ПАЛ

Системы кодирования аналогового телевидения по странам: NTSC ( зеленый ), SECAM ( оранжевый ) и PAL ( синий )

Phase Alternating Line ( PAL ) — система кодирования цвета для аналогового телевидения . Это был один из трех основных стандартов аналогового цветного телевидения, другими были NTSC и SECAM . В большинстве стран он транслировался с частотой 625 строк , 50 полей (25 кадров) в секунду и ассоциировался с аналоговыми системами вещательного телевидения CCIR B , D , G , H , I или K. Статьи о системах аналогового вещательного телевидения далее описывают частоту кадров , разрешение изображения и модуляцию звука.

Видео PAL является композитным видео, поскольку яркость (яркость, монохромное изображение) и цветность (цветность, цвет, применяемый к монохромному изображению) передаются вместе как один сигнал. Последняя эволюция стандарта, PALplus , добавила поддержку широкоэкранных трансляций без потери вертикального разрешения изображения , сохранив совместимость с существующими устройствами. Почти все страны, использующие PAL, в настоящее время находятся в процессе преобразования или уже преобразовали стандарты передачи в DVB , ISDB или DTMB . Обозначение PAL продолжает использоваться в некоторых нетрансляционных контекстах, особенно в отношении консольных видеоигр .

Географический охват

PAL был принят большинством европейских стран, несколькими африканскими странами, Аргентиной , Бразилией , Парагваем , Уругваем и большинством стран Азиатско-Тихоокеанского региона (включая Ближний Восток и Южную Азию) . ^[1] Странами в этих регионах, которые не приняли PAL, были Франция , ^[2] франкоязычные страны Африки, ^[2] несколько бывших советских государств, ^[2] Япония , ^[3] Южная Корея , Либерия , Мьянма , Филиппины , ^[3] и Тайвань . ^[3]

регион ПАЛ

С появлением домашнего видео и более поздних цифровых источников (например, DVD-Video ) название «PAL» может использоваться для обозначения цифровых форматов, даже если они используют совершенно разные системы кодирования цвета. Например, цифровое видео 576i (576 чересстрочных строк) с цветом, закодированным как YCbCr , предназначенное для обратной совместимости и легкого отображения на устаревших устройствах PAL, обычно упоминается как «PAL» (например: «PAL DVD»). Аналогично, игровые приставки, выводящие сигнал 50 Гц, могут быть помечены как «PAL», в отличие от 60 Гц на машинах NTSC. Эти обозначения не следует путать с самой аналоговой цветовой системой.

История

В 1950-х годах страны Западной Европы начали планировать внедрение цветного телевидения и столкнулись с проблемой, что стандарт NTSC продемонстрировал несколько недостатков, включая смещение цветового тона при плохих условиях передачи, что стало серьезной проблемой, учитывая географические и погодные особенности Европы. Чтобы преодолеть недостатки NTSC, были разработаны альтернативные стандарты, что привело к разработке стандартов PAL и SECAM. Целью было обеспечить стандарт цветного телевидения для европейской частоты изображения 50 полей в секунду (50 герц ) и найти способ устранения проблем с NTSC.

PAL был разработан Вальтером Брухом в Telefunken в Ганновере, Западная Германия , при важном участии Герхарда Малера [de] . ^[4] Формат был запатентован Telefunken в декабре 1962 года, со ссылкой на Бруха как на изобретателя, ^[5]^[6] и представлен членам Европейского вещательного союза (EBU) 3 января 1963 года. ^[6] Когда его спросили, почему система была названа «PAL», а не «Bruch», изобретатель ответил, что «система Bruch», вероятно, не продавалась бы очень хорошо («Bruch» — немецкое слово, означающее «поломка» ^[7] ).

Первые трансляции начались в Соединенном Королевстве в июле 1967 года, а затем в Западной Германии на выставке IFA в Берлине 25 августа. ^[6]^[8] Каналом BBC, первоначально использовавшим стандарт вещания, был BBC2 , который был первым британским телеканалом, внедрившим «625 строк» в 1964 году. Нидерланды и Швейцария начали вещание в формате PAL к 1968 году, а Австрия последовала примеру в следующем году. ^[6]

Telefunken PALcolour 708T ^[9] был первым коммерческим телевизором PAL. За ним последовали Loewe -Farbfernseher S 920 и F 900. [ ^10]

Telefunken позже был куплен французским производителем электроники Thomson . Thomson также купил Compagnie Générale de Télévision , где Анри де Франс разработал SECAM, первый европейский стандарт цветного телевидения. Thomson, теперь называемая Technicolour SA, также владеет брендом RCA и лицензирует его другим компаниям; Radio Corporation of America , создатель этого бренда, создал стандарт цветного телевидения NTSC до того, как к этому присоединился Thomson.

Советы разработали еще две системы, смешав концепции PAL и SECAM, известные как TRIPAL и NIIR, которые так и не вышли за рамки испытаний. [ ^6]

В 1993 году ^[11] была представлена эволюция PAL, направленная на улучшение и расширение формата, позволяя трансляции с соотношением сторон 16:9 , при этом оставаясь совместимым с существующими телевизионными приемниками, ^{[12] . Названный}PALplus , он был определен рекомендацией ITU BT.1197-1. Он был разработан в Университете Дортмунда в Германии в сотрудничестве с немецкими наземными вещателями и европейскими и японскими производителями. Принятие было ограничено европейскими странами.

