Kako podesiti pametne telefone i računare. Informativni portal

Sve o video standardima NTSC, PAL i SECAM. Šta je prihvaćeno kao standard u Rusiji: PAL, SECAM, NTSC


TV standardi NTSC PAL SECAM D2-MAC
Svjetska televizija ima niz standarda za kodiranje bojama i organizaciju audio signalizacije i sinhronizacije. Kombinacija su tri sistema kodiranja boja (NTSC, PAL, SECAM) i deset standarda signalizacije i skeniranja: B, G, D, K, H, I, KI, N, M, L.

Bilješka:
standardi B i G; D i K se razlikuju u frekvencijskim vrijednostima TV kanala (MV i UHF, respektivno).
Polaritet modulacije video signala je "-" negativan, "+" pozitivan.
S obzirom da se pri „crtanju“ slike koristi isprepleteno skeniranje, stvarna brzina kadrova je polovina broja kadrova – učestalost promjene poluslikova (polja).

* Da budemo precizni, frekvencija polja je 58,94 Hz.

Trenutno su u funkciji tri kompatibilna televizijska sistema u boji - SEKAM, NTSC i PAL. Bez obzira na vrstu sistema, senzori signala (televizijske kamere) formiraju signale tri osnovne boje: Er - crvena, Npr - zelena i Ed - plava. Isti signali upravljaju strujama zraka u elektronskim projektorima kineskopa u TV-u. Promjenom omjera signala na katodama kineskopa možete dobiti bilo koji ton boje unutar trokuta boja određen koordinatama boja korištenih fosfora.
Razlike između televizijskih sistema u boji (CT) su u metodama dobijanja takozvanog video signala u punoj boji (PCTS) iz primarnih signala u boji, koji modulira noseću frekvenciju u televizijskom predajniku.
Takva transformacija je neophodna da bi se informacija o slici u boji smjestila u frekvencijski pojas crno-bijelog signala. U središtu takvog zbijanja spektra signala je karakteristika ljudskog vidnog sistema, koja se sastoji u činjenici da se mali detalji slike percipiraju kao neobojeni.
Primarni signali u boji se konvertuju u signal širokopojasnog osvetljenja Ey, koji odgovara crno-belom televizijskom video signalu, i tri uskopojasna signala koji nose informacije o boji.
To su takozvani signali za razliku u boji. Dobivaju se oduzimanjem signala osvetljenosti od odgovarajućeg signala osnovne boje.
Signal osvetljenosti se dobija dodavanjem u određenoj proporciji tri signala primarnih boja: Ey = rEr + gEg + bEb (*) U svim televizijskim sistemima u boji, samo signali osvetljenosti Ey i dva signala razlike u boji, Er-y i Eb-y, se prenose. Signal Eg-y se vraća u prijemnik iz izraza (*). (Treba napomenuti da prije miješanja signali primarne boje prolaze kroz krugove gama korekcije koji kompenzuju distorzije uzrokovane nelinearnom ovisnošću svjetline sjaja ekrana o amplitudi modulirajućeg signala).
NTSC sistem NTSC sistem je prvi DH sistem koji je našao praktičnu primenu. Razvijen u SAD-u i prihvaćen za emitovanje 1953. godine. Prilikom kreiranja NTSC sistema razvijeni su osnovni principi prenosa slike u boji, koji su u jednoj ili drugoj mjeri korišteni u svim narednim sistemima.
U HTSC sistemu, PTTS sadrži u svakoj liniji komponentu osvetljenosti i signal hrominance koji se prenosi od podnosača koji leži u opsegu signala osvetljenosti. Podnosač je moduliran u svakoj liniji sa dva signala hromatičnosti Er-y i Eb-y. Kako bi se spriječilo da signali u boji stvaraju međusobne smetnje, u HTSC sistemu se koristi kvadraturno uravnotežena modulacija.
Postoje dvije glavne HTSC vrijednosti podnosača boje: 3,579545 i 4,43361875 MHz. Druga vrijednost je minorna i koristi se uglavnom u video snimanju za korištenje kanala za snimanje i reprodukciju koji je zajednički za PAL sistem.
NTSC sistem ima niz prednosti: -- visoka jasnoća boja sa relativno uskopojasnim kanalom za prenos; Struktura spektra signala omogućava efikasno odvajanje informacija korišćenjem češljastih digitalnih filtera. HTSC dekoder je relativno jednostavan i ne sadrži linije kašnjenja.
Istovremeno, NTSC sistem ima i neke nedostatke, od kojih je glavni njegova visoka osjetljivost na izobličenja signala u kanalu prijenosa.
Izobličenje signala u obliku amplitudne modulacije (AM) naziva se diferencijalno izobličenje. Kao rezultat takvih izobličenja, zasićenost boja svijetlih i tamnih područja je različita. Ova izobličenja se ne mogu eliminisati korišćenjem kola za automatsku kontrolu pojačanja (AGC) signala hrominance, pošto se razlike u amplitudi podnosača boje pojavljuju unutar iste linije.
Distorzije u obliku fazne modulacije podnosača boje signalom svjetline nazivaju se diferencijalna fazna izobličenja. Oni uzrokuju promjene u tonu boje ovisno o svjetlini datog područja slike.
Na primjer, ljudska lica su obojena crvenkasto u sjenama i zelenkasta u svjetlima.
Da bi se smanjila vidljivost d-f izobličenja, NTSC televizori imaju operativnu kontrolu tonova boja, koja vam omogućava da napravite prirodnije bojenje dijelova s ​​istom svjetlinom. Međutim, izobličenje tonova boje u svjetlijim ili tamnijim područjima se povećava.
Visoki zahtjevi prema parametrima kanala prijenosa dovode do složenosti i cijene NTSC opreme ili, ako ovi zahtjevi nisu ispunjeni, do smanjenja kvaliteta slike.
Glavni cilj razvoja PAL i SECAM sistema bio je otklanjanje nedostataka NTSC sistema.
PAL sistem PAL sistem je razvio Telefunken 1963. godine. Svrha njegovog stvaranja je kasnije otkriveni nedostatak, HTSC - osjetljivost na diferencijalno - fazno izobličenje. U čemu je očigledno PAL sistem.
brojne prednosti koje se u početku nisu činile U PAL sistemu, kao iu NTSC-u, koristi se kvadraturna modulacija podnosača boje signalima hrominacije. Ali ako je u NTSC sistemu ugao između ukupnog vektora i ose vektora B-Y, koji određuje ton boje pri prenošenju polja boja, konstantan, onda se u PAL sistemu njegov predznak menja u svakoj liniji. Otuda i naziv sistema -- Phase Alternation Line.
Smanjenje osjetljivosti na diferencijalno-fazna izobličenja postiže se usrednjavanjem signala boja u dvije susjedne linije, što dovodi do smanjenja vertikalne jasnoće boje za faktor dva u odnosu na HTSC. Ova karakteristika je nedostatak PAL sistema.
Prednosti: niska osjetljivost na diff-fazne distorzije i asimetrija propusnog opsega kanala u boji. (Potonja karakteristika je posebno vrijedna za zemlje koje usvajaju G standard sa razmakom video/audio nosača od 5,5 MHz, što uvijek rezultira isjecanjem gornjeg bočnog pojasa boje.)
PAL sistem takođe ima pojačanje signal-šum od 3dB u odnosu na HTSC.
PAL60 -- HTSC video sistem za reprodukciju. U ovom slučaju, HTSC signal se lako transkodira u PAL, ali broj polja ostaje isti (tj. 60). TV uređaj mora podržavati ovu vrijednost frekvencije kadrova.

