NTSC - NTSC

Systemy kodowania telewizji analogowej według krajów; NTSC (zielony), SECAM (pomarańczowy) i PAL (niebieski)

National Television System Committee ( NTSC ) opracował analogowej telewizji system kolorów, który został wprowadzony w Ameryce Północnej w 1954 roku i pozostał w użyciu aż do cyfrowej konwersji . Jest to jeden z trzech głównych standardów analogowej telewizji kolorowej, obok PAL i SECAM . Wszystkie kraje korzystające z NTSC są obecnie w trakcie konwersji lub dokonały już konwersji na standard ATSC lub na DVB , ISDB lub DTMB .

Na tej stronie omówiono przede wszystkim system kodowania kolorów NTSC. Artykuły na temat systemów telewizji nadawczej i telewizji analogowej dalej opisują liczbę klatek na sekundę , rozdzielczość obrazu i modulację dźwięku. Wideo NTSC to wideo kompozytowe, ponieważ luminancja (luma, obraz monochromatyczny) i chrominancja (chrominancja, kolor zastosowany do obrazu monochromatycznego) są przesyłane razem jako jeden sygnał. Często format wideo 480i (480 przeplatanych poziomych linii) jest synonimem wideo NTSC.

Zasięg geograficzny

Standard NTSC był używany w większości Ameryk (z wyjątkiem Argentyny , Brazylii , Paragwaju i Urugwaju ), Liberii , Birmie , Korei Południowej , Tajwanie , Filipinach , Japonii oraz niektórych krajach i terytoriach wysp Pacyfiku (patrz mapa).

Konwersja cyfrowa

Większość krajów stosujących standard NTSC, jak również kraje stosujące inne standardy telewizji analogowej , przeszła na nowsze standardy telewizji cyfrowej lub jest w trakcie przechodzenia na nowsze standardy telewizji cyfrowej , przy czym na całym świecie stosuje się co najmniej cztery różne standardy. Ameryka Północna, części Ameryki Środkowej i Korea Południowa przyjmują lub przyjęły normy ATSC, podczas gdy inne kraje, takie jak Japonia , przyjmują lub przyjęły inne normy zamiast ATSC. Po prawie 70 latach większość bezprzewodowych transmisji NTSC w Stanach Zjednoczonych została wstrzymana 1 stycznia 2010 r., a do 31 sierpnia 2011 r. w Kanadzie i na większości innych rynków NTSC. Większość transmisji NTSC zakończyła się w Japonii 24 lipca 2011 r., a japońskie prefektury Iwate , Miyagi i Fukushima zakończyły się w przyszłym roku. Po programie pilotażowym w 2013 r. większość stacji analogowych o pełnej mocy w Meksyku opuściła powietrze w dziesięciu terminach w 2015 r., a około 500 stacji o niskim poborze mocy i stacji przemiennikowych pozwolono pozostać w trybie analogowym do końca 2016 r. Transmisja cyfrowa umożliwia wyższą rozdzielczość telewizja , ale telewizja cyfrowa w standardowej rozdzielczości nadal korzysta z szybkości klatek i liczby linii rozdzielczości ustalonych przez analogowy standard NTSC.

Historia

Pierwszy standard NTSC został opracowany w 1941 roku i nie przewidywał koloru. W 1953 r. przyjęto drugi standard NTSC, który pozwalał na nadawanie telewizji kolorowej zgodnej z istniejącym zapasem odbiorników czarno-białych . NTSC był pierwszym powszechnie przyjętym systemem kolorów nadawania i pozostał dominujący do 2000 roku, kiedy to zaczął być zastępowany różnymi standardami cyfrowymi, takimi jak ATSC i inne.

Komitet ds. Krajowego Systemu Telewizji został utworzony w 1940 r. przez Federalną Komisję Łączności Stanów Zjednoczonych (FCC) w celu rozwiązania konfliktów między firmami w związku z wprowadzeniem ogólnokrajowego systemu telewizji analogowej w Stanach Zjednoczonych. W marcu 1941 r. komisja wydała normę techniczną dla telewizji czarno-białej, która opierała się na zaleceniu z 1936 r. wydanym przez Stowarzyszenie Producentów Radia (RMA). Postęp techniczny techniki szczątkowej wstęgi bocznej pozwolił na zwiększenie rozdzielczości obrazu. NTSC wybrało 525 linii skanowania jako kompromis między standardem RCA 441 linii skanowania (używanym już przez sieć telewizyjną RCA NBC ) a pragnieniem Philco i DuMont zwiększenia liczby linii skanowania do od 605 do 800. Standard zalecał szybkość klatek 30 klatek (obrazów) na sekundę, składającą się z dwóch pól z przeplotem na klatkę przy 262,5 linii na pole i 60 pól na sekundę. Innymi standardami w końcowej rekomendacji były proporcje 4:3 i modulacja częstotliwości (FM) dla sygnału dźwiękowego (co było wówczas całkiem nowe).

W styczniu 1950 roku komisja została przywrócona do standaryzacji telewizji kolorowej . FCC krótko zatwierdziła standard telewizji kolorowej w październiku 1950 r., który został opracowany przez CBS . System CBS był niekompatybilny z istniejącymi odbiornikami czarno-białymi. Używał obrotowego koła kolorów, zmniejszał liczbę linii skanowania z 525 do 405 i zwiększał szybkość pola z 60 do 144, ale miał efektywną szybkość klatek tylko 24 klatek na sekundę. Działania prawne podjęte przez konkurencyjną RCA uniemożliwiły komercyjne wykorzystanie systemu do czerwca 1951 r., a regularne transmisje trwały tylko kilka miesięcy, zanim w październiku Urząd Mobilizacji Obrony zakazał produkcji wszystkich kolorowych telewizorów , rzekomo z powodu wojny w Korei . CBS wycofało swój system w marcu 1953, a FCC zastąpiło go 17 grudnia 1953 standardem kolorów NTSC, który został opracowany wspólnie przez kilka firm, w tym RCA i Philco.

W grudniu 1953 roku FCC jednogłośnie zatwierdziła to, co obecnie nazywa się standardem telewizji kolorowej NTSC (później zdefiniowanym jako RS-170a). Zgodny standard kolorów zachował pełną kompatybilność wsteczną z istniejącymi wówczas telewizorami czarno-białymi. Informacje o kolorze zostały dodane do czarno-białego obrazu poprzez wprowadzenie podnośnej koloru dokładnie 315/88 MHz (zwykle określanej jako 3,579545 MHz±10 Hz lub około 3,58 MHz). Dokładna częstotliwość została dobrana tak, aby składowe modulacji linii poziomej sygnału chrominancji mieściły się dokładnie pomiędzy składowymi modulacji prędkości linii poziomej sygnału luminancji, umożliwiając w ten sposób odfiltrowanie sygnału chrominancji z sygnału luminancji z niewielką degradacją sygnał luminancji. (Zminimalizuj również widoczność na istniejących zbiorach, które jej nie odfiltrowują.) Ze względu na ograniczenia obwodów dzielnika częstotliwości w czasie ogłaszania standardu koloru, częstotliwość podnośnej koloru została skonstruowana jako częstotliwość złożona złożona z małych liczb całkowitych, w tym przypadku 5×7×9/(8×11) MHz. Szybkość linii poziomej została zmniejszona do około 15 734 linii na sekundę (3,579545 × 2/455 MHz = 9/572 MHz) z 15 750 linii na sekundę, a liczba klatek na sekundę została zmniejszona do 30/1,001 ≈ 29,970 klatek na sekundę (linia pozioma szybkość podzielona przez 525 linii/klatkę) z 30 klatek na sekundę. Zmiany te wyniosły 0,1 proc. i były chętnie tolerowane przez istniejące wówczas odbiorniki telewizyjne.

