컴포넌트 비디오

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1. 개요
2. 아날로그 컴포넌트 비디오
- 2.1. RGB 아날로그 컴포넌트 비디오
- 2.2. 루마 기반 아날로그 컴포넌트 비디오
3. 디지털 컴포넌트 비디오
4. 동기화
5. 국제 표준
6. 한국의 컴포넌트 비디오
7. 컴포넌트와 컴포지트
참조

1. 개요

컴포넌트 비디오는 디스플레이 장치에서 비디오 신호를 재생하는 과정에서 신호 간섭을 방지하기 위해 신호 구성 요소를 분리하여 전송하는 방식을 의미한다. 아날로그 컴포넌트 비디오는 RGB, S-Video, YPbPr 신호 등을 사용하며, BNC 또는 RCA 단자를 사용하는 3 케이블 시스템이 일반적이다. RGB 아날로그 컴포넌트 비디오는 압축을 사용하지 않아 고품질을 제공하지만, 많은 대역폭을 필요로 한다. 디지털 컴포넌트 비디오는 단일 케이블을 사용하여 고해상도 디지털 색 공간 값을 전송하며, HDMI와 같은 최신 디지털 형식으로 대체되고 있다. 컴포넌트 비디오는 비디오와 함께 전송되는 동기화 신호를 필요로 하며, 개별 동기, 복합 동기, 녹색 동기, 휘도 동기 등의 다양한 동기화 방식이 존재한다. 국제 표준으로는 ITU-R BT.601, BTA S-001B 등이 있으며, 컴포넌트 비디오는 복합 비디오보다 색상 품질이 뛰어나다.

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컴포넌트 비디오
개요
유형	컴포넌트 비디오 신호
전송 매체	케이블
커넥터	BNC 커넥터 RCA 단자 D 단자
최대 해상도	SD, ED, HD
상세 정보
채널	휘도 (Y), 색차 (Pb/Cb, Pr/Cr), 동기 신호
종류	YPbPr YCbCr
관련 표준	EIA/TIA-770.1 EIA/TIA-770.2 EIA/TIA-770.3

2. 아날로그 컴포넌트 비디오

디스플레이 장치에서 비디오 신호를 재생하는 것은 복잡한 과정이다. DVD, VHS, 컴퓨터 및 비디오 게임 콘솔은 서로 다른 방법으로 비디오 신호를 저장, 처리 및 전송하며, 종종 여러 신호 옵션을 제공한다. 신호 선명도를 유지하는 한 가지 방법은 신호 구성 요소를 분리하여 서로 간섭하지 않도록 하는 것이다. 이렇게 분리된 신호를 "컴포넌트 비디오"라고 한다. S-Video, RGB 및 YPbPr 신호는 두 개 이상의 개별 신호로 구성되므로 모두 컴포넌트 비디오 신호이다. 대부분의 소비자 수준의 비디오 응용 프로그램의 경우 BNC 또는 RCA 단자를 사용하는 3 케이블 시스템인 아날로그 컴포넌트 비디오가 사용되었다. 일반적인 형식은 480i (480개 가시선) 및 576i (576개 가시선)이다. 개인용 컴퓨터 디스플레이의 경우 15핀 DIN 커넥터(IBM VGA)는 640×480, 800×600, 1024×768, 1152×864, 1280×1024를 포함한 화면 해상도를 제공했다.

2. 1. RGB 아날로그 컴포넌트 비디오

RGB(적색, 녹색, 청색) 아날로그 컴포넌트 비디오 표준(예: RGBS, RGBHV, RGsB)은 압축을 사용하지 않으며 색상 심도나 해상도에 실제적인 제한을 두지 않지만, 신호를 전송하기 위해 많은 대역폭을 필요로 하고, 각 채널이 일반적으로 동일한 흑백 이미지의 많은 부분을 포함하기 때문에 많은 중복 데이터를 포함한다. 초기 개인용 컴퓨터는 VGA 포트를 통해 이 신호를 제공했다. 특히 유럽에서는 많은 텔레비전이 SCART 커넥터를 통해 RGB를 사용할 수 있다.

