Varianti dello standard NTSC

NTSC, che prende il nome dal National Television System Committee, è il sistema televisivo analogico utilizzato in Nord America e fino alla conversione digitale nella maggior parte delle Americhe (eccetto Brasile, Argentina, Paraguay, Uruguay e Guiana francese); Myanmar; Corea del Sud; Taiwan; Filippine, Giappone; e alcune nazioni e territori delle isole del Pacifico (vedi mappa).

Il primo standard NTSC fu sviluppato nel 1941 e non prevedeva il colore. Nel 1953 fu adottato un secondo standard NTSC, che consentiva la trasmissione televisiva a colori compatibile con lo stock esistente di ricevitori in bianco e nero. NTSC è stato il primo sistema di trasmissione a colori ampiamente adottato ed è rimasto dominante fino agli anni 2000, quando ha iniziato a essere sostituito da diversi standard digitali come ATSC e altri.

La maggior parte dei paesi che utilizzano lo standard NTSC, così come quelli che utilizzano altri standard televisivi analogici, sono passati a, o sono in procinto di passare a nuovi standard di televisione digitale, ci sono almeno quattro diversi standard in uso in tutto il mondo. Il Nord America, alcune parti dell’America centrale e la Corea del Sud stanno adottando o hanno adottato gli standard ATSC, mentre altri paesi (come il Giappone) stanno adottando o hanno adottato altri standard invece di ATSC. Dopo quasi 70 anni, la maggior parte delle trasmissioni NTSC over-the-air negli Stati Uniti sono cessate il 1 ° gennaio 2010 e entro il 31 agosto 2011 in Canada e nella maggior parte dei mercati NTSC. La maggior parte delle trasmissioni NTSC è terminata in Giappone il 24 luglio 2011, con le prefetture giapponesi di Iwate, Miyagi e Fukushima che terminavano l’anno successivo. Dopo un programma pilota nel 2013, la maggior parte delle stazioni analogiche a piena potenza in Messico ha lasciato il via in dieci date nel 2015, con circa 500 stazioni a bassa potenza e ripetitori che hanno potuto rimanere in analogico fino alla fine del 2016. Le trasmissioni digitali consentono una maggiore risoluzione televisione, ma la televisione a definizione standard digitale continua a utilizzare il frame rate e il numero di linee di risoluzione stabilite dallo standard NTSC analogico.

varianti
NTSC-M
A differenza di PAL, con i suoi numerosi e svariati sistemi di trasmissione televisivi in ​​uso in tutto il mondo, la codifica a colori NTSC è quasi invariabilmente utilizzata con il sistema di trasmissione M, fornendo NTSC-M.

NTSC-N / NTSC50
NTSC-N / NTSC50 è un sistema non ufficiale che combina video a 625 linee con colore NTSC a 3,58 MHz. Il software PAL in esecuzione su un NTSC Atari ST visualizza questo sistema in quanto non può visualizzare il colore PAL. Televisori e monitor con manopola V-Hold possono visualizzare questo sistema dopo aver regolato la presa verticale.

NTSC-J
Solo la variante giapponese “NTSC-J” è leggermente diversa: in Giappone, il livello del nero e il livello di soppressione del segnale sono identici (a 0 IRE), come in PAL, mentre in NTSC americano, il livello del nero è leggermente più alto (7.5 IRE ) rispetto al livello di soppressione. Poiché la differenza è piuttosto piccola, è sufficiente una leggera rotazione della manopola di luminosità per visualizzare correttamente la variante “altro” di NTSC su qualsiasi set come dovrebbe essere; la maggior parte degli osservatori potrebbe anche non notare la differenza in primo luogo. La codifica del canale su NTSC-J differisce leggermente da NTSC-M. In particolare, la banda VHF giapponese viene eseguita dai canali 1-12 (situati sulle frequenze direttamente sopra la banda radio FM giapponese da 76-90 MHz) mentre la banda VHF TV nordamericana utilizza i canali 2-13 (54-72 MHz, 76-88 MHz e 174-216 MHz) con 88-108 MHz assegnati alla trasmissione radio FM. I canali TV UHF giapponesi sono quindi numerati da 13 in su e non da 14 in su, ma per il resto utilizzano le stesse frequenze di trasmissione UHF di quelle del Nord America.

PAL-M (Brasile)
Il sistema PAL-M brasiliano, introdotto nel 1972, utilizza la stessa linea / campo di NTSC (525/60) e quasi la stessa larghezza di banda e frequenza di scansione (15.750 vs 15.734 kHz). Prima dell’introduzione del colore, il Brasile trasmise in bianco e nero standard NTSC. Di conseguenza, i segnali PAL-M sono quasi identici ai segnali NTSC nordamericani, fatta eccezione per la codifica della subcarrier a colori (3.575611 MHz per PAL-M e 3.579545 MHz per NTSC). Come conseguenza di queste specifiche ravvicinate, PAL-M verrà visualizzato in bianco e nero con audio su set NTSC e viceversa.