Pierwszą publicznie ogłoszoną transmisją w telewizji sieciowej programu używającego systemu „zgodnego koloru” NTSC był odcinek programu NBC Kukla, Fran i Ollie 30 sierpnia 1953 r., chociaż można go było oglądać tylko w kolorze w centrali sieci. Pierwszy ogólnokrajowy pokaz kolorów NTSC miał miejsce 1 stycznia następnego roku wraz z transmisją „od wybrzeża do wybrzeża” z Turnieju Róż Parade , którą można było oglądać na prototypowych kolorowych odbiornikach podczas specjalnych prezentacji w całym kraju. Pierwszą kolorową kamerą telewizyjną NTSC była RCA TK-40 , używana do eksperymentalnych transmisji w 1953 roku; ulepszona wersja TK-40A, wprowadzona w marcu 1954 roku, była pierwszą dostępną na rynku kamerą telewizji kolorowej. Później w tym samym roku ulepszony TK-41 stał się standardowym aparatem używanym przez większość lat 60-tych.

Standard NTSC został przyjęty w innych krajach, w tym w większości obu Ameryk i Japonii .

Wraz z pojawieniem się telewizji cyfrowej transmisje analogowe zostały w dużej mierze wycofane. Większość nadawców US NTSC były wymagane przez FCC do wyłączenia swoich nadajników analogowych przez 17 lutego 2009 roku, jednak później został przeniesiony do 12 czerwca 2009 roku stacje niskiej mocy , stacje klasy A i tłumacze musieli zamknąć do 2015 roku, chociaż Rozszerzenie FCC pozwoliło niektórym z tych stacji działających na kanale 6 działać do 13 lipca 2021 r. Pozostałe kanadyjskie analogowe nadajniki telewizyjne, na rynkach niepodlegających obowiązkowemu przejściu w 2011 r., mają zostać zamknięte do 14 stycznia 2022 r., pod harmonogram opublikowany przez Innovation, Science and Economic Development Canada w 2017 r.; jednak zaplanowane daty przejścia już minęły dla kilku wymienionych stacji, które nadal nadają w trybie analogowym (np. CFJC-TV Kamloops, która nie przeszła jeszcze na cyfrową, jest wymieniona jako wymagająca przejścia do 20 listopada 2020 r.).

Szczegóły techniczne

Rozdzielczość i częstotliwość odświeżania

Kodowanie koloru NTSC stosowany z systemu M sygnału telewizyjnego, który składa się z 30 / 1.001  (około 29,97)  przeplatane klatek wideo na sekundę . Każda ramka składa się z dwóch pól, z których każde składa się z 262,5 linii skanowania, co daje łącznie 525 linii skanowania. Na widoczny raster składa się 486 linii skanowania . Pozostała część ( interwał wygaszania pionowego ) umożliwia synchronizację pionową i powrót. Ten interwał wygaszania został pierwotnie zaprojektowany, aby po prostu wygasić wiązkę elektronów CRT odbiornika, aby umożliwić proste obwody analogowe i powolne pionowe cofanie się wczesnych odbiorników telewizyjnych. Jednak niektóre z tych wierszy mogą teraz zawierać inne dane, takie jak napisy kodowane i kod czasowy interwału pionowego (VITC). W całym rastrze (pomijając półlinii z powodu przeplotu ) rysowane są parzyste linie skanowania (każda inna linia, która byłaby parzysta, gdyby była liczona w sygnale wideo, np. {2, 4, 6, ..., 524}) w pierwszym polu, a nieparzyste (każda inna linia, która byłaby nieparzysta, gdyby została uwzględniona w sygnale wideo, np. {1, 3, 5, ..., 525}) są rysowane w drugim polu, aby uzyskać migotania obraz w dziedzinie odświeżania częstotliwości od 60 / 1,001  Hz (około 59,94 Hz). Dla porównania, systemy 576i, takie jak PAL-B/G i SECAM, wykorzystują 625 linii (576 widocznych), a więc mają wyższą rozdzielczość pionową, ale niższą rozdzielczość czasową 25 klatek lub 50 pól na sekundę.

Pole NTSC częstotliwość odświeżania w systemie czarno-biały pierwotnie dokładnie dopasowane nominalnej 60 Hz częstotliwość z prądu zmiennego moc używana w Stanach Zjednoczonych. Dopasowanie częstotliwości odświeżania pola do źródła zasilania pozwoliło uniknąć intermodulacji (zwanej również dudnieniem ), która powoduje powstawanie pasków na ekranie. Synchronizacja częstotliwości odświeżania z mocą nawiasem mówiąc pomogła kamerom kineskopowym nagrywać wczesne transmisje telewizyjne na żywo, ponieważ bardzo łatwo było zsynchronizować kamerę filmową, aby przechwycić jedną klatkę wideo na każdą klatkę filmu, używając częstotliwości prądu przemiennego do ustawienia prędkości synchroniczna kamera napędzana silnikiem prądu przemiennego. Po dodaniu koloru do systemu częstotliwość odświeżania została nieznacznie przesunięta w dół o 0,1% do około 59,94 Hz, aby wyeliminować stacjonarne wzory kropek w różnicy częstotliwości między nośnikami dźwięku i kolorów, jak wyjaśniono poniżej w sekcji „ Kodowanie kolorów ”. Zanim liczba klatek na sekundę zmieniła się, aby dostosować się do koloru, prawie równie łatwo było wyzwalać migawkę aparatu z samego sygnału wideo.

Faktyczna liczba 525 linii została wybrana jako konsekwencja ograniczeń ówczesnych technologii opartych na lampach próżniowych. We wczesnych systemach telewizyjnych główny oscylator sterowany napięciem pracował przy dwukrotnie większej częstotliwości linii poziomej, a częstotliwość ta została podzielona przez liczbę użytych linii (w tym przypadku 525), aby uzyskać częstotliwość pola (w tym przypadku 60 Hz). . Częstotliwość ta była następnie porównywana z częstotliwością linii energetycznej 60 Hz, a wszelkie rozbieżności korygowano poprzez regulację częstotliwości oscylatora głównego. W przypadku skanowania z przeplotem wymagana była nieparzysta liczba linii na klatkę, aby odległość pionowego powrotu była identyczna dla pól nieparzystych i parzystych, co oznaczało, że częstotliwość głównego oscylatora musiała zostać podzielona przez liczbę nieparzystą. W tamtych czasach jedyną praktyczną metodą podziału częstotliwości było zastosowanie łańcucha multiwibratorów próżniowych , przy czym ogólny współczynnik podziału był matematycznym iloczynem współczynników podziału łańcucha. Ponieważ wszystkie czynniki liczby nieparzystej również muszą być liczbami nieparzystymi, wynika z tego, że wszystkie dzielniki w łańcuchu również musiały być dzielone przez liczby nieparzyste, a te musiały być stosunkowo małe ze względu na problemy z dryftem termicznym w urządzeniach lampowych . Najbliższa praktyczna sekwencja do 500, która spełnia te kryteria, to 3×5×5×7=525 . (Z tego samego powodu 625-liniowy system PAL-B/G i SECAM wykorzystuje 5×5×5×5 , stary brytyjski system 405-liniowy używał 3×3×3×3×5 , francuski 819-liniowy 3×3×7×13 itd.)

Kolorymetria

Kostka kolorów kolorymetryczna NTSC 1953 (zakodowany profil kolorów, do dokładnego wyświetlania wymaga kompatybilnej przeglądarki i monitora).