RGB는 적색, 녹색 및 청색 색상 신호 외에도 비디오 디스플레이를 동기화하기 위한 두 개의 추가 신호가 필요하다. 여러 가지 방법이 사용된다.

컴포지트 동기화는 수평 및 수직 신호가 별도의 와이어에서 혼합된다(RGBS의 S). 유럽의 SCART 연결 방식(핀 17 [접지] 및 19 [컴포지트 출력] 또는 20 [컴포지트 입력] 사용)에서 흔히 사용된다. RGBS는 적색, 녹색, 청색 및 동기화의 네 개의 와이어가 필요하다. 별도의 케이블을 사용하는 경우 동기화 케이블은 일반적으로 노란색(컴포지트 비디오의 표준) 또는 흰색이다.
별도 동기화는 수평 및 수직 신호가 각각 자체 와이어에 있다(RGBHV의 H 및 V). 수직 동기화 펄스가 별도 채널로 전송되므로 때때로 RGBHV라고도 한다. 이 모드는 다섯 개의 도체를 필요로 한다. 별도의 케이블을 사용하는 경우 동기화 라인은 일반적으로 노란색(H)과 흰색(V), 노란색(H)과 검은색(V), 또는 회색(H)과 검은색(V)이다.
녹색 동기화 (SoG)는 덜 흔하며, 컴포지트 동기화 신호가 녹색 신호를 전송하는 데 사용되는 와이어에 오버레이된다(SoG, Sync on G 또는 RGsB). 소니는 SoG의 큰 지지자이며, 대부분의 모니터(및 PlayStation 라인 비디오 게임 콘솔)에서 사용한다.
적색 동기화 및 청색 동기화는 녹색 동기화보다 훨씬 더 드물며 일반적으로 특정 전문 장비에서만 사용된다.
컴포지트 동기화(컴포지트 동기화와 혼동하지 마십시오), 컴포지트 비디오에 일반적으로 사용되는 신호가 동기화 목적으로만 RGB 신호와 함께 사용된다.
루마 동기화, S-Video의 Y 신호가 동기화 목적으로만 RGB 신호와 함께 사용된다.

컴포지트 동기화와 혼동하지 않도록, 컴포지트 동기화는 컴포지트 비디오와 RGB를 모두 SCART를 통해 출력하는 장치에서 일반적으로 사용된다. RGB 신호는 색상 정보를 위해 사용되는 반면, 컴포지트 비디오 신호는 동기화 정보를 추출하는 데만 사용된다.

루마 동기화는 컴포지트 동기화와 매우 유사하지만 컴포지트 비디오 신호 대신 S-Video의 Y 신호를 사용한다. 이것은 컴포지트 비디오 및 S-Video 루마가 동일한 핀을 따라 이동하기 때문에 때때로 SCART에서 사용된다.

2. 2. 루마 기반 아날로그 컴포넌트 비디오

컴포넌트 아날로그 비디오 신호는 빨강, 녹색, 파랑의 개별 컴포넌트를 사용하지 않고, 밝기 정보를 제공하는 루마라는 무색 컴포넌트와 색상 정보만 제공하는 하나 이상의 색상 전달 컴포넌트인 크로마를 사용한다. DVD 플레이어에서 볼 수 있는 S-Video 컴포넌트 비디오 출력(두 개의 개별 신호)과 YP_BP_R^영어 컴포넌트 비디오 출력(세 개의 개별 신호)이 대표적인 예시이다.

비디오를 루마와 크로마로 변환하면 크로마 서브샘플링을 할 수 있다. 크로마 서브샘플링은 JPEG 및 MPEG 압축 방식에서 이미지 및 비디오의 저장 용량을 줄이는 데 사용된다.