SECAM sistem SECAM sistem u svom originalnom obliku predložen je 1954. godine. Francuski pronalazač Henri de France. Osnovna karakteristika sistema je sekvencijalni, linijski, prenos signala razlike u boji sa daljom restauracijom nedostajućeg signala u prijemniku korišćenjem linije kašnjenja za vreme intervala linije.
Naziv sistema formiran je od početnih slova francuskih reči SEquentiel Couleur A Memoire (alternativne boje i memorija). 1967. godine počelo je emitovanje programa na ovom sistemu u SSSR-u i Francuskoj.
Informacije o boji u SECAM sistemu se prenose korištenjem frekvencijske modulacije podnosača boje. Ostale frekvencije podnosača u redovima R i B su različite i iznose Fob=4250kHz i For=4406,25kHz.
Pošto se u SECAM sistemu signali hrominacije prenose sekvencijalno kroz liniju, a u prijemniku se vraćaju pomoću linije kašnjenja, tj. Ako se informacija iz prethodnog reda ponovi, onda se vertikalna oštrina boje prepolovi, kao u PAL sistemu.
Upotreba FM-a pruža nisku osjetljivost na djelovanje izobličenja tipa "diferencijalno pojačanje". Osetljivost SECAM-a na distorzije diff-faze je takođe niska. Na poljima boja, gdje je svjetlina konstantna, ova izobličenja se ne pojavljuju ni na koji način. Na prelazima boja dolazi do lažnog povećanja frekvencije podnosača, što uzrokuje njihovo kašnjenje. Međutim, kada je trajanje prijelaza manje od 2 µs, korekciona kola u prijemniku smanjuju učinak ovih izobličenja.
Obično, nakon svijetlih područja slike, resa je plava, a nakon tamnih područja žuta. Tolerancija distorzije "diferencijalne faze" je oko 30 stepeni, tj. 6 puta širi nego u HTSC.

