Что принято в России как стандарт: PAL, SECAM, NTSC? Разница между форматами PAL и NTSC

Если вы решите приобретать камеру за рубежом, особенно в США и Японии, будьте крайне осторожны. Цены в этих странах чрезвычайно привлекательны, только все видео оборудование рассчитано для работы в NTSC (правда, специально для русских туристов есть магазины, торгующие электроникой в системе PAL , но здесь надо быть вдвойне бдительными).

В этой связи, есть смысл углубиться в понятие таких аббривиатуар, как NTSC, PAL, SECAM

Что означает NTSC

NTSC - это сокр. англ. National Television Standards Committee - Национальный комитет по телевизионным стандартам - система аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы. NTSC принята в качестве стандартной системы цветного телевидения также в Канаде, Японии и ряде стран американского континента.

Технические особенности NTSC

• количество полей - 60 Гц (точнее 59,94005994 Гц);
• количество строк (разрешение) - 525;
• частота поднесущей - 3579545,5 Гц.
• количество кадров в секунду - 30.
• развертка луча чересстрочная (интерлейсинг).

Что означает PAL

PAL - это сокр. от англ. phase-alternating line - система аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного вещания в 1967 году.

Как и все аналоговые телевизионные стандарты, PAL является адаптированным и совместимым с более старым монохромным (черно-белым) телевещанием. В адаптированных аналоговых стандартах цветного телевещания дополнительный сигнал цветности передается в конце спектра монохромного телесигнала.

Как известно из природы зрения человека, ощущение цвета складывается из трех составляющих: красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. Такую цветовую модель обозначают аббревиатурой RGB. Из-за преобладания в среднестатистической телевизионной картинке зеленой составляющей цвета и для избежания избыточного кодирования, в качестве дополнительного сигнала цветности используют разность R-Y и B-Y (Y - общая яркость монохромного телесигнала). В системе PAL используют цветовую модель YUV.

Оба дополнительных сигнала цветности в стандарте PAL передаются одновременно в квадратурной модуляции (разновидность AM), типичная частота поднесущего сигнала - 4433618.75 Гц (4.43 МГц).

При этом каждый цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы с частотой 15,625 кГц на 180 градусов, благодаря чему декодер PAL полностью устраняет фазовые ошибки (типичные для системы NTSC ). Для устранения фазовой ошибки декодер складывает текущую строку и предыдущую из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте PAL имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение.

Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.

Что означает SECAM

SECAM - это сокр. от фр. Séquentiel couleur avec mémoire, позднее Séquentiel couleur à mémoire - последовательный цвет с памятью - система аналогового цветного телевидения, впервые применённая во Франции. Исторически она является первым европейским стандартом цветного телевидения.

Сигнал цветности в стандарте SECAM передается в частотной модуляции (ЧМ), по одной цветовой составляющей в одной телевизионной строке, поочередно. В качестве недостающих строк используют предыдущий сигнал R-Y или B-Y соответственно, получая его из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках для этого используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте SECAM имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.

В шутку принято расшифровывать аббревиатуру SECAM как «System Essentially Contrary to AMerican» (система, существенно противоположная американской).

Кстати видеокассеты с маркировкой NTSC по качеству и продолжительности записи не соответствуют системе PAL .

PAL (Phase Alternating Line) — стандарт телевизионного сигнала, разработанный инженером компании «Telefunken» Вальтером Брухом в Германии в 1963 году.

Как и все аналоговые телевизионные стандарты, PAL является адаптированным и совместимым с более старым монохромным (чёрно-белым) телевещанием. В адаптированных аналоговых стандартах цветного телевещания дополнительный сигнал цветности передается в конце спектра монохромного телесигнала.

Известно, что любой цвет, воспринимаемый зрением человека, можно составить из основных цветов: красного (R), зелёного (G) и синего (B). Эту цветовую модель обозначают аббревиатурой RGB. Из-за преобладания в среднестатистической телевизионной картинке зеленой составляющей цвета и для избежания избыточного кодирования, в качестве дополнительных сигналов цветности используют разности R-Y и B-Y (где Y — общая яркость монохромного телесигнала). В системе PAL используют цветовую модель YUV.