과거에는 많은 가정용 TV, DVD 플레이어, 모니터, 비디오 프로젝터 및 기타 비디오 장치에서 YP_BP_R^영어 출력 또는 입력을 사용했다.

비디오 소스를 4:3 및 16:9 디스플레이 형식을 모두 지원하는 비디오 디스플레이에 연결할 때, PAL 텔레비전 표준은 디스플레이가 자동으로 한 형식에서 다른 형식으로 전환되도록 하는 신호 펄스를 제공한다.

컴포넌트 아날로그 비디오 연결에 사용되는 커넥터는 다음과 같다.

D 단자: 주로 일본 전자 제품에 사용된다.
BNC (전문) 또는 RCA 단자 (소비자) 세 개: 일반적으로 녹색(Y), 파란색(P_B) 및 빨간색(P_R)으로 색상이 구분된다.
SCART는 유럽에서 사용된다.
비디오 인 비디오 아웃 (VIVO): 9핀 미니-DIN 커넥터로, 비디오 카드의 "TV 출력"이라고 불리며, 일반적으로 컴포넌트 RCA, 컴포지트 비디오 RCA 및 4핀 S-Video-미니-DIN 어댑터를 포함한다.

3. 디지털 컴포넌트 비디오

디지털 컴포넌트 비디오는 디지털 신호 전용 신호선/커넥터 핀이 있는 단일 케이블을 사용하여 최대 1080p의 고해상도를 허용하는 디지털 색 공간 값을 전송한다.^[1]

RGB 컴포넌트 비디오는 DisplayPort 또는 디지털 비주얼 인터페이스(DVI) 디지털 연결과 같은 최신 디지털 형식으로 대체되었으며, 홈 시어터 시스템은 더 높은 해상도를 지원하는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface)를 점점 더 선호하며, 더 높은 다이내믹 레인지를 지원하고 디지털 저작권 관리를 지원하도록 만들 수 있다.^[2] 아날로그의 종말은 주로 화면이 대형 평면 디지털 패널로 이동하고 오디오와 비디오 모두를 위한 단일 케이블을 갖기를 원하기 때문이지만, 디지털 미디어 소스에서 아날로그로 변환한 다음 평면 디지털 디스플레이를 위해 다시 변환할 때 약간의 선명도 손실이 발생하기 때문이기도 하며, 특히 아날로그 신호가 노이즈에 매우 취약한 고해상도에서 사용될 때 그렇다.^[2]

4. 동기화

컴포넌트 비디오는 비디오와 함께 전송되는 추가적인 동기화 신호를 필요로 한다. '''컴포넌트 비디오 동기''' 신호는 여러 가지 방법으로 전송될 수 있다.

개별 동기는 수평 및 수직 동기화를 위해 별도의 전선을 사용한다. RGB (예: VGA) 연결에서 사용될 때는 5개의 개별 신호(빨강, 녹색, 파랑, 수평 동기, 수직 동기)가 전송된다. 복합 동기는 수평 및 수직 동기화를 하나의 전선으로 결합한다. RGB 연결에서 사용될 때는 4개의 개별 신호(빨강, 녹색, 파랑, 복합 동기)만 전송된다.

녹색 동기(SOG)는 RGB에서 복합 동기를 녹색 신호와 결합한다. 3개의 신호(빨강, 동기가 포함된 녹색, 파랑)만 전송된다. 이 동기화 시스템은 특히 실리콘 그래픽스(Silicon Graphics)와 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems)의 많은 시스템에서 DB13W3 커넥터를 통해 사용된다. 휘도 동기는 녹색 동기와 유사하지만, YPbPr 및 S-Video와 같은 색상 시스템의 휘도 신호 (Y)와 동기를 결합한다. 이것은 일반적으로 홈 시어터 시스템에서 사용되는 동기화 시스템이다.