Oryginalna specyfikacja kolorów NTSC z 1953 r., nadal stanowiąca część Kodeksu Przepisów Federalnych Stanów Zjednoczonych , określała wartości kolorymetryczne systemu w następujący sposób:

Oryginalna kolorymetria NTSC (1953) CIE 1931 x CIE 1931 r
podstawowy czerwony 0,67 0,33
pierwotny zielony 0,21 0,71
pierwotny niebieski 0,14 0,08
punkt bieli ( standard CIE oświetlacz C) 6774 K 0,310 0,316

Wczesne odbiorniki telewizji kolorowej, takie jak RCA CT-100 , były wierne tej specyfikacji (która opierała się na panujących standardach kinowych), posiadając większą gamę niż większość dzisiejszych monitorów. Ich niskowydajne luminofory (zwłaszcza w kolorze czerwonym) były słabe i trwałe, pozostawiając ślady po poruszających się obiektach. Począwszy od późnych lat 50. luminofory kineskopowe poświęcały nasycenie na rzecz większej jasności; to odchylenie od standardu zarówno po stronie odbiorcy, jak i nadawcy było źródłem znacznego zróżnicowania kolorystycznego.

SMPTE C

Kostka kolorów SMPTE C (zakodowany profil kolorów, do dokładnego wyświetlania wymaga kompatybilnej przeglądarki i monitora).

Aby zapewnić bardziej równomierne odwzorowanie kolorów, odbiorniki zaczęły włączać obwody korekcji kolorów, które przekształcały odbierany sygnał — zakodowany dla wartości kolorymetrycznych wymienionych powyżej — na sygnały zakodowane dla luminoforów faktycznie używanych w monitorze. Ponieważ takiej korekcji kolorów nie można przeprowadzić dokładnie na przesyłanych nieliniowych sygnałach z korekcją gamma , korektę można jedynie przybliżyć, wprowadzając błędy zarówno odcienia, jak i luminancji dla bardzo nasyconych kolorów.

Podobnie na scenie nadawcy, w latach 1968-69 Conrac Corp., współpracując z RCA, zdefiniował zestaw kontrolowanych luminoforów do wykorzystania w kolorowych monitorach wideo do emisji . Ta specyfikacja przetrwała do dziś jako specyfikacja luminoforu SMPTE „C” :

Kolorymetria SMPTE "C" CIE 1931 x CIE 1931 r
podstawowy czerwony 0,630 0,340
pierwotny zielony 0,310 0,595
pierwotny niebieski 0,155 0,070
punkt bieli ( świetlówka CIE D65 ) 0,3127 0,3290

Podobnie jak w przypadku odbiorników domowych, dodatkowo zalecono, aby monitory studyjne zawierały podobne układy korekcji kolorów, aby nadawcy przesyłali obrazy zakodowane dla oryginalnych wartości kolorymetrycznych z 1953 r., zgodnie ze standardami FCC.

W 1987 r. Komitet ds. Technologii Telewizyjnej Stowarzyszenia Inżynierów Filmowych i Telewizyjnych (SMPTE), grupa robocza ds. Kolorymetrii monitorów studyjnych , przyjął luminofory SMPTE C (Conrac) do ogólnego użytku w zalecanej praktyce 145, co skłoniło wielu producentów do zmodyfikowania konstrukcji ich kamer do bezpośredniego kodowania dla kolorymetrii SMPTE „C” bez korekcji kolorów, zgodnie ze standardem SMPTE 170M, „Composite Analog Video Signal – NTSC for Studio Applications” (1994). W konsekwencji standard telewizji cyfrowej ATSC stwierdza, że ​​dla sygnałów 480i należy przyjąć kolorymetrię SMPTE „C”, chyba że dane kolorymetryczne są zawarte w strumieniu transportowym.

Japoński NTSC nigdy nie zmienił kolorów podstawowych i punktu bieli na SMPTE "C", nadal używa kolorów podstawowych i punktu bieli NTSC z 1953 r. Zarówno systemy PAL, jak i SECAM wykorzystywały oryginalną kolorymetrię NTSC z 1953 r. do 1970 r.; Jednak w przeciwieństwie do NTSC Europejska Unia Nadawców (EBU) odrzuciła korekcję kolorów w odbiornikach i monitorach studyjnych w tym roku i zamiast tego wyraźnie wezwała wszystkie urządzenia do bezpośredniego kodowania sygnałów dla wartości kolorymetrycznych „EBU”, co jeszcze bardziej poprawiło wierność kolorów tych systemów.

Kodowanie kolorów

Aby zapewnić wsteczną kompatybilność z telewizją czarno-białą, NTSC używa systemu kodowania luminancja - chrominancja wynalezionego w 1938 roku przez Georgesa Valensiego . Te trzy sygnały obraz kolorowy dzielą się jaskrawością (matematycznie z trzech oddzielnych sygnałów kolorów (czerwony, zielony i niebieski)), który zajmuje miejsce oryginalnego monochromatycznego sygnału i chrominancji, który przenosi tylko informacje o kolorze. Proces ten jest stosowany do każdego źródła koloru przez własny Colorplexer , co pozwala na zarządzanie zgodnym źródłem koloru tak, jak gdyby było to zwykłe źródło monochromatyczne. Dzięki temu czarno-białe odbiorniki mogą wyświetlać kolorowe sygnały NTSC po prostu ignorując sygnał chrominancji. Niektóre telewizory czarno-białe sprzedawane w USA po wprowadzeniu nadawania kolorów w 1953 r. zostały zaprojektowane do filtrowania chrominancji, ale wczesne zestawy czarno-białe tego nie robiły i chrominancję można było postrzegać jako „wzór punktowy” w obszarach o wysokim kolorze obrazu.

W NTSC chrominancja jest kodowana przy użyciu dwóch sygnałów kolorów, znanych jako I (w fazie) i Q (w kwadraturze) w procesie zwanym QAM . Każdy z dwóch sygnałów moduluje amplitudę nośnych 3,58 MHz , które są przesunięte w fazie o 90 stopni względem siebie , a wynik sumuje się , ale same nośne są tłumione . Wynik może być postrzegany jako pojedyncza fala sinusoidalna o zmiennej fazie względem nośnika odniesienia io zmiennej amplitudzie. Zmienna faza reprezentuje chwilowy odcień koloru uchwycony przez kamerę telewizyjną, a amplituda reprezentuje chwilowe nasycenie koloru . Ta podnośna 3,58 MHz jest następnie dodawana do luminancji w celu utworzenia „złożonego sygnału koloru”, który moduluje nośną sygnału wideo tak samo jak w przypadku transmisji monochromatycznej.

Aby telewizor kolorowy mógł odzyskać informacje o odcieniu z podnośnej koloru, musi mieć odniesienie fazy zerowej, aby zastąpić poprzednio wytłumioną nośną. Sygnał NTSC zawiera krótką próbkę tego sygnału referencyjnego, znaną jako colorburst , zlokalizowaną na „tylnej części” każdego impulsu synchronizacji poziomej. Seria kolorów składa się z co najmniej ośmiu cykli niemodulowanej podnośnej kolorów (o stałej fazie i amplitudzie). Odbiornik telewizyjny ma „lokalny oscylator”, który jest zsynchronizowany z tymi rozbłyskami kolorów. Połączenie tego sygnału fazy odniesienia, uzyskanego z impulsu kolorów, z amplitudą i fazą sygnału chrominancji, umożliwia odzyskanie sygnałów „I” i „Q”, które w połączeniu z informacją o luminancji umożliwiają rekonstrukcję kolorowego obrazu na ekranie. Telewizja kolorowa zostało powiedziane, aby być naprawdę kolor red TV z powodu całkowitego oddzielenia części jasność obrazu z części koloru. W telewizorach CRT sygnał NTSC jest włączony do trzech sygnałów koloru zwanych R DE, G reen i B Lue, z których każdy steruje broń kolor elektronowego. Telewizory z obwodami cyfrowymi wykorzystują techniki próbkowania do przetwarzania sygnałów, ale efekt końcowy jest taki sam. Zarówno w przypadku zestawów analogowych, jak i cyfrowych przetwarzających analogowy sygnał NTSC, oryginalne trzy kolorowe sygnały (czerwony, zielony i niebieski) są przesyłane za pomocą trzech dyskretnych sygnałów (Luminancja, I i Q), a następnie odzyskiwane jako trzy oddzielne kolory i łączone jako obraz kolorowy .