С появлением цифровых вещательных систем и источников сигнала (например, DVD , игровых приставок) термин PAL использовался неточно для обозначения телевизионной системы 625 строк /50 Гц в целом, чтобы отличить ее от системы 525 строк /60 Гц, обычно используемой с NTSC. Например, DVD-диски маркировались как PAL или NTSC (в зависимости от количества строк и частоты кадров) ^[13] , хотя технически диски не несут ни кодированного сигнала PAL, ни NTSC. Эти устройства по-прежнему имели аналоговые выходы (например, композитный видеовыход ) и преобразовывали цифровые сигналы ( 576i или 480i ) в аналоговые стандарты для обеспечения совместимости. CCIR 625/50 и EIA 525/60 — правильные названия этих стандартов (количество строк и частота полей); PAL и NTSC, с другой стороны, являются методами кодирования цветовой информации в сигнале.

Методы декодирования цвета

Обозначения «PAL-D», «PAL-N», «PAL-H» и «PAL-K» в этом разделе описывают методы декодирования PAL и не имеют отношения к системам вещания с похожими названиями. ^[6]

Лицензия Telefunken распространялась на любой метод декодирования, который основывался на чередующейся фазе поднесущей для уменьшения фазовых ошибок, описываемых как « PAL-D » для «задержки» и « PAL-N » для «нового» или « блокировки цветности ». ^[6]

Это исключило очень простые декодеры PAL, которые полагались на человеческий глаз для усреднения фазовых ошибок четных/нечетных строк, и в начале 1970-х годов некоторые японские производители телевизоров разработали базовые системы декодирования, чтобы избежать выплаты роялти Telefunken . Эти вариации известны как « PAL-S » (от «простой» или «Volks-PAL»), ^[14] работающие без линии задержки и страдающие от эффекта « ганноверских полос ». Примером такого решения является набор Kuba Porta Color CK211P . ^[6] Другое решение состояло в использовании аналоговой линии задержки 1H , чтобы разрешить декодирование только нечетных или четных строк. Например, цветность на нечетных строках будет напрямую переключаться на декодер и также сохраняться в линии задержки. Затем, на четных строках, сохраненная нечетная строка будет снова декодироваться. Этот метод (известный как «стробированный NTSC») был принят Sony в своих телевизорах Trinitron 1970-х годов ( от KV-1300UB до KV-1330UB ) и существовал в двух версиях: « PAL-H » и « PAL-K » (усреднение по нескольким строкам). ^[6]^[14] Он фактически обрабатывал PAL как NTSC, страдая от ошибок оттенков и других проблем, присущих NTSC, и требовал добавления ручного управления оттенками .

Цветовая кодировка

Большинство систем PAL кодируют цветовую информацию, используя вариант цветового пространства Y'UV . включает монохромный сигнал яркости , в котором три цветовых канала RGB смешаны в два, и . $Y'$ $U$ $V$

Как и NTSC, PAL использует квадратурную амплитудно-модулированную поднесущую , несущую информацию о цветности , добавленную к видеосигналу яркости, для формирования композитного видеосигнала основной полосы. Частота этой поднесущей составляет 4,43361875 МГц для PAL 4.43 по сравнению с 3,579545 МГц для NTSC 3.58. С другой стороны, система SECAM использует схему частотной модуляции на своих двух линейных альтернативных цветовых поднесущих 4,25000 и 4,40625 МГц.

Название «Phase Alternating Line» описывает способ, которым фаза части цветовой информации в видеосигнале меняется на противоположную с каждой строкой, что автоматически исправляет фазовые ошибки в передаче сигнала, отменяя их за счет разрешения цвета вертикального кадра. Строки, где цветовая фаза меняется на противоположную по сравнению с NTSC, часто называют PAL или строками с чередованием фаз, что оправдывает одно из расширений аббревиатуры, в то время как другие строки называются строками NTSC. Ранние приемники PAL полагались на человеческий глаз, чтобы сделать это изменение; однако это приводило к эффекту, похожему на гребенку, известному как ганноверские полосы, при больших фазовых ошибках. Таким образом, большинство приемников теперь используют аналоговую линию задержки цветности, которая сохраняет полученную цветовую информацию на каждой строке дисплея; затем для управления кинескопом используется среднее значение цветовой информации из предыдущей строки и текущей строки . Эффект заключается в том, что фазовые ошибки приводят к изменениям насыщенности , которые менее нежелательны, чем эквивалентные изменения оттенка NTSC. Небольшим недостатком является то, что вертикальное цветовое разрешение хуже, чем у системы NTSC, но поскольку человеческий глаз также имеет цветовое разрешение, которое намного ниже его яркостного разрешения, этот эффект не виден. В любом случае, NTSC, PAL и SECAM имеют значительно уменьшенную по сравнению с сигналом яркости полосу пропускания цветности (горизонтальную цветовую детализацию).

Радиочастотная спектрограмма и водопад реальной передачи PAL-I с NICAM .

Частота несущей цвета 4,43361875 МГц является результатом 283,75 циклов цветового тактового сигнала на строку плюс смещение 25 Гц для избежания помех. Поскольку частота строки (количество строк в секунду) составляет 15625 Гц (625 строк × 50 Гц ÷ 2), частота несущей цвета рассчитывается следующим образом: 4,43361875 МГц = 283,75 × 15625 Гц + 25 Гц.

Частота 50 Гц — это дополнительная частота обновления монитора, позволяющая создать иллюзию движения, а 625 строк — это вертикальные линии или разрешение, поддерживаемое системой PAL.

Исходный цветовой носитель требуется цветному декодеру для воссоздания сигналов цветового различия . Поскольку носитель не передается с видеоинформацией, он должен быть сгенерирован локально в приемнике. Для того чтобы фаза этого локально сгенерированного сигнала могла соответствовать переданной информации, 10-тактный всплеск цветовой поднесущей добавляется к видеосигналу вскоре после синхроимпульса строки, но перед информацией об изображении, во время так называемого заднего крыльца . Этот цветовой всплеск на самом деле не совпадает по фазе с исходным цветовым поднесущим, но опережает его на 45 градусов на нечетных строках и отстает от него на 45 градусов на четных строках. Этот качающийся всплеск позволяет схеме цветового декодера различать фазу вектора, который меняет направление каждой строки. $RY'$

Подробности сигнала PAL

Для PAL-B/G сигнал имеет следующие характеристики.

