NTSC标准的变体

以美国国家电视系统委员会命名的NTSC是在北美使用的模拟电视系统,直到美洲大部分地区(巴西,阿根廷,巴拉圭,乌拉圭和法属圭亚那除外)使用数字转换之前; 缅甸; 韩国; 台湾; 菲律宾,日本; 和一些太平洋岛国和领土(见地图)。

第一个NTSC标准是在1941年开发的,并没有提供颜色。 1953年采用了第二种NTSC标准,允许彩色电视广播与现有的黑白接收机兼容。 NTSC是第一个被广泛采用的广播色彩系统,直到2000年才开始被不同的数字标准如ATSC和其他标准取代,并一直保持主导地位。

大多数使用NTSC标准的国家以及使用其他模拟电视标准的国家已经切换到或正在切换到更新的数字电视标准,至少有四种不同的标准在世界各地使用。 北美,中美洲和韩国部分地区正在采用或采用ATSC标准,而其他国家(如日本)正在采用或采用其他标准而不是ATSC。 近70年后,美国的大多数空中NTSC传输在2010年1月1日停止,并于2011年8月31日在加拿大和大多数其他NTSC市场停止。 大部分NTSC传输在2011年7月24日在日本结束,日本的岩手县,宫城县和福岛县将于明年结束。 在2013年的一个试点计划之后,墨西哥的大多数全功率模拟电台在2015年的10个日期内都停止播出,其中约500个低功率和中继站允许保持模拟状态,直到2016年底。数字广播允许更高分辨率电视,但数字标清电视仍然使用模拟NTSC标准所建立的分辨率和帧率。

变种
NTSC-M
与PAL制式不同的是,NTSC色彩编码在世界各地广泛使用,其广播系统M几乎总是使用NTSC色彩编码,并提供NTSC-M。

NTSC-N / NTSC50
NTSC-N / NTSC50是将625行视频与3.58 MHz NTSC彩色相结合的非官方系统。 在NTSC Atari ST上运行的PAL软件使用此系统显示,因为它无法显示PAL色彩。 带有V-Hold旋钮的电视机和监视器可以在调整垂直档位后显示此系统。

NTSC-J
只有日本的变种“NTSC-J”略有不同:在日本,信号的黑电平和消隐电平与PAL相同(在0IRE),而在美国的NTSC中,黑电平略高(7.5IRE )低于消隐水平。 由于差别很小,所以只需轻轻转动一下亮度旋钮即可正确显示NTSC在任何集合上的“其他”变体,因为它应该是; 大多数观察者可能甚至没有注意到其中的差异。 NTSC-J上的频道编码与NTSC-M略有不同。 特别是,日本的VHF频段从频道1-12(位于76-90 MHz日本FM频段正上方的频率)运行,而北美VHF电视频段使用频道2-13(54-72 MHz,76-88 MHz和174-216 MHz),88-108 MHz分配给FM广播。 因此,日本的UHF电视频道的编号从13开始而不是14开始,但使用与北美相同的UHF广播频率。

PAL-M(巴西)
1972年推出的巴西PAL-M系统使用与NTSC(525/60)相同的线路/场,以及几乎相同的广播带宽和扫描频率(15.750与15.734 kHz)。 在引入彩色之前,巴西用标准的黑白NTSC进行广播。 因此,除了彩色副载波的编码(PAL-M为3.575611 MHz,NTSC为3.579545 MHz)之外,PAL-M信号几乎与北美NTSC信号相同。 由于这些接近规格的结果,PAL-M将在NTSC设置中以单色显示声音,反之亦然。

PAL-M(PAL =逐行倒相)规格为:
传输频带UHF / VHF,
帧率30
行/字段525/60
水平频率 15.750 kHz
垂直频率 60赫兹
彩色副载波3.575611 MHz
视频带宽4.2 MHz
声音载波频率4.5 MHz
信道带宽6 MHz

NTSC(国家电视系统委员会)规格是:
传输频带UHF / VHF
行/字段525/60
水平频率15.734 kHz
垂直频率59.939 Hz
彩色副载波频率3.579545 MHz
视频带宽4.2 MHz
声音载波频率4.5 MHz

PAL-N
这用于阿根廷,巴拉圭和乌拉圭。 这与PAL-M(在巴西使用)非常相似。

ITU标识方案表中可以看到NTSC-M和NTSC-N的相似之处,现转录如下:

世界电视系统
系统 帧率 频道b / w 视觉黑白 声音偏移 残留边带 视觉mod。 声音模组。 笔记
中号 525 29.97 6 4.2 +4.5 0.75 负。 调频 大多数美洲和加勒比地区,韩国,台湾,菲律宾(全部为NTSC-M)和巴西(PAL-M)。 更高的帧速率会带来更高的质量。
ñ 625 25 6 4.2 +4.5 0.75 负。 调频 阿根廷,巴拉圭,乌拉圭(全部为PAL-N)。 线数越多,质量越高。

如所示,除了每秒的行数和帧数之外,系统是相同的。 NTSC-N / PAL-N与游戏机,VHS / Betamax录像机和DVD播放机等资源兼容。 然而,它们与基带广播(通过天线接收)不兼容,尽管一些较新的套件带有基带NTSC 3.58支持(NTSC 3.58是NTSC中的色彩调制频率:3.58 MHz)。

NTSC 4.43
在PAL-60的对立面上,NTSC 4.43是一个伪彩色系统,它传输NTSC编码(525 / 29.97),彩色副载波频率为4.43 MHz,而不是3.58 MHz。 最终的输出只能由支持伪系统的电视机(通常是多标准电视机)观看。 使用本地NTSC电视解码信号不会产生任何色彩,而使用PAL电视解码系统会产生不规则的色彩(观察到缺乏红色和随机闪烁)。 这种格式在冷战时期由德国的美国电视台使用。 在一些LaserDisc播放器和某些使用PAL制式的市场销售的游戏机上,它也被视为可选输出。

NTSC 4.43系统虽然不是广播格式,但最常出现在PAL盒式格式录像机的播放功能中,从Sony 3/4“U-Matic格式开始,然后到达Betamax和VHS格式的机器。 由于好莱坞声称为全世界的观众提供了录像机最多的录像带软件(电影和电视连续剧),并且并非所有录像带版本都以PAL格式提供,所以非常需要播放NTSC格式录像带的方法。

多标准视频监视器已在欧洲使用,以适应PAL,SECAM和NTSC视频格式的广播源。 U-Matic,Betamax和VHS的外差彩色处理过程使得它可以对VCR播放器进行微小修改,以适应NTSC格式盒带。 VHS的彩色格式使用629 kHz副载波,而U-Matic和Betamax使用688 kHz副载波传输NTSC和PAL格式的调幅色度信号。 由于VCR已准备好使用PAL彩色模式播放NTSC录制的彩色部分,因此PAL扫描器和主导轴速度必须从PAL的50 Hz场频调整到NTSC的59.94 Hz场频以及更快的线性磁带速度。

由于现有的VCR录制格式,PAL制式录像机的变化很小。 在NTSC 4.43模式下播放NTSC录像带时,录像机的输出是525行/29.97帧/秒,PAL兼容外差颜色。 多标准接收器已经设置为支持NTSC H&V频率; 它只需要在接收PAL色彩时这样做。

这些多标准接收器的存在可能是DVD区域编码驱动的一部分。 由于彩色信号是所有显示格式的光盘组件,因此只要显示器符合帧速率,PAL DVD播放机几乎不需要改变播放NTSC(525 / 29.97)光盘。

OSKM
1960年1月(采用改进的SECAM版本之前的7年),莫斯科实验电视演播室开始使用OSKM系统进行广播。 OSKM缩写表示“具有正交调制的同时系统”(俄语ОдновременнаяСистемасК​​вадратурнойМодуляцией)。 它使用了后来在PAL中使用的颜色编码方案(U和V代替I和Q),因为它基于D / K单色标准625/50。

彩色副载波频率为4.4296875 MHz,U和V信号的带宽接近1.5 MHz。 为了研究电视接收的真实质量,仅生产了大约4000套4种型号的电视机(Raduga,Temp-22,Izumrud-201和Izumrud-203)。 这些电视机虽然已被纳入苏联贸易网络的商品目录,但并未在市场上销售。

这个系统的广播持续了大约3年,并且在苏联的SECAM传输开始之前就停止了。 目前的多标准电视接收机都不支持这种电视系统。

NTSC膜
通常以24帧/秒拍摄的电影内容可以通过电视电影过程转换为30帧/秒以根据需要复制帧。


对于NTSC数学来说,这相对简单,因为您只需要复制每个第4帧。 采用各种技术。 实际帧频为24/1.001(约23.976)帧/秒的NTSC通常被定义为NTSC电影。 称为pullup的过程也称为pulldown,在播放时会生成重复的帧。 这种方法在H.262 / MPEG-2第2部分数字视频中很常见,所以原始内容在可以显示它的设备上保存和播放,或者可以转换为不能使用的设备。