복합 동기화 커넥터는 RGB 신호를 처리할 수 없는 장치에서 사용하기 위해 표준 컴포지트 비디오 신호를 RGB 구성 요소와 함께 전달한다. RGB를 이해하는 장치의 경우, 해당 복합 신호의 동기 구성 요소는 RGB 라인의 색상 정보와 함께 사용된다. 이 배열은 유럽 및 일부 다른 PAL/SECAM 지역에서 일반적으로 사용되는 SCART 커넥터에서 발견된다.

5. 국제 표준

국제 컴포넌트 비디오 표준의 예는 다음과 같다.

RS-170 RGB (525 라인, NTSC 타이밍 기반, 현재 EIA/TIA-343)
RS-343 RGB (525, 625 또는 875 라인)
STANAG 3350 아날로그 비디오 표준 (NATO 군사 버전 RS-343 RGB, 현재 EIA-343A)
CEA-770.3 고화질 TV 아날로그 컴포넌트 비디오 인터페이스 소비자 가전 협회

촬영, 기록, 편집, 전송을 거쳐 표시하기까지 통일적인 포맷으로 처리하며, 도중에 변환에 따른 화질 열화가 발생하지 않도록 컴포넌트 디지털 영상 신호의 규격이 정해져 있다.

;국제 전기 통신 연합(ITU)이 표준화한 표준 텔레비전 방송용 규격이다. NTSC (525/60)용과 PAL (625/50)용, 화면의 화면비 4:3 및 16:9에 대응한다. 색상 성분은 RGB 4:4:4와 색차(YCbCr) 4:2:2가 규정되지만, 여기서는 방송용으로 일반적인 색차 방식을 기술한다.

성분: 휘도(Y), 색차(Cb 및 Cr)
샘플링 주파수: 13.5MHz(Y) 및 6.75MHz(Cb,Cr)
샘플링 방법: 4:2:2(색차 Cb,Cr은 휘도의 절반 빈도로 샘플링)
양자화 비트 수: 표준 8비트, 확장 10비트

이 규격의 기기는 통상 시리얼 디지털 인터페이스(SDI) 규격 SMPTE 259M 준수의 인터페이스로 접속 가능하다. HDTV용과 구별하기 위해 SD-SDI라고도 한다.

;BTA S-001B는 일본 전파산업회(ARIB)가 규격화한 1125/60 방식의 HDTV용 규격이다. ITU의 국제 규격 ITU-R BT.709-3 PartII에 대응한다. 색상 성분은 RGB 4:4:4와 색차(YPbPr) 4:2:2가 규정되지만, 여기에서는 방송용으로 일반적인 색차 방식을 기재한다.

성분: 휘도(Y), 색차(Pb 및 Pr)
샘플링 주파수: 74.25MHz(Y) 및 37.125MHz(Pb, Pr)
샘플링 방식: 4:2:2(색차 Pb, Pr은 휘도의 절반 빈도로 샘플링)
양자화 비트 수: 8비트 또는 10비트(S-002B로 규정)

이 규격의 기기는 병렬 규격(BTA S-002B) 및 직렬 규격(BTA S-004B/SMPTE 292M)의 인터페이스로 접속 가능하다. 후자는 SDTV용과 구별하여 HD-SDI라고도 한다. 이 외에, BETACAM용 등의 아날로그 컴포넌트 방식도 있다.

;EIA/TIA-343(RS-170 RGB, NTSC 타이밍 기반, 525 라인), RS-343 RGB (525, 625, 875 라인), STANAG 3350 (EIA-343A, NATO 군사 버전 RS-343 RGB), CEA-770.3 (소비자 가전 협회 고화질 TV 아날로그 컴포넌트 비디오 인터페이스) 등이 있다.

