Videoteknikens grunder

Egentligen finns det inga rörliga bilder. Det handlar snarare om ett antal stillbilder, som visas i så snabb följd att ögat registrerar det som ett kontinuerligt förlopp. Det beror helt enkelt på ögats tröghet. Men för att ögat skall uppfatta stillbilderna som rörliga bilder krävs det att minst 16 bilder fladdrar förbi våra ögon i sekunden.

Bildfrekvens

Med bildfrekvens menas hur många bilder som visas i sekunden. Bildfrekvensen mäts i Hertz (Hz) och i vårt TV-system vid namn PAL, har vi en bildfrekvens på 25 b/s eller 25 Hz. Dessa 25 Hz ger faktiskt flimmer i bilden. Det har man löst genom att dela upp varje bild i två delbilder (fields) med 312,5 linjer i vardera delbild (PAL-bilden har ju en upplösning på 625 linjer).

Så istället för att rita upp bilden uppifrån och ner, ritas den upp varannan linje. I den första delbilden ritas alla udda linjer upp: 1, 3, 5 osv, i den andra delbilden de jämna: 2, 4, 6 osv. Detta gör att bildfrekvensen ökas till 50 Hz, istället för de 25 bilderna i sekunden som ger flimmer. Denna tekniken kallas för radsprång (interlace eller bara i) och denna metod kan även tillämpas digitala GIF bilder. Motsatsen kallas progressiv scanning och ritar alltså upp bildlinjerna i följd.

Upplösning

När man talar om upplösning talar man om att kunna urskilja detaljer i bilden, eller enklare sagt hur "bra" bilden rent tekniskt ser ut. Ett VHS-band som kopierats i flera generationer ger en korning och färgfattig bild, eller med andra ord en lågupplöst bild.

Upplösningen på bilden kan man både ange i frekvensomfång och linjer. Som bekant har PAL-systemet 625 horisontella linjer. Dessa linjer ritas upp extremt snabbt på bildskärmen av en elektronstråle, från vänster till höger och uppifrån och ned. De linjer som blir "över" när elektronstrålen går tillbaka till början för att rita upp nya linjer kallas bildsläckfasen, och genom den kan vi använda text-TV och så kallad User-bit, ett utrymme där man kan lagra diverse information, till exempel datum och liknande. TV-bildens vertikala upplösning är dock inte lika väl definierad, men man brukar säga att elektronstrålen ändras omkring 700 gånger per linje. Den digitala TV-bilden är däremot exakt definierad - se nedan.

Frekvensomfånget (bandbredden) är också ett sätt att ange upplösningen. I ljudsammanhang talar man ofta om 20 - 20 000 Hz, vilket mostvarar ljudets svängningar/sek - med andra ord hur mycket ljud vi människor kan höra. En videosignal däremot kräver betydligt större frekvensomfåg för att kunna återge en bra bild. På VHS och Video8 ligger bandbredden (frekvensomfånget) på över 3 Mhz, dvs 3 miljoner svängningar/sek. I professionella sammanhang är bandbredden allt från 13 Mhz och uppåt. Med andra ord: desto högre frekvensomfång/linjeantal, desto bättre upplösning i bilden.

Olika TV-system

Tyvärr har världen inte kunnat enas om vilket TV-system vi skall ha. Därför finns det tre olika standarder som var och en har olika egenskaper. I Sverige och västeuropa använder vi ett TV-system som heter PAL, vilket står för Phase Alternation Line. I Frankrike och mestadels öststaterna finns ett system som kallas SECAM (Sequence Couleur a Memoire). Detta liknar vårt PAL på många sätt, men videosignalen är lite annorlunda och ger därför en svartvit bild i PAL systemet. USA och Japan har ett annat vid namn NTSC (National Television System Comittee).

Detta är speciellt viktigt att känna till om du skall importera filmer eller videobandspelare. Ett videoband som är köpt i USA (NTSC-systemet) kan inte spelas upp på en video i Sverige (PAL-systemet). Skillnaden mellan systemen ligger bl.a. i signalens utformning och linjefrekvenser. Man kan konvertera, dvs överföra från ett system till ett annat med hjälp av specialutrustning, men det är oftast onödigt dyrt. Nu för tiden är det dock snarare regel än undantag att svenska videobandspelare är utrustade med såväl PAL som NTSC uppspelning, men dessa kan bara spela in i PAL. Då maskas helt enkelt bilden med svarta kanter upp- och nedtill, eftersom NTSC-bilden är mindre.

För en komplett lista över alla världens TV-system kan du besöka videouniversity.com/standard.htm.

Här finns det dock lite olika standarder. 768 x 576 är också vanligt för PAL och SECAM, samt 768 x 480 för NTSC.

Videosignalen

Videosignalen består av ljus- och färgsignal, vilket på fackpråk kallas luminans- och krominanssignal. Luminanssignalen har förutom ljuset hand om detaljinformation och upplösning i bilden. Krominans- eller chroma-signalen innehåller färginformationen i bilden. Utöver dessa signaler finns det synkroniseringssignaler som gör så att bilden ritas upp rätt på bildskärmen.

Det finns två sätt för videosignalen att lagras, och det är genom en sammansättning eller separering av de olika signalerna. En sammansatt signal kallas för komposit-signal och en separerad signal kallas för komponent-signal.

Kompositvideo

I vissa färgsystem används en sammansatt signal av ljus och färg, dvs en kompositsignal (composite). Nackdelen med det är att signalerna måste separeras vid in- och utgångar för att inte påverka varandra. Vid varje separering får man då en liten kvalitetsförlust. Exempel på kompositvideoformat är VHS och Video8.

Komponentvideo (RGB, Y/C, YUV)

Komponentsignalen (component) använder separerade signaler fullt ut och håller därför en bättre kvalitet än kompositvideo. Man kan alltså bearbeta luminans- och krominanssignalerna var för sig, samtidigt som man slipper försämringen efter varje omvandling.

Komponentvideo RGB har grundfärgerna rött, grönt och blått separerade i krominanssignalen. En signal med enbart luminans- och krominanssignalen separerade kallas Y/C. I en annan typ av signal, kallad YUV (YCrCb), där Y är luminansen, U och V står för krominansen (rött och blått). Det är den vanligaste signalen och även den som alla TV-system har. YUV kodar luminansen till skillnad från RGB, och kanalerna U och V kontrollerar hur mycket av färgerna som mixas ihop med varandra.

Komponentformaten är bl.a. Super-VHS, Hi8 och Betacam. Super-VHS och Hi8 är dock Y/C komponent-video med rött, grönt och blått i samma krominanssignal. Samtidigt har luminanssignalen flyttats upp i frekvensskalan.

Kort och gott så kan komponentvideo dramatiskt förbättra upplösningen i bilden. Den svartvita luminanssignalen håller i Super-VHS och Hi8-teknik rent professionell kvalitet. Färgsignalen håller dock fortfarande samma prestanda som i standardtekniken VHS och Video8. Men eftersom ögat är mest känslig för luminansen så innebär det att man inte behöver lika hög kvalitet på krominansen (i YUV innehåller exempelvis färginformationen, U och V, hälften så mycket information som luminansen Y).