(Общее время горизонтальной синхронизации 12,05 мкс)

Через 0,9 мкс а2,25 ± 0,23 мкс цветовая вспышка10 ± 1 циклов отправляется. Большинство времен подъема/спада находятся вДиапазон 250 ± 50 нс . Амплитуда составляет 100% для уровня белого, 30% для черного и 0% для синхронизации. ^[15]

Электрическая амплитуда CVBS составляет Vpp1,0 В и сопротивление 75 Ом . ^[17]

Вертикальные тайминги:

(Общее время вертикальной синхронизации 1,6 мс)

Поскольку PAL является чересстрочным, каждые два поля суммируются для создания полного кадра изображения.

Колориметрия

Колориметрия PAL, как определено ITU в REC-BT.470, и на основе координат CIE 1931 x, y: ^[19]

Предполагаемая гамма дисплея определяется как 2,8. ^[19] Система PAL-M использует основные значения цвета и гаммы, аналогичные NTSC. ^[20] Цвет кодируется с использованием цветового пространства YUV .

Яркость ( ) получается из красного, зеленого и синего ( ) гамма-предварительно скорректированных ( ) первичных сигналов: ^[16] $E'{\scriptstyle {\text{Y}}}$ $E'{\scriptstyle {\text{R}}},E'{\scriptstyle {\text{G}}},E'{\scriptstyle {\text{B}}}$ $E'$

$E'{\scriptstyle {\text{Y}}}=0,299E'{\scriptstyle {\text{R}}}+0,587E'{\scriptstyle {\text{G}}}+0,114E'{\scriptstyle {\text{B}}}$

$E'{\scriptstyle {\text{U}}}$ и используются для передачи цветности . Каждый имеет типичную полосу пропускания 1,3 МГц. $E'{\scriptstyle {\text{V}}}$

$E'{\scriptstyle {\text{U}}}=0,492(E'{\scriptstyle {\text{B}}}-E'{\scriptstyle {\text{Y}}})$
$E'{\scriptstyle {\text{V}}}=0,877(E'{\scriptstyle {\text{R}}}-E'{\scriptstyle {\text{Y}}})$

Синхронизация композитного сигнала PAL ^[16] где . $=E'{\scriptstyle {\text{Y}}}+E'{\scriptstyle {\text{U}}}\sin(\omega t)+E'{\scriptstyle {\text{V}}}\cos(\omega t)+$ $\omega =2\pi F_{SC}$

Частота поднесущей составляет 4,43361875 МГц (±5 Гц) для PAL-B/D/G/H/I/N. $F_{SC}$

Системы вещания PAL

Система цветности PAL обычно используется с видеоформатом, имеющим 625 строк на кадр (576 видимых строк, остальные используются для другой информации, такой как данные синхронизации и субтитры) и частоту обновления 50 чересстрочных полей в секунду (совместимо с 25 полными кадрами в секунду); такими системами являются B , G , H , I и N (технические подробности каждого формата см. в системах вещательного телевидения ).

Это обеспечивает совместимость видео. Однако, поскольку некоторые из этих стандартов ( B/G/H , I и D/K ) используют разные звуковые носители (5,5 МГц, 6,0 МГц и 6,5 МГц соответственно), это может привести к видеоизображению без звука при просмотре сигнала, транслируемого по воздуху или кабелю. Некоторые страны Восточной Европы , которые ранее использовали SECAM с системами D и K , перешли на PAL, оставив другие аспекты своей видеосистемы прежними, что привело к разным звуковым носителям. Вместо этого другие европейские страны полностью перешли с SECAM-D/K на PAL-B/G. ^[21]

Система PAL-N имеет другой звуковой носитель, а также другую цветовую поднесущую, и декодирование в несовместимых системах PAL приводит к черно-белому изображению без звука.

Система PAL-M имеет другой звуковой носитель и другой цветовой поднесущий и не использует 625 строк или 50 кадров/сек. Это привело бы к отсутствию видео или звука вообще при просмотре европейского сигнала.

Система А

BBC протестировала свою довоенную (но продолжавшую вещание до 1985 года) 405-строчную монохромную систему ( CCIR System A ) со всеми тремя цветовыми стандартами, включая PAL, прежде чем было принято решение отказаться от 405 и передавать цвет только по 625/ System I.

ПАЛ-B/G/D/K/I

Во многих странах аналоговое вещание отключено, поэтому следующее больше не применяется, за исключением использования устройств, которые выводят радиочастотные сигналы, например, видеорегистраторов .

Большинство стран, использующих или использовавших PAL, имеют телевизионные стандарты с 625 строками и 50 полями в секунду. Различия касаются частоты несущей аудио и ширины полосы пропускания канала. Варианты:

Стандарты B / G используются в большинстве стран Западной Европы, бывшей Югославии, Южной Азии, Австралии и Новой Зеландии.
Стандарт I в Великобритании, Ирландии, Гонконге, Южной Африке и Макао
Стандарты D / K (обычно вместе с SECAM) в большинстве стран Центральной и Восточной Европы и материкового Китая. Большинство аналоговых камер видеонаблюдения имеют стандарт D. ^{[ необходима цитата ]}

Системы B и G похожи. Система B определяет ширину полосы пропускания канала 7 МГц, а Система G определяет ширину полосы пропускания канала 8 МГц. Австралия и Китай использовали Системы B и D соответственно для каналов VHF и UHF. Аналогично, Системы D и K похожи, за исключением используемых ими диапазонов: Система D используется только на VHF, а Система K — только на UHF. Хотя Система I используется на обоих диапазонах, в Соединенном Королевстве она использовалась только на UHF.

