NTSC, названный в честь Национального комитета по телевизионной системе, является аналоговой телевизионной системой, которая используется в Северной Америке, и до тех пор, пока цифровое преобразование не использовалось в большинстве стран Америки (кроме Бразилии, Аргентины, Парагвая, Уругвая и Французской Гвианы); Мьянма; Южная Корея; Тайвань; Филиппины, Япония; и некоторые тихоокеанские островные государства и территории.
Первый стандарт NTSC был разработан в 1941 году и не предусматривал цвет. В 1953 году был принят второй стандарт NTSC, который позволил использовать широковещательное цветное телевидение, которое было совместимо с существующим запасом черно-белых приемников. NTSC была первой широко принятой системой цветного вещания и оставалась доминирующей до 2000-х годов, когда она начала заменяться различными цифровыми стандартами, такими как ATSC и другие.
Большинство стран, использующих стандарт NTSC, а также те, которые используют другие стандарты аналогового телевидения, переключились или перешли на более новые стандарты цифрового телевидения, существует по меньшей мере четыре разных стандарта, используемых во всем мире. Северная Америка, части Центральной Америки и Южная Корея принимают или приняли стандарты ATSC, в то время как другие страны (например, Япония) принимают или применяют другие стандарты вместо ATSC. Спустя почти 70 лет большинство трансляций NTSC в США прекратились 1 января 2010 года, а к 31 августа 2011 года в Канаде и большинстве других рынков NTSC. Большинство передач NTSC завершилось в Японии 24 июля 2011 года, когда японские префектуры Иватэ, Мияги и Фукусима заканчиваются в следующем году. После экспериментальной программы в 2013 году большинство полномасштабных аналоговых станций в Мексике покинули эфир в десять дат в 2015 году, а около 500 станций с малой мощностью и ретрансляторами оставались в аналоговом состоянии до конца 2016 года. Цифровое вещание обеспечивает более высокое разрешение но цифровое телевидение стандартной четкости продолжает использовать частоту кадров и количество линий разрешения, установленных аналоговым стандартом NTSC.
история
Комитет Национальной телевизионной системы был создан в 1940 году Федеральной комиссией США по связи (FCC) для разрешения конфликтов, которые были сделаны между компаниями в связи с внедрением общенациональной аналоговой телевизионной системы в Соединенных Штатах. В марте 1941 года комитет опубликовал технический стандарт для черно-белого телевидения, основанный на рекомендации 1936 года, сделанной Ассоциацией радиопроизводителей (RMA). Технические усовершенствования методики рудиментарной боковой полосы позволили увеличить разрешение изображения. NTSC выбрал 525 линий сканирования в качестве компромисса между стандартом линии 441-скана RCA и желанием Philco и DuMont увеличить количество линий сканирования до 605 и 800. Стандарт рекомендовал частоту кадров 30 кадров (изображений) в секунду, состоящую из из двух чересстрочных полей для каждого кадра на 262,5 строк в поле и 60 полей в секунду. Другими стандартами в окончательной рекомендации были соотношение сторон 4: 3 и частотная модуляция (FM) для звукового сигнала (что было совершенно новым в то время).
В январе 1950 года комитет был перестроен для стандартизации цветного телевидения. В октябре 1950 года FCC кратко одобрила стандарт цветного телевидения, который был разработан CBS. Система CBS несовместима с существующими черно-белыми приемниками. Он использует вращающееся колесо цвета, уменьшает количество строк сканирования с 525 до 405 и увеличивает скорость поля от 60 до 144, но имеет эффективную частоту кадров всего 24 кадра в секунду. Правовые действия конкурента RCA продолжали коммерческое использование системы в эфире до июня 1951 года, а регулярные трансляции продолжались всего несколько месяцев, прежде чем производство всех цветных телевизоров было запрещено Управлением по мобилизации обороны в октябре, якобы из-за войны в Корее , CBS отменила свою систему в марте 1953 года, а FCC заменила ее 17 декабря 1953 года стандартом цвета NTSC, который был совместно разработан несколькими компаниями, включая RCA и Philco.
