임 사이에서 색상 정보가 상쇄
5MHz의 가용 대역폭 내에서 가능한 높아야 함
Q는 이중 측파대(0.6MHz 대역 포함)로 전송되어야 하므로 컬러 부반송파는 대역 상한 Mhz보다 약 0.6MHz 낮아야 함
NTSC(525라인): fu = 455/2 * fh = 3579545.454545.... Hz

**PAL
Phase Alternation Line 위상 오류 보상 시스템
RY와 BY는 컬러 부반송파의 직교 변조에 의해 1.3MHz 대역폭의 단일 측파대에서 전송
RY의 위상은 180도 이동
수신기의 64 us 지연 라인은 이전 라인을 기억하고 가산기 회로 + 위상 시프터가이를 더하여 전송의 위상 오류가 상쇄
RY의 교대 위상은 문제를 복잡하게 만듭니다 
색상 부반송파 주파수가 NTSC와 동일한 방식으로 선택되는 경우 PAL 위상 스위치는 휘도 신호에서 색상 부반송파 가시성의 "대체 프레임 중심 제거"를 부분적으로 취소
PAL에서 컬러 부반송파의 주파수는 라인 주파수의 1/4(Y에 간섭이 덜한 대각선 패턴을 제공)에 프레임 주파수의 절반(간섭 패턴에 반대 위상을 제공)의 배수로 선택
PAL-B 및 G(CCIR 625 라인): fu = fh * 1135/4 + fv = 4433618.75Hz

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wave 설명: http://www.kolumbus.fi/pami1/video/pal_ntsc.html

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http://www.paradiso-design.net/videostandards_en.html
**NTSC
total 525 line / active line 485
컬러 부반송파의 주파수는 3.58MHz. 
새로 고침 빈도는 각각 29.97Hz 또는 29.97fps
59.94Hz(인터레이스 - 반 이미지) 또는 59.94필드/초에 해당

불행히도 6MHz TV 채널에는 대역폭 부족 -> 오디오 간섭이 가장 큰 문제(오디오 캐리어 4.5MHz)
NTSC 라인 및 프레임 속도가 1000/1001 의 요소만큼 떨어뜨리 거나 오디오 캐리어의 주파수를 위로 이동
라인 속도의 1/2의 홀수 배수에 컬러 부반송파를 배치
더 낮은 배수에서 생성하기 상당히 쉬운 숫자: 455 (???)
60Hz 재생 빈도로 인터레이스된 525개 스캔 라인
525/2 = 262.5lines/field
262.5 [lines/field]*60Hz = 15750lines/[field*s] := 수평 주파수(라인 속도) (필드 및 초당 15750개의 라인이 전송됨을 의미)
15750Hz*455/2 = 3.583125MHz(가상 색상 부반송파 주파수)

오디오 간섭을 피하기 위한 1000/1001 수정
60*1000/1001Hz 재생률
525/2 = 262.5라인/필드
262.5로 인터레이스된 525개의 스캔 라인 [ lines/field]*60*1000/1001 Hz = 15734.2657... lines/[field*s]
수평 주파수 ≈ 15734 Hz 15734.2657
... Hz*455/2 = 3.57954545... MHz(색상 부반송파 주파수)

**PAL ( P hase A ternating Line )
total 625 line, 575 active line
컬러 부반송파의 주파수는 4.43MHz
새로 고침 빈도는 각각 25Hz 또는 25fps
50Hz(인터레이스) 또는 50필드/초에 해당

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http://cnyack.homestead.com/files/modulation/ntsc_sig.htm
NTSC 컬러 신호

휘도 신호에서 저주파의 중요성 때문에 SSB 대신 VSB가 사용
휘도 스펙트럼의 전이 영역(최대에서 최소)은 ~ 0.5MHz
Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B
I = 0.60R - 0.28G -0.32B
Q = 0.21R - 0.52G + 0.31B
둘 다 3.58MHz(억제) 반송파를 사용하여 DSB 신호로 전송
I 및 Q의 캐리어는 위상이 90º
수신기가 반송파를 복구하기 위해 블랭킹 간격 동안 수평 동기 펄스의 백포치에서 반송파의 8~10주기의 컬러 버스트 전송
I 및 Q를 결합하여 C(색상) 신호를 생성
C의 크기는 색상의 채도를 고정하고 C의 위상은 색상의 색조를 고정
컬러 부반송파 주파수는 라인 주파수 455 X 15734.26 /2 = 3.579545MHz의 절반의 455번째 고조파

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http://cnyack.homestead.com/files/idxpages.htm
TV방송 영상의 컬러에서 휘도신호인 Y의 주기적인 샘플링 주파수는 13.5MHz로 하고, 컬러의 색차신호(r-y, b-y)는 각각 6.75MHz를 택하여 전체적인 샘플링 속도(Sampling Rate)를 SDTV에서 270MHz, HDTV에서 1.2～1.5GB/s로 한다.