ПАЛ-Л

Стандарт PAL-L (Phase Alternating Line с вещательной системой CCIR System L ) использует ту же видеосистему, что и PAL-B/G/H (625 строк, частота полей 50 Гц, частота строк 15,625 кГц), но с большей видеополосой 6 МГц вместо 5,5 МГц и перемещением звуковой поднесущей на 6,5 МГц. Для PAL-L используется интервал каналов 8 МГц для поддержания совместимости с интервалами каналов System L.

PAL-N (Аргентина, Парагвай и Уругвай)

Стандарт PAL-N был создан в Аргентине посредством Резолюции № 100 ME/76, ^[22] которая определила создание исследовательской комиссии для национального стандарта цвета. Комиссия рекомендовала использовать PAL в соответствии с Системой N CCIR , которую также использовали Парагвай и Уругвай . Он использует форму сигнала 625 строк/50 полей в секунду PAL-B/G, D/K, H и I, но на канале 6 МГц с частотой поднесущей цветности 3,582056 МГц (917/4*H), аналогичной NTSC (910/4*H). ^[19] На уровне студийного производства использовались стандартные камеры и оборудование PAL, а видеосигналы затем транскодировались в PAL-N для вещания. ^[23] Это позволяет транслировать видео 625 строк, 50 кадров в секунду на канале 6 МГц, за счет некоторой потери горизонтального разрешения .

PAL-M (Бразилия)

В Бразилии PAL используется в сочетании с 525 строками, 60 полями/с CCIR System M , используя (почти) частоту цветовой поднесущей NTSC. Точная частота цветовой поднесущей PAL-M составляет 3,575611 МГц, или в 227,25 раза больше частоты горизонтальной развертки System M. Почти все другие страны, использующие систему M, используют NTSC.

Система цветности PAL (как базовая, так и с любой системой RF, с обычной поднесущей 4,43 МГц в отличие от PAL-M) также может применяться к 525-строчному изображению, подобному NTSC, для формирования того, что часто называют «PAL 60» (иногда «PAL 60/525», «Quasi-PAL» или «Pseudo PAL»). Однако PAL-M (стандарт вещания) не следует путать с «PAL 60» (системой воспроизведения видео — см. ниже).

Домашние устройства

Мультисистемные телевизоры

Телевизионные приемники PAL, произведенные с 1990-х годов, обычно могут декодировать все варианты PAL, за исключением, в некоторых случаях, PAL-M и PAL-N. Многие такие приемники также могут принимать восточноевропейский и ближневосточный SECAM, хотя редко французскую трансляцию SECAM (потому что Франция использовала квазиуникальную положительную видеомодуляцию, систему L), если только они не производятся для французского рынка. Они будут правильно отображать простые (нетрансляционные) сигналы CVBS или S-video SECAM. Многие также могут принимать NTSC-M основной полосы , например, с видеомагнитофона или игровой консоли, и NTSC с радиочастотной модуляцией со стандартной звуковой поднесущей PAL (т. е. с модулятора), хотя обычно не транслируют NTSC (поскольку его звуковая поднесущая 4,5 МГц не поддерживается). Многие приемники также поддерживают NTSC с цветовой поднесущей 4,43 МГц (см. PAL 60 в следующем разделе).

VHS и DVD-плееры

Кассеты VHS , записанные с вещания PAL-N или PAL-B/G, D/K, H или I, неразличимы, поскольку преобразованная с понижением поднесущая на ленте одна и та же. Кассета VHS, записанная с телевидения (или выпущенная) в Европе, будет воспроизводиться в цвете на любом видеомагнитофоне PAL-N и телевизоре PAL-N в Аргентине, Парагвае и Уругвае. Аналогично, любая кассета, записанная в Аргентине, Парагвае или Уругвае с вещания PAL-N TV, может быть отправлена любому человеку в европейских странах, использующих PAL (а также в Австралии/Новой Зеландии и т. д.), и она будет отображаться в цвете. Она также будет успешно воспроизводиться в России и других странах SECAM, поскольку СССР ввел обязательную совместимость с PAL в 1985 году — это оказалось очень удобным для коллекционеров видео.

Жители Аргентины, Парагвая и Уругвая обычно владеют телевизорами, которые также отображают NTSC-M, в дополнение к PAL-N. DirecTV также удобно вещает в NTSC-M для Северной, Центральной и Южной Америки. Большинство DVD- плееров, продаваемых в Аргентине, Парагвае и Уругвае, также воспроизводят диски PAL, однако обычно они выводятся в европейском варианте (частота цветовой поднесущей 4,433618 МГц), поэтому людям, у которых есть телевизор, работающий только в PAL-N (плюс NTSC-M в большинстве случаев), придется смотреть эти импортные DVD PAL в черно-белом режиме (если телевизор не поддерживает RGB SCART ), поскольку частота цветовой поднесущей в телевизоре — это вариация PAL-N, 3,582056 МГц.

В случае, если VHS- или DVD-плеер работает в системе PAL (а не в PAL-N), а телевизор работает в системе PAL-N (а не в PAL), есть два варианта:

изображения можно увидеть в черно-белом варианте или
можно приобрести недорогой транскодер (PAL -> PAL-N) для просмотра цветов

Некоторые DVD-плееры (обычно менее известных марок) включают внутренний транскодер, и сигнал может выводиться в формате NTSC-M, с некоторой потерей качества видео из-за стандартного преобразования из 625/50 PAL DVD в выходной формат NTSC-M 525/60. Несколько DVD-плееров, продаваемых в Аргентине, Парагвае и Уругвае, также позволяют выводить сигнал NTSC-M, PAL или PAL-N. В этом случае диск PAL (импортированный из Европы) можно воспроизводить на телевизоре PAL-N, поскольку нет преобразования полей/строк, качество, как правило, превосходное.

