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同期信号について

1.同期信号の概要

一般的に同期信号と呼ばれる信号は、映像信号の送り側であるビデオカメラとこの信号を受けるビデオモニターの間で映像信号のタイミングを合わせる必要があります。このタイミングを合わせることでカメラからの映像信号を正しくビデオモニターに再現することが出来ます。このタイミングを合わせるために必要な信号が同期信号です。この同期信号には、画像を構成する為に水平方向のタイミング信号として水平同期信号があり、垂直方向のタイミング信号として垂直同期信号があります。これらの同期信号は、映像信号の帰線消去期間に黒レベルよりさらに負の方向に付加されております。図−1 にNTSC(National Television System Committee)信号の例を示しました。

2.同期信号の規格

1項で同期信号の概要を述べましたが、2 項では信号の規格について記述いたします。NTSC方式の映像信号は、輝度信号、色信号、同期信号から構成されます。この中で同期信号は下表の規格で定められております。

 

同期信号
-1.垂直同期信号・・・59.94Hz
-2.水平同期信号・・・15.734kHz
-3.バースト信号・・・3.579545MHz (通常3.58MHz)

 

この様にNTSC 方式(カラー方式)の同期信号は決められております。
白黒方式の場合は、垂直同期が「60Hz 」、水平同期が「15.75kHz 」と決められており、同期信号の周波数が異なります。映像信号の同期を合わせるだけで有ればこの様な周波数に設定する必要は有りませんがテレビが白黒の時代からカラーの時代に移る際、白黒テレビとカラーテレビの両立性(コンパチビリティー・リバースコンパチビリティー)を確保する為に設けられました。即ち、白黒テレビでカラー放送が見られるし、カラーテレビで白黒放送が見られなければならないのです。
この両立性を確保するうえで、重要なことは白黒テレビで見たときカラー信号が目立たなくすること及び音声搬送波の妨害を極力少なくする工夫がなされております。現在は白黒の放送は無くなり規格だけが引き継がれております。

 

この結果、白黒信号の場合は1 枚の画像を完結するには2 フィールド有れば済みますが、カラー信号の場合は4 フィールド必要になります。通常、始めの2 フィールドをカラーフレームA 、後の2 フィールドをカラーフレームB と定義されております。このカラーフレームの関係は、編集する際に重要となります。再生される映像信号は必ず、カラーフレームを合わせてから編集を行わないと、編集点で画像乱れが発生します。動きのある画面では解りにくいのですが、風景画など動きが少ない画面での編集等では画乱れが問題になります。この様に、映像信号をビデオモニター正しく再現するために、同期信号が裏方として細かな働きを演じております。
逆に言えば、同期信号を正確に扱うことが大変重要になります。 では、同期信号を正しく扱うにはどの様な注意が必要になるかを次に記述いたします。

3.同期信号の取り扱い

一般的に同期信号は、映像機器に組み込まれておりカメラと映像モニターだけの組み合わせでは画像の乱れなどは生じることはありません。
しかし、カメラやVTR が複数台有りこの機器が映像スイッチャーを介して映像信号を切り換えて作業する際に問題が生じます。何故なら複数の機器には、それぞれ同期信号発生器を持っておりますが機器間の関連は無いまま動作しております。この状態で、各機器から出力される信号を切り換えたらどの様になるのでしょう。図2 に例を示しました。
この様に、複数の映像機材を使用して正しい映像信号を得るためには各機器の同期信号を合わせる必要があります。同期信号を合わせる方法は通常、ブラックバースト信号(B.B )を用います。この信号は、複合映像信号と同じで映像部分が黒レベルの信号です。以前は、水平同期、垂直同期、サブキャリヤー(SC )の各信号を入力して機器間の同期を合わせていましたがケーブル長の影響を受けるため、現在は「B.B 信号」を用いております。実際のシステムでは、同期を合わせるだけでなく出力される映像信号の位相を合わせる必要があります。映像信号の位相は電気回路が異なると映像信号の遅れが生じます。この遅れが大きいと同期を合わせても信号の連続性が損なわれます。

 

2台のVTR 間の同期が取れていない例です。この状態で映像スイッチャーに入力し切り換えるとVTR‐ 2 の映像は途中から切り替わります。
2台のVTR 間の同期が取れている例です。この状態で映像スイッチャーに入力し切り換えるとVTR‐ 2 の映像はVTR‐ 1 の信号に連続して切り替わります。

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