Среди некоторых пользователей существует неверное представление, будто мы в состоянии делать видеозапись высокого качества только в том случае, если сигнал Y/C поступает на S-VHS видеомагнитофон. Это неверно, поскольку система S-VHS была разработана прежде всего для записи композитных видеосигналов. С этой целью для S-VHS был разработан специальный адаптивный гребенчатый фильтр, с помощью которого цветовая информация выделяется из композитного видеосигнала без существенной потери разрешения сигнала яркости (что наблюдается в случае с фильтром нижних частот в формате VHS).
Ранее проблема разделения сигнала Y/C решалась путем пропускания композитного видеосигнала через фильтр нижних частот и отфильтровывания цветового сигнала на частотах выше приблизительно 2.5 МГц в системе NTSC (выше 3 МГц в системе PAL), чтобы получить сигнал яркости. Уменьшенная полоса частот Y-сигнала значительно ограничивала разрешение изображения. Для выделения цветового сигнала использовался полосовой фильтр, но он все-таки содержал высокочастотные составляющие сигнала яркости, то есть имелись перекрестные искажения.
Между тем известно, что основной композитный видеосигнал по своей природе периодический, что обусловлено строчной и кадровой разверткой, а также процессами гашения. Это означает, что если такой сигнал рассмотреть в частотной области (с применением анализа Фурье), то его спектр в большей степени будет представлен дискретными гармониками, нежели равномерным спектром. Этот факт является особенно важным и фундаментальным в анализе телевизионного сигнала.
Процесс разделения сигналов Y/C может быть упрощен путем выбора определенного соотношения междучастотами строчной и кадровой развертки и частотой цветовой поднесущей. Частота цветовой поднесущей в системе NTSC (подобный подход может быть применен и к системе PAL), Fsc, выбрана равной 3.579545 МГц (обычно приводится округленное значение 3.58 МГц). Это соответствует 455-ой гармонике частоты строчной развертки, Fh, деленной на два (согласно определениям NTSC).
Fh = 15734.26 Гц
Fsc = 455 · Fh/2 = 3.579545 МГц
Поскольку видеокадр содержит 525 строк, а сам кадр состоит из двух поочередно передаваемых полей, то в каждом поле содержатся 262.5 строк. Отсюда частота строчной развертки равна: Fv = Fh/262.5 = 59.94 Гц. Кадр состоит их двух полей, поэтому частота кадра равна Fv/2 = 29.97 Гц.
Рис. 8.10.
Так как видеосигнал по своей природе периодический, спектральное распределение видеочастот сгруппировано по блокам. Анализ Фурье статического видеосигнала показывает, что энергетический спектр сконцентрирован в блоках, отстоящих друг от друга на 15.734 кГц, что равно частоте строчной развертки. Каждый блок имеет боковые полосы с разнесением 59.94 и 29.97 Гц. Таким образом, сигнал яркости не имеет непрерывного распределения энергии в полосе частот. Вместо этого он существует в виде блоков энергии, отстоящих друг от друга на 15.734 кГц. Эти блоки не очень широки, из-за чего большая часть пространства между ними пуста.
Сигнал цветности тоже по своей природе периодический, поскольку он появляется при каждом рабочем ходе по строке и прерывается на время гашения. Поэтому, сигнал цветности будет также сгруппирован в блоки с интервалом 15.734 кГц по всей полосе частот. Если цветовая поднесущая выбрана на
нечетной гармонике Fh/2 (455), то сигналы блоков цветового сигнала попадут точно между сигналами яркости. Вследствие этого сигналы Y и С могут занимать одно и то же частотное пространство, реализуя процесс частотного разделения.
Эта идея лежит в основе гребенчатых фильтров. Гребенчатый фильтр может быть разработан таким образом, что его амплитудно-частотная характеристика будет иметь нули на периодических частотных интервалах. На средней частоте между нулями, гребенчатый фильтр пропускает сигнал. Если гребенчатый фильтр настроен на те же самые интервалы 15.734 кГц, что присутствуют в спектре Y/C, то он будет пропускать сигнал Y, подавляя сигнал С или наоборот.
При использовании кабелей Y/C для связи между компонентами видеосистемы S-VHS наблюдаются минимальные перекрестные искажения цвета и яркости, однако для системы видеонаблюдения это непрактично, поскольку требует использования двух коаксиальных кабелей. Миниатюрный кабель Y/C, который поставляется с некоторыми моделями видеомагнитофонов S-VHS, является двойным коаксиальным кабелем, предназначенным только для небольших расстояний, поскольку его затухание намного больше, чем у широко распространенного кабеля RG-59/U. Основное назначение таких Y/C-соединений — это возможность перезаписи.
Следует также отметить, что технология гребенчатой фильтрации совершенствуется с каждым днем.
