Ünite 3: Video Sinyalinin Yapılandırılması

Video Sinyalinin Yapılandırılması

Video Sinyali

Fotoğraf makinesinin icadıyla birlikte görüntünün kaydedilmesi olanağı ortaya çıkmıştır. Bir optik yoluyla (mercek) ışığı küçültüp bir düzlemde toplamak ve o düzleme de ışığa duyarlı bir yüzeye yerleştirilerek görüntünün burada oluşturmasını sağlamaktır. Kamera ile çekilmiş görüntülerin iletilmesini ve saklanmasını sağlayan, genel olarak manyetik bir banda kaydedilen, üzerinde kamera tarafından çekilmiş resmin bilgilerini elektronik olarak taşıyan bir sinyaldir. Bir görüntünün bir başka ortama (kaset, hard disk vb.) aktarılmasına veya kopyalanmasına aktarma denir. Bu işlem esnasında ortam şartları ve kullanılan kaset (medya) türüne göre belirli bir kayıp yaşanır. Bu kayba sinema ve televizyon alanında jenerasyon kaybı denir. Bu görüntü kaybının nedenleri arasında bant aşınması gelmektedir. Analog sistemlerde orjinal çekim bandı zamanla fiziksel aşınmaya uğrar. Analog bantlar zamanla belirli bir aşınmaya maruz kalır.

Analog Video Sinyali

Kamera mercek yoluyla elde edilen görüntü, kameranın içinde yer alan prizma sistemine ulaşır. Dikroik ayna , olarak adlandırılan bu prizma sistemi görüntüyü oluşturan beyaz ışığı, kırmızı, yeşil ve mavi olarak ayırarak bu renk bilgilerinin elektriksel sinyale dönüşeceği bölüme ulaştırır. Kamerada renk bilgileri önceleri tüpler ile daha sonraları CCD’ler yardımı ile elektriksel sinyale dönüşmektedir. Elektriksel sinyale dönüşen bir renk bilgisi analog video sinyali ile birlikte bir sistemden diğerine aktarılır. Manyetik bant ortamına kaydedilmiş video sinyali temel olarak resim bilgisi, parlaklık, renk, SYNC (senkron) sinyali, timecode bilgilerini içerir. Ayrıca 2 veya 4 kanal audio (ses) bilgisi de bantlarda yer almaktadır. Yayın sistemlerinde (broadcast) analog video sinyali farklı şekillerde aktarılabilir.

Birleşik (Kompozit) Video Sinyali

Bu sistem bütün sinyallerin tek bir hattan (kablodan) geçirilmesi şeklinde işlemektedir. Video sinyallerin tek kablodan iletilmesi olarak açıklanabilir. Bütün video, SYNC, TC, vs. sinyalleri tek bir hattan gideceğinden hat üzerinde yüksek bir bant genişliği oluşacaktır. Bunun sonucu jenerasyon kaybı önemli oranda artar. Sistemin yararı ise bütün video işlemlerini tek bir hatta ve elektronik devrede yaptığından ucuz ve basit oluşudur. Özellikle evlerdeki videolar ve kameralar bu sistemle çalışmaktadır.

Ayrışık (Komponent) Video Sinyali

Görüntü algılama elemanları aracılığı ile elektriksel sinyaline dönüşen üç renk bilgisi (kırmızı, yeşil, mavi) bu aşamadan sonra elektronik olarak belirli oranlarda birleştirilerek görüntünün en temel elemanı olan parlaklık bilgisi elde edilir. Uygulamada buna Y sinyali denir. Bu noktadan sonra komponent video sinyali oluşturulması için elde edilen bu Y sinyali belirli parçalara ayrılarak iletilmesi gerekir. Bunun nedeni, sinyalin üç ayrı kablo ile yönlendirilmekte bu durum kablolara binecek olan bant genişliğinin 4/1 oranında düşmesini sağlamaktadır. Düşük frekansları iletmek ise çok daha kolaydır. Böylece jenerasyon kaybı en az seviyede tutulmuş olur. Bu üç ayrı sinyalin oluşturulması için Y sinyalinden kırmız renge ait sinyal çıkartılarak (R-Y) komponent sinyalin birinci bileşeni ve Y sinyalinden mavi renge ait sinyal çıkartılarak (B-Y) komponentin diğer sinyali elde edilir. Parlaklık bilgisi Y ve bu iki sinyal üç ayrı kablodan gönderilerek komponent sinyal iletilmiş olur.