В декабре 1953 года FCC единогласно одобрил то, что теперь называется стандартом цветного телевидения NTSC (позже обозначенным как RS-170a). Совместимый стандарт цвета сохраняет полную совместимость с существующими черно-белыми телевизорами. Информация о цвете была добавлена к черно-белому изображению, введя цветную поднесущую точно 315/88 МГц (обычно она описывается как 3,579545 МГц или 3,58 МГц). Точная частота была выбрана так, что компоненты горизонтальной линейной модуляции сигнала цветности точно падали между компонентами модуляции горизонтальной линейной скорости сигнала яркости, тем самым позволяя фильтровать сигнал цветности из сигнала яркости с незначительным ухудшением сигнал яркости. Из-за ограничений схем делителя частоты в то время, когда стандарт цвета был обнародован, частота цветной поднесущей была построена как составная частота, собранная из небольших целых чисел, в данном случае 5 × 7 × 9 / (8 × 11) МГц. Горизонтальная скорость линии снижалась примерно до 15 734 строк в секунду (3,579545 × 2/455 МГц = 9/572 МГц) с 15,750 линий в секунду, а частота кадров снижалась до 30 / 1,001 ≈ 29,970 кадров в секунду (горизонтальная линия скорость делится на 525 строк / кадров) от 30 кадров в секунду. Эти изменения составляют 0,1 процента и легко переносятся существующими телевизионными приемниками.
Первое публично объявленное сетевое телевизионное вещание программы, использующей систему «совместимого цвета» NTSC, было эпизодом «Kukla, Fran и Ollie» NBC от 30 августа 1953 года, хотя оно было доступно только в штаб-квартире сети. Первый общенациональный просмотр цвета NTSC состоялся после 1 января с трансляцией от берега до побережья турнира Parque Roses, который можно просмотреть на прототипах цветных приемников на специальных презентациях по всей стране. Первой цветной телевизионной камерой NTSC был RCA TK-40, используемый для экспериментальных передач в 1953 году; усовершенствованная версия, TK-40A, представленная в марте 1954 года, стала первой имеющейся в продаже цветной телевизионной камерой. Позднее в этом году улучшенная TK-41 стала стандартной камерой, используемой на протяжении большей части 1960-х годов.
Стандарт NTSC был принят другими странами, включая большинство стран Америки и Японии.
С появлением цифрового телевидения аналоговые широковещательные передачи постепенно прекращаются. Большинство американских телекомпаний NTSC требовали от FCC отключить свои аналоговые передатчики в 2009 году. Низковольтные станции, станции класса А и переводчики должны были закрыться к 2015 году.
Технические подробности
Линии и частота обновления
Цветовая кодировка NTSC используется с телевизионным сигналом System M, который состоит из 30/1.001 (приблизительно 29.97) чересстрочных кадров видео в секунду. Каждый кадр состоит из двух полей, каждый из которых состоит из 262,5 строк развертки, в общей сложности 525 строк развертки. 483 линии сканирования составляют видимый растровый. Остальная часть (интервал вертикального гашения) позволяет осуществлять вертикальную синхронизацию и обратное перемещение. Этот интервал гашения был первоначально разработан, чтобы просто заглушить CRT приемника, чтобы обеспечить простые аналоговые схемы и медленное вертикальное восстановление ранних телевизионных приемников. Однако некоторые из этих строк могут теперь содержать другие данные, такие как закрытые субтитры и временный код вертикального интервала (VITC). В полном растре (без учета половины строк из-за чересстрочной развертки) четные строки развертки (каждая другая строка, которая была бы даже если подсчитывается в видеосигнале, например {2, 4, 6, …, 524}), в первом поле, и нечетное число (каждая другая строка, которая была бы нечетной, если подсчитано в видеосигнале, например {1, 3, 5, …, 525}), рисуется во втором поле, чтобы получить без мерцания на частоте обновления поля 60/1.001 Гц (приблизительно 59,94 Гц). Для сравнения, системы 576i, такие как PAL-B / G и SECAM, используют 625 строк (576 видимых) и имеют более высокое вертикальное разрешение, но более низкое временное разрешение 25 кадров или 50 полей в секунду.