Оба дополнительных сигнала цветности в стандарте PAL передаются одновременно в квадратурной модуляции (разновидность амплитудной модуляции — представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90 градусов, каждая из которых модулирована по амплитуде своим модулирующим сигналом), типичная частота поднесущей — 4433618,75 Гц (4,43 МГц). При этом «красный» цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы на 180 градусов. Для устранения фазовой ошибки декодер PAL складывает текущую строку и предыдущую из памяти, благодаря чему полностью устраняет фазовые ошибки (типичные для системы NTSC). При сложении двух сигналов взаимно уничтожаются «красные» цветоразностные компоненты, ведь их знак изменился. При вычитании двух сигналов взаимно уничтожаются «синие». Таким образом, на выходах сумматора-вычитателя получаются разделённые сигналы U и V, являющиеся масштабно изменёнными R-Y и B-Y.

В аналоговых телевизионных приемниках для запоминания цветоразностного сигнала от предыдущей строки используется ультразвуковая линия задержки, в цифровых — оперативная память на строку.

Таким образом, в отличие от NTSC, в стандарте PAL при использовании стандартного аналогового декодера цветовое разрешение по вертикали несколько ниже, чем разрешение монохромного изображения (из-за суммирования двух соседних строк по полю). С этим вполне можно смириться, так как разрешение по горизонтали в цвете также меньше из-за уменьшения полосы пропускания. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. При этом надо понимать, что в передаваемом сигнале цветовое разрешение по вертикали — полное, ухудшение разрешения происходит лишь в аналоговых декодерах PAL.

Применение цифровой обработки сигнала позволяет восстанавливать как полное цветовое разрешение по вертикали, так и улучшать разделение яркость/цветность за счет использования гребенчатой (или еще более сложной — так называемой 3D) фильтрации поднесущей.

Применение квадратурной модуляции является отличительной особенностью PAL от стандарта SECAM, поворот фазы «красного» сигнала по строкам отличает его от , цветовая модель YUV отличает от всех аналоговых систем.

Телевизионный кадр стандарта PAL состоит из 576 строк (общее количество 625, часть из которых — служебные), каждая строка состоит из 720 фрагментов, т.е. представляет собой матрицу 720*576.

Каждый кадр состоит из «полей» — чередующихся четных и нечетных строк, чередование четных и нечетных полей позволяет уменьшить мерцание картинки.

Используется несколько модификаций стандарта PAL, с отличиями в диапазонах вещания, полосой пропускания видеосигнала и несущей звуковой частотой.

Большинство аналоговых видеокамер для систем видеонаблюдения работает в стандарте PAL D.

2 года назад

Все это — уже почти в прошлом. PAL и NTSC принадлежат аналоговому телевидению, которое потихоньку заменяется цифровым повсеместно и безвозвратно. Однако некоторое время назад эти аббревиатуры были знакомы каждому, кто смотрел или снимал видео дома: несовпадение стандартов записи приводило к отказу техники от воспроизведения. Сегодня проблема так остро не стоит: при необходимости используются декодеры. И все же в свое время много копий сломалось о вопрос о различиях PAL и NTSC, особенно учитывая жесткую территориальную привязку: PAL принадлежал Европе, NTSC — США и Японии. Уже одно это вызывало споры, что лучше для советско-российского человека. Впрочем, ответа на этот вопрос нет и быть не может: вкус и цвет всегда приоритетнее, да и на территории России ни PAL, ни NTSC не транслировались — здесь царит SECAM.

Определение

PAL — система цветного аналогового телевидения, принятая в ряде стран Европы, Африки, в Австралии.

NTSC — система цветного аналогового телевидения, принятая в США, Японии, Южной Корее и некоторых других азиатских странах.