Существуют некоторые специальные видеомагнитофоны VHS, которые позволяют зрителям наслаждаться записями PAL-N с помощью стандартного цветного телевизора PAL (625/50 Гц) или даже через многосистемные телевизоры. Видеомагнитофоны, такие как Panasonic NV-W1E (AG-W1 для США), AG-W2, AG-W3, NV-J700AM, Aiwa HV-M110S, HV-M1U, Samsung SV-4000W и SV-7000W, оснащены схемой преобразования цифровой телевизионной системы.

ПАЛ 60

Многие видеомагнитофоны 1990-х годов , продаваемые в Европе, могут воспроизводить ленты NTSC. При работе в этом режиме большинство из них выводят не настоящий (625/50) сигнал PAL, а скорее гибрид, состоящий из оригинального стандарта строк NTSC (525/60), с цветом, преобразованным в PAL 4,43 МГц (вместо 3,58, как в вариантах NTSC и южноамериканского PAL, и со специфичным для PAL чередованием фаз цветоразностного сигнала между строками) — это известно как "PAL 60" (также "quasi-PAL" или "pseudo-PAL" ), где "60" означает 60 Гц (для 525/30), а не 50 Гц (для 625/25).

Некоторые игровые консоли также выводят сигнал в этом режиме. Dreamcast была пионером PAL 60, и большинство ее игр могли воспроизводиться на полной скорости, как NTSC, и без границ. Xbox и GameCube также поддерживают PAL 60, в отличие от PlayStation 2. ^[24] PlayStation 2 на самом деле не предлагала настоящий режим PAL 60; хотя многие игры PlayStation 2 предлагали режим «PAL 60» в качестве опции, консоль фактически генерировала сигнал NTSC во время работы с частотой 60 Гц.

Большинство новых телевизоров могут правильно отображать сигнал "PAL 60", но некоторые из них будут делать это (если вообще будут) только в черно-белом режиме и/или с мерцанием/загибанием в нижней части изображения или с прокручиванием изображения (однако многие старые телевизоры могут правильно отображать изображение с помощью ручек V-Hold и V-Height — при условии, что они у них есть). Некоторые карты ТВ-тюнера или карты видеозахвата будут поддерживать этот режим (хотя может потребоваться модификация программного обеспечения/драйвера, а спецификации производителей могут быть неясными).

Некоторые DVD-плееры предлагают выбор между выходом PAL и NTSC для дисков NTSC. ^[25]

PAL против NTSC

PAL обычно имеет 576 видимых строк по сравнению с 480 строками в NTSC , что означает, что PAL имеет на 20% более высокое разрешение, фактически, оно даже имеет более высокое разрешение, чем стандарт Enhanced Definition (852x480). Большинство телевизионных выходов для PAL и NTSC используют чересстрочные кадры, что означает , что четные строки обновляются в одном поле, а нечетные — в следующем. Чересстрочные кадры обеспечивают более плавное движение с половиной частоты кадров. NTSC используется с частотой кадров 60i или 30p , тогда как PAL обычно использует 50i или 25p ; оба используют достаточно высокую частоту кадров , чтобы создать иллюзию плавного движения. Это связано с тем, что NTSC обычно используется в странах с частотой сети 60 Гц, а PAL — в странах с 50 Гц, хотя есть много исключений.

И PAL, и NTSC имеют более высокую частоту кадров, чем кинопленка, которая использует 24 кадра в секунду. PAL имеет более близкую к кинопленке частоту кадров, поэтому большинство фильмов ускоряются на 4% для воспроизведения в системах PAL, что сокращает время воспроизведения фильма и, без регулировки, немного повышает высоту звуковой дорожки. Преобразования фильмов для NTSC вместо этого используют 3:2 pull down для распределения 24 кадров фильма по 60 чересстрочным полям. Это сохраняет время воспроизведения фильма и исходный звук, но может привести к более серьезным артефактам чересстрочной развертки во время быстрого движения.

Приемники NTSC имеют управление оттенком для ручной коррекции цвета. Если это не настроено правильно, цвета могут быть неисправными. Стандарт PAL автоматически отменяет ошибки оттенка путем обращения фазы, поэтому управление оттенком не нужно, а вот управление насыщенностью может быть более полезным. Ошибки фазы цветности в системе PAL отменяются с помощью линии задержки 1H, что приводит к более низкой насыщенности, которая гораздо менее заметна для глаза, чем ошибки оттенка NTSC.

Однако чередование цветовой информации — полосы Ганновера — может привести к зернистости изображения на изображениях с экстремальными фазовыми ошибками даже в системах PAL, если схемы декодера не выровнены или используют упрощенные декодеры ранних конструкций (обычно для преодоления ограничений роялти). Этот эффект обычно наблюдается при плохом пути передачи, как правило, в застроенных районах или там, где рельеф неблагоприятен. Эффект более заметен на сигналах UHF, чем VHF, поскольку сигналы VHF, как правило, более устойчивы. В большинстве случаев такие экстремальные фазовые сдвиги не происходят.

PAL и NTSC имеют немного отличающиеся цветовые пространства , но различия в декодерах цвета здесь игнорируются.