Gdy nadajnik nadaje sygnał NTSC, moduluje amplitudę nośną o częstotliwości radiowej za pomocą opisanego właśnie sygnału NTSC, podczas gdy moduluje częstotliwość nośną o 4,5 MHz wyższą z sygnałem audio. Jeśli w nadawanym sygnale wystąpią zniekształcenia nieliniowe, nośna koloru 3,579545 MHz może uderzyć w nośną dźwięku, tworząc na ekranie wzór kropek. Aby wynikowy wzór był mniej zauważalny, projektanci zmniejszyli oryginalną częstotliwość skanowania 15750 Hz o współczynnik 1,001 (0,1%), aby dopasować częstotliwość nośną audio podzieloną przez współczynnik 286, co dało częstotliwość pola około 59,94 Hz. Ta regulacja zapewnia, że ​​różnica między nośną dźwięku a podnośną koloru (najbardziej problematyczny iloczyn intermodulacyjny obu nośnych) jest nieparzystą wielokrotnością połowy szybkości linii, co jest warunkiem koniecznym, aby kropki na kolejnych liniach były przeciwne w faza, czyniąc je najmniej zauważalnymi.

Stawka 59,94 pochodzi z następujących obliczeń. Projektanci postanowili, że częstotliwość podnośnej chrominancji będzie wielokrotnością n + 0,5 częstotliwości linii, aby zminimalizować zakłócenia między sygnałem luminancji a sygnałem chrominancji. (Innym sposobem, w jaki często się to mówi, jest to, że częstotliwość podnośnej koloru jest nieparzystą wielokrotnością połowy częstotliwości linii). Następnie zdecydowali, że częstotliwość podnośnej audio będzie całkowitą wielokrotnością częstotliwości linii, aby zminimalizować widoczne (intermodulacyjne) zakłócenia między dźwiękiem sygnał i sygnał chrominancji. Oryginalny czarno-biały standard, z częstotliwością linii 15 750 Hz i podnośną audio 4,5 MHz, nie spełnia tych wymagań, więc projektanci musieli albo podnieść częstotliwość podnośnej audio, albo obniżyć częstotliwość linii. Zwiększenie częstotliwości podnośnej audio uniemożliwiłoby istniejącym (czarno-białym) odbiornikom prawidłowe dostrojenie sygnału audio. Obniżenie częstotliwości linii jest stosunkowo nieszkodliwe, ponieważ informacja o synchronizacji poziomej i pionowej w sygnale NTSC umożliwia odbiornikowi tolerowanie znacznych zmian częstotliwości linii. Dlatego inżynierowie wybrali częstotliwość linii, która ma zostać zmieniona dla standardu koloru. W standardzie czarno-białym stosunek częstotliwości podnośnej audio do częstotliwości linii wynosi 4,5 MHz15 750 Hz  = 285,71. W standardzie koloru jest to zaokrąglane do liczby całkowitej 286, co oznacza, że ​​częstotliwość linii standardu koloru wynosi 4,5 MHz286  ≈ 15.734 Hz. Przy zachowaniu tej samej liczby linii skanowania na pole (i klatkę), niższa częstotliwość linii musi dawać niższą częstotliwość pola. Podzielenie 4500000286 linii na sekundę przez 262,5 linii na pole daje około 59,94 pól na sekundę.

Metoda modulacji transmisji

Widmo kanału telewizyjnego System M z kolorem NTSC

Przesyłany kanał telewizyjny NTSC zajmuje całkowitą szerokość pasma 6 MHz. Rzeczywisty sygnał wideo, który jest modulowany amplitudowo , jest przesyłany między 500  kHz a 5,45 MHz powyżej dolnej granicy kanału. Wideo nośnika wynosi 1,25 MHz powyżej dolnej granicy tego kanału. Jak większość sygnałów AM, nośna wideo generuje dwie wstęgi boczne , jedną nad nośną i jedną pod nią. Wstęgi boczne mają szerokość 4,2 MHz. Przesyłana jest cała górna wstęga boczna, ale przesyłane jest tylko 1,25 MHz dolnej wstęgi bocznej, znanej jako szczątkowa wstęga boczna . Podnośna koloru, jak wspomniano powyżej, znajduje się 3,579545 MHz powyżej nośnej wideo i jest modulowana amplitudą kwadraturową z tłumioną nośną. Sygnał audio jest modulowany częstotliwościowo , podobnie jak sygnały audio nadawane przez stacje radiowe FM w paśmie 88-108 MHz, ale z maksymalnym odchyleniem częstotliwości 25 kHz , w przeciwieństwie do 75 kHz, jaka jest używana w paśmie FM , dzięki czemu telewizja analogowa Sygnały audio brzmią ciszej niż sygnały radiowe FM odbierane przez odbiornik szerokopasmowy. Główna nośna audio znajduje się 4,5 MHz powyżej nośnej wideo, co czyni ją 250 kHz poniżej górnej części kanału. Czasami kanał może zawierać sygnał MTS , który oferuje więcej niż jeden sygnał audio poprzez dodanie jednej lub dwóch podnośnych do sygnału audio, z których każda jest zsynchronizowana z wielokrotnością częstotliwości linii. Zwykle dzieje się tak, gdy używane są sygnały stereo audio i/lub drugi program audio . Te same rozszerzenia są używane w ATSC , gdzie nośna cyfrowa ATSC jest nadawana z częstotliwością 0,31 MHz powyżej dolnej granicy kanału.

„Ustawienia” to przesunięcie napięcia 54 mV (7,5  IRE ) między poziomami „czarny” i „wygaszania”. Jest unikalny dla NTSC. CVBS oznacza kolor, wideo, wygaszanie i synchronizację.

Poniższa tabela przedstawia wartości podstawowych kolorów RGB, zakodowanych w NTSC

Kolor Poziom luminancji Poziomy chrominancji Amplituda chrominancji Faza
biały 100 IRE 0 IRE 0 IRE -
Żółty 89,5 IRE 48,1 - 130,8 IRE 82,7 IRE 167,1
Cyjan 72,3 IRE 13,9 - 130,8 IRE 116,9 IRE 283,5
Zielony 61,8 IRE 7,2 - 116,4 IRE 109,2 IRE 240,7
Magenta 45,7 IRE -8,9 - 100,3 IRE 109,2 IRE 60,7
czerwony 35.2 IRE -23,3 - 93,6 IRE 116,9 IRE 103,5
Niebieski 18 IRE -23,3 - 59,4 IRE 82,7 IRE 347,1
Czarny 7,5 IRE 0 IRE 0 IRE -

Konwersja szybkości klatek

Istnieje duża różnica w szybkości klatek między filmem, który działa z szybkością 24,0 klatek na sekundę, a standardem NTSC, który działa z szybkością około 29,97 (10 MHz × 63/88/455/525) klatek na sekundę. W regionach, w których stosuje się standard telewizji i wideo 25 kl./s, różnicę tę można zniwelować przez przyspieszenie .