5. 1. ITU-R BT.601

국제 전기 통신 연합(ITU)이 표준화한 표준 텔레비전 방송용 규격이다. NTSC (525/60)용과 PAL (625/50)용, 화면의 화면비 4:3 및 16:9에 대응한다. 색상 성분은 RGB 4:4:4와 색차(YCbCr) 4:2:2가 규정되지만, 여기서는 방송용으로 일반적인 색차 방식을 기술한다.

성분: 휘도(Y), 색차(Cb 및 Cr)
샘플링 주파수: 13.5MHz(Y) 및 6.75MHz(Cb,Cr)
샘플링 방법: 4:2:2(색차 Cb,Cr은 휘도의 절반 빈도로 샘플링)
양자화 비트 수: 표준 8비트, 확장 10비트

이 규격의 기기는 통상 시리얼 디지털 인터페이스(SDI) 규격 SMPTE 259M 준수의 인터페이스로 접속 가능하다. HDTV용과 구별하기 위해 SD-SDI라고도 한다.

5. 2. BTA S-001B

BTA S-001B는 일본 전파산업회(ARIB)가 규격화한 1125/60 방식의 HDTV용 규격이다. ITU의 국제 규격 ITU-R BT.709-3 PartII에 대응한다. 색상 성분은 RGB 4:4:4와 색차(YPbPr) 4:2:2가 규정되지만, 여기에서는 방송용으로 일반적인 색차 방식을 기재한다.

성분: 휘도(Y), 색차(Pb 및 Pr)
샘플링 주파수: 74.25MHz(Y) 및 37.125MHz(Pb, Pr)
샘플링 방식: 4:2:2(색차 Pb, Pr은 휘도의 절반 빈도로 샘플링)
양자화 비트 수: 8비트 또는 10비트(S-002B로 규정)

이 규격의 기기는 병렬 규격(BTA S-002B) 및 직렬 규격(BTA S-004B/SMPTE 292M)의 인터페이스로 접속 가능하다. 후자는 SDTV용과 구별하여 HD-SDI라고도 한다. 이 외에, BETACAM용 등의 아날로그 컴포넌트 방식도 있다.

5. 3. 기타 표준

EIA/TIA-343(RS-170 RGB, NTSC 타이밍 기반, 525 라인), RS-343 RGB (525, 625, 875 라인), STANAG 3350 (EIA-343A, NATO 군사 버전 RS-343 RGB), CEA-770.3 (소비자 가전 협회 고화질 TV 아날로그 컴포넌트 비디오 인터페이스) 등이 있다.

6. 한국의 컴포넌트 비디오

7. 컴포넌트와 컴포지트

NTSC, PAL 또는 SECAM과 같은 복합 신호에서는 휘도(밝기, Y) 신호와 색차(색상, C) 신호가 하나의 신호로 결합되어 인코딩된다.^[3] 반면 컴포넌트 비디오는 색상 구성 요소를 별도의 신호로 유지하므로, 인코딩 과정을 거치지 않아 복합 비디오보다 색상 품질이 뛰어나다.^[3]

컴포넌트 비디오 커넥터는 여러 다른 표준에 동일한 커넥터가 사용될 수 있어, 컴포넌트 비디오 연결 시 비디오 신호 전송이 제대로 이루어지지 않는 경우가 있다. DVD 플레이어와 TV는 사용 중인 입력/출력 유형을 설정해야 할 수 있으며, 잘못 설정하면 이미지가 제대로 표시되지 않을 수 있다. 예를 들어 프로그레시브 스캔은 컴포넌트 비디오 출력을 선택해도 기본적으로 활성화되지 않는 경우가 많다.

참조

_[1] 웹사이트 What Shared Composite/Component Video Connections on TVs Mean for You https://www.lifewire[...] 2018-03-21
_[2] 웹사이트 HDMI 2.1a Specification Overview https://www.hdmi.org[...] 2023-08-04
_[3] 웹사이트 Video Signal: Composite vs. Component http://support.apple[...] 2008-10-03
_[4] 서적 멀티미디어 신호처리 사이텍미디어 2006

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