За пределами кино- и телетрансляций различия между двумя форматами при использовании в контексте видеоигр весьма существенны. Для сравнения, стандарт NTSC составляет 60 полей/30 кадров в секунду, а PAL — 50 полей/25 кадров в секунду. Чтобы избежать проблем с синхронизацией или невыполнимых изменений кода, игры были замедлены примерно на 16,7%. Это привело к тому, что игры, портированные в регионы PAL, исторически известны своей более низкой скоростью и частотой кадров по сравнению с их аналогами NTSC, особенно когда они не оптимизированы для стандартов PAL. Полноценное видео, визуализированное и закодированное со скоростью 30 кадров в секунду японскими/американскими (NTSC) разработчиками, часто подвергалось понижению частоты дискретизации до 25 кадров в секунду или считалось видео со скоростью 50 кадров в секунду для выпуска PAL — обычно с помощью 3:2 pull-down , что приводило к дрожанию движения . В дополнение к этому, повышенное разрешение PAL часто вообще не использовалось во время преобразования, создавая эффект псевдо-почтового ящика с границами сверху и снизу экрана, выглядящий как почтовый ящик 14:9. Это оставляет графику со слегка сплющенным видом из-за неправильного соотношения сторон, вызванного границами. Такая практика была распространена в предыдущих поколениях, особенно в 8- и 16-битную эпоху игр, где 2D-графика была нормой в то время. Геймплей многих игр с упором на скорость, таких как оригинальный Sonic the Hedgehog для Sega Genesis (Mega Drive) , пострадал в своих воплощениях PAL.

Начиная с шестого поколения видеоигр, игровые консоли начали предлагать настоящие режимы 60 Гц в играх, портированных в регионы PAL. Dreamcast была первой, кто предложил настоящий режим «PAL 60», и игры, созданные для системы в регионах PAL, не предлагали существенных отличий по сравнению с их аналогами NTSC с точки зрения скорости и частоты кадров. Xbox и GameCube также имели режимы «PAL 60» в играх, созданных для региона. Единственным исключением была PlayStation 2 , где игры, портированные в регионы PAL, часто (но не всегда) работают в режимах 50 Гц. Игры региона PAL, поддерживающие режимы 60 Гц для PlayStation 2, также требовали дисплея с поддержкой NTSC, если не использовались соединения RGB или компонентные соединения, поскольку они позволяли выводить цвет без необходимости кодирования цвета NTSC или PAL. В противном случае игры отображались бы в монохромном режиме на дисплеях только PAL.

Проблемы, обычно связанные с видеоиграми региона PAL, не обязательно возникают в Бразилии, где в этом регионе используется стандарт PAL-M, поскольку ее видеосистема использует такое же количество видимых строк и частоту обновления, как и NTSC, но с немного другой частотой кодирования цвета на основе PAL, модифицированной для использования с системой вещательного телевидения CCIR System M.

PAL против SECAM

Патенты SECAM появились на несколько лет раньше патентов PAL (1956 против 1962). Его создатель, Анри де Франс, в поисках ответа на известные проблемы с оттенками NTSC , выдвинул идеи, которые стали основополагающими для обеих европейских систем, а именно:

Цветовая информация на двух последовательных телевизионных строках очень похожа, а вертикальное разрешение может быть уменьшено вдвое без серьезного влияния на воспринимаемое визуальное качество.
более надежная передача цвета может быть достигнута путем распространения информации по двум телевизионным линиям вместо одной
Информацию с двух телевизионных линий можно объединить с помощью линии задержки.

SECAM применяет эти принципы, передавая попеременно только один из компонентов U и V на каждой телевизионной строке, а другой получая из линии задержки. QAM не требуется, и вместо этого используется частотная модуляция поднесущей для дополнительной надежности (последовательная передача U и V была повторно использована гораздо позже в последних «аналоговых» видеосистемах Европы: стандартах MAC).

SECAM свободен от ошибок оттенка и насыщенности. Он не чувствителен к фазовым сдвигам между цветовой вспышкой и сигналом цветности, и по этой причине иногда использовался в ранних попытках цветной видеозаписи, где колебания скорости ленты могли вызвать проблемы в других системах. В приемнике он не требовал кварцевого кристалла (который был дорогим компонентом в то время) и, как правило, мог обходиться линиями задержки и компонентами меньшей точности.

Передачи SECAM более надежны на больших расстояниях, чем NTSC или PAL. Однако из-за своей FM-природы цветовой сигнал остается, хотя и с уменьшенной амплитудой, даже в монохромных частях изображения, таким образом подвергаясь более сильному перекрестному цвету.

Одним из серьезных недостатков студийной работы является то, что добавление двух сигналов SECAM не дает достоверной цветовой информации из-за использования частотной модуляции. Необходимо было демодулировать FM и обрабатывать его как AM для надлежащего микширования, прежде чем окончательно ремодулировать как FM, ценой некоторой дополнительной сложности и ухудшения сигнала. В более поздние годы это уже не было проблемой из-за более широкого использования компонентного и цифрового оборудования.

PAL может работать без линии задержки ( PAL-S ), но эта конфигурация, иногда называемая «PAL для бедных», не могла сравниться с SECAM по качеству изображения. Чтобы конкурировать с ним на том же уровне, ей пришлось использовать основные идеи, изложенные выше, и, как следствие, PAL пришлось платить лицензионные сборы SECAM. За эти годы это внесло значительный вклад в предполагаемые 500 миллионов франков, собранных патентами SECAM (для первоначальных 100 миллионов франков, инвестированных в исследования). ^[26]

Таким образом, PAL можно рассматривать как гибридную систему, структура сигнала которой ближе к NTSC, но декодирование во многом заимствовано из SECAM.