W przypadku standardów 30 klatek na sekundę używany jest proces o nazwie „ 3:2 pulldown ”. Jedna klatka filmu jest przesyłana dla trzech pól wideo (trwających 1+12  klatki wideo), a następna klatka jest przesyłana dla dwóch pól wideo (trwa 1 klatka wideo). W ten sposób przesyłane są dwie klatki filmu w pięciu polach wideo, średnio 2+12  pola wideo na klatkę filmu. Średnia liczba klatek na sekundę wynosi więc 60 ÷ 2,5 = 24 klatki na sekundę, więc średnia prędkość filmu jest nominalnie dokładnie taka, jaka powinna być. (W rzeczywistości w ciągu godziny czasu rzeczywistego wyświetlanych jest 215 827,2 pól wideo, reprezentujących 86 330,88 klatek filmu, podczas gdy w ciągu godziny prawdziwej projekcji filmu 24 kl./s wyświetlanych jest dokładnie 86 400 klatek: zatem 29,97 kl./s NTSC Transmisja filmu 24 kl./s przebiega z 99,92% normalnej szybkości filmu). Kadrowanie podczas odtwarzania może wyświetlać klatkę wideo z polami z dwóch różnych klatek filmu, więc każda różnica między klatkami będzie wyświetlana jako szybki powrót i czwarte migotanie. Przy wolnych panoramowaniu kamery mogą wystąpić zauważalne drgania/"zacinanie się" (tzw. drganie telecine ).

Aby uniknąć efektu 3:2 pulldown, film nakręcony specjalnie dla telewizji NTSC jest często kręcony z prędkością 30 klatek/s.

Aby pokazać materiał 25 kl./s (taki jak europejskie seriale i niektóre europejskie filmy) na sprzęcie NTSC, co piąta klatka jest powielana, a następnie wynikowy strumień jest przeplatany.

Film nakręcony dla telewizji NTSC z szybkością 24 klatek na sekundę był tradycyjnie przyspieszany o 1/24 (do około 104,17% normalnej szybkości) w przypadku transmisji w regionach, w których stosowane są standardy telewizyjne 25 kl./s. Temu wzrostowi szybkości obrazu tradycyjnie towarzyszy podobny wzrost wysokości i tempa dźwięku. Ostatnio do konwersji wideo z 24 klatek na sekundę do 25 klatek na sekundę zastosowano mieszanie klatek bez zmiany jego szybkości.

Filmy nakręcone dla telewizji w regionach stosujących standardy telewizyjne 25 kl./s można obsługiwać na dwa sposoby:

  • Film można kręcić z prędkością 24 klatek na sekundę. W tym przypadku, gdy jest transmitowany w swoim rodzimym regionie, film może zostać przyspieszony do 25 fps zgodnie z opisaną powyżej techniką analogową lub utrzymany przy 24 fps za pomocą opisanej powyżej techniki cyfrowej. Gdy ten sam film jest transmitowany w regionach, w których stosuje się nominalny standard telewizyjny 30 kl./s, nie ma zauważalnej zmiany szybkości, tempa i wysokości tonu.
  • Film można kręcić z prędkością 25 klatek na sekundę. W tym przypadku, gdy jest transmitowany w swoim rodzimym regionie, film jest wyświetlany z normalną prędkością, bez zmiany towarzyszącej ścieżki dźwiękowej. Gdy ten sam film jest wyświetlany w regionach, w których stosuje się nominalny standard telewizyjny 30 kl./s, co piąta klatka jest powielana i nadal nie ma zauważalnej zmiany szybkości, tempa i wysokości tonu.

Ponieważ obie szybkości filmowe są używane w regionach 25 fps, widzowie mogą mieć wątpliwości co do prawdziwej szybkości wideo i audio oraz wysokości głosów, efektów dźwiękowych i występów muzycznych w filmach telewizyjnych z tych regionów. Na przykład mogą się zastanawiać, czy seria filmów telewizyjnych o Sherlocku Holmesie Jeremy'ego Bretta , nakręcona w latach 80. i na początku lat 90., została nakręcona z prędkością 24 kl./s, a następnie transmitowana ze sztucznie dużą prędkością w regionach 25 kl./s, czy też została nakręcona z prędkością 24 kl./s. 25 fps natywnie, a następnie zwolnił do 24 fps na wystawie NTSC.

Rozbieżności te występują nie tylko w transmisjach telewizyjnych drogą radiową i kablową, ale także na rynku domowego wideo, zarówno na taśmach, jak i na płytach, w tym na płytach laserowych i DVD .

W telewizji cyfrowej i wideo, które zastępują swoich analogowych poprzedników, pojedyncze standardy, które mogą uwzględniać szerszy zakres częstotliwości odświeżania, nadal wykazują ograniczenia analogowych standardów regionalnych. Na przykład pierwotna wersja standardu ATSC pozwalała na 23,976, 24, 29,97, 30, 59,94, 60, 119,88 i 120 klatek na sekundę, ale nie 25 i 50. Nowoczesne ATSC pozwala na 25 i 50 FPS.

Modulacja do analogowej transmisji satelitarnej

Ponieważ moc satelitów jest poważnie ograniczona, analogowa transmisja wideo przez satelity różni się od transmisji telewizji naziemnej. AM jest metodą modulacji liniowej, więc dany zdemodulowany stosunek sygnału do szumu (SNR) wymaga równie wysokiego odbieranego SNR RF. SNR wideo o jakości studyjnej wynosi ponad 50 dB, więc AM wymagałoby niedopuszczalnie wysokich mocy i/lub dużych anten.

Szerokopasmowy FM jest używany zamiast wymiany pasma RF na zmniejszoną moc. Zwiększenie szerokości pasma kanału z 6 do 36 MHz pozwala na RF SNR wynoszący tylko 10 dB lub mniej. Szersze pasmo szumów zmniejsza 40 dB oszczędności energii o 36 MHz / 6 MHz = 8 dB, co daje znaczną redukcję netto wynoszącą 32 dB.

Dźwięk jest na podnośnej FM, tak jak w przypadku transmisji naziemnej, ale częstotliwości powyżej 4,5 MHz są używane w celu zmniejszenia zakłóceń słuchowych/wzrokowych. Powszechnie stosowane są 6,8, 5,8 i 6,2 MHz. Stereo może być multipleksowe, dyskretne lub macierzowe, a niepowiązane sygnały audio i danych mogą być umieszczone na dodatkowych podnośnych.

Trójkątny kształt fali rozpraszającej energię 60 Hz jest dodawany do złożonego sygnału pasma podstawowego (podnośne wideo oraz audio i dane) przed modulacją. Ogranicza to gęstość widmową mocy łącza w dół satelity w przypadku utraty sygnału wideo. W przeciwnym razie satelita może transmitować całą swoją moc na jednej częstotliwości, zakłócając naziemne łącza mikrofalowe w tym samym paśmie częstotliwości.

W trybie połowy transpondera odchylenie częstotliwości złożonego sygnału pasma podstawowego jest zredukowane do 18 MHz, aby umożliwić inny sygnał w drugiej połowie transpondera 36 MHz. Zmniejsza to nieco korzyści FM, a odzyskane SNR są dalej redukowane, ponieważ łączna moc sygnału musi zostać „wycofana”, aby uniknąć zniekształceń intermodulacyjnych w transponderze satelitarnym. Pojedynczy sygnał FM ma stałą amplitudę, dzięki czemu może nasycić transponder bez zniekształceń.

Kolejność w terenie

„Ramka” NTSC składa się z pola „parzyste”, po którym następuje pole „nieparzyste”. Jeśli chodzi o odbiór sygnału analogowego, to kwestia czysto umowna i nie ma to żadnego znaczenia. Przypomina to raczej łamane linie biegnące środkiem drogi, nie ma znaczenia, czy jest to para linia/przestrzeń, czy para przestrzeń/linia; wpływ na kierowcę jest dokładnie taki sam.