Le specifiche PAL-M (PAL = Phase Alternating Line) sono:
Banda di trasmissione UHF / VHF,
Frame rate 30
Linee / campi 525/60
Freq orizzontale 15,750 kHz
Freq verticale 60 Hz
Sotto-portante a colori 3.575611 MHz
Larghezza di banda video 4,2 MHz
Frequenza portante del suono 4,5 MHz
Larghezza di banda del canale 6 MHz

Le specifiche NTSC (National Television System Committee) sono:
Banda di trasmissione UHF / VHF
Linee / campi 525/60
Frequenza orizzontale 15.734 kHz
Frequenza verticale 59,939 Hz
Frequenza sottoportante colore 3.579545 MHz
Larghezza di banda video 4,2 MHz
Frequenza portante del suono 4,5 MHz

PAL-N
Questo è usato in Argentina, Paraguay e Uruguay. Questo è molto simile a PAL-M (usato in Brasile).

Le somiglianze di NTSC-M e NTSC-N possono essere viste sulla tabella dello schema di identificazione ITU, che è riprodotta qui:

Come viene mostrato, a parte il numero di linee e fotogrammi al secondo, i sistemi sono identici.NTSC-N / PAL-N sono compatibili con sorgenti come console di gioco, videoregistratori VHS / Betamax e lettori DVD. Tuttavia, non sono compatibili con le trasmissioni in banda base (che vengono ricevute su un’antenna), sebbene alcuni set più recenti abbiano il supporto NTSC 3.58 in banda base (NTSC 3.58 è la frequenza per la modulazione del colore in NTSC: 3,58 MHz).

NTSC 4.43
In ciò che può essere considerato un opposto di PAL-60, NTSC 4.43 è un sistema di pseudo colore che trasmette la codifica NTSC (525 / 29.97) con una sottoportante a colori di 4.43 MHz anziché di 3.58 MHz. L’output risultante è visibile solo dai televisori che supportano lo pseudo-sistema risultante (in genere TV multi-standard). L’utilizzo di un TV NTSC nativo per decodificare il segnale non produce alcun colore, mentre l’uso di un TV PAL per decodificare il sistema produce colori irregolari (si nota che mancano di rosso e sfarfallio in modo casuale). Il formato è stato utilizzato dalla TV USAF con sede in Germania durante la Guerra Fredda. È stato anche trovato come output opzionale su alcuni lettori LaserDisc e alcune console di gioco vendute nei mercati in cui viene utilizzato il sistema PAL.

Il sistema NTSC 4.43, sebbene non sia un formato di trasmissione, appare più spesso come una funzione di riproduzione di videoregistratori in formato PAL cassette, a partire dal formato U-Matic Sony 3/4 “e successivo su macchine in formato Betamax e VHS. la pretesa di fornire il maggior numero di software per cassette (film e serie televisive) per videoregistratori per gli spettatori del mondo e poiché non tutte le versioni di cassette sono state rese disponibili nei formati PAL, un mezzo per riprodurre cassette in formato NTSC era altamente desiderato.

I monitor video multi-standard erano già in uso in Europa per accogliere le sorgenti di trasmissione nei formati video PAL, SECAM e NTSC. L’eterodina color-under process di U-Matic, Betamax & amp;VHS si prestava a modifiche minori dei lettori di videoregistratori per adattarsi alle cassette in formato NTSC. Il formato colore sotto del VHS utilizza una sottoportante 629 kHz mentre U-Matic & amp; Betamax utilizza una sottoportante a 688 kHz per trasportare un segnale di crominanza modulato in ampiezza per entrambi i formati NTSC e PAL. Poiché il videoregistratore era pronto per riprodurre la porzione di colore della registrazione NTSC utilizzando la modalità PAL, le velocità dello scanner PAL e del cabestano dovevano essere regolate dalla velocità di campo di 50 Hz di PAL alla velocità di campo di 59.94 Hz di NTSC e velocità del nastro lineare più veloce.

Le modifiche al videoregistratore PAL sono minori grazie ai formati di registrazione VCR esistenti.L’uscita del videoregistratore quando si riproduce una cassetta NTSC in modalità NTSC 4.43 è di 525 linee / 29,97 fotogrammi al secondo con colore eterodinato compatibile PAL. Il ricevitore multi-standard è già impostato per supportare NTSC H & amp; Frequenze V; deve solo farlo durante la ricezione del colore PAL.

