Variantes de la norme NTSC

NTSC, du nom du Comité du système de télévision national, est le système de télévision analogique utilisé en Amérique du Nord et jusqu’à la conversion numérique dans la plupart des Amériques (sauf le Brésil, l’Argentine, le Paraguay, l’Uruguay et la Guyane française); Myanmar; Corée du Sud; Taïwan; Philippines, Japon; et quelques nations et territoires insulaires du Pacifique (voir la carte).

Le premier standard NTSC a été développé en 1941 et ne prévoyait pas de couleur. En 1953, une deuxième norme NTSC a été adoptée, qui permettait la diffusion de la télévision en couleur compatible avec le stock existant de récepteurs en noir et blanc. NTSC a été le premier système de diffusion de couleurs largement adopté et est resté dominant jusqu’aux années 2000, quand il a commencé à être remplacé par différentes normes numériques telles que ATSC et d’autres.

La plupart des pays utilisant la norme NTSC, ainsi que ceux utilisant d’autres normes de télévision analogique, sont passés ou sont en train de passer à de nouvelles normes de télévision numérique, au moins quatre normes différentes étant utilisées dans le monde. L’Amérique du Nord, certaines parties de l’Amérique centrale et la Corée du Sud adoptent ou ont adopté les normes ATSC, tandis que d’autres pays (comme le Japon) adoptent ou ont adopté d’autres normes à la place du DSPTA. Après près de 70 ans, la majorité des transmissions NTSC par voie hertzienne aux États-Unis ont cessé le 1er janvier 2010 et le 31 août 2011 au Canada et dans la plupart des autres marchés NTSC. La majorité des transmissions NTSC se sont terminées au Japon le 24 juillet 2011, les préfectures japonaises d’Iwate, Miyagi et Fukushima prenant fin l’année suivante. Après un programme pilote en 2013, la plupart des stations analogiques à pleine puissance du Mexique ont quitté l’antenne dix fois en 2015, avec environ 500 stations de faible puissance et répéteurs autorisées à rester en analogique jusqu’à la fin de 2016. La diffusion numérique permet une résolution plus élevée télévision, mais la télévision numérique à définition standard continue d’utiliser la fréquence d’images et le nombre de lignes de résolution établies par la norme NTSC analogique.

Variantes
NTSC-M
Contrairement à PAL, avec ses nombreux systèmes de télévision de diffusion sous-jacents utilisés dans le monde entier, le codage couleur NTSC est presque invariablement utilisé avec le système de diffusion M, donnant NTSC-M.

NTSC-N / NTSC50
NTSC-N / NTSC50 est un système non officiel combinant la vidéo 625 lignes avec la couleur NTSC 3,58 MHz. Le logiciel PAL fonctionnant sur un NTSC Atari ST affiche ce système car il ne peut pas afficher la couleur PAL. Les téléviseurs et les moniteurs dotés d’un bouton V-Hold peuvent afficher ce système après avoir réglé le maintien vertical.

NTSC-J
Seule la variante japonaise « NTSC-J » est légèrement différente: au Japon, le niveau de noir et le niveau de suppression du signal sont identiques (à 0 IRE), comme en PAL, tandis qu’en NTSC américain, le niveau de noir est légèrement supérieur ) que le niveau de suppression. Comme la différence est assez faible, il suffit d’un léger tour du bouton de luminosité pour afficher correctement la variante « autre » de NTSC sur tout ensemble tel qu’il est censé être; la plupart des observateurs pourraient même ne pas remarquer la différence en premier lieu. Le codage de canal sur NTSC-J diffère légèrement de NTSC-M. En particulier, la bande VHF japonaise fonctionne à partir des canaux 1 à 12 (situés sur des fréquences directement au-dessus de la bande FM japonaise à 76-90 MHz) tandis que la bande VHF nord-américaine utilise les canaux 2 à 13 (54-72 MHz, 76-88 MHz et 174-216 MHz) avec 88-108 MHz alloués à la radiodiffusion FM. Les chaînes de télévision UHF japonaises sont donc numérotées de 13 au lieu de 14, mais utilisent autrement les mêmes fréquences de diffusion UHF que celles en Amérique du Nord.

PAL-M (Brésil)
Le système PAL-M brésilien, introduit en 1972, utilise les mêmes lignes / champs que NTSC (525/60), et presque la même bande passante de diffusion et la même fréquence de balayage (15.750 vs. 15.734 kHz). Avant l’introduction de la couleur, le Brésil diffusait en standard NTSC en noir et blanc. Par conséquent, les signaux PAL-M sont presque identiques aux signaux NTSC nord-américains, à l’exception du codage de la sous-porteuse de couleur (3,575611 MHz pour PAL-M et 3,579545 MHz pour NTSC). En conséquence de ces spécifications, PAL-M affichera en monochrome avec le son sur les ensembles NTSC et vice versa.