S-Video

Ayrıştırılmış video S-Video bağlantı tipinde, video sinyali parlaklık ve renk bilgileri birbirinden ayrıştırılarak taşınır. S-Video kablosunda renk bilgisi ve parlaklık bilgisini taşıyan iki farklı kablo bulunmaktadır. Bu nedenle aktarımlardaki görüntü kalitesi kompozit kablolara göre daha kalitelidir.

Analog Video Sinyali Konnektörleri

Sinyal taşıyıcı bağlantıları gerçekleştirmek için kullanılan kabloların uçlarına takılan parçalara konnektör adı verilir. Konnektörlerle bilgisayar, VTR cihazı, görüntü aktarıcı, kamera, ses veya görüntü mikseri, video monitörü ve hoparlör gibi cihazları birbirine bağlanabilir. Konnektörlerin bazıları sadece ses, bazıları sadece görüntü, bazıları ise hem ses hem de görüntü taşır. Bu kabloların sayısının çokluğu ilk başta sistemler arası bağlantılarını yapmanın çok zor olduğunu düşündürebilir. Oysa temel kablo türlerini tanıdıktan ve hangi cihazların birbirine bağlanacağını bildikten sonra bağlantı yapmak büyük ölçüde kolaylaşacaktır.

• BNC (Bayonet Neill-Concelman) Konnektör:

BNC konnektör kilit sistemine sahiptir. Bağlantının yapıldığı sistemlerde bu kilit sistemi sayesinde kablonun yerinden çıkması ancak kablonun kopması nedeniyle meydana gelebilir. Profesyonel VTR (Video Tape Recorder) cihazları başta olmak üzere pek çok cihazın giriş ve çıkışlarında kullanılır. Uçunda bu konnektörün olduğu bir kabloyla sadece video sinyali aktarılabilmektedir. Bir sistemden diğerine kompozit bir video sinyali aktarılıyorsa sadece bir kablo yeterli olurken RGB bir video sinyali aktarımında bu kablodan üç taneye ihtiyaç olacaktır. Kurgu aşamasında lehim işlemi dikkatli yapılırsa bozulma riski azalır (Fotoğraf 3.2).

• RCA Konnektör:

RCA (Radio Corporation of America) konnektör “tost uç”, “lale uç”, “Japon uç” ve “line uç” gibi birden fazla isimle anılmaktadır. BNC konnektörlü bir kablodan farklı olarak bu kablolardan hem video sinyali hem de ses sinyali aktarılmaktadır. Bu konnektörün takılı olduğu kablo ile kompozit bir video sinyali ya da mono ses sinyali aktarılabilmektedir. Amatör bir bağlantı çeşididir. Genellikle ev tipi görüntü ve ses sistemlerinde aktarıcı olarak kullanılmaktadır (Fotoğraf 3. 3).

• S-Video Konnektör:

S-Video konnektörünün BNC ve RCA konnektörlerinden faklı bir yapısı vardır. S-Video kablosu, video sinyalini tek kablo içinde iki farklı kanalda taşır: parlaklık bilgisi ve renk bilgisi. S-Video, video konnektörünün pin’leri oldukça ince olduğundan, bağlantıyı yaparken bükülmemeleri ve kırılmamaları için dikkatli olunmalıdır. Bu kablo çeşidiyle de BNC’de olduğu gibi sadece video sinyali aktarılmaktadır (Fotoğraf 3. 4).

• XLR (Canon) Konnektör:

XLR konnektörler genel olarak Canon uç olarak bilinmektedir. Bu kablolarla sadece ses aktarımı yapılmaktadır. Genellikle profesyonel sistemlerde kullanılmaktadır. Profesyonel görüntü aktarım konnektörü olan BNC gibi Canon uçlarında bir kilit sistemi bulunmaktadır. Stereo ses iletimi ve mono ses iletimi yapılabilmektedir. Bu konnektörün dişi ve erkek olarak tanımlanan iki farklı konnektör tipi bulunur (Fotoğraf 3. 5).