Wprowadzenie cyfrowych formatów telewizyjnych nieco zmieniło sytuację. Większość formatów telewizji cyfrowej przechowuje i przesyła pola w parach jako pojedyncza ramka cyfrowa. Formaty cyfrowe, które odpowiadają szybkości pola NTSC, w tym popularny format DVD , nagrywają wideo najpierw w polu parzystym w cyfrowej ramce, podczas gdy formaty zgodne z szybkością pola systemu 625-liniowego często nagrywają wideo najpierw z nieparzystą ramką . Oznacza to, że podczas odtwarzania wielu formatów cyfrowych, które nie są oparte na NTSC, konieczne jest odwrócenie kolejności pól, w przeciwnym razie na poruszających się obiektach pojawia się niedopuszczalny efekt „grzebienia”.

Stało się to również zagrożeniem, gdy wideo progresywne w systemie innym niż NTSC jest transkodowane do formatu z przeplotem i na odwrót. Systemy, które odzyskują klatki progresywne lub transkodują wideo, powinny zapewniać przestrzeganie „kolejności pól”, w przeciwnym razie odzyskana klatka będzie się składać z pola z jednej klatki i pola z klatki sąsiedniej, co spowoduje powstanie artefaktów przeplatania „grzebienia”. Można to często zaobserwować w narzędziach do odtwarzania wideo na komputerach PC, jeśli dokonany zostanie niewłaściwy wybór algorytmu usuwania przeplotu.

Podczas dziesięcioleci transmisji NTSC o dużej mocy w Stanach Zjednoczonych przełączanie między obrazami z dwóch kamer odbywało się zgodnie z dwoma standardami dominacji pola , przy czym wybór między nimi był dokonywany na podstawie geografii, Wschodu i Zachodu. W jednym regionie dokonano przełączenia między polem nieparzystym kończącym jedną klatkę a polem parzystym, które rozpoczynało następną klatkę; w drugim zmiana została dokonana po polu parzystym, a przed polem nieparzystym. Tak więc na przykład domowe nagranie VHS z lokalnej wiadomości telewizyjnej na Wschodzie, po zatrzymaniu, pokazywałoby tylko widok z jednej kamery (chyba że planowano rozpuszczenie lub inne ujęcie wielokamerowe), podczas gdy odtwarzanie na VHS komedii sytuacyjnej nagrane i zmontowane w Los Angeles, a następnie transmitowane na cały kraj, można było wstrzymać w momencie przełączania kamer, przy czym połowa linii przedstawia ujęcie wychodzące, a druga połowa przedstawia ujęcie nadchodzące.

Warianty

NTSC-M

W przeciwieństwie do PAL i SECAM, z wieloma różnymi bazowymi systemami telewizji nadawczej używanymi na całym świecie, kodowanie kolorów NTSC jest prawie zawsze używane w systemie nadawczym M , dając NTSC-M.

NTSC-N/NTSC50

NTSC-N/NTSC50 to nieoficjalny system łączący 625-liniowy obraz wideo z kolorem NTSC 3,58 MHz. Oprogramowanie PAL działające na monitorach NTSC Atari ST używających tego systemu, ponieważ nie może wyświetlać kolorów PAL. Telewizory i monitory z pokrętłem V-Hold mogą wyświetlać ten system po wyregulowaniu trzymania w pionie.

NTSC-J

Jedynie japoński wariant „ NTSC-J ” jest nieco inny: w Japonii poziom czerni i poziom wygaszania sygnału są identyczne (przy 0  IRE ), jak w PAL, podczas gdy w amerykańskim NTSC poziom czerni jest nieco wyższy ( 7,5  IRE ) niż poziom wygaszania. Ponieważ różnica jest dość niewielka, lekkie przekręcenie pokrętła jasności to wszystko, co jest wymagane, aby poprawnie pokazać „inny” wariant NTSC na dowolnym zestawie, tak jak powinien; większość obserwatorów może nawet nie zauważyć różnicy. Kodowanie kanałów w NTSC-J różni się nieco od NTSC-M. W szczególności japońskie pasmo VHF biegnie od kanałów 1-12 (zlokalizowanych na częstotliwościach bezpośrednio powyżej pasma japońskiego radia FM 76-90 MHz ), podczas gdy pasmo telewizji północnoamerykańskiej VHF wykorzystuje kanały 2-13 (54-72 MHz, 76-88 MHz i 174-216 MHz) z 88-108 MHz przeznaczoną na nadawanie radia FM. Japońskie kanały telewizyjne UHF są zatem ponumerowane od 13 w górę, a nie 14 w górę, ale poza tym korzystają z tych samych częstotliwości nadawczych UHF, co w Ameryce Północnej .

PAL-M (Brazylia)

Brazylijski system PAL-M , wprowadzony 19 lutego 1972 r., wykorzystuje te same linie/pola co NTSC (525/60) oraz prawie taką samą szerokość pasma nadawania i częstotliwość skanowania (15,750 vs 15,734 kHz). Przed wprowadzeniem koloru Brazylia transmitowała w standardowym czarno-białym NTSC. W rezultacie sygnały PAL-M są prawie identyczne z sygnałami północnoamerykańskimi NTSC, z wyjątkiem kodowania podnośnej koloru (3,575611 MHz dla PAL-M i 3,579545 MHz dla NTSC). W konsekwencji tych ścisłych specyfikacji, PAL-M będzie wyświetlał się w trybie monochromatycznym z dźwiękiem na zestawach NTSC i na odwrót.

System nadawczy M
System kolorów PALMA NTSC
Pasmo transmisji UHF/UKF
Częstotliwość wyświetlania klatek 30 Hz
Linie/pola 525/60
Częstotliwość pionowa 60 Hz 60/1,001 Hz
Częstotliwość pozioma 15.750 kHz 15,734 kHz
Podnośna koloru 3,575611 MHz 3,579545 MHz
Przepustowość wideo 4,2 MHz
Częstotliwość nośna dźwięku 4,5 MHz
Przepustowość kanału 6 MHz

PAL-N

Jest używany w Argentynie , Paragwaju i Urugwaju . Jest to bardzo podobne do PAL-M (używanego w Brazylii ).

Podobieństwa NTSC-M i NTSC-N można zobaczyć w tabeli schematu identyfikacji ITU , która jest przedstawiona tutaj:

Światowe systemy telewizyjne
System Linie  Częstotliwość wyświetlania klatek Kanał czarno-biały Wizualne czarno-białe Przesunięcie dźwięku Szczątkowa wstęga boczna Modyfikacja wizji Modyfikacja dźwięku. Uwagi
m 525 29,97 6 4.2 +4,5 0,75 Neg. FM Większość Ameryk i Karaibów , Korea Południowa , Tajwan , Filipiny (wszystkie NTSC-M) i Brazylia (PAL-M). Większa liczba klatek na sekundę skutkuje wyższą jakością.
n 625 25 6 4.2 +4,5 0,75 Neg. FM Argentyna , Paragwaj , Urugwaj (wszystkie PAL-N). Większa liczba wierszy oznacza wyższą jakość.

Jak widać, poza liczbą linii i klatek na sekundę , systemy są identyczne. NTSC-N / PAL-N są kompatybilne ze źródeł, takich jak konsole do gier , VHS / Betamax VCR i DVD graczy. Jednak nie są one kompatybilne z transmisjami w paśmie podstawowym (które są odbierane przez antenę ), chociaż niektóre nowsze zestawy są wyposażone w obsługę pasma podstawowego NTSC 3,58 (NTSC 3,58 to częstotliwość modulacji kolorów w NTSC: 3,58 MHz).