D2-MAC sistem Kasnih 1970-ih razvijeni su poboljšani televizijski sistemi u boji koristeći vremensku podjelu sa multipleksiranjem komponenti svjetline i hrominacije. Ovi sistemi su osnova za televizijske sisteme visoke definicije (HDTV) i dobili su naziv MAK (MAS) – „Multipleksne analogne komponente“.
Francuska i Njemačka su se 1985. godine dogovorile da koriste jednu od modifikacija MAC sistema, odnosno D2-MAC/Paket, za satelitsko emitiranje.
Glavne karakteristike: početni interval linije od 10 μs je rezervisan za prenos digitalnih informacija: linijski sat, zvuk i teletekst. U digitalnom paketu, kodiranje se koristi pomoću trorazinskog signala, koji smanjuje potrebnu širinu komunikacijskog kanala za faktor dva.
Ovaj princip kodiranja se ogleda u nazivu - D2. Dva stereo audio kanala mogu se prenositi istovremeno.
Ostatak linije zauzimaju analogni video signali. Prvo se prenosi niz kompresije jednog od signala razlike u boji (17 µs), a zatim niz luminance (34,5 µs). Princip kodiranja bojama je približno isti kao kod SEKAM-a. Za prijenos složenog D2-MAC signala potreban je kanal sa propusnim opsegom od 8,4 MHz.
D2-MAC sistem pruža znatno bolji kvalitet slike u boji od svih ostalih sistema. Nema smetnji od podnosača boje na slici, nema preslušavanja između signala osvetljenosti i hrominacije, a jasnoća slike je primetno poboljšana.

Chroma signal u SECAM standardu, prenosi se u frekvencijskoj modulaciji (FM), jedna komponenta boje u jednoj televizijskoj liniji, zauzvrat. Prethodni signal se koristi kao linije koje nedostaju R-Y ili B-Y odnosno uzimajući ga iz memorije. Dakle, kada predajnik samo prenosi signal R-Y, koji služi da utiče na crvene fosfore jedne linije, memorija pokreće plave fosfore, prenoseći im iste promene boje koje su bile u prethodnoj liniji kada je signal primljen B-Y. Trajanje skladištenja je jednako vremenu prijenosa jedne linije. Stoga, u televizoru sa 625 linija, vrijeme skladištenja je 64 μs.

U analognim televizijskim prijemnicima za implementaciju se koristi memorija linija kašnjenja. Tokom retracea, nakon svake linije se pravi dvostruki prekidač za usmjeravanje dolaznog signala do odgovarajućeg elektronskog topa, a signala koji napušta liniju kašnjenja u elektronski top koji je direktno primio direktan signal tokom prijenosa prethodne linije. Kako je zbog predugog vremenskog intervala - 64 μs teško napraviti liniju kašnjenja kroz koju bi prolazio električni signal, umjesto električnih signala koristi se ultrazvuk. Signali sa frekvencijom koja varira od nula do 1,5 MHz stvaraju odgovarajuće mehaničke oscilacije na ulazu linije kašnjenja, za koje je potrebno 64 μs da prođu. Zatim se ponovo pretvaraju u električne signale. Prve linije kašnjenja bile su šipke od tvrdog materijala, na čijim su krajevima bili piezoelektrični elementi. Sljedeća generacija linija kašnjenja napravljena je u obliku pravokutne ploče, a piezoelektrični elementi su bili smješteni na uglovima. To je omogućilo smanjenje dimenzija zbog ponovljene refleksije oscilacija od rubova pravokutnika. Elektromehanička transformacija zasniva se na fenomenu piezoelektričnosti (pojava vibracija u nekim kristalima, kao što su kvarc ili titanat, kada se primjenjuju promjenjivi električni naponi, i obrnuto, pojava električnih napona kada takvi kristali osciliraju). To. u liniji kašnjenja, piezoelektrični kristal je pričvršćen na svaki kraj čelične šipke. Kristal instaliran na ulazu pretvara električne signale u mehaničke vibracije. Ove oscilacije se šire duž štapa i nakon 64 µs dostižu drugi piezoelektrični kristal, gdje generiraju električne signale istog oblika koji su primijenjeni na ulaz. Moderna tehnologija koristi digitalnu obradu signala, koja uključuje kašnjenje signala pohranjivanjem signalnog procesora u RAM.

Objektivno, televizijska slika u boji u SECAM standardu ima upola manju vertikalnu rezoluciju od monohromatske slike. Subjektivno, zbog veće osjetljivosti oka na komponentu svjetline, ovakvo pogoršanje se gotovo i ne primjećuje na prosječnim statističkim slikama. Upotreba digitalne obrade signala još više ublažava ovaj nedostatak.

Upotreba frekvencijske modulacije, sekvencijalnog prijenosa boja i YDbDr modela boja je karakteristična karakteristika SECAM-a u odnosu na druge standarde analogne televizije. Činjenica da se u SECAM-u, za razliku od PAL i NTSC sistema, signali u boji prenose naizmjenično, modulirajući frekvencijski podnosač, omogućava vam da zadržite pozadinu boje slike nepromijenjenom tokom faznih ili amplitudnih izobličenja.

Prema sveobuhvatnim studijama sprovedenim 1965-66 u OSCT-2 ( Eksperimentalna stanica za televiziju u boji) oba sistema, pri odabiru najboljeg za njegovo široko uvođenje u SSSR, nijedan od dva sistema nije pokazao odlučujuće tehničke ili ekonomske prednosti u odnosu na drugi. Prednost SECAM sistema je bila manja osjetljivost na izobličenje tokom prijenosa na velike udaljenosti i video snimanja; nedostatak je složenost opreme prilikom miješanja signala.