• Scart Konnektör:

21 pinli bir video arabirimidir. Sesi ve görüntüyü aynı kablo üzerinden taşır. TV’ler, monitörler, VCD-DVD oynatıcılar, Oyun konsolları, uydu alıcıları (receiver) ve sayısal platformların alıcılarında scart girişi bulunmaktadır. Profesyonel kamera, oynatıcı ve kaydedicilerde scart bağlantı girişi bulunmamaktadır. Scart konnektör amatör ev kullanıcıların görüntü ve ses bağlantılarını tek bir kablo ile kolaylıkla yapabilmesi için geliştirilmiştir (Fotoğraf 3. 6).

Analog Video Sinyali Adaptörleri

Teknolojinin gelişmesiyle hayatımıza sürekli yeni cihazlar, konnektörler ve kablolar girmektedir. iki cihaz arasında bağlantı yapmak istediğimizde, eğer uygun bir bağlantı noktası bulunamıyorsa devreye adaptörler girer. Sözlük anlamı “uyarlayıcı” olan adaptör, televizyonculukta “iki tarafı birbirinden farklı konnektör”leri ifade etmekte kullanılır.

Uygulama Bilgisi:

VTR cihazımıza takılı video kasetteki görüntüleri video monitöründen izlemek istediğimizi düşünelim. Yapmamız gereken VTR cihazının çıkışı (OUT) ile monitörün girişi (IN) arasında bir bağlantı kurmaktır. Eğer VTR cihazımız sadece BNC çıkışına sahipse, monitörümüzde ise RCA video girişi varsa kullanmamız gereken, BNC’den RCA’ya dönüşüm yapan bir adaptördür.

Sayısal Video Sinyali

Analog video ile sayısal video arasındaki fark şudur: Sayısal video bütün ses ve görüntüleri sadece 0 ve 1’lerle ifade eder. Analog video ise ses ve görüntüleri bir elektrik akımı gibi sürekli değişen sinyallerle üretir. Dolayısıyla sayısal videoda sadece 0 ve 1’ler, analog videoda sayı ile ifade edilmeyen ara değerler bulunmaktadır. Analog sinyaller, örnekleme sisteminin elektronik devrelerindeki hatalardan ve özgün sinyalin iletimini sağlayacak olan sistemdeki kısmi arızalardan doğabilecek gürültülere (noise) duyarlıdır. Bugün yayıncıların kullandığı analog video donanımlarının çoğu aslında değişik derecelerde analog-sayısal arası melez sistemlerdir. Dolayısıyla ‘sayısal video’ kavramından, video bant formatlarından iletim kablolarına kadar yayıncılıkta kullanılan hemen her türlü teknik öğenin 0 ve 1’leri işleyip iletecek şekilde giderek sayısal sistemlere dönüşmesi anlaşılmalıdır.

Günümüzde teknoloji, video ve sesi bütünüyle sayısal yöntemlerle işleyebilecek ve büyük boyutlarda iletebilecek düzeye gelmiştir. Bu gelişmeye bağlı olarak analog video ürünleri, yayıncı, profesyonel ve amatör kullanıcı pazarlarında neredeyse tamamen ortadan kalkmıştır. 1995 yılında altmış kadar elektronik üreticisi, yeni bir video formatı üzerinde anlaştıklarını açıkladılar. Bu formata kısaca DV adını verdiler. Bu sistemin o güne kadar ortaya atılan onlarca formattan önemli farkları vardı: Öncelikle bütün üreticilerin ortak bir girişimiydi ve açık bir platformdu. İkincisi bu sistemde üretilecek kameraların ve okuyucuların üzerinde doğrudan sayısal giriş çıkışa izin veren bir aktarım çıkışı bulunacaktı. Bunun için Apple firmasının geliştirdiği “firewire” portu DV sinyalinin aktarılması için temel alınmıştır. Daha sonra bu portun adı IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 portu olarak da anılmaya başlanmıştır.

