Всего в мире существует три телевизионных стандарта аналогового телевидения: NTSC, PAL и SECAM. Первой страной, начавшей цветное телевизионное вещание, стали США. 19 декабря 1953 года канал NBC показал оперу «Амаль и ночные гости». Успеха передача не имела.… По-настоящему коммерческим цветное вещание в США стало в середине 60-х годов.
Все три телевизионных стандарта процентов на 80 совпадают друг с другом, отличаясь только принципами кодирования цвета, именно поэтому большинство современных телевизоров имеет универсальные, автоматические декодеры цвета.
Все системы цветного телевидения основаны на получении цветного изображения из трех первичных цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B). Приоритет на изобретение цветного ТВ принадлежит опять-таки нашему соотечественнику. Ованес Абгарович Адамян получил патент на изобретение «двухцветного ТВ» еще в 1907 году, однако в России его работы тогда интереса не вызвали. Гораздо позже идеи Адамяна о последовательной, поочередной передаче цвета были использованы в советско-французской системе SECAM.
Телевизионный стандарт «SECAM»
1 первой коммерческой системой цветного телевидения была созданная в США система NTSC (National Television System Commit-tee). Во всех трех системах цветного ТВ используется сигнал яркости EY и два цветоразностных сигнала ER-Y и EB-Y, которые добавляются в спектр яркостного сигнала и передаются на поднесущей частоте (или на поднесущих частотах).
В системе NTSC для передачи цветоразностных сигналов используется квадратурная модуляция. Принцип квадратурной модуляции состоит в том, что цветоразностные сигналы ER-Y и EB-Y модулируют по амплитуде две составляющие одной и той же поднесущей, сдвинутые по фазе на 90 градусов, причем поднесущая подавляется балансными модуляторами, а остаются только боковые полосы.
Такое техническое решение позволяет существенно уменьшить цветовые помехи на экранах телевизионных приемников. Выходные сигналы геометрически складываются, образуя полный сигнал цветности, при этом амплитуда сигнала определяет насыщенность цвета, а фаза — цветовой тон изображения. Однако система NTSC не позволяет компенсировать фазовые погрешности, возникающие при передаче цветовых сигналов и приводящие к искажению цвета в изображении, поэтому NTSC считается самой несовершенной системой передачи телесигнала. В настоящее время разные варианты стандарта NTSC используются в США, Канаде, Японии, на Кубе, в Южной Корее и в некоторых других странах.
Система PAL (Phase Alternation Line) была разработана и внедрена в начале 1960-х годов фирмой «Телефункен» (ФРГ). Эта система гораздо совершеннее, чем NTSC, и в меньшей степени подвержена фазовым искажениям. Как и в системе NTSC, в системе PAL для кодирования цвета используется квадратурная модуляция поднесущей, но, в отличие от NTSC, фаза составляющей поднесущей, которая модулируется сигналом ER-Y, меняется от строки к строке на 180°.
100 Секунд о Видео е02 — PAL и NTSC, Что Это и Зачем
Система PAL обладает следующими достоинствами:
отсутствует помеха от поднесущей частоты на неокрашенных участках изображения, так как поднесущая не передается;
фазовые искажения отсутствуют и поэтому не вызывают нарушений цветового тона изображения;
малая чувствительность к «асимметрии» полосы пропускания канала цветности;
при разделении сигналов цветности выделяется удвоенная амплитуда составляющих цветоразностных сигналов, что повышает отношение сигнал/шум;
уменьшаются «перекрестные» искажения, возникающие между сигналами яркости и цветности, что определяется оптимальным выбором частоты поднесущей.
Недостатком системы PAL является понижение четкости изображения из-за усреднения сигнала цветности в двух последующих строках.
Телевизионный стандарт PAL используют страны Европы, Израиль, Турция, Китай, Бразилия и другие.
Система SECAM (Systeme sequentiel couleurs a memoire, франц., «Последовательная передача цветов с запоминанием») была предложена французским инженером Анри де Франсом в 1958 году, а затем ее совершенствовали и «доводили до ума» советские и французские инженеры. Выбор у Советского Союза тогда был не особенно богатым: система NTSC считалась устаревшей и технически несовершенной, а за лицензирование системы PAL пришлось бы платить огромные деньги. Отношения с Францией в те годы развивались успешно, и было принято политическое решение. К тому же французы при демонстрации своего стандарта показали высочайшее качество цветной картинки, буквально покорившее специалистов. Впоследствии, правда, оказалось, что при передаче цветного сигнала SECAM на большие расстояния, характерные для Советского Союза, все обстоит не так красиво, и стандарт пришлось модернизировать, внося в него некоторые элементы из PAL.
Особенность SECAM — поочередная, через строку, передача сигналов цветности ЕR и ЕB, пропорциональных цветоразностным сигналам ER-Y и EB-Y, с восстановлением в приемнике недостающего сигнала линией задержки.
При постоянной яркости поля искажения в SECAM не проявляются. На цветовых переходах искажения могут проявляться в виде цветных окантовок или тянущихся продолжений полей. После яркого участка появляется синяя окантовка, после темного — желтая.
Системы SECAM и PAL обеспечивают в два раза меньшую, чем у NTSC, вертикальную четкость цветного изображения. Использование несколько видоизмененных цветоразностных сигналов значительно улучшает совместимость и помехоустойчивость системы.
Систему SECAM приняли около 40 стран: Восточная Европа (кроме Югославии), Греция, многие арабские и африканские страны.