Были первоначальные спецификации для использования цвета с французским форматом 819 строк (система E). Однако «SECAM E» существовал только на этапе разработки. Фактическое развертывание использовало формат 625 строк. Это облегчало взаимообмен и преобразование между PAL и SECAM в Европе. Преобразование часто даже не требовалось, поскольку все больше и больше приемников и видеомагнитофонов становились совместимыми с обоими стандартами, чему способствовали общие этапы декодирования и компоненты. Когда разъем SCART стал стандартом, он мог принимать RGB в качестве входного сигнала, эффективно обходя все особенности форматов цветового кодирования.

Когда дело доходит до домашних видеомагнитофонов, все видеостандарты используют так называемый формат «color under». Цвет извлекается из высоких частот видеоспектра и перемещается в нижнюю часть спектра, доступного с ленты. Затем яркость использует то, что от него осталось, выше диапазона цветовых частот. Обычно это делается путем гетеродинирования для PAL (а также NTSC). Но FM-природа цвета в SECAM допускает более дешевый трюк: деление на 4 частоты поднесущей (и умножение при воспроизведении). Это стало стандартом для записи SECAM VHS во Франции. Большинство других стран продолжали использовать тот же процесс гетеродинирования, что и для PAL или NTSC, и это известно как запись MESECAM (так как это было более удобно для некоторых стран Ближнего Востока, которые использовали вещание как PAL, так и SECAM).

Другое отличие в управлении цветом связано с близостью последовательных дорожек на ленте, что является причиной перекрестных помех цветности в PAL. Для преодоления этой проблемы используется циклическая последовательность 90° сдвигов фазы цветности от одной строки к другой. Это не нужно в SECAM, поскольку FM обеспечивает достаточную защиту.

Что касается ранних (аналоговых) видеодисков, то установленный стандарт Laserdisc поддерживал только NTSC и PAL. Однако на рынке ненадолго появился другой формат оптического диска, пропускающий оптический диск Thomson. В какой-то момент он использовал модифицированный сигнал SECAM (одна поднесущая FM на частоте 3,6 МГц ^[27] ). Гибкий и пропускающий материал носителя позволял осуществлять прямой доступ к обеим сторонам без переворачивания диска, концепция, которая вновь появилась в многослойных DVD примерно пятнадцать лет спустя.

Страны и территории, использующие или использовавшие ранее PAL

Ниже приведены списки стран и территорий, которые использовали или когда-то использовали систему PAL. Многие из них перевели или переводят PAL в DVB-T (большинство стран), DVB-T2 (большинство стран), DTMB (Китай, Гонконг и Макао) или ISDB-Tb (Шри-Ланка, Мальдивы, Ботсвана, Бразилия, Аргентина, Парагвай и Уругвай).

Список пользователей PAL в 1998 году доступен в Рекомендации МСЭ-R BT.470-6 - Конвенциональные телевизионные системы, Приложение 1 к Приложению 1. [ ^28]

Использование PAL B, D, G, H, K или I

Афганистан (использовался SECAM) ^[29]
Алжир
Ангола ^[29]
Армения
Бахрейн (введение DVB-T в оценку) ^[29]
Бангладеш ^[29]
Бутан ^[29]
Босния и Герцеговина ^[29]
Ботсвана ^[29]
Британская территория в Индийском океане ^[29]
Камерун ^[29]
Кабо-Верде ^[29]
Остров Рождества
Коморские острова
Острова Кука (см. Новая Зеландия)
Джибути ^[29]
Египет (перешел из SECAM в 1990–1992 гг.) ^[29]
Экваториальная Гвинея ^[29]
Эритрея ^[29]
Эсватини ^[29]
Эфиопия ^[29]
Фолклендские острова (только УВЧ) ^[29]
Фиджи
Гамбия ^[29]
Гвинея-Бисау ^[29]
Ирак ^[29] (введение DVB-T в оценку)
Иордания ^[30] (введение в DVB-T в оценке)
Кирибати ^[29]
Кувейт ^[29]
Лаос (Однажды экспериментировал в PAL-M) ^[29]
Ливан (использует PAL для ливанских каналов)
Лесото ^[29]
Либерия ^[29]
Ливия
Малави ^[29]
Мальдивы ^[29]
Маврикий
Молдова
Монголия
Мозамбик ^[29]
Науру ^[29]
Непал ^[29]
Нигерия
Ниуэ ^[29]
Остров Норфолк (см. Австралия)
Северная Корея (использовала SECAM до 1990-х годов) ^[29]
Оман (введение DVB-T в оценку) ^[29]
Пакистан ^[29]
Палестина (введение DVB-T в оценку)
Папуа-Новая Гвинея ^[29]
Острова Святой Елены, Вознесения и Тристан-да-Кунья (две службы аналогового телевидения PAL-I, управляемые BFBS)
Самоа ^[29]
Сан-Томе и Принсипи
Сейшельские острова ^[29]
Сьерра-Леоне ^[29]
Соломоновы острова
Сомали ^[29]
Южная Африка (одновременное вещание в DVB-T)
Южный Судан
Шри-Ланка ^[29]
Судан ^[29]
Сирия (вместе с SECAM) ^[29]
Восточный Тимор
Тонга ^[29] (Трансляция в формате PAL будет прекращена. Отключение аналогового вещания запланировано на 15 июня 2015 г. ^{[ требуется обновление ]} Одновременная трансляция в формате DVB-T)
Турция
Тувалу ^[29]
Уганда ^[29]
Вануату ^[29]
Йемен ^[29] (введение в DVB-T)
Зимбабве ^[29]

ЛАДОНЬ

Бразилия (Одновременное вещание в ISDB-Tb началось 2 декабря 2007 года. Вещание в формате PAL находится на завершающей стадии прекращения, полное прекращение запланировано на 2025 год.)