Les spécifications de PAL-M (PAL = Phase Alternating Line) sont:
Bande de transmission UHF / VHF,
Fréquence d’image 30
Lignes / champs 525/60
Fréquence horizontale 15,750 kHz
Fréquence verticale 60 Hz
Sous-porteuse couleur 3.575611 MHz
Bande passante vidéo 4,2 MHz
Fréquence porteuse son 4,5 MHz
Bande passante du canal 6 MHz

Les spécifications NTSC (National Television System Committee) sont:
Bande de transmission UHF / VHF
Lignes / champs 525/60
Fréquence horizontale 15.734 kHz
Fréquence verticale 59,939 Hz
Fréquence de sous-porteuse de couleur 3.579545 MHz
Bande passante vidéo 4,2 MHz
Fréquence porteuse son 4,5 MHz

PAL-N
Ceci est utilisé en Argentine, au Paraguay et en Uruguay. Ceci est très similaire à PAL-M (utilisé au Brésil).

Les similitudes de NTSC-M et NTSC-N peuvent être vues sur le tableau de schéma d’identification de l’UIT, qui est reproduit ici:

Systèmes de télévision mondiaux
Système Lignes Taux d’images Canal N / B Visual b / w Décalage sonore Bande latérale résiduelle Vision mod. Son mod. Remarques
M 525 29,97 6 4,2 +4.5 0,75 Neg. FM La plupart des Amériques et des Caraïbes, Corée du Sud, Taiwan, Philippines (tous NTSC-M) et le Brésil (PAL-M). Une meilleure fréquence d’images entraîne une qualité supérieure.
N 625 25 6 4,2 +4.5 0,75 Neg. FM Argentine, Paraguay, Uruguay (tous PAL-N). Un plus grand nombre de lignes entraîne une qualité supérieure.

Comme il est montré, mis à part le nombre de lignes et d’images par seconde, les systèmes sont identiques. NTSC-N / PAL-N sont compatibles avec des sources telles que les consoles de jeu, les magnétoscopes VHS / Betamax et les lecteurs de DVD. Cependant, ils ne sont pas compatibles avec les émissions en bande de base (reçues sur une antenne), bien que certains nouveaux modèles soient équipés d’un support NTSC 3.58 en bande de base (NTSC 3.58 étant la fréquence de modulation de couleur en NTSC: 3.58 MHz).

NTSC 4.43
Dans ce qui peut être considéré comme un contraire de PAL-60, NTSC 4.43 est un système de pseudo-couleur qui transmet le codage NTSC (525 / 29.97) avec une sous-porteuse de couleur de 4,43 MHz au lieu de 3,58 MHz. La sortie qui en résulte n’est visible que par les téléviseurs qui prennent en charge le pseudo-système résultant (généralement les téléviseurs multi-standards). L’utilisation d’un téléviseur NTSC natif pour décoder le signal ne donne aucune couleur, tandis que l’utilisation d’un téléviseur PAL pour décoder le système donne des couleurs erratiques (observées comme étant dépourvues de rouge et clignotant de manière aléatoire). Le format a été utilisé par l’USAF TV basée en Allemagne pendant la guerre froide. Il a également été trouvé comme une sortie optionnelle sur certains lecteurs LaserDisc et certaines consoles de jeu vendues sur les marchés où le système PAL est utilisé.

Le système NTSC 4.43, bien que n’étant pas un format de diffusion, apparaît le plus souvent comme une fonction de lecture de magnétoscopes au format PAL, en commençant par le format U-Matic 3/4 « de Sony et en suivant les machines au format Betamax et VHS. Comme Hollywood a la prétention de fournir le plus de logiciels de cassettes (films et séries télévisées) pour les téléspectateurs du monde, et comme toutes les cassettes ne sont pas disponibles en format PAL, un moyen de jouer des cassettes au format NTSC est fortement désiré.

Des moniteurs vidéo multistandards étaient déjà utilisés en Europe pour accueillir des sources de diffusion en formats vidéo PAL, SECAM et NTSC. Le procédé de coloration hétérodyne de U-Matic, Betamax et VHS s’est prêté à une modification mineure des lecteurs de magnétoscopes pour accommoder les cassettes au format NTSC. Le format sous couleur de VHS utilise une sous-porteuse de 629 kHz tandis que U-Matic et Betamax utilisent une sous-porteuse de 688 kHz pour transmettre un signal de chrominance modulé en amplitude pour les formats NTSC et PAL. Comme le magnétoscope était prêt à lire la partie couleur de l’enregistrement NTSC en mode couleur PAL, les vitesses de balayage et de cabestan PAL devaient être ajustées du débit de 50 Hz du PAL au débit de 59,94 Hz du NTSC et de la vitesse linéaire plus rapide.