                                             NTSC     PAL

컴포지트 디지털 데이터 레이트 143MB/s  177MB/s
Horizontal Rate (kHz)                15.734  15.625
Vertical Frame Rate (Hz)               29.97    25
Highest Frequency (MHz)               4.2      5.5

Standard television and computers have an aspect ratio of 4:3

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NTSC composite encoder VHDL code
https://github.com/elpuri/NTSC-composite-encoder/blob/master/vhdl/ntsc_composite_top_de2.vhdl

https://www.mikrocontroller.net/topic/63195

 

 

 

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http://www.ktword.co.kr/word/abbr_view.php?nav=2&m_temp1=999&id=541 

수평 주사선 수 (525H) = 유효 수평주사선수 (483~485H) + 수직귀선 (40~42H)

영상 프레임률(Video Frame Rate) = 필드율 = 시간 해상도(Temporal Resolution)

      - NTSC (525/60 Lines/Hz) 방식         :  30 프레임/초 (60 필드/초 = 필드율) (≒ 29.97)
      - PAL,SECAM (625/50 Lines/Hz) 방식  :  25 프레임/초 (50 필드/초 = 필드율) 

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HD-CVI(HD Composite Video Interface)

2010년 경 중국의 다후아(Dahua Technology) 사에서 제안

동축 케이블을 통해 아날로그 영상 신호를 전송

CVBS(Composite Video Blanking Sync) 신호의 크로스토크(cross-talk)를 회피할 수 있도록, 기저대역(Baseband) 변조 기술과 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 기술을 이용하여, 휘도(Brightness)와 색상(Hue) 신호들을 주파수 도메인 상에서 완전히 분리한 상태로 하나의 케이블을 통해 전송한다.

카메라에서 촬영한 영상의 프레임으로부터 주사선(scan line)마다 휘도 성분과 색상 성분을 각각 분리
휘도 성분(Y)은 기저대역에 무변조로 탑재
색차 성분들(Cb, Cr)은 기저 대역의 대역폭과 중첩되지 않도록 선택된 높은 주파수의 반송파에 QAM 변조된 상태로 탑재
컬러버스트 신호의 주파수는 색차 성분들(Cb, Cr)의 QAM 변조 및 복조를 위한 반송파 주파수에 따라 결정
수신 측에서 반송파의 주파수와 위상을 고정하기 위해서 컬러버스트 신호는 반드시 필요
HD-CVI라는 명칭은 종래의 아날로그 컴포지트 영상 신호 전송 기술처럼 하나의 채널에 휘도 신호와 색차 신호들을 함께 전송한다는 점에서 유래
대부분의 HD-CVI 수신 시스템은 복수의 채널들로부터 동시적으로 아날로그 영상 신호들을 수신
다채널 고성능의 아날로그 디지털 변환기가 필요

 

http://www.kolumbus.fi/pami1/video/pal_ntsc.html

https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/tutorials/7/734.html

https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/tutorials/1/1184.html

 

실제 비디오 신호 wave

http://www.dangl.at/ausruest/vidsignal/vidsignal_e.htm

 

wave 설명 제일 쉽게 되어 있음

https://electronics.stackexchange.com/questions/428353/how-to-interpret-this-ntsc-color-waveform

 

컬러버스트

https://www.wikiwand.com/en/Colorburst

http://www.ifp.illinois.edu/~yuhuang/ntscdecoding.htm

https://videocide.com/glossary/colorburst/

 

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=smc74&logNo=54237507 

 

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=syn101&logNo=23427518

 

https://delphipages.live/ko/%EC%97%AC%EB%9F%AC-%EA%B0%80%EC%A7%80-%EC%9E%A1%EB%8B%A4%ED%95%9C/basic-principles-of-compatible-colour-the-ntsc-system

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cf. 신호 처리

http://cnyack.homestead.com/files/idxpages.htm