SECAM verzije

U svijetu se koristi nekoliko modifikacija standarda SECAM. Način prijenosa signala razlike u boji je isti u svim slučajevima, uključujući i tzv. pre-emphasis, a razlikuju se samo u načinu kodiranja monohromatskog video signala, audio kodiranju i širini spektra. Zapravo, metoda prepoznavanja boja se također može razlikovati - budući da se u svakoj liniji prenosi samo jedan signal, dekoder mora ispravno odrediti koji. Za to bi se mogla koristiti metoda slična „bljeskanju“ u PAL i NTSC sistemima - u nevidljivom dijelu linije, na kraju gašenja impulsa, prenošen je nemodulirani podnosač, u slučaju SECAM-a, bilo 4,406 MHz ili 4,25 MHz, po vrijednosti frekvencije i izvršena je identifikacija. Drugi način je prijenos posebno moduliranih signala na kraju vertikalnog blanking impulsa, gdje su podnosači uzimali krajnje moguće vrijednosti kroz liniju, što je pojednostavilo identifikaciju, posebno u uslovima smetnji. Trenutno se ova metoda ili ne koristi ili je rezervna, na primjer, u Rusiji se oba signala prenose istovremeno, au Francuskoj - samo prva opcija. Ali u početku je druga opcija bila glavna, a nekada je korištena samo u SSSR-u i zemljama sjeverne Afrike.

Trenutno se televizijski kanali u Rusiji emituju u sistemu SÉCAM, međutim, u mrežama kablovskog emitovanja, velika većina analognih televizijskih kanala, uključujući i one koji se prikazuju u eteru, emituje se u sistemu PAL, što onemogućava njihovo gledanje na stari sovjetski televizori u boji. .

Backkronyms

Kao šalu, uobičajeno je da se SECAM skraćenica dešifruje kao "System Essentially Contrary of American Method" (sistem koji je u suštini suprotan američkom).

Bilješke

Ako se odlučite za kupovinu fotoaparata u inostranstvu, posebno u SAD-u i Japanu, budite izuzetno oprezni. Cijene u ovim zemljama su izuzetno atraktivne, samo je sva video oprema dizajnirana za rad u NTSC (iako postoje prodavnice koje prodaju elektroniku u PAL sistemu posebno za ruske turiste, ali ovdje morate biti dvostruko oprezni).

U tom smislu, ima smisla udubiti se u koncept skraćenica kao što su NTSC, PAL, SECAM

Šta znači NTSC

NTSC je skraćeno. engleski Nacionalni komitet za televizijske standarde - Nacionalni komitet za televizijske standarde je analogni televizijski sistem u boji razvijen u Sjedinjenim Državama. 18. decembra 1953. godine, po prvi put u svijetu, pokrenuto je televizijsko emitovanje u boji pomoću ovog sistema. NTSC je također usvojen kao standardni televizijski sistem u boji u Kanadi, Japanu i nekoliko zemalja u Americi.

Tehničke karakteristike NTSC-a

  • broj polja - 60 Hz (tačnije 59,94005994 Hz);
  • broj linija (rezolucija) - 525;
  • frekvencija podnosača - 3579545,5 Hz.
  • broj kadrova u sekundi - 30.
  • skeniranje zraka je isprepleteno (interlacing).

Šta znači PAL?

PAL je skraćeno. sa engleskog. fazno naizmjenična linija - analogni televizijski sistem u boji, koji je razvio inženjer njemačke kompanije "Telefunken" Walter Bruch i uveden kao standard za televizijsko emitiranje 1967. godine.

Kao i svi standardi analogne televizije, PAL je prilagođen i kompatibilan sa starijim monohromatskim (crno-bijelim) televizijskim programima. U prilagođenim standardima analogne televizije u boji, dodatni signal hrominacije se prenosi na kraju spektra monohromatskog televizijskog signala.

Kao što je poznato iz prirode ljudskog vida, percepcija boja sastoji se od tri komponente: crvene (R), zelene (G) i plave (B) boje. Ovaj model boja je skraćeno RGB. Zbog prevladavanja komponente zelene boje u prosječnoj televizijskoj slici i da bi se izbjeglo suvišno kodiranje, razlika između R-Y i B-Y koristi se kao dodatni signal u boji (Y je ukupna svjetlina monohromatskog televizijskog signala). PAL sistem koristi YUV model boja.

Oba dodatna signala hrominacije u standardu PAL prenose se istovremeno u kvadraturnoj modulaciji (varijacija AM), tipična frekvencija signala podnosača je 4433618,75 Hz (4,43 MHz).

U ovom slučaju, svaki signal razlike u boji se ponavlja u sljedećem redu uz faznu rotaciju na frekvenciji od 15,625 kHz za 180 stepeni, zbog čega PAL dekoder potpuno eliminiše fazne greške (tipične za NTSC sistem). Da bi eliminisao faznu grešku, dekoder dodaje trenutnu i prethodnu liniju iz memorije (analogni televizijski prijemnici koriste liniju odlaganja). Dakle, objektivno, televizijska slika u boji u standardu PAL ima upola manju vertikalnu rezoluciju u odnosu na monohromatsku sliku.

Subjektivno, zbog veće osjetljivosti oka na komponentu svjetline, ovakvo pogoršanje se gotovo i ne primjećuje na prosječnim statističkim slikama. Upotreba digitalne obrade signala dodatno ublažava ovaj nedostatak.