Сравнение

Собственно, разница между PAL и NTSC исключительно в специфике технологий. Большинство моделей видеотехники всеядны: способны принимать сигнал и воспроизводить изображение любого из трех стандартов без искажения. В первую очередь стоит обратить внимание на частоту строчной развертки: для PAL 625 строк, для NTSC — 525. Соответственно, разрешение получается у европейской системы повыше. А вот частота кадров — наоборот, 30 Гц против 25 Гц.

На глаз отличия между PAL и NTSC заметны по качеству цветопередачи. Технически более сложный NTSC допускает искажения цветности, тогда как PAL дает картинку, приближенную к естественной. NTSC чувствителен к фазовым искажениям сигнала и амплитудным колебаниям, потому и преобладание красного, например, или замена цвета для него — дело обычное. В PAL, появившемся позже, эти недостатки устранили, правда, получилось это сделать за счет четкости полученного изображения. К тому же приемник PAL более сложный по конфигурации, в нем присутствует линия задержки, соответственно, себестоимость сборки выше.

Стандарт PAL на сегодняшний день существует во множестве разновидностей, разных по специфике. NTSC же представлен тремя, один из которых, NTSC N, соответствует PAL N, почти ничем не отличаясь, так что названия оказались взаимозаменяемы. В Японии действует собственный формат NTSC J.

Это все о телевидении. Однако аббревиатуры очень хорошо знакомы и геймерам, причем они-то пристрастно относятся к этому вопросу. Или относились, поскольку актуальность явление утратило. Некоторое количество лет назад производители игровых приставок и разработчики игр учитывали регион продаж, выпуская контент либо в PAL, либо в NTSC формате. Приставки признавали только свой родной, отказываясь работать с чужими. Поэтому игра локализовалась не только посредством перевода, но и кодированием в соответствии со стандартом. Иногда попутно в ней что-то изменяли или вырезали, так что один и тот же релиз в Европе и США мог отличаться, и существенно. Те, кто мог выбирать (а потом уже и владельцы консолей без региональной привязки), часто выбирали PAL — ибо разрешение и качество цветопередачи немного выше. Зато игры могли слегка притормаживать. Естественно, единодушия в этом вопросе не наблюдалось. На сегодняшний день разделение по регионам все еще актуально для некоторых моделей игровых приставок, но с чиповкой (спасибо умельцам) и кроссплатформенностью проблемы не составляет.

Выводы сайт

1. PAL — стандарт для стран Европы, NTSC — для США, Японии и некоторых азиатских стран.
2. Частота развертки для PAL — 625 строк, NTSC — 525.
3. Частота кадров для PAL — 25 Гц, для NTSC — 30 Гц.
4. NTSC допускает искажения при передачи цвета, у PAL ниже четкость изображения.
5. Игры и игровые приставки различаются по региону продаж: NTSC для США, PAL для Европы.

Сигнал цветности в стандарте SECAM передается в частотной модуляции (ЧМ), по одной цветовой составляющей в одной телевизионной строке, поочередно. В качестве недостающих строк используют предыдущий сигнал R-Y или B-Y соответственно, получая его из памяти. Так, когда передатчик передаёт только сигнал R-Y , служащий для воздействия на красные люминофоры одной строки, память приводит в действие синие люминофоры, передавая на них те же цветовые изменения, что были в предыдущей строке, когда принимался сигнал B-Y . Длительность запоминания равна времени передачи одной строки. Следовательно, в телевидении с разложением на 625 строк длительность запоминания составляет 64 мкс.