Sayısal Video Sinyali Konnektörleri

Sayısal video ve ses sinyalinin aktarılması için sayısal teknolojisinin bağlantı kabloları kullanılmaktadır. Görüntü ve ses aktarımı için kullanılan en yaygın bağlantı çeşidi firewire portudur (Fotoğraf 3.10). Dış görünüş olarak USB portuna benzer ancak USB portundan biraz daha büyüktür. USB’den çok daha hızlı veri aktarımı sağlar. Sayısal ve HDV kameralar FireWire portu sayesinde bilgisayara doğrudan bağlanarak görüntü aktarabilir. I-link ve 1394 kablosu olarak da tanımlanır. Firewire arabiriminin USB’den hız dışında bir başka önemli avantajı da kesintisiz aktarım yapmasıdır. USB arabiriminde veriler paketler hâlinde taşınır. Belli bir bit sayısı bir araya geldikten sonra paket halinde sisteme aktarılır ve işleme alınır, bu sırada ikinci paket hazırlanır ve yola çıkar. Bu kesintili aktarım özellikle video aktarımı için yetersizdir ve görüntüde kayıplara yol açar. Firewire standardında ise veriler, aralıksız ve seri olarak aktarılır. Firewire konnektörünün en yaygın kullanılanları 6 pinli ve 4 pinlilerdir. 6 pinliler hem veri hem de enerji aktarımı yapabilir. 4 pinli olanları ise sadece veri aktarımı yapar. 1394 girişi genellikle DV video formatı ile özdeşleştirilir. 1394 kablosuyla ses ve görüntü aynı anda iletilebilmektedir. 1394 kablosu sadece sayısal veri aktarımında kullanılmaktadır. Bu kablo ile herhangi bir monitör veya televizyona bağlantı yapılamamaktadır.

Seri Sayısal Arabirimi SDI: Adından da anlaşılacağı gibi bu sistem sayısal olup herhangi bir aktarma veya iletim esnasında bir kayıp olmamaktadır. Ayrıca tek kablo üzerinden ses aktarma imkânı da elde edilmektedir. SDI sistemlerde tek kablo üzerinde hem video hem de audio sinyali iletilir. Burada analog sinyal bir çevirici ile (convertör) sayısal bilgilere dönüştürülür. Bu işlemden itibaren herhangi bir kayıp olmaz. Video sinyali artık bir sayısal sinyalden ibarettir. Sayısal bir sinyal 1-0 değerlerinden oluştuğu için bu düzeyde kesin ve net bir bilginin çeşitli donanım ve aktarım unsurlarında hasara ve kayba uğraması düşünülemez. Sistemin dezavantajı ise; pahalı olmasıdır. Gelecekte yayıncılıkta (Broadcast sistemlerde) bu sistemin yaygınlaşacağını öngörmek çok zor değildir (Fotoğraf 3.12).

Yüksek Çözünürlüklü Multimedya Arabirimi (High Definition Multimedia Interface) HDMI:

Özel olarak HDTV bağlantıları için tasarlanmıştır, 19 pin’lidir ve çok yüksek hızda veri aktarımı yapar. HDTV sayısal video görüntüsünü ve çok kanallı sesi tek kablo ile taşır. Küçük boyutu ve yüksek kapasitesiyle günümüzün en yeni ve kaliteli video arabirimidir. HDMI modern bir görüntü aktarım formatıdır ve modern grafik kartları ve LCD monitörlerin yanı sıra Blu-ray oynatıcılar, oyun konsollarında da yer alır. Monitörlerde en kaliteli görüntü aktarımı için HDMI veya DVI kullanımı tavsiye edilir (Fotoğraf 3.15).

Sayısal Görsel Arabirim (Digital Visual Interface) DVI:

Hem sayısal hem de analog bağlantıları destekler. Bu sayede hem LCD monitörlerde ve projektörlerde hem de CRT monitörlerde kullanılabilmektedir. Basit bir kablo aracılığıyla DVI sinyalini VGA’e dönüştürmek mümkündür. Bu yolla eski bileşenlerle uyumluluk sağlanmıştır. DVI konnektörü sayısal ve analog sinyalleri farklı pinler üzerinden taşır. Üç temel türü vardır: DVI-D sadece sayısal, DVI-A sadece analog sinyal taşırken, DVII hem sayısal hem analog sinyal taşıyabilir (Fotoğraf 3.14).