ПАЛ-Н

Аргентина (Одновременное вещание в ISDB-Tb началось 28 августа 2008 года. Вещание в формате PAL находится на завершающей стадии прекращения, полное прекращение запланировано на 2025 год.)
Парагвай (одновременная трансляция в ISDB-Tb)
Уругвай (одновременная трансляция в ISDB-Tb)

Страны и территории, прекратившие использование PAL

Следующие страны и территории больше не используют PAL для наземного вещания и находятся в процессе перехода с PAL на DVB-T / T2 , DTMB или ISDB-T .

Смотрите также

Ссылки

^ ab "Категории PGC – Страны, использующие стандарт PAL". dvd-replica.com . Архивировано из оригинала 22 апреля 2009 г.
^ abc "Категории PGC – Страны, использующие стандарт SECAM". 23 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 23 февраля 2009 г.
^ abc "Категории PGC – Страны, использующие стандарт NTSC". 22 апреля 2009 г. Архивировано из оригинала 22 апреля 2009 г.
^ "Вальтер Брух и система цветного телевидения PAL". 2 марта 2020 г. Получено 6 июля 2021 г. В 1963 г., когда он публично представил линию чередования фаз группе экспертов Европейского вещательного союза в Ганновере
^ "Walter Bruch; PAL Television". 7 декабря 2019 г. Получено 14 июля 2021 г. В 1950-х годах, когда Telefunken поручил Бруху изобрести автоматическую дифференциальную фазовую коррекцию для цветного телевидения. Вот почему он был награжден.
^ abcdefghi "45 лет цветному телевидению PAL Вальтера Бруха". radiomuseum.org .
^ "Перевод на английский язык слова 'Bruch'". Немецко-английский словарь Collins .
^ Стандарт, определяющий систему PAL, был последний раз опубликован Международным союзом электросвязи в 1998 году и имел название Рекомендация МСЭ-R BT.470, Конвенциональные телевизионные системы.
^ "Телереклама Telefunken PALcolour 708" . www.radiomuseum.org .
^ "Телереклама Loewe-Farbfernseher S 920 & F 900 PAL". buizenradioclub.nl .
^ "EUR-Lex – 31993D0424 – EN". Официальный журнал L 196. 5 августа 1993 г. стр. 48–54.
^ "Fluke PM5420 Application Note PALplus" (PDF) . assets.fluke.com . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. . Получено 12 января 2022 г. .
^ «Что такое DVD-диск формата NTSC? Как воспроизвести DVD-диск NTSC в Великобритании без ограничений?». videoconverterfactory.com .
^ ab "Технические заметки: Цветной телевизор". 16 июля 2007 г. Архивировано из оригинала 16 июля 2007 г. Получено 21 октября 2022 г.
^ ab "Горизонтальный интервал гашения 405-, 525-, 625- и 819-строчных стандартов" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 мая 2009 г.090426 pembers.freeserve.co.uk
^ abc "Обзор NTSC, PAL и SECAM" (PDF) . стр. 52. Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2012 г. . Получено 26 апреля 2009 г. .
^ Техническое руководство по триаксиальному адаптеру LDK 5400 (PDF) . Thomson Multimedia Broadcast Solutions. 2002.
^ "Вертикальный интервал гашения 625-строчного стандарта (цвет PAL)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 апреля 2016 года . Получено 3 сентября 2015 года .
^ abcd "Рекомендация МСЭ-R BT.470-6 - Обычные телевизионные системы" (PDF) .
^ ab "Рекомендация МСЭ-R BT.470-6 - Обычные телевизионные системы, стр. 16" (PDF) .
^ "Изменения в системах наземного телевидения в странах Центральной и Восточной Европы" (PDF) . EBU . Получено 11 сентября 2010 г. .
^ "La TV se muda" (PDF) (на испанском языке) . Получено 3 апреля 2024 г.
^ Язбек; Сория; Тулли; Гонсалес (1999). Студия техники транскодификации сигналов телевидения PAL-B / PAL-N (на испанском языке). Том. 10. Центр технологической информации. стр. 341–349.
^ «Проблема PAL виртуальной консоли». 15 апреля 2010 г.
^ "Воспроизведение видео NTSC на оборудовании PAL" . Получено 29 июня 2019 г.
^ "CCIR, стандарты и рынок телевизоров во Франции" (раздел III.1)
^ "Les Videodisques", Жорж Бруссо (руководитель/член группы разработчиков), издания Masson
^ Рекомендация МСЭ-Р BT.470-6 - Обычные телевизионные системы (PDF) . Ассамблея радиосвязи МСЭ. 1998. С. 29–34.
^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av Майкл Хегарти; Энн Фелан; Лиза Килбрайд (1 января 1998 г.). Классы для дистанционного преподавания и обучения: план. Издательство Leuven University Press . стр. 260–. ISBN 978-90-6186-867-5.
^ "Список стран PAL / NTSC / SECAM". Архивировано из оригинала 21 февраля 2016 года . Получено 9 декабря 2017 года .
^ "Прием ТВ-сигнала DVB-T2 с HEVC (H.265) в формате | OIV цифровые сигналы и време" . gledajbezbrige.oiv.hr (на хорватском языке) . Проверено 2 января 2024 г.
^ "Аналоговый дизетоп Siaran TV di Seluruh RI 12 Agustus 2023" . detik.com . Проверено 22 сентября 2023 г.
^ "TDM отключит аналоговую систему передачи телевидения". TDM . Получено 13 июля 2023 г. .
^ "Телевидение и радио" . 17 марта 2020 г.
^ "Значение стандартного канала TVP на DVB-T2/HEVC - Новая телевизия cyfrowa (DVB-T2) - Портал Gov.pl" . Nowa telewizja cyfrowa (DVB-T2) (на польском языке) . Проверено 8 августа 2024 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме PAL .

Обзор различных частот обновления PAL, NTSC и кинофильмов
Мировые стандарты телевидения