Частота обновления поля NTSC в черно-белой системе первоначально точно соответствовала номинальной частоте 60 Гц мощности переменного тока, используемой в Соединенных Штатах. Согласование частоты обновления поля с источником питания избегало интермодуляции (также называемой избиением), которая создает на экране полосы прокатки. Синхронизация частоты обновления с мощностью, кстати, помогла камерам кинескопа записывать ранние телевизионные трансляции в прямом эфире, так как было очень просто синхронизировать пленочную камеру для захвата одного кадра видео на каждом кадре фильма, используя частоту переменного тока, чтобы установить скорость синхронный моторный привод. Когда цвет был добавлен в систему, частота обновления была слегка сдвинута вниз на 0,1% до примерно 59,94 Гц, чтобы устранить стационарные шаблоны точек на разностной частоте между носителями звука и цвета, как объясняется ниже в «Цветовом кодировании». К тому времени, когда частота кадров изменилась, чтобы разместить цвет, было почти так же легко вызвать затвор камеры из самого видеосигнала.
Фактическая цифра 525 линий была выбрана из-за ограничений технологий, основанных на вакуумных трубках дня. В ранних телевизионных системах ведущий управляемый напряжением генератор работал в два раза по горизонтальной линейной частоте, и эта частота была разделена на количество используемых линий (в данном случае 525), чтобы дать частоту поля (в этом случае 60 Гц) , Затем эта частота сравнивалась с частотой линии электропередачи 60 Гц, и любое несоответствие корректировалось путем регулировки частоты ведущего генератора. Для чересстрочного сканирования требовалось нечетное количество строк на кадр, чтобы сделать вертикальное расстояние повторения равным для нечетного и четного полей, а это означало, что частота основного генератора должна быть разделена на нечетное число. В то время единственным практическим методом частотного деления было использование цепочки мультивибраторов вакуумной трубки, причем общее отношение деления было математическим произведением делительных отношений цепи. Так как все факторы нечетного числа также должны быть нечетными числами, то все делители в цепочке также должны делить на нечетные числа, и они должны были быть относительно небольшими из-за проблем теплового дрейфа с устройствами вакуумной трубки , Ближайшая практическая последовательность до 500, соответствующая этим критериям, была 3 × 5 × 5 × 7 = 525. (По той же причине 625-строчные PAL-B / G и SECAM используют 5 × 5 × 5 × 5, в старой британской 405-строчной системе используется 3 × 3 × 3 × 3 × 5, используемая французская 819-строчная система 3 × 3 × 7 × 13 и т.д.)
колориметрия
Оригинальная спецификация NTSC 1953 года, все еще составляющая Кодекс федеральных правил Соединенных Штатов, определила колориметрические значения системы следующим образом:
| Оригинальная колориметрия NTSC (1953) | CIE 1931 x | CIE 1931 y |
|---|---|---|
| первичный красный | 0,67 | 0,33 |
| первичный зеленый | 0,21 | 0,71 |
| первичный синий | 0,14 | 0,08 |
| белая точка (стандартный светильник CIE C) 6774 K | 0,310 | 0,316 |
Ранние цветные телевизионные приемники, такие как RCA CT-100, были верны этой спецификации (основанной на преобладающих стандартах кинофильмов), имеющей большую гамму, чем большинство современных мониторов. Их низкоэффективные люминофоры (особенно в красном) были слабыми и долговременными, оставляя след после перемещения объектов. Начиная с конца 1950-х годов люминофоры с изображением лампы пожертвовали бы насыщенностью для увеличения яркости; это отклонение от стандарта как на приемнике, так и на радиовещателе было источником значительных изменений цвета.
