Системы PAL, ntsi, secam. Достоинства и недостатки

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.

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°.

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.