В последние десятилетия стали проявляться недостатки, свойственные стандартам аналогового телевидения NTSC, PAL и SECAM. Это связано, прежде всего, с тем, что промышленность освоила производство телевизоров с весьма большой диагональю экрана и повышенной яркостью изображения. На большом экране стала отчетливо заметна структура растра, межстрочные и межкадровые мелькания, ухудшенная передача быстродвижущихся объектов. Из-за того, что в первые годы существования цветного ТВ приходилось обеспечивать его совместимость с черно-белыми телевизорами, цветоразностные сигналы сокращались по полосе примерно в 4 раза, а сигнал цветности передавался в спектре частот сигнала яркости. В результате разделение сигнала яркости и цветности в ТВ-приемниках осуществлялось с большим трудом, возникали искажения цвета, снижалась четкость изображения из-за наличия режекторных фильтров в канале яркости.
Одной из попыток решения этих проблем стало создание так называемого HDTV (High Definition Television) — телевидения высокой четкости, ТВВЧ. Этот стандарт предполагает использование телевизионных приемников с отношением сторон экрана 16:9 и частотой полей 60 Гц. Система HDTV является весьма многообещающей, однако на уровень коммерческой эксплуатации она пока не вышла.
Источник: mydocx.ru
Принципы построения систем цветного телевидения
Как известно, люди разных национальностей говорят на разных языках. Так и с появлением цветного телевидения возникли «языки телевидения», то есть системы цветного телевидения. Их всего три NTSC, PAL и SECAM. Система NTSC получила распространение в странах с частотой сети переменного тока 60 Гц (США, Япония), системы PAL и SECAM — в странах с частотой сети переменного тока 50 Гц. Соответственно и частота вертикальной развертки (частота полей) была выбрана таким образом, чтобы уменьшить заметность помех от электропроводки первичной сети: для NTSC — 60 Гц, для PAL и SECAM — 50 Гц.
Как только были разработаны различные системы цветного телевидения, появилась необходимость в переводе видеоматериалов из одной системы в другую — транскодировании, а если говорить о транскодировании из системы 50 Гц в 60 Гц или наоборот — преобразовании стандарта.
Основой аналогового цветного телевидения является ПЦТС — полный цветной телевизионный сигнал (или композитный видеосигнал), который содержит информацию о яркости и цветности. В англоязычной литературе для его обозначения применяются аббревиатуры CCVBS и CCVS (каждая фирма называет сигнал по-своему и каждая считает, что она права).
Известно, что любой цвет можно получить, «включив» в нужной пропорции красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) источники света (или сокращенно RGB). Их называют основными цветами для аддитивного синтеза цвета. Из маленьких RGB-элементов состоит телевизионный экран. Но не RGB-сигналы были выбраны для передачи цветного телевещания.
Вместо них в основу всех систем легла передача сигналов яркости Y и цветоразностных сигналов U и V. Строго говоря, для каждой системы цветоразностные сигналы имеют собственные буквенные обозначения, например, для PAL — V и U, для NTSC — I и Q, для SECAM — Dr и Db. Но, как правило, все оригинальные статьи по телевизионному оборудованию, микросхемам, и т.п. используют термин RGB для обозначения сигналов основных цветов и YUV — для цветоразностных сигналов. Сигналы RGB и YUV взаимосвязаны однозначной зависимостью (системой уравнений), которая называется матрицей. Выглядит она следующим образом:
| R | G | B | |
| Y | 0,299 | 0,587 | 0,114 |
| R-Y | 0,701 | -0,587 | -0,114 |
| B-Y | -0,299 | -0,587 | -0,114 |
Причем множители (нормирующие коэффициенты) для U и V в каждой системе различны:
PAL: V = 0,877 (R-Y), U = 0,493 (B-Y);
NTSC: I = V cos 33° — U sin 33°, Q = V sin 33° + U cos 33°;
SECAM: Dr = -1,9 х (R-Y), Db = 1,5 х (B-Y).
Сигнальный тракт современного телевизора
Функциональная схема цветного телевизора системы SECAM.: селектор каналов; тракт промежуточной частоты; канал звукового сопровождения; каналы яркости и цветности; блок разверток; систем автоматического регулирования. Принцип действия схем.
SEKAM – последовательная цветовая система с памятью (SECAM – Sequentiel Couleur А Меmоriе). Разработка системы была начата в 1953 г. французским инженером Анри де Франсом. В дальнейшем работы над совершенствованием системы проводились совместно французскими и советскими специалистами. После испытаний и доработок в 1967 г. было начато регулярное вещание по этой системе одновременно в СССР и Франции. В настоящее время стандарт SECAM принят также в ряде других стран Восточной Европы, Азии и Африки.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Все о видео стандартах NTSC, PAL и SECAM
Видео стандарты
Так как речь о видео форматах уже поднималась и по ней уже было достаточно много сказано, в том числе и о аналоговых и цифровых форматах видеозаписи, поэтому я решил поговорить непосредственно о таких распространенных видео стандартах как: NTSC, PAL и SECAM. Давайте разберемся, чем они отличаются друг от друга.
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 — стандарт 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 стандарта цветного телевидения (видео) 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 — стандарт аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного (видео) вещания в 1967 году.
Как и все аналоговые телевизионные (видео) 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 видео 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 — стандарт 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 стандарту PAL.
Источник: www.teatro-kazan.ru