SMPTE C
Чтобы обеспечить более равномерное воспроизведение цвета, приемники начали включать схемы цветокоррекции, которые преобразовали полученный сигнал, закодированный для колориметрических значений, перечисленных выше, в сигналы, закодированные для люминофоров, фактически используемых в мониторе. Поскольку такая цветовая коррекция не может быть выполнена точно на переданных нелинейных гамма-коррекцированных сигналах, регулировка может быть только приблизительной, представляя как оттенки, так и ошибки яркости для сильно насыщенных цветов.
Аналогично на этапе вещания, в 1968-69 годах, Conrac Corp., работая с RCA, определила набор контролируемых люминофоров для использования в широковещательных цветных видеомониторах. Эта спецификация сохраняется сегодня как спецификация люминофора SMPTE «C»:
| Цветометрия SMPTE «C» | CIE 1931 x | CIE 1931 y |
|---|---|---|
| первичный красный | 0,630 | 0,340 |
| первичный зеленый | 0,310 | 0,595 |
| первичный синий | 0,155 | 0,070 |
| белая точка (CIE-источник света D65) | 0,3127 | 0,3290 |
Как и в случае домашних приемников, было рекомендовано, чтобы студийные мониторы включали аналогичные схемы коррекции цвета, чтобы вещатели передавали изображения, закодированные для исходных колориметрических значений 1953 года, в соответствии со стандартами FCC.
В 1987 году Комитет инженеров Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) по телевизионным технологиям, Рабочая группа по колориметрии Studio Monitor, принял люминофоры SMPTE C (Conrac) для общего использования в Рекомендуемой практике 145, что побудило многих производителей модифицировать свои конструкции камер для прямого кодирования колориметрии SMPTE «C» без цветовой коррекции, утвержденной в стандарте SMPTE 170M, «Композитный аналоговый видеосигнал — NTSC для приложений студий» (1994). Как следствие, стандарт цифрового телевидения ATSC утверждает, что для сигналов 480i следует использовать цветовую схему SMPTE «C», если в транспортный поток не включены колориметрические данные.
Японский NTSC никогда не менял первичные и белые точки на SMPTE «C», продолжая использовать праймеры 1953 NTSC и whitepoint. Системы PAL и SECAM использовали оригинальную колориметрию NTSC 1953 года до 1970 года; в отличие от NTSC, Европейский вещательный союз (EBU) отклонил цветокоррекцию в приемниках и студийных мониторах в этом году и вместо этого явно призвал все оборудование напрямую кодировать сигналы для колориметрических значений «EBU», что еще больше улучшает точность воспроизведения этих систем.
Цветовая кодировка
Для обратной совместимости с черно-белым телевизором NTSC использует систему кодирования яркости и цветности, изобретенную в 1938 году Жоржем Валенси. Три сигнала цветного изображения делятся на Luminance (производятся математически из трех отдельных цветовых сигналов (красный, зеленый и синий)), который заменяет исходный монохромный сигнал и Chrominance, который несет только информацию о цвете. Этот процесс применяется к каждому источнику цвета собственным Colorplexer, тем самым позволяя управлять совместимым источником цвета, как если бы он был обычным монохромным источником. Это позволяет черно-белым приемникам отображать цветные сигналы NTSC, просто игнорируя сигнал цветности. Некоторые черно-белые телевизоры, проданные в США после введения цветного вещания в 1953 году, были предназначены для фильтрации цветности, но ранние комплекты B & W не делали этого, а цветность можно было рассматривать как «точечный рисунок» в высокоцветных областях картины.