NTSC 4,43

W tym, co można uznać za przeciwieństwo PAL-60 , NTSC 4,43 jest systemem pseudokolorowym, który transmituje kodowanie NTSC (525/29,97) z podnośną koloru 4,43 MHz zamiast 3,58 MHz. Wynikowy sygnał wyjściowy jest widoczny tylko na telewizorach obsługujących powstały pseudosystem (takich jak większość telewizorów PAL od około połowy lat 90.). Używanie natywnego telewizora NTSC do dekodowania sygnału nie daje żadnych kolorów, podczas gdy użycie niezgodnego telewizora PAL do dekodowania systemu daje błędne kolory (obserwuje się, że brakuje im czerwieni i losowo migoczą). Format był używany przez telewizję USAF z siedzibą w Niemczech podczas zimnej wojny . Został również znaleziony jako opcjonalne wyjście w niektórych odtwarzaczach LaserDisc i niektórych konsolach do gier sprzedawanych na rynkach, na których używany jest system PAL.

System NTSC 4.43, chociaż nie jest formatem nadawczym, pojawia się najczęściej jako funkcja odtwarzania magnetowidów w formacie kasetowym PAL, zaczynając od formatu Sony 3/4" U-Matic, a następnie na maszynach formatu Betamax i VHS. Ponieważ Hollywood ma twierdzenie o dostarczaniu największego oprogramowania kasetowego (filmów i seriali telewizyjnych) do magnetowidów dla widzów na całym świecie, a ponieważ nie wszystkie wydania kaset były dostępne w formatach PAL, bardzo pożądany był sposób odtwarzania kaset w formacie NTSC.

W Europie stosowano już wielostandardowe monitory wideo, obsługujące źródła transmisji w formatach wideo PAL, SECAM i NTSC. Heterodyny koloru w sposobie U-Matic Betamax VHS i nadawała się do niewielkich zmian w celu dostosowania magnetowidu odtwarzacze kaset formacie NTSC. Format koloru pod VHS wykorzystuje podnośną 629 kHz, podczas gdy U-Matic i Betamax używają podnośnej 688 kHz do przenoszenia modulowanego amplitudowo sygnału chromatycznego zarówno dla formatów NTSC, jak i PAL. Ponieważ magnetowid był gotowy do odtwarzania kolorowej części nagrania NTSC przy użyciu trybu kolorów PAL, prędkości skanera PAL i kabestanu musiały zostać dostosowane z szybkości pola 50 Hz PAL do szybkości pola NTSC 59,94 Hz i szybszej liniowej prędkości taśmy.

Zmiany w magnetowidzie PAL są niewielkie dzięki istniejącym formatom nagrywania magnetowidu. Wyjście magnetowidu podczas odtwarzania kasety NTSC w trybie NTSC 4.43 to 525 linii/29,97 klatek na sekundę z heterodynowym kolorem zgodnym z PAL. Odbiornik wielostandardowy jest już skonfigurowany do obsługi częstotliwości NTSC H & V; wystarczy to zrobić podczas odbierania koloru PAL.

Istnienie tych wielostandardowych odbiorników było prawdopodobnie częścią napędu do kodowania regionalnego płyt DVD. Ponieważ sygnały kolorów są składowe na płycie dla wszystkich formatów wyświetlania, odtwarzacze DVD PAL nie wymagają prawie żadnych zmian w celu odtwarzania płyt NTSC (525/29.97), o ile wyświetlacz jest zgodny z szybkością klatek.

OSKM

W styczniu 1960 roku (7 lat przed przyjęciem zmodyfikowanej wersji SECAM) eksperymentalne studio telewizyjne w Moskwie rozpoczęło nadawanie w systemie OSKM. Skrót OSKM oznacza „system symultaniczny z modulacją kwadraturową” (po rosyjsku: Одновременная Система с Квадратурной Модуляцией). Używał schematu kodowania kolorów, który był później używany w PAL (U i V zamiast I i Q), ponieważ był oparty na standardzie monochromatycznym D/K, 625/50.

Częstotliwość podnośnej koloru wynosiła 4,4296875 MHz, a szerokość pasma sygnałów U i V była bliska 1,5 MHz. Do badania rzeczywistej jakości odbioru TV wyprodukowano tylko około 4000 telewizorów 4 modeli (Raduga, Temp-22, Izumrud-201 i Izumrud-203). Telewizory te nie były dostępne na rynku, mimo że znajdowały się w katalogu towarów sieci handlowej ZSRR.

Nadawanie w tym systemie trwało około 3 lat i zostało przerwane na długo przed rozpoczęciem transmisji SECAM w ZSRR. Żaden z obecnych wielostandardowych odbiorników telewizyjnych nie obsługuje tego systemu telewizyjnego.

Film NTSC

Treści filmowe zwykle nagrywane z szybkością 24 klatek/s mogą zostać przekonwertowane do 30 klatek/s poprzez proces telecine , aby w razie potrzeby zduplikować klatki.

Matematycznie dla NTSC jest to stosunkowo proste, ponieważ wystarczy powielić co czwartą ramkę. Stosowane są różne techniki. NTSC o rzeczywistej częstotliwości ramki 24 / 1,001   (w przybliżeniu 23.976) ramek / s jest często określona jako PAL film. Proces znany jako pullup, znany również jako pulldown, generuje zduplikowane klatki podczas odtwarzania. Ta metoda jest powszechna dla cyfrowego wideo H.262/MPEG-2 część 2, więc oryginalna zawartość jest zachowywana i odtwarzana na sprzęcie, który może ją wyświetlić lub może zostać przekonwertowany na sprzęt, który nie może.

Region gier wideo Kanada/USA

Czasami NTSC-U , NTSC-US lub NTSC-U/C są używane do opisania regionu gier wideo w Ameryce Północnej (U/C odnosi się do USA + Kanady), ponieważ blokada regionalna zwykle uniemożliwia granie w gry poza regionem .

Jakość porównawcza

W przypadku NTSC i w mniejszym stopniu PAL problemy z odbiorem mogą pogorszyć dokładność kolorów obrazu, gdzie efekt zjawy może dynamicznie zmieniać fazę serii kolorów wraz z zawartością obrazu, zmieniając w ten sposób balans kolorów sygnału. Jedyną kompensacją odbiornika są profesjonalne obwody usuwania widma odbiornika telewizyjnego używane przez firmy kablowe. Elektronika lamp próżniowych stosowana w telewizorach w latach 60. XX wieku doprowadziła do różnych problemów technicznych. Między innymi faza rozbłysku kolorów często dryfowała. Ponadto studia telewizyjne nie zawsze nadawały prawidłowo, co prowadziło do zmian odcienia przy zmianie kanałów, dlatego telewizory NTSC były wyposażone w regulację odcienia. Telewizory PAL i SECAM mniej go potrzebowały. W szczególności SECAM był bardzo solidny, ale PAL, chociaż doskonale utrzymuje odcienie skóry, na które widzowie są szczególnie wrażliwi, niemniej jednak zniekształca inne kolory w obliczu błędów fazowych. Z błędami fazowymi tylko odbiorniki "Deluxe PAL" pozbywałyby się zniekształceń "barów Hanowera". Kontrolki odcienia nadal można znaleźć w telewizorach NTSC, ale w latach siedemdziesiątych znoszenie kolorów przestało być problemem dla bardziej nowoczesnych obwodów. W porównaniu do PAL w szczególności dokładność koloru NTSC i konsystencja była czasami uważane gorsze, co prowadzi do specjalistów wideo i inżynierów telewizyjnych żartobliwie dotyczących NTSC jak nigdy samego koloru , nigdy dwa razy w tym samym kolorze , lub ma prawdziwej skóry Kolory , natomiast dla bardziej drogi system PAL, trzeba było zapłacić za dodatkowy luksus .