Les modifications apportées au magnétoscope PAL sont mineures grâce aux formats d’enregistrement VCR existants. La sortie du magnétoscope lors de la lecture d’une cassette NTSC en mode NTSC 4.43 est de 525 lignes / 29,97 images par seconde avec une couleur hétérodynée compatible PAL. Le récepteur multistandard est déjà configuré pour prendre en charge les fréquences H & V NTSC; il a juste besoin de le faire tout en recevant la couleur PAL.

L’existence de ces récepteurs multistandards faisait probablement partie de la campagne de codage régional des DVD. Comme les signaux de couleur sont des composants sur le disque pour tous les formats d’affichage, presque aucun changement ne serait nécessaire pour que les lecteurs DVD PAL puissent lire les disques NTSC (525 / 29.97) tant que l’affichage était compatible avec le débit d’image.

OSKM
En janvier 1960 (7 ans avant l’adoption de la version modifiée du SECAM), le studio de télévision expérimental de Moscou a commencé à diffuser en utilisant le système OSKM. L’abréviation OSKM signifie « Système simultané avec modulation en quadrature » (Russe Одновременная Система с Квадратурной Модуляцией). Il a utilisé le schéma de codage de couleur qui a été utilisé plus tard dans PAL (U et V au lieu de I et Q), car il était basé sur la norme monochrome D / K, 625/50.

La fréquence de la sous-porteuse couleur était de 4,4296875 MHz et la bande passante des signaux U et V était proche de 1,5 MHz. Seuls environ 4000 téléviseurs de 4 modèles (Raduga, Temp-22, Izumrud-201 et Izumrud-203) ont été produits pour étudier la qualité réelle de la réception TV. Ces téléviseurs n’étaient pas disponibles dans le commerce, bien qu’ils soient inclus dans le catalogue de marchandises pour le réseau commercial de l’URSS.

La diffusion avec ce système a duré environ 3 ans et a été interrompue bien avant le début des transmissions SECAM en URSS. Aucun des récepteurs de télévision multistandards actuels ne peut prendre en charge ce système de télévision.

Film NTSC
Le contenu du film couramment tourné à 24 images / s peut être converti en 30 images / s via le processus de télécinéma pour dupliquer les images selon les besoins.


Mathématiquement pour NTSC c’est relativement simple car il suffit de dupliquer chaque 4ème image. Diverses techniques sont employées. NTSC avec un taux de trame réel de 24/1.001 (environ 23.976) images / s est souvent défini comme NTSC-film. Un processus connu sous le nom de pullup, également connu sous le nom de pulldown, génère les images dupliquées lors de la lecture. Cette méthode est courante pour la vidéo numérique H.262 / MPEG-2 Part 2, de sorte que le contenu original est préservé et reproduit sur un équipement qui peut l’afficher ou qui peut être converti pour un équipement qui ne le peut pas.

Région de jeu vidéo Canada / États-Unis
Parfois NTSC-US ou NTSC-U / C est utilisé pour décrire la région des jeux vidéo d’Amérique du Nord (l’U / C fait référence aux États-Unis et au Canada), car le lock-out régional restreint généralement les jeux publiés dans une région à cette région.

Qualité comparative

Les barres de couleur SMPTE, un exemple de motif de test
Les problèmes de réception peuvent dégrader une image NTSC en changeant la phase du signal de couleur (en fait une distorsion de phase différentielle), de sorte que l’équilibre des couleurs de l’image sera modifié à moins qu’une compensation ne soit faite dans le récepteur. L’électronique à tube à vide utilisée dans les télévisions au cours des années 1960 a conduit à divers problèmes techniques. Entre autres choses, la phase de salve de couleur dérive souvent lorsque les canaux ont été changés, ce qui explique pourquoi les téléviseurs NTSC ont été équipés d’un contrôle de teinte. Les téléviseurs PAL et SECAM n’en avaient pas besoin, et bien que l’on trouve encore sur les téléviseurs NTSC, la dérive des couleurs a cessé d’être un problème pour les circuits plus modernes dans les années 1970. Par rapport à PAL en particulier, la précision et la cohérence des couleurs NTSC sont parfois considérées comme inférieures, ce qui conduit les professionnels de la vidéo et les ingénieurs de télévision à se moquer de NTSC comme jamais la même couleur, jamais deux fois la même couleur, système PAL coûteux, il était nécessaire de payer pour le luxe supplémentaire. PAL a également été appelé Peace At Last, Perfection At Last ou Pictures Always Lovely dans la guerre des couleurs. Cependant, ceci s’applique principalement aux téléviseurs à tube sous vide, et les ensembles à semi-conducteurs de modèles ultérieurs utilisant des signaux de référence à intervalle vertical ont moins de différence de qualité entre NTSC et PAL. Cette commande de phase de couleur, de « teinte » ou de « teinte » permet à l’homme de l’art de calibrer facilement un moniteur avec des barres de couleur SMPTE, même avec un jeu qui a dérivé dans sa couleur, permettant d’afficher les couleurs appropriées. Les anciens téléviseurs PAL ne disposaient pas d’un contrôle «hue» accessible à l’utilisateur (il était réglé en usine), ce qui a contribué à sa réputation de couleurs reproductibles.