В NTSC цветность кодируется с использованием двух цветовых сигналов, известных как I (синфазный) и Q (в квадратуре) в процессе, называемом QAM. Два сигнала каждой амплитуды модулируют несущие 3,58 МГц, которые на 90 градусов находятся не в фазе друг с другом, и результат добавляется вместе, но с подавлением самих носителей. Результат можно рассматривать как единый синусоидальной волны с различной фазой по отношению к опорной несущей и с различной амплитудой. Эта переменная фаза представляет собой мгновенный цветовой оттенок, захваченный телевизионной камерой, и амплитуда представляет собой мгновенную насыщенность цвета. Эта поднесущая 3,58 МГц затем добавляется к яркости для формирования «композитного цветового сигнала», который модулирует несущую видеосигнала так же, как и в монохромной передаче.
Чтобы цветной телевизор восстанавливал информацию о цвете от цветной поднесущей, он должен иметь нулевую фазовую ссылку для замены ранее подавленной несущей. Сигнал NTSC включает в себя короткий образец этого опорного сигнала, известного как ColorBurst, расположенный на «заднее крыльцо» каждого горизонтального импульса синхронизации. Цветовая вспышка состоит из минимум восьми циклов немодулированной (фиксированной фазы и амплитуды) цветной поднесущей. Телевизионный приемник имеет «локальный осциллятор», который синхронизируется с этими цветными всплесками. Объединение этой фазы опорного сигнала, полученный от сигнала цветовой синхронизации с амплитудой сигнала цветности и фазой обеспечивает восстановление сигналов «I» и «Q», который в сочетании с информацией о Luminance позволяет реконструкцию цветного изображения на экране. Говорят, что цветной телевизор действительно цветной телевизор из-за полного разделения яркости изображения на части цвета. В телевизорах с ЭЛТ сигнал NTSC превращается в три цветовых сигнала, называемых красным, зеленым и синим, каждый из которых управляет этой цветной электронной пушкой. Телевизоры с цифровой схемой используют методы выборки для обработки сигналов, но конечный результат тот же. Для аналоговых и цифровых наборов, обрабатывающих аналоговый сигнал NTSC, исходные три цветовых сигнала (красный, зеленый и синий) передаются с использованием трех дискретных сигналов (Luminance, I и Q), а затем восстанавливаются как три отдельных цвета и объединены в виде цветного изображения ,
Когда передатчик передает сигнал NTSC, он амплитудно-модулирует радиочастотный носитель с только что описанным сигналом NTSC, а он модулирует частоту несущей на 4,5 МГц выше с помощью аудиосигнала. Если нелинейное искажение происходит с широковещательным сигналом, носитель цвета 3,579545 МГц может бить звуковой несущей для создания точечного рисунка на экране. Чтобы сделать результирующий рисунок менее заметным, дизайнеры отрегулировали исходную скорость сканирования 15,750 Гц в 1,001 (0,1%) в соответствии с частотой несущей звука, деленной на коэффициент 286, в результате чего скорость поля составляла приблизительно 59,94 Гц. Эта регулировка гарантирует, что суммы и различия звуковой несущей и цветной поднесущей и их кратных (т. Е. Продуктов интермодуляции двух несущих) не являются точными кратными частоте кадров, что является необходимым условием сохранения неподвижных точек на экране, что делает их наиболее заметными.
Ставка 59,94 рассчитывается из следующих расчетов. Дизайнеры решили сделать частоту поднесущей цветности n + 0,5 кратной линейной частоты, чтобы минимизировать интерференцию между сигналом яркости и сигналом цветности. (Еще один способ, который часто указывается, заключается в том, что частота цветной поднесущей является нечетным кратным половины линейной частоты.) Затем они решили сделать частоту поднесущей звука целым числом, кратным линейной частоте, чтобы минимизировать видимые (интермодуляционные) помехи между звуком сигнала и сигнала цветности. Оригинальный черно-белый стандарт с линейной частотой 15,750 Гц и звуковой поднесущей 4,5 МГц не отвечает этим требованиям, поэтому дизайнеры должны были либо повысить частоту поднесущей звука, либо снизить частоту линии. Повышение частоты звуковой поднесущей помешало бы существующим (черно-белые) приемникам правильно настроить аудиосигнал. Понижение частоты линии является сравнительно безобидным, поскольку информация о горизонтальной и вертикальной синхронизации в сигнале NTSC позволяет приемнику допускать существенное изменение частоты линии. Поэтому инженеры выбрали линейную частоту, которая будет изменена для цветового стандарта. В черно-белом стандарте отношение частоты звуковой поднесущей к линейной частоте составляет 4,5 МГц / 15,750 Гц = 285,71. В стандарте цвета это округляется до целого числа 286, что означает, что линейная скорость цветного стандарта составляет 4,5 МГц / 266 ≈ 15 734 Гц. Поддерживая одинаковое количество строк сканирования в поле (и в кадре), нижняя скорость линии должна давать более низкую скорость поля. Разделение 4500000/286 строк в секунду на 262,5 строк на поле дает приблизительно 59,94 полей в секунду.