Šta znači SECM?

SECAM je skraćeno. od fr. Séquentiel couleur avec mémoire, kasnije Séquentiel couleur à mémoire - sekvencijalna boja sa memorijom - analogni televizijski sistem u boji pionir u Francuskoj. Istorijski gledano, to je prvi evropski standard za televiziju u boji.

Signal boje u SECAM standardu se prenosi u frekvencijskoj modulaciji (FM), jedna komponenta boje u jednoj televizijskoj liniji, zauzvrat. Prethodni R-Y ili B-Y signal se koristi kao nedostajuće linije, primajući ga iz memorije (u analognim televizijskim prijemnicima za to se koristi linija odgode). Dakle, objektivno, televizijska slika u boji u SECAM standardu ima upola manju vertikalnu rezoluciju u odnosu na monohromatsku sliku. Subjektivno, zbog veće osjetljivosti oka na komponentu svjetline, ovakvo pogoršanje se gotovo i ne primjećuje na prosječnim statističkim slikama. Upotreba digitalne obrade signala dodatno ublažava ovaj nedostatak.

Kao šalu, uobičajeno je da se SECAM skraćenica dešifruje kao "System Essentially Contrary to American" (sistem koji je u suštini suprotan američkom).

Inače, video kasete sa NTSC oznakom po kvalitetu i trajanju snimanja ne odgovaraju PAL sistemu.

Vjerovatno niko ne treba objašnjavati koje mjesto televizija zauzima u našim životima. Vijesti, zabavni i edukativni programi, reportaže sa vrućih mjesta, filmovi, serije, dječji programi, reklame, konačno... Ali kao što znate, brzo se naviknete na dobre stvari i zamislite svijet bez televizijskog programa (emitiranja, kablovske, satelitske ili video snimke), pa čak i televizijske igraće konzole jednostavno je nemoguće. Producent (emiter) vodi računa o sadržaju programa, gledalac konzumira - čini se da je šta drugo potrebno... Ali ako emiter razmišlja kome da prenosi, a gledalac - šta se prenosi, onda postoji je i treći "učesnik" u TV komunikaciji - televizor, kojem je bitno kako se prenosi.
Toga se najčešće sjete kada im u ruke padne kaseta sa snimkom u standardu, koju vaš ljubimac ne želi da vidi iz otvora, odnosno da pokaže, a ako hoće, onda crno-bijelo. Tada na vidjelo izlaze riječi PAL, SEKAM i NTSC.
Do nedavno (otprilike, kraj 80-ih) običan nespreman TV gledalac nije bio u potpunosti svjestan postojanja velikog broja televizijskih sistema za emitovanje, a termine (skraćenice) NTSC, PAL ili SECAM koristili su isključivo televizijski profesionalci. Samo stručnjaci i radio-amateri su također znali za jedini SECAM sistem u Sovjetskom Savezu.
Ali s masovnom pojavom na našem tržištu (kraj 80-ih - početak 90-ih) uvoznih videorekordera, a kasnije i kamkordera, postavilo se pitanje kompatibilnosti uvozne opreme (obično radi u PAL standardu, rjeđe u NTSC) s domaćim SECAM - televizijom prijemnici. Tih godina, potražnja za videorekorderima iznjedrila je čitavu podzemnu industriju za proizvodnju i distribuciju PAL dekodera. Broj 4510 (ime Philips PAL dekoder čipa) znaju i pamte svi radio-amateri koji su se na neki način upleli u "pevanje" naše zemlje. A do sredine 90-ih, čak je i školarac znao "ko je SECAM", a mnogi se vjerovatno sjećaju fraze KVN-a "Koliko je nisko PAL SECAM ..."
U današnjem članku pokušaćemo da otvorimo zavesu i upoznamo čitaoca sa čitavom raznolikošću sistema i standarda televizijskog emitovanja. Ali prije nego što pređemo na prezentaciju suštine, prednosti i mana svakog od sistema, podsjetimo se osnovnih principa koji su u osnovi formiranja televizijske slike općenito, a posebno boje. (Ovdje ima smisla razjasniti šta se podrazumijeva pod standardom, a šta pod sistemom. Standard podrazumijeva skup tehničkih karakteristika video signala: brzina kadrova, frekvencija linije, opseg frekvencije emitovanja (MV, UHF), audio frekvencija podnosača, frekvencija podnosača boje (4, 43 ili 3.58 - samo za NTSC). Sistem boja određuje samo metodu kodiranja informacija o boji - ovo je PAL, SECAM, NTSC)
Možda bi vrijedilo početi s kinematografijom, koja je u mnogo čemu ostavila traga na razvoju televizije. Princip rada filmske projekcije sastoji se u sekvencijalnoj promeni kadrova slike na filmu i zasniva se na inerciji ljudskog vida, koji ne primećuje promenu nepokretne slike na ekranu na određenoj frekvenciji (24 sličice u sekundi i više). ) i ovaj diskretni proces doživljava kao glatki. Isti pristup se koristi i na televiziji - mirni kadrovi slike zamjenjuju jedni druge na ekranu frekvencijom koja "obmanjuje" oko gledatelja, tjerajući ga da vjeruje da su svi pokreti na ekranu kontinuirani. Ali tu počinju razlike. Ako se u bioskopu svaki kadar formira odjednom, u potpunosti, onda se u televizijskoj liniji koristi skeniranje - svaki kadar se dijeli na uzastopne horizontalne linije, od kojih se formira slika na ekranu TV prijemnika. Za razliku od filmskog platna, na koji se slika projektuje spolja, ekran TV prijemnika prikazuje sliku "iznutra".