L’utilisation de la couleur codée NTSC dans les systèmes S-Vidéo élimine complètement les distorsions de phase. En conséquence, l’utilisation du codage couleur NTSC donne la plus haute qualité d’image de résolution (sur l’axe horizontal et le taux de trame) des trois systèmes de couleurs lorsqu’il est utilisé avec ce schéma.(La résolution NTSC sur l’axe vertical est inférieure aux normes européennes, 525 lignes contre 625.) Cependant, il utilise trop de bande passante pour la transmission par voie hertzienne. Les ordinateurs à la maison Atari 800 et Commodore 64 génèrent S-vidéo, mais seulement lorsqu’il est utilisé avec des moniteurs spécialement conçus comme aucun téléviseur à la fois pris en charge le chroma séparé et Luma sur les prises RCA standard. En 1987, une prise standard mini-DIN à 4 broches a été introduite pour l’entrée S-vidéo avec l’introduction des lecteurs S-VHS, qui étaient le premier appareil produit pour utiliser les prises à 4 broches. Cependant, S-VHS n’est jamais devenu très populaire. Les consoles de jeux vidéo des années 1990 ont également commencé à offrir des sorties S-vidéo.

La discordance entre les 30 trames par seconde du NTSC et les 24 images du film est surmontée par un processus qui capitalise sur le taux de trame du signal NTSC entrelacé, évitant ainsi l’accélération de la lecture du film pour les systèmes 576i à 25 images par seconde. augmenter légèrement en hauteur, parfois rectifié avec l’utilisation d’un pitch shifter) au prix de quelques saccades dans la vidéo. Voir Conversion de fréquence d’images ci-dessus.

Référence d’intervalle vertical
L’image vidéo NTSC standard contient certaines lignes (lignes 1-21 de chaque champ) qui ne sont pas visibles (ceci est connu sous le nom d’intervalle d’effacement vertical, ou VBI); tous sont au-delà du bord de l’image visible, mais seules les lignes 1 à 9 sont utilisées pour les impulsions de synchronisation verticale et d’égalisation. Les lignes restantes ont délibérément été supprimées dans la spécification NTSC d’origine pour laisser le temps au faisceau d’électrons dans les écrans CRT de revenir en haut de l’écran.

VIR (ou Vertical interval reference), largement adopté dans les années 1980, tente de corriger certains problèmes de couleur avec la vidéo NTSC en ajoutant à la ligne 19 des données de référence insérées en studio pour les niveaux de luminance et de chrominance. afin d’ajuster l’affichage à une correspondance plus proche de l’image originale du studio. Le signal VIR réel contient trois sections, la première ayant une luminance de 70% et la même chrominance que le signal de salve de couleur, et les deux autres ayant respectivement une luminance de 50% et 7,5%.

Un successeur moins utilisé de VIR, GCR, a également ajouté des capacités de suppression fantôme (multipathpath).

Les lignes d’intervalle de suppression verticales restantes sont généralement utilisées pour des données auxiliaires ou des données auxiliaires telles que des horodatages d’édition vidéo (codes temporels d’intervalle vertical ou timecodes SMPTE sur les lignes 12-14), des données de test sur les lignes 17-18, un code source réseau sur Les premières applications de télétexte utilisaient également les lignes d’intervalle de suppression verticale 14-18 et 20, mais le télétexte sur NTSC n’a jamais été largement adopté par les téléspectateurs.

De nombreuses stations transmettent des données TV Guide On Screen (TVGOS) pour un guide de programme électronique sur les lignes VBI. La station principale d’un marché diffusera 4 lignes de données et les stations de secours diffuseront 1 ligne. Dans la plupart des marchés, la station PBS est l’hôte principal.Les données TVGOS peuvent occuper n’importe quelle ligne de 10 à 25, mais dans la pratique, elles sont limitées à 11-18, 20 et à la ligne 22. La ligne 22 est seulement utilisée pour 2 émissions, DirecTV et CFPL-TV.

Les données TiVo sont également transmises sur certaines publicités et publicités de programmes afin que les clients puissent enregistrer automatiquement le programme annoncé, et sont également utilisés dans des programmes hebdomadaires payants d’une demi-heure sur Ion Television et Discovery Channel qui mettent en évidence les promotions et les annonceurs TiVo.