Метод модуляции передачи
Передаваемый телевизионный канал NTSC занимает общую полосу пропускания 6 МГц. Фактический видеосигнал, который является амплитудно-модулированным, передается между 500 кГц и 5,45 МГц выше нижней границы канала. Видеокабель на 1,25 МГц выше нижней границы канала. Как и большинство сигналов АМ, носитель видеосигнала генерирует две боковые полосы, одну над несущей и одну ниже. Боковые полосы имеют ширину 4,2 МГц. Вся верхняя боковая полоса передается, но передается только 1,25 МГц нижней боковой полосы, известной как рудиментарная боковая полоса. Цветовая поднесущая, как отмечалось выше, на 3,579545 МГц выше несущей видеосигнала и модуляция с квадратурной амплитудой с подавленной несущей. Звуковой сигнал модулируется по частоте, например, аудиосигналы, передаваемые FM-радиостанциями в диапазоне 88-108 МГц, но с максимальным отклонением частоты 25 кГц, в отличие от 75 кГц, как это используется в диапазоне FM, что делает аналоговое телевидение звуковые сигналы звучат более тихо, чем FM-радиосигналы, принятые на широкополосном приемнике. Основной носитель звука на 4,5 МГц выше видео-несущей, что делает его на 250 кГц ниже верхней части канала. Иногда канал может содержать сигнал MTS, который предлагает более одного звукового сигнала, добавляя одну или две поднесущие в звуковой сигнал, каждый из которых синхронизирован с кратным линейной частоте. Обычно это происходит, когда используются стерео аудио и / или сигналы второй звуковой программы. Те же расширения используются в ATSC, где цифровая несущая ATSC передается на 0,31 МГц выше нижней границы канала.
«Настройка» — это смещение напряжения 54 мВ (7.5 IRE) между уровнями «черный» и «гашение». Он уникален для NTSC. CVBS означает Color, Video, Blanking и Sync.
Преобразование частоты кадров
Существует большая разница в частоте кадров между пленкой, которая работает со скоростью 24,0 кадров в секунду, и стандартом NTSC, который работает со скоростью 29,97 (10 МГц × 63/88/455/525) кадров в секунду. В регионах, которые используют стандарты телевидения и видео 25-fps, эту разницу можно преодолеть путем ускорения.
Для стандартов 30-fps используется процесс с названием «3: 2». Один кадр фильма передается для трех видеополей (длинные 1½ видеокадры), а следующий кадр передается для двух видеополей (длительный 1 видеокадр). Таким образом, два пленочных кадра передаются в пяти видеополях, в среднем на 2½ видеополя на кадр пленки. Средняя частота кадров составляет, таким образом, 60 ÷ 2,5 = 24 кадра в секунду, поэтому средняя скорость пленки номинально точно соответствует ей. (На самом деле, в течение часа реального времени отображаются 215,827,2 видеополя, представляющие 86,330,88 кадров пленки, а за час истинной проекции в 24 кадрах в секунду показано ровно 86 400 кадров: таким образом, 29,97-fps NTSC передача 24-fps-пленки выполняется на 99,92% от нормальной скорости пленки.) Настраивание при воспроизведении может отображать видеокадр с полями из двух разных кадров фильма, поэтому любая разница между кадрами будет отображаться как быстрая обратная связь, четвертое мерцание. Также может наблюдаться заметное дрожание / «заикание» во время медленных кастрюлей камеры (дрожание телесина).