Boja na ekranu

Elektronski snop se kreće duž horizontalnih linija slijeva nadesno i odozgo prema dolje. Broj linija na ekranu određuje vertikalnu rezoluciju kineskopa. Kada snop dođe do kraja linije, gasi se i vraća na početak. Zatim se proces ponavlja. Ovako se formira okvir slike.

Katodna cijev (CRT) je glavni element svakog kineskopskog televizora. Ovo je u suštini staklena boca iz koje se ispumpava vazduh. Na prednjoj površini se nalazi ekran, na vratu sistem za odbijanje, a unutar vrata je elektronski top. Pištolj generiše tri elektronska zraka, koji skeniraju ekran uz pomoć sistema za odbijanje.


Površina ekrana je prekrivena fotoosjetljivim tačkama crvenog, zelenog i plavog fosfora. Tačke se kombinuju u trijade koje formiraju elemente slike - piksele. Od njih se dalje formira slika.


Svaki snop u kineskopu pada na fosfor "svoje" boje. Za to se koristi maska ​​za sjenke - tanka metalna ploča s rupama. Svaka rupa ima svoju trozvuku. Elektronski snopovi konvergiraju tačno tamo gde prolaze kroz masku senke.


Preplitanje
Na TV-u slika se formira skeniranjem prvo neparnih (1, 3, 5, itd.), a zatim parnih (2, 4, 6, itd.) linija. Jedno skeniranje čini pola okvira. Na televizorima od 50 Hz potrebno je 1/50 sekunde, shodno tome, puni kadar se formira za 1/25 sekunde, tj. svake sekunde na ekranu se formira 25 punih kadrova (za PAL, SECAM sisteme). Ovo je dovoljno da se pokreti na ekranu percipiraju kao glatki. Frekvencija linije je 25í625=15,625 Hz. Istovremeno, treperenje slike je manje primetno nego kod progresivnog skeniranja, ali su pomeranja ivica linija primetna pri brzim pokretima.

Slika jasno pokazuje kako se boja formira na TV ekranu u boji. Primarne (primarne) boje R, G i B, kada se pomiješaju, formiraju 7 osnovnih boja. Kontrolom svjetline i omjera primarnih boja, možete dobiti bilo koju srednju nijansu boje na ekranu.

Potreba da se sinkronizacijski signali, informacije o boji i svjetlini, kao i identifikacijski signali (neka vrsta "pasoša" za svaki od sistema) kombinuju u jedan kanal dovela je do stvaranja standarda video signala najsloženije strukture. Podebljana linija na slici naglašava crno-bijeli TV signal, a frekventni dodaci (podnosnici) omogućavaju prijenos informacija o boji i pripadnosti određenom sistemu boja. Istovremeno se prenosi signal sinhronizacije sweep. Na slici, ovako izgleda signal TV linije za NTSC i PAL sisteme.

Ovako izgleda moar u boji na slici.


Okvir primljen iz zraka jasno pokazuje kako izgleda preslušavanje. Velika polja u boji su prekrivena finom mrežom. Ne samo da unosi izobličenja boja, već se u procesu gledanja stalno pomiče, odvlačeći pažnju gledatelja.


Karakteristike televizijskih sistema za emitovanje

Distribucija sistema boja u različitim zemljama

Ekran crno-bijelog televizora ima unutrašnji fosforni (fosforni) premaz samo jedne boje, a njegov kineskop sadrži samo jedan elektronski top. Promjena struje zraka određuje intenzitet sjaja fosfora, što rezultira različitim nijansama bijele.
Unutrašnja površina ekrana kineskopa u boji prekrivena je tačkama tri vrste fosfora primarnih boja - crvene, zelene ili plave (R, G, B). Sve boje i nijanse su formirane od ove tri osnovne boje. Odnos svjetline fosfora određuje boju pojedinačnih elemenata slike. Ako se, na primjer, ugasi snop koji osvjetljava plavi fosfor, a svijetle samo crvena i zelena, oko ih percipira kao žuto. Promjenom intenziteta jednog ili drugog snopa elektrona, možete promijeniti raspon boja slike. U kineskopu u boji nalaze se tri elektronska topa i, shodno tome, tri elektronska zraka - po jedan za crvenu, plavu i zelenu boju. Tri elektronska zraka skeniraju ekran na isti način kao jedan u crno-bijelom kineskopu. Kako oko vidi boju?

