HDTV영상의 화질을 높일 수 있는 방법

  TV방송의 영상화질을 높일 수 있는 방법은 없을까? 생각해 볼 일이다.

지금 방송되고 있는 HDTV방송의 화질을 높일 수 있는 환경이 조성됐다. UHD 영상제작 시스템을 활용하는 법이다. 우리가 사용하는 HDTV 영상의 수평유효주사선이 1080 line이다. 그런데 HD용 카메라를 사용해 영상을 촬영하고 편집하여 영상콘텐츠를 완성하는 과정에서 수평유효주사선 1080 line을 완전히 전부 사용하기란 쉽지 않다.

   수평유효주사선이 1080 line이 된 것은  HDTV규정을 정할 때 과거 부라운관 TV시절 최대 36인치인 화면에서 수평주사선 수를 얼마로 할 것인지 실험을 통해 1,000 line, 2,000 line, 3,000 line 등을 시험 해 봤으나 1,000 line을 넘어가면 우리 눈으로 화질을 구분할 수 없다는 결론이 나왔다. 지금처럼 화면이 커질 줄 몰랐다. 그래서 미국의 NTSC 방식과  유럽의 PAL 방식에서 HD로 up converting(상향변환) 시킬 때 유용한 1125 line을 선정했다. 

 그런데 수평주사는 한  화면(Frame)에서 첫 line의 시작점으로부터 영상을 좌(左)에서 우(右)로 뿌리고,  다시 좌로 돌아와 다음 줄에서 주사하는 것을 계속하여 1125 번 실행하여 한 화면을 완성하고, 다음 화면의 첫 주사선를 따라 주사하기 위해 수직으로 이동해야 한다.  그런 행위를 매초당 30 frame씩 반복 해야 하는데 되돌아 오는 동안에도 수평주사는 멈추지 않고 계속 행하여야 한다. 이때 수평, 수직으로 되돌아 오는 시간에는 화면이 형성되지 않아 우리 눈에 보이지 않고 허실 된다. 

  이 기간에 허실되는 수평주사선 수가  전체의 4%이기 때문에  허실되는 수평주사선 수는 1125 X 0.04 = 45 line이 된다,그럼으로 실질적으로 수평주사된 수평유효주사선 수는 1,125 - 45 = 1080 line이 된다.

  그런데 이 수평유효주사선을 갖는 video camera는 각각의 CCU로 이동 돼 동기신호(Sync)를 받아 수평, 수직 동기신호의 시작점과 끝점에 일치시키고 각각의 위상(Phase)를 일치시켜 영상을 합성하고 편집하여 녹화한다. 그런데 이 과정에서 수평유효주사선 1,080 liine이 완전히 보장될 수 없어 1,080 line 보다 적어질 수 있다.

  그런데 Film camera 영상에는 주사선이 없어 주사선이 무한대라고 볼 수 있다. 그 주사선이 무한대인 영상에서 HDTV 방송용으로 하향변환(Down converting)하기 위해 1080 line를 취한다면 허실이 없이 1080 line의 모든 영상을 얻을 수 있다. 따라서 과거 경험을 본다면 피름(Film)으로 제작된 광고용 CF영상의 해상도가 video camera 영상보다 훨씬 좋은 해상도를 갖는다.         

   위와 같은 이유로 HD용 콘텐츠를 UHD 시스템(카메라, 스위쳐, 오디오콘솔, 문자발생기 편집기 등등)을 이용해 수평유효주사선이 2,160 line인 UHD영상 콘텐츠를 제작 완성하고 마지막에  HDTV용으로 Down converting 하여 사용한다면 매우 좋은 화질의 HDTV영상을 얻을 수 있다. 좀더 구체적으로 말한다면 스튜디오 시스템을 모두 UHD system으로 구성하고 영상 콘텐츠를 제작 완성한 후 HD용 영상콘텐츠로 변환하여 HDTV방식에서 사용한다면 훨씬 해상도가 높은 좋은 영상이 될 수 있다.

   그러면 구태여 많은 제작비용과 운용시설을 사용해 직접 UHDTV 영상제작 콘텐츠를 공중파로 송출하는 비용을 대폭 줄일 수 있다. 대부분 시청자가 40내지 60인치 전후의 TV수상기를 사용하고 있어 HD와 UHD 영상화질의 차이를 느낄 수 없게 된다. 대형 TV를 소유하고 있는 몇몇 사람들을 위해 고비용의 공중파 UHDTV 방송을 추가 운영할 필요성이 없다.

  UHDTV 방송은 공중파가 아닌 cableTV에서 활용한다면 충분하지 않을까? 지금 HDTV정도에서 얼마나 좋은 콘텐츠를 방송하느야가 문제이지 꼭 더 좋은 UHDTV화질이 요구될 필요는 적다.