Чтобы избежать раскрытия 3: 2, снятие пленки специально для телевизора NTSC часто занимает 30 кадров / с.
Чтобы показать 25-fps-материал (например, европейские телевизионные сериалы и некоторые европейские фильмы) на оборудовании NTSC, каждый пятый кадр дублируется, а затем результирующий поток чередуется.
Фильм, снятый для телевидения NTSC со скоростью 24 кадра в секунду, традиционно ускорялся на 1/24 (до 104,17% от нормальной скорости) для передачи в регионах, которые используют телевизионные стандарты 25 кадров в секунду. Это увеличение скорости изображения традиционно сопровождалось аналогичным увеличением высоты тона и темпа звука. Совсем недавно, фрейм-смешивание использовалось для преобразования 24 видео FPS в 25 FPS без изменения его скорости.
Фильм, снятый для телевидения в регионах, использующих телевизионные стандарты 25-fps, можно обрабатывать одним из двух способов:
Фильм можно снимать со скоростью 24 кадра в секунду. В этом случае при передаче в его родной области пленка может быть ускорена до 25 кадров в секунду в соответствии с описанной выше аналоговой методикой или сохранена на скорости 24 кадра в секунду с помощью цифровой техники, описанной выше. Когда одна и та же пленка передается в регионах, где используется номинальный 30-канальный телевизионный стандарт, заметного изменения скорости, темпа и высоты тона нет.
Фильм можно снимать со скоростью 25 кадров в секунду. В этом случае при передаче в его родной области пленка отображается с нормальной скоростью без изменения сопутствующего саундтрека. Когда одна и та же пленка отображается в регионах с использованием стандартного телевизионного стандарта 30 кадр / с, каждый пятый кадр дублируется, и по-прежнему нет заметных изменений скорости, темпа и высоты тона.
Поскольку обе скорости пленки были использованы в регионах с 25 кадрами в секунду, зрители могут столкнуться с путаницей относительно истинной скорости видео и аудио, а также звуком и звуковыми эффектами и музыкальными выступлениями в телевизионных фильмах из этих регионов. Например, они могут задаться вопросом, была ли снята серия телевизионных фильмов Шерлока Холмса Джереми Бретта в 1980-х и начале 1990-х годов с частотой 24 кадра в секунду, а затем была передана с искусственной скоростью в 25-кадровых зонах или была снята 25 кадров в секунду, а затем замедлилось до 24 кадров в секунду для выставки NTSC.
Эти расхождения существуют не только в телевизионных передачах по воздуху и через кабель, но также и на рынке домашних видео, как на ленте, так и на диске, включая лазерный диск и DVD.
В цифровом телевидении и видео, которые заменяют их аналоговые предшественники, единые стандарты, которые могут вместить более широкий диапазон кадров, все еще показывают пределы аналоговых региональных стандартов. Например, стандарт ATSC допускает частоту кадров 23,976, 24, 29,97, 30, 59,94 и 60 кадров в секунду, но не 25 и 50.
Модуляция для аналоговой спутниковой передачи
Поскольку мощность спутника сильно ограничена, аналоговая передача видео через спутники отличается от наземной телевизионной передачи. AM является методом линейной модуляции, поэтому для данного демодулированного отношения сигнал / шум (SNR) требуется одинаково высокое принимаемое RF SNR. SNR видео с качеством студии составляет более 50 дБ, поэтому для AM потребуются непомерно высокие мощности и / или большие антенны.