Može se pretpostaviti da se na televiziji u boji "bijelo" sastoji od jednakih proporcija primarnih boja. Nažalost, to nije tako. Ljudsko oko ne vidi sve boje sa jednakim sjajem. Oko je mnogo osjetljivije na žućkasto zeleno nego na plavo ili crveno svjetlo. Zbog veće osjetljivosti oka u zeleno-narandžastom dijelu spektra boja, jednak postotak crvene, zelene i plave neće izgledati bijelo.
Fosfori koji se koriste u televizijskim ekranima su obojena jedinjenja, sa 30 posto crvene, 11 posto plave i 59 posto zelene.

Luma i Chroma signali

U zoru ere televizije u boji, odlučeno je da se televizijski programi u boji učine kompatibilnim sa postojećom crno-bijelom televizijom (svjetska flota crno-bijelih televizija jednostavno nije dozvoljavala da se to učini drugačije). Crno-bijeli televizori moraju biti u mogućnosti primati prijenose u boji i reproducirati ih kao normalne crno-bijele. Da bi se to postiglo, struktura televizijskog signala u boji u potpunosti je ponovila crno-bijeli, samo je dodat dodatni signal u boji (i njegovi identifikacijski signali) koji su se lako filtrirali u crno-bijelom TV prijemniku, bez (skoro) uticaja na kvalitet slike.
Dakle, u televiziji u boji su prihvaćene dvije komponente video signala - osvjetljenje (luminanca ili Y) i boja (krominacija ili C). Signal osvjetljenja (Y) se prenosi normalno, u punom propusnom opsegu, omogućavajući crno-bijelom TV-u da prikaže normalnu crno-bijelu sliku. Mnogo manji opseg je dodijeljen signalu hrominacije (C). To je moguće zbog činjenice da ljudsko oko ima nisku rezoluciju boja i ne može razlikovati male obojene elemente slike s istom preciznošću kao bijeli.

Svjetlina i zasićenost slike

Govoreći o percepciji boje, mora se shvatiti da signal luminacije nosi informaciju o svjetlini objekta i njegovim međuvrijednostima, dok signal krominacije prenosi informaciju o nijansi boje i gustoći (dubini) boje ili zasićenosti boje. slika. Manje zasićena slika izgleda izblijedjela na ekranu, zasićenija slika izgleda svijetlo i sočno.

Prikaz boja

Prilikom prijenosa TV signala u boji, hroma (C) signal se pretvara u posebne signale razlike u boji. Pošto su informacije o osvetljenosti već prenete, signalu boje to više nije potrebno. Ovo rezultira tri signala razlike u boji: crvena minus osvjetljenje (R-Y), zelena minus osvjetljenje (G-Y) i plava minus luminanca (B-Y).
Ali nije potrebno prenositi sva tri signala razlike u boji, jer ako su poznate dvije komponente ukupnog signala boja, može se izračunati i treća. Na primjer, kada postoji signal koji je 50% plave i 40% crvene, zelena bi trebala biti 10% (50%+40%+x=100%; x=10%). Stoga su odabrana dva signala razlike u boji za prijenos informacija o boji: R–Y i B–Y. G–Y signal je izostavljen ne samo iz razloga ekonomičnosti (smanjen je broj kanala za prenos), već i zbog poboljšanja kvaliteta signala. Pošto se signal osvjetljenja sastoji od 59% zelene boje, G-Y bi trebao biti na najnižem nivou. Bio bi osjetljiviji na buku u prijenosnom sistemu nego veći R-Y i B-Y.

Preslušavanje

U TV prijemniku je neizbežan međusobni uticaj signala osvetljenosti i hrominacije jedan na drugog, jer za potpunu kompatibilnost sa crno-bijelim TV-om, morate ih međusobno pomiješati. Ovaj proces rezultira obojenim moarom i takozvanim preslušavanjem. One su dvije vrste. Ako signal hrominacije prodre u kanal osvetljenosti, na slici se pojavljuje običan uzorak šahovnice. U drugom slučaju, kada signal osvjetljenja uđe u kanal boja, to dovodi do pojave bezbojnih resa (slično nizu bisera) u obojenim područjima slike. Da bi se eliminisalo ili smanjilo preslušavanje, koriste se češljasti filteri koji poboljšavaju razdvajanje signala osvetljenosti i boje. Digitalni češljasti filter je poboljšanje analognog češljastog filtera i praktično eliminiše smetnje Y- i C-signala. Do sada su se takvi filteri koristili samo u NTSC i PAL.

Sistemi TV emitovanja

Došli smo do tačke kada je došlo vreme da razgovaramo o sistemima i standardima za emitovanje u boji. Dakle, nakon prijema signala razlike u boji, oni se pretvaraju u jedan signal u centru za odašiljanje. Kako kodirati signale hrominacije odlučeno je na različite načine u različitim zemljama. Toliko različita da je dovela do pojave tri glavna standarda koji su međusobno nekompatibilni.

Pojavu svakog novog sistema boja u svijetu pratili su razigrani komentari "javnosti". Evo ih najviše
poznato, u vezi sa dekodiranjem skraćenica-imena sistema:
NTSC - Nikada dvaput ista boja (nikada dvaput ista boja);
SECAM - Sistem u suštini suprotan američkoj metodi
PAL - Napokon slika (konačno slika), platite za dodatni luksuz (platite dodatni luksuz).