Görüntü ve Ses iletimi için Cihazlarda Bağlantıların Yapılandırılması

Görüntü ve ses sinyallerinin cihazlar arasında iletimi sağlamak amacıyla yapılacak bağlantılarda öncelikle bilinmesi gereken sinyal giriş ve çıkış noktalarıdır. Bunların bulunabilmesi için üretici firmalar bu noktaların görülebilmesi için belirli simgeler ve renklerden yararlanmışlardır. Bu simgeler ve renkler daha çok amatör kameralar, oynatıcılar, kaydediciler, televizyon ve monitörlerde bulunmaktadır.

Vıdeo-In:

Bir cihazda ekranı simgeleyen dikdörtgenin içine doğru yönelen ok, bu noktanın Video-in noktası olduğunu göstermektedir (Şekil 3. 1).

Vıdeo-Out:

Bir cihazda ekranı simgeleyen dikdörtgenin dışına doğru yönelen ok, bu noktanın video out noktası olduğunu göstermektedir (Şekil 3. 2).

Audıo-In:

Bir cihazda dairenin içine yönelen ok, Audio-in girişinin yapılacağı yeri göstermektedir (Şekil 3. 3).

Audıo-Out:

Bir cihazda dairenin dışına yönelen ok, Audio-out çıkışının yapılacağı yeri göstermektedir (Şekil 3. 4).

Sarı Renk:

Video giriş ve çıkışını simgelemektedir(Şekil 3. 5).

Siyah Renk:

Mono ses giriş ve çıkışını simgelemektedir (Şekil 3. 6).

Kırmızı Renk:

Stereo sesin sağ kanalının giriş ve çıkışını simgelemektedir (Şekil 3. 7).

Beyaz Renk:

Stereo sesin sol kanalının giriş ve çıkışını simgelemektedir (Şekil 3. 8). Yukarıda değinilen renkler cihazların video ve audio giriş-çıkış noktaları için geçerlidir. Bir de satın alınan kamera, oynatıcı, kaydediciler ve televizyonlarla birlikte sarı, kırmızı ve beyaz renkli RCA kabloları verilmektedir.

Kamera, VTR - Monitör Bağlantısı

Bu tip bağlantıların en temeli herhangi bir VTR veya kameranın televizyon veya monitöre bağlanmasıdır. Bu bağlantıda, oynatıcının (player) görüntü ve ses (video, audio out) çıkışlarından monitörün görüntü ve ses (video, audio in) girişlerine bağlantı yapılır. Amatör tip kameralarda AV out tek bir çıkıştan olabilmektedir. Profesyonel kameralarda marka ve modele göre farklı video sinyali çıkışları (komposit, komponent, S-Video, scart, DV, SDI, HDMI) bulunabilmektedir. Eğer bağlantı yapılan monitör bir TV ise; TV mutlaka RF modundan Line moduna alınmalıdır. Bu seçim genellikle TV uzaktan kumandasının üzerindeki Input select veya AV tuşları ile seçilerek yapılabilmektedir. Eğer bu yapılmazsa herhangi bir görüntü veya ses, görülemez, duyulamaz. Profesyonel bir monitör kullanımında ise, sinyallerin hangi kanala girildiğine dikkat edilmesi ve bu kanalın seçili olması gerekmektedir.

Televizyonun Line Moduna Alınması:

Televizyonlardan kamera veya VTR görüntüsü alabilmek için televizyonların RF modundan Line moduna alınması gerekmektedir (Fotoğraf 15).

Kamera, VTR-VTR Bağlantısı

Herhangi bir sistemden görüntü ve ses sinyallerinin başka bir sisteme kaydedilmesi için bu sistemlerden birinin oynatıcı (player), diğerinin kaydedici (recorder) olması gerekmektedir. Kayıtın doğruluğunun görülebilmesi için mutlaka monitöre ihtiyaç bulunur (Fotoğraf 3. 24). Monitöre görüntü ve ses mutlaka kaydedicinin “VIDEO OUT” ve “AUDIO OUT”’undan bağlantı yapılmalıdır. Böylelikle monitörde, kaydedilen görüntü ve ses izlenebilir (Fotoğraf 3. 24-3.28).