L’esistenza di questi ricevitori multi-standard era probabilmente parte del drive per la codifica regionale dei DVD. Poiché i segnali di colore sono componenti su disco per tutti i formati di visualizzazione, non sono necessari quasi cambiamenti per i lettori DVD PAL per riprodurre dischi NTSC (525 / 29.97) purché il display sia compatibile con la frequenza dei fotogrammi.

OSKM
Nel gennaio 1960 (7 anni prima dell’adozione della versione SECAM modificata) lo studio TV sperimentale di Mosca iniziò a trasmettere utilizzando il sistema OSKM. Abbreviazione OSKM significa “Sistema simultaneo con modulazione in quadratura” (Russo Одновременная Система с Квадратурной Модуляцией). Ha usato lo schema di codifica dei colori che è stato successivamente utilizzato in PAL (U e V invece di I e Q), perché era basato sullo standard monocromatico D / K, 625/50.

La frequenza della sottoportante di colore era 4,4296875 MHz e la larghezza di banda dei segnali U e V era vicina a 1,5 MHz. Solo circa 4000 televisori di 4 modelli (Raduga, Temp-22, Izumrud-201 e Izumrud-203) sono stati prodotti per studiare la reale qualità della ricezione TV. Queste TV non erano commercialmente disponibili, nonostante fossero incluse nel catalogo merci per la rete commerciale dell’URSS.

La trasmissione con questo sistema è durata circa 3 anni ed è cessata ben prima che le trasmissioni SECAM iniziassero nell’URSS. Nessuno degli attuali ricevitori TV multi-standard può supportare questo sistema TV.

NTSC-pellicola
Il contenuto di film comunemente girato a 24 frame / s può essere convertito a 30 frame / s attraverso il processo di telecine per duplicare i frame in base alle esigenze.

Matematicamente per NTSC questo è relativamente semplice in quanto è necessario solo duplicare ogni quarto fotogramma. Sono utilizzate varie tecniche. NTSC con un frame rate effettivo di 24/1.001 (circa 23.976) frame / s è spesso definito come film NTSC. Un processo noto come pullup, noto anche come pulldown, genera i frame duplicati durante la riproduzione. Questo metodo è comune per il video digitale H.262 / MPEG-2 Part 2 in modo che il contenuto originale sia conservato e riprodotto su apparecchiature che possono visualizzarlo o possono essere convertiti per apparecchiature che non possono.

Regione dei videogiochi Canada / USA
A volte NTSC-US o NTSC-U / C viene utilizzato per descrivere la regione di videogiochi del Nord America (l’U / C si riferisce a USA + Canada), in quanto il blocco locale di solito limita i giochi rilasciati all’interno di una regione in quella regione.

Qualità comparativa

Le barre dei colori SMPTE, un esempio di un modello di prova
I problemi di ricezione possono degradare un’immagine NTSC cambiando la fase del segnale colore (in realtà la distorsione di fase differenziale), in modo che il bilanciamento del colore dell’immagine venga modificato a meno che non venga effettuata una compensazione nel ricevitore. L’elettronica del tubo a vuoto utilizzata nei televisori negli anni ’60 ha portato a vari problemi tecnici. Tra le altre cose, la fase di scoppio del colore si spostava spesso quando i canali venivano cambiati, motivo per cui i televisori NTSC erano dotati di un controllo tinta. I televisori PAL e SECAM non ne avevano bisogno, e sebbene sia ancora presente sui televisori NTSC, la deriva dei colori in genere cessò di essere un problema per i circuiti più moderni negli anni ’70. In paragone a PAL in particolare, l’accuratezza e la coerenza dei colori NTSC è a volte considerata inferiore, e porta i professionisti del video e gli ingegneri televisivi a riferirsi scherzosamente a NTSC come Mai lo stesso colore, mai due volte dello stesso colore o No True Skin Colors, mentre per i più costoso sistema PAL è stato necessario pagare per lusso aggiuntivo. PAL è stato anche definito Peace At Last, Perfection Last o Pictures Always Lovely nella guerra dei colori. Ciò si applica principalmente ai televisori a valvole sottovuoto, tuttavia, e i set di stato solido del modello successivo utilizzando i segnali di riferimento dell’intervallo verticale hanno una differenza di qualità minore tra NTSC e PAL. Questa fase di colore, controllo “tinta” o “tonalità” consente a chiunque sia esperto nel settore di calibrare facilmente un monitor con barre colorate SMPTE, anche con un set che si è spostato nella sua rappresentazione del colore, consentendo la visualizzazione dei colori corretti. I vecchi televisori PAL non erano dotati di un controllo “hue” accessibile all’utente (era impostato in fabbrica), il che ha contribuito alla sua reputazione per i colori riproducibili.