加拿大/美国电子游戏区域
有时使用NTSC-US或NTSC-U / C来描述北美的视频游戏区域(U / C指的是美国+加拿大),因为地区封锁通常会限制某个地区内向该地区发布的游戏。

比较质量

SMPTE彩条是测试模式的一个例子
通过改变色彩信号的相位(实际上是差分相位失真),接收问题会降低NTSC图像,所以除非在接收机中进行了补偿,否则图像的色彩平衡将被改变。 到20世纪60年代,用于电视的真空管电子元件导致了各种技术问题。 除此之外,彩色突发阶段通常会在频道改变时发生漂移,这就是为什么NTSC电视机配备了色调控制。 PAL和SECAM电视机不需要一台,尽管在NTSC电视机上仍然存在,但到了20世纪70年代,色彩漂移通常不再是更现代电路的问题。 特别是当与PAL比较时,NTSC色彩准确性和一致性有时被认为较差,导致视频专业人员和电视工程师开玩笑地将NTSC称为“从不相同的颜色,从不相同的颜色或没有真实的肤色”,而对于更多昂贵的PAL制度,有必要支付额外的奢侈品。 PAL也被称为“色彩战争中的和平”,“终极完美”或“永远可爱的图片”。 这主要应用于基于真空管的电视机,然而,使用垂直间隔参考信号的后期型号固态设备在NTSC和PAL之间的质量差异较小。 这种颜色相位,“色调”或“色调”控制允许本领域的任何技术人员使用SMPTE彩条容易地校准显示器,即使具有以其颜色表示漂移的组,也可以显示正确的颜色。 较老的PAL电视机没有配备用户可访问的“色调”控制(它在工厂设置),这有助于其可重现色彩的声誉。

在S-Video系统中使用NTSC编码的颜色完全消除了相位失真。 因此,与该方案一起使用时,使用NTSC颜色编码可以提供三种颜色系统的最高分辨率图像质量(横轴和帧速率)。 (垂直轴上的NTSC分辨率低于欧洲标准,525线对625.)然而,它使用太多的带宽进行无线传输。 Atari 800和Commodore 64家用电脑生成S视频,但只能与专门设计的显示器一起使用,因为当时没有电视支持标准RCA插孔上的单独色度和亮度。 1987年,S-VHS播放器推出了标准化的4针迷你DIN插座,用于S视频输入,这是第一款使用4针插头的设备。 但是,S-VHS从未变得非常流行。 20世纪90年代的视频游戏机也开始提供S-video输出。

NTSC的每秒30帧和电影的24帧之间的不匹配通过利用隔行NTSC信号的场频率的过程来克服,从而避免了以25帧/秒的速度用于576i系统的电影回放加速(这导致伴随的音频以稍微增加音调,有时使用音调移位器进行纠正)以视频中的某些动作为代价。 请参阅上面的帧率转换。

垂直间隔参考
标准的NTSC视频图像包含一些不可见的线(这被称为垂直消隐间隔或VBI)。 全部超出可视图像的边缘,但只有第1-9行用于垂直同步和均衡脉冲。 其余的线在原始的NTSC规范中故意消隐,以便为基于CRT的屏幕中的电子束返回到显示器的顶部提供时间。

在20世纪80年代广泛采用的VIR(或垂直间隔参考)试图通过在线19上添加用于亮度和色度水平的演播室插入的参考数据来校正NTSC视频的一些色彩问题。适当配备的电视机然后可以使用这些数据以便将显示调整为与原始演播室影像更接近的匹配。 实际的VIR信号包含三个部分,第一部分具有70%的亮度和与色同步信号相同的色度,另外两个分别具有50%和7.5%的亮度。

VIR,GCR的较少使用的后继者还添加了ghost(多路径干扰)移除功能。

其余的垂直消隐间隔行通常用于数据广播或辅助数据,如视频编辑时间戳(行12-14上的垂直间隔时间码或SMPTE时间码),行17-18上的测试数据,行20上的网络源代码以及关闭字幕,XDS和V-chip数据。早期的图文电视应用也使用垂直消隐间隔线14-18和20,但NTSC的图文电视从来没有被观众广泛采用。

许多电台在VBI线路上传输电视节目指南的电视指南(TVGOS)数据。 市场中的主站将广播4行数据,备份站将广播1行。 在大多数市场中,PBS电台是主要的主机。 TVGOS数据可以占用10-25的任何行,但实际上它只限于11-18,20和22行。第22行仅用于2个广播,DirecTV和CFPL-TV。

TiVo数据也在一些广告和节目广告上传输,因此客户可以自动记录正在播放的节目,并且还用于每周在Ion Television和探索频道上支付半小时的付费节目,突出TiVo促销和广告商。