Широкополосный FM используется вместо этого для обмена радиочастотной полосой пропускания для снижения мощности. Увеличение полосы пропускания канала от 6 до 36 МГц позволяет проводить SNR только 10 дБ или меньше. Более широкая полоса шума уменьшает эту экономию энергии на 40 дБ на 36 МГц / 6 МГц = 8 дБ для существенного чистого снижения на 32 дБ.
Звук находится на поднесущей FM, как в наземной передаче, но частоты выше 4,5 МГц используются для уменьшения слуховых / визуальных помех. 6.8, 5.8 и 6.2 МГц. Стерео может быть мультиплексированным, дискретным или матричным, а несвязанные звуковые и информационные сигналы могут быть размещены на дополнительных поднесущих.
Треугольная волновая дисперсия энергии 60 Гц добавляется к составному сигналу основной полосы (видео плюс аудио и поднесущие данных) перед модуляцией. Это ограничивает спектральную плотность мощности спутника спутника в случае потери видеосигнала. В противном случае спутник мог бы передавать всю свою мощность на одной частоте, мешая наземным СВЧ-каналам в том же частотном диапазоне.
В режиме половинного транспондера отклонение частоты составного сигнала основной полосы частот уменьшается до 18 МГц, чтобы разрешить другой сигнал в другой половине ретранслятора 36 МГц. Это несколько уменьшает преимущество FM, и восстановленные SNR дополнительно уменьшаются, потому что объединенная мощность сигнала должна быть «отброшена», чтобы избежать искажений интермодуляции в спутниковом транспондере. Один FM-сигнал является постоянной амплитудой, поэтому он может насыщать транспондер без искажений.
Порядок полей
NTSC «кадр» состоит из «четного» поля, за которым следует «нечетное» поле. Что касается приема аналогового сигнала, это просто вопрос конвенции, и это не имеет никакого значения. Это похоже на прерывистые линии, проходящие по середине дороги, неважно, является ли это парной / пространственной парой или парой пространства / линии; эффект для водителя точно такой же.
Внедрение форматов цифрового телевидения несколько изменило ситуацию. Большинство форматов цифрового ТВ хранят и передают поля парами в виде единого цифрового фрейма. Цифровые форматы, соответствующие скорости поля NTSC, включая популярный формат DVD, записывают видео с четным полем сначала в цифровом кадре, а форматы, которые соответствуют скорости поля линейной системы 625, часто записывают видео с нечетным кадром. Это означает, что при воспроизведении многих цифровых форматов, отличных от NTSC, необходимо изменить порядок полей, иначе неприемлемый сотрясающий «гребенчатый» эффект возникает при перемещении объектов, поскольку они отображаются впереди в одном поле, а затем отскакивают назад в следующем.
Это также стало опасностью, когда прогрессивное видео без NTSC транскодируется для чересстрочной развертки и наоборот. Системы, которые восстанавливают прогрессивные кадры или транскодированные видео, должны обеспечивать соблюдение «заказа поля», иначе восстановленный кадр будет состоять из поля из одного кадра и поля из соседнего кадра, что приведет к «гребенке» переплетения артефактов. Это часто можно наблюдать в утилитах воспроизведения видео на ПК, если сделан неправильный выбор алгоритма деинтерлейсинга.
В течение десятилетий мощных передач NTSC в США переключение между представлениями двух камер осуществлялось в соответствии с двумя стандартами, причем выбор между ними осуществлялся по географии «Восток против Запада». В одной области переключатель был сделан между нечетным полем, которое закончило один кадр и четное поле, которое начало следующий кадр; в другом, переключатель был сделан после четного поля и перед нечетным полем. Так, например, домашняя запись VHS, сделанная из новостей местного телевидения на Востоке, когда она была приостановлена, только показывала бы представление с одной камеры (если только не было распущено или другое многокамерное выстреливание), тогда как VHS-воспроизведение ситуации комедии записанные на пленку и отредактированные в Лос-Анджелесе, а затем переданные по всей стране, могут быть приостановлены в момент переключения между камерами с половиной линий, изображающих исходящий снимок, а другая половина изображает входящий снимок.