В аналоговых телевизионных приемниках для реализации памяти используется линия задержки . Во время обратного хода луча после каждой строки производится двойная коммутация, чтобы направить приходящий сигнал на соответствующую электронную пушку, а сигнал, выходящий из линии задержки, направить на электронную пушку, которая непосредственно получала прямой сигнал во время передачи предыдущей строки. Поскольку создание линии задержки, по которой проходил бы электрический сигнал затруднительно в силу слишком большого промежутка времени - 64 мкс, вместо электрических сигналов используется ультразвук . Сигналы с частотой, изменяющейся от нуля до 1,5 МГц, порождают на входе линии задержки соответствующие механические колебания, которые на прохождение затрачивают 64 мкс. Затем они вновь преобразуются в электрические сигналы. Первые линии задержки представляли собой стержень из твердого материала, на концах которого находились пьезоэлементы. Следующее поколение линий задержки было выполнено в виде прямоугольной пластины, а пьезоэлементы располагались по углам. Это позволяло уменьшить габариты за счет многократного отражения колебаний от ребер прямоугольника. Электромеханическое преобразование основано на явлении пьезоэлектричества (возникновение колебаний в некоторых кристаллах, таких как кварц или титанат при приложении изменяющихся электрических напряжений и наоборот, возникновение электрических напряжений при колебании таких кристаллов). Т.о. в линии задержки к каждому концу стального стержня прикреплен пьезоэлектрический кристалл. Установленный на входе кристалл преобразует электрические сигналы в механические колебания. Эти колебания распространяются вдоль стержня и через 64 мкс достигают второго пьезоэлектрического кристалла, где порождают электрические сигналы той же формы, какие были приложены на вход. В современной технике используется цифровая обработка сигналов, включающая задержку сигнала путем сохранения в оперативной памяти сигнального процессора.

Объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте SECAM имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала ещё больше сглаживает этот недостаток.

Применение частотной модуляции, поочередной передачи цветового сигнала и цветовой модели YDbDr является отличительной особенностью SECAM от других телевизионных аналоговых стандартов. То, что в SECAM, в отличие от систем PAL и NTSC , сигналы цветности передаются поочередно, модулируя поднесущую по частоте, позволяет сохранить цветовой фон изображения без изменений при фазовых или амплитудных искажениях.

Согласно всесторонним исследованиям, проведённым в 1965–66 г. г. в ОСЦТ-2 (Опытная станция цветного телевидения ) той и другой систем, при выборе лучшей для широкого внедрения её в СССР, ни одна из двух систем не показала решающих технических или экономических преимуществ перед другой . Преимуществом системы SECAM была меньшая чувствительность к искажениям при передаче по междугородным линиям и при видеозаписи; недостатком - усложнение аппаратуры при микшировании сигналов.

Версии SECAM

В мире используются несколько модификаций стандарта SECAM. Способ передачи цветоразностных сигналов во всех случаях одинаковый, включая так называемые предыскажения, а отличаются только методом кодирования монохромного видеосигнала, кодирования звука и шириной спектра. На самом деле, мог отличаться ещё и способ опознавания цвета - поскольку в каждой строке передаётся только один сигнал, декодер должен правильно определять, какой именно. Для этого мог применяться способ, аналогичный «вспышкам» в системах PAL и NTSC - в невидимой части строки, в конце гасящего импульса передавалась немодулированная поднесущая, в случае SECAM либо 4,406 МГц, либо 4,25 МГц, по значению частоты и происходило опознавание. Другой способ - передача специально модулированных сигналов в конце кадрового гасящего импульса, где поднесущие принимали крайние возможные значения через строку, что упрощало опознавание, особенно, в условиях помех. В настоящее время этот способ либо не используется, либо является резервным, например, в России передаются оба сигнала одновременно, а во Франции - только первый вариант. Но исходно основным был второй вариант, и когда-то в СССР и странах северной Африки использовался только он.

В настоящее время эфирное вещание телевизионных каналов в России ведётся в системе SÉCAM, однако в сетях кабельного вещания подавляющее большинство аналоговых телевизионных каналов, в том числе и представленных в открытом эфире, передаётся в системе PAL, что делает невозможным их просмотр на старых советских телевизорах в цвете.

Бэкронимы

В шутку принято расшифровывать аббревиатуру SECAM как «System Essentially Contrary to American Method» (система, существенно противоположная американской).

Примечания