PAL jest również określany jako Peace At Last , Perfection At Last lub Pictures Always Lovely w wojnie kolorów. Dotyczyło to jednak głównie telewizorów opartych na lampach próżniowych, a nowsze modele półprzewodnikowe wykorzystujące sygnały odniesienia interwału pionowego mają mniejszą różnicę w jakości między NTSC i PAL. Ta kontrola fazy kolorów, „odcień” lub „odcień” pozwala każdemu specjaliście w tej dziedzinie łatwo skalibrować monitor za pomocą pasków kolorów SMPTE , nawet w przypadku zestawu, który uległ odchyleniu w reprezentacji kolorów, umożliwiając wyświetlanie właściwych kolorów. Starsze telewizory PAL nie były wyposażone w dostępną dla użytkownika kontrolę „odcień” (została ustawiona fabrycznie), co przyczyniło się do ich reputacji w zakresie odtwarzalnych kolorów.

Użycie kodowanego koloru NTSC w systemach S-Video , jak również użycie kompozytowego NTSC w obwodzie zamkniętym, eliminują zniekształcenia fazowe, ponieważ w systemie z zamkniętym obwodem nie ma efektu zjawy odbioru w celu rozmycia impulsu kolorów. W przypadku taśmy wideo VHS na osi poziomej i liczbie klatek na sekundę trzech systemów kolorów w przypadku korzystania z tego schematu, użycie S-Video zapewnia wyższą rozdzielczość obrazu na monitorach i telewizorach bez wysokiej jakości sekcji filtrowania grzebieniowego z kompensacją ruchu. (Rozdzielczość NTSC na osi pionowej jest niższa niż w standardach europejskich, 525 linii wobec 625.) Jednak wykorzystuje zbyt duże pasmo do transmisji bezprzewodowej. Na Atari 800 i Commodore 64 komputery domowe generowane S-Video, ale tylko w przypadku korzystania z monitorów zaprojektowanych specjalnie jako brak TV w czasie wspierał oddzielny chroma i luma na standardowych gniazd RCA . W 1987 roku, wraz z wprowadzeniem odtwarzaczy S-VHS , które były pierwszymi urządzeniami wyprodukowanymi z użyciem wtyczek czteropinowych , wprowadzono znormalizowane czteropinowe gniazdo mini-DIN dla wejścia S-video . Jednak S-VHS nigdy nie stał się bardzo popularny. Konsole do gier wideo w latach 90. zaczęły oferować również wyjście S-video.

Niedopasowanie między 30 klatkami na sekundę NTSC a 24 klatkami filmu jest przezwyciężane przez proces, który wykorzystuje natężenie pola sygnału NTSC z przeplotem, unikając w ten sposób przyspieszenia odtwarzania filmu używanego w systemach 576i przy 25 klatkach na sekundę (co powoduje towarzyszący dźwięk nieznaczne zwiększenie wysokości tonu, czasem korygowane za pomocą pitch shiftera ) za cenę pewnej szarpnięcia w filmie . Zobacz konwersję szybkości klatek powyżej.

Odniesienie do interwału pionowego

Standardowy obraz wideo NTSC zawiera pewne linie (linie 1–21 każdego pola), które nie są widoczne (jest to znane jako interwał wygaszania pionowego lub VBI); wszystkie znajdują się poza krawędzią widocznego obrazu, ale tylko linie 1–9 są używane do synchronizacji pionowej i impulsów wyrównujących. Pozostałe linie zostały celowo wygaszone w oryginalnej specyfikacji NTSC, aby zapewnić czas na powrót wiązki elektronów z ekranów CRT na górę wyświetlacza.

VIR (lub wzorcowy odstęp pionowy), szeroko przyjęty w latach 80., próbuje skorygować niektóre problemy z kolorami w wideo NTSC, dodając wstawione przez studio dane odniesienia dla poziomów luminancji i chrominancji na linii 19. Odpowiednio wyposażone telewizory mogłyby następnie wykorzystać te dane w celu dostosowania wyświetlacza do bliższego dopasowania do oryginalnego obrazu studyjnego. Rzeczywisty sygnał VIR składa się z trzech sekcji, z których pierwsza ma 70 procent luminancji i taką samą chrominancję jak sygnał Color Burst , a pozostałe dwie mają odpowiednio 50 procent i 7,5 procent luminancji.

Rzadziej używany następca VIR, GCR , dodał również możliwości usuwania duchów (zakłóceń wielościeżkowych).

Pozostałe wiersze interwału wygaszania pionowego są zwykle używane do przesyłania danych lub danych pomocniczych, takich jak znaczniki czasu edycji wideo ( kody czasowe interwału pionowego lub kody czasowe SMPTE w wierszach 12–14), dane testowe w wierszach 17–18, kod źródłowy sieci w wierszu 20 i zamknięte napisy , dane XDS i V-chip w wierszu 21 . Wczesne aplikacje teletekstu wykorzystywały również linie interwału wygaszania pionowego 14-18 i 20, ale teletekst w systemie NTSC nigdy nie został powszechnie przyjęty przez widzów.

Wiele stacji przesyła dane TV Guide On Screen ( TVGOS ) do elektronicznego przewodnika po programach na liniach VBI. Stacja podstawowa na rynku będzie transmitować 4 linie danych, a stacje zapasowe 1 linię. Na większości rynków głównym hostem jest stacja PBS. Dane TVGOS mogą zajmować dowolną linię od 10 do 25, ale w praktyce są ograniczone do linii 11-18, 20 i 22. Linia 22 jest używana tylko do transmisji 2, DirecTV i CFPL-TV .

Dane TiVo są również przesyłane w niektórych reklamach i programach reklamowych, aby klienci mogli automatycznie nagrać reklamowany program, a także są wykorzystywane w cotygodniowych, półgodzinnych programach płatnych w telewizji Ion i Discovery Channel, które wyróżniają promocje i reklamodawców TiVo.

Kraje i terytoria, które używają lub kiedyś używały NTSC

Poniżej kraje i terytoria obecnie lub kiedyś korzystały z systemu NTSC. Wiele z nich przeszło lub obecnie przechodzi z NTSC na standardy telewizji cyfrowej, takie jak ATSC (Stany Zjednoczone, Kanada, Meksyk, Surinam, Korea Południowa), ISDB (Japonia, Filipiny i część Ameryki Południowej), DVB-T (Tajwan, Panama, Kolumbia oraz Trynidad i Tobago) lub DTMB (Kuba).

Eksperymentowane

  •  Brazylia (Między 1962 a 1963, Rede Tupi i Rede Excelsior wykonały pierwsze nieoficjalne transmisje w kolorze, w określonych programach w mieście São Paulo , przed oficjalnym przyjęciem PAL-M przez rząd brazylijski 19 lutego 1972)
  •  Paragwaj
  •  Wielka Brytania (Eksperymentowano na 405-liniowym wariancie NTSC, a następnie Wielka Brytania wybrała 625-liniowy do nadawania PAL.)

Kraje i terytoria, które przestały używać NTSC

Następujące kraje i regiony nie używają już NTSC do transmisji naziemnych.

Kraj Przełączony Przełączanie zakończone
 Bermudy DVB-T 2016-03-01Marzec 2016
 Kanada ATSC 2012-07-3131 sierpnia 2011 (wybrane rynki)
 Japonia ISDB-T 2012-03-3131 marca 2012
 Korea Południowa ATSC 2012-12-3131 grudnia 2012
 Meksyk ATSC 2015-12-3131 grudnia 2015 (pełne elektrownie)
 Republika Chińska DVB-T 2012-06-3030 czerwca 2012
 Stany Zjednoczone ATSC 2009-06-1212 czerwca 2009 (pełne elektrownie)
1 września 2015 (stacje klasy A)

13 lipca 2021 (małe elektrownie)

Zobacz też

Bibliografia

Źródła

Zewnętrzne linki