Razlozi nekompatibilnosti

Za rad TV prijemnika potreban je izvor signala za sinhronizaciju kadrova koji mu ukazuju na trenutak početka kadra u TV signalu. U početnim fazama projektovanja odlučeno je da se kao takav izvor koristi mrežna frekvencija iz dva glavna razloga. Prvo, kada se koriste prethodno kreirani TV izvori napajanja, problem "pokretne trake" na slici mogao bi se pojaviti ako se brzina kadrova i napajanje ne poklapaju u potpunosti. I drugo, TV studiji bi imali veliki problem sa treperenjem pri kreiranju TV programa.
Dalje varijante sistema pojavile su se u oba tabora sa početkom emitovanja u boji. Većina zemalja sa mrežom od 60 Hz koristi NTSC sistem televizije u boji razvijen u Sjedinjenim Državama.
Ubrzo nakon NTSC-a pojavila se njegova modifikacija, koja je nazvana PAL. Usvojen je u većini zemalja "50 herca", uključujući zapadnu Evropu (osim Francuske), kao iu nekim zemljama "60 herca" (na primjer, Brazil).
Krajem 60-ih godina u Francuskoj je, uglavnom iz političkih razloga (zaštita domaćih proizvođača), razvijen SECAM sistem. Ona je široko prihvaćena u istočnoevropskom bloku uglavnom kako bi se podstakla nekompatibilnost sa zapadnim programima - opet politički izgovor. Brzina kadrova u SECAM-u je 50 Hz (sa izuzetkom nekih njegovih egzotičnih varijacija, koje su naložile da žive dugo do danas).

50 ili 60? U svijetu se koriste dvije glavne frekvencije snage - 50 Hz i 60 Hz. Ovo je odmah podijelilo svijet u dva nejednaka tabora: 25 fps (50 Hz) i 30 fps (60 Hz). Kasnije, sa pojavom boje, zemlje "60 herca" su napravile neznatno prilagođavanje i prešle na frekvenciju od 59,94 Hz. Nažalost, različite brzine kadrova nisu jedini razlog nekompatibilnosti između TV sistema.

Karakteristike sistema boja

NTSC
NTSC televizijski sistem u boji razvijen je 1953. godine u Sjedinjenim Državama od strane Nacionalnog komiteta za televizijske standarde. NTSC je također usvojen kao standardni DTV sistem u Kanadi, Japanu i nekoliko zemalja u Americi. Signali razlike u boji se prihvataju kao signali za prenos informacija o bojama u NTSC sistemu. Prenos ovih signala se vrši u spektru signala osvetljenosti na jednom podnosu boje.
Pored operativnih nedostataka povezanih sa složenim principom prenosa i razdvajanja signala u boji – kvadraturnom modulacijom i sinhronom detekcijom, potrebno je istaći veću podložnost NTSC sistema distorzijama kao što su „diferencijalna faza“ i „diferencijalno pojačanje“. ". Prvo rezultira izobličenjem tona boje, koje varira u zavisnosti od trenutne vrednosti signala osvetljenosti. Drugi, zbog nelinearnosti amplitudnih karakteristika, dovodi do izobličenja zasićenja.
NTSC opcije
Pored takozvanog "osnovnog" NTSC M (525 linija/30 fps/3,58 MHz podnosač boja), postoje još tri varijante ovog sistema.
Prvi se zove NTSC 4.43 i koristi se u multistandardnim VHS videorekorderima. Tajming video signala je isti kao kod osnovnog NTSC M. Razlika je u tome što se kodiranje boja i dekodiranje vrši u "PAL formatu", tj. frekvencija podnosača boje je ista kao u PAL-u (4,43 MHz). Gotovo niko u Rusiji nije čuo za drugi, NTSC-J. Ova opcija se koristi u Japanu (Japan). Razlikuje se od osnovnog NTSC M po odsustvu podrške za intervale zatamnjenja u aktivnom dijelu linije. Shodno tome, njegova amplituda je 0,714 V umjesto 1 V prihvaćenih u NTSC-u (međutim, kao u PAL-u i SECAM-u). Treće, nazvano "neisprepleteni NTSC"

PAL
Ovaj sistem (Phase Alternation Line - linija sa promenljivom fazom), razvijen u Nemačkoj, u osnovi sadrži sve ideje američkog NTSC. Posebnost PAL-a leži u originalnom načinu eliminisanja faznih izobličenja svojstvenih NTSC sistemu.
U PAL sistemu, faza podnosača jednog signala razlike u boji se menja za 180 stepeni od linije do linije. Uz to, prijemnik koristi liniju kašnjenja za vrijeme jedne linije (64 μs). One. postoje dva signala boje sa relativnim kašnjenjem od jedne linije. Promjena faze od linije do linije za 180° dovodi do činjenice da fazne greške koje su iste veličine imaju različite predznake. Dodavanjem napona na ulazu linije kašnjenja sa obrnutim naponom na njegovom izlazu eliminiše se fazna greška (kvar).
Uz očigledne prednosti, glavni nedostatak PAL sistema je značajna komplikacija TV prijemnika zbog uvođenja dodatnih čvorova u