L’uso del colore codificato NTSC nei sistemi S-Video elimina completamente le distorsioni di fase. Di conseguenza, l’uso della codifica a colori NTSC offre la più alta qualità dell’immagine a risoluzione (sull’asse orizzontale e sulla frequenza fotogrammi) dei tre sistemi di colore quando viene utilizzato con questo schema. (La risoluzione NTSC sull’asse verticale è inferiore rispetto agli standard europei, 525 linee contro 625.) Tuttavia, utilizza troppa larghezza di banda per la trasmissione over-the-air. I computer di casa Atari 800 e Commodore 64 generano S-video, ma solo se utilizzati con monitor appositamente progettati poiché nessun televisore al momento supportava il croma e il luma separati sui jack RCA standard. Nel 1987, per l’ingresso S-video è stata introdotta una presa mini-DIN a 4 pin standardizzata con l’introduzione dei lettori S-VHS, che sono stati il ​​primo dispositivo prodotto per utilizzare i connettori a 4 pin. Tuttavia, S-VHS non è mai diventato molto popolare. Le console per videogiochi negli anni ’90 hanno iniziato a offrire anche l’uscita S-video.

La discrepanza tra i 30 frame al secondo e i 24 frame di NTSC viene superata da un processo che capitalizza la velocità di campo del segnale NTSC interlacciato, evitando così l’accelerazione della riproduzione del film utilizzato per i sistemi 576i a 25 frame al secondo (che causa l’audio di accompagnamento aumentare leggermente di tono, a volte rettificato con l’uso di un pitch shifter) al prezzo di qualche scatto nel video. Vedi Conversione frequenza fotogrammi sopra.

Riferimento dell’intervallo verticale
L’immagine video NTSC standard contiene alcune linee (linee 1-21 di ciascun campo) che non sono visibili (questo è noto come intervallo di oscuramento verticale o VBI); tutti sono oltre il limite dell’immagine visibile, ma solo le linee 1-9 vengono utilizzate per la sincronizzazione verticale e gli impulsi di equalizzazione. Le righe rimanenti sono state volutamente oscurate nella specifica NTSC originale per fornire tempo per il raggio di elettroni in schermi basati su CRT per tornare all’inizio del display.

Il VIR (o riferimento dell’intervallo verticale), ampiamente adottato negli anni ’80, tenta di correggere alcuni dei problemi di colore con il video NTSC aggiungendo i dati di riferimento inseriti nello studio per i livelli di luminanza e crominanza sulla riga 19. I televisori adeguatamente equipaggiati potrebbero quindi utilizzare questi dati per adattare il display ad una corrispondenza più ravvicinata dell’immagine originale dello studio. Il segnale VIR effettivo contiene tre sezioni, la prima con il 70% di luminanza e la stessa crominanza del segnale di burst del colore, e le altre due con il 50% e il 7,5% di luminanza, rispettivamente.

Un successore meno utilizzato di VIR, GCR, ha anche aggiunto funzionalità di rimozione di ghost (interferenza multipath).

Le restanti righe dell’intervallo di soppressione verticale vengono in genere utilizzate per dati di datacasting o ausiliari come timestamp di editing video (timecode di intervallo verticale o timecode SMPTE sulle righe 12-14), dati di test sulle righe 17-18, un codice sorgente di rete sulla riga 20 e chiuso sottotitoli, XDS e dati V-chip sulla linea 21. Le prime applicazioni di teletext usavano anche le linee di intervallo di soppressione verticale 14-18 e 20, ma il teletext su NTSC non era mai stato ampiamente adottato dagli spettatori.

Molte stazioni trasmettono i dati TV Guide On Screen (TVGOS) per una guida elettronica ai programmi sulle linee VBI. La stazione principale di un mercato trasmetterà 4 linee di dati e le stazioni di backup trasmetteranno 1 linea. Nella maggior parte dei mercati la stazione PBS è l’host principale. I dati TVGOS possono occupare qualsiasi linea da 10-25, ma in pratica sono limitati agli 11-18, 20 e alla riga 22. La linea 22 viene utilizzata solo per 2 trasmissioni, DirecTV e CFPL-TV.

I dati di TiVo vengono anche trasmessi su alcuni spot pubblicitari e programmi pubblicitari in modo che i clienti possano autoregistrare il programma pubblicizzato, ed è anche utilizzato nei programmi settimanali di mezz’ora su Ion Television e Discovery Channel che evidenziano le promozioni e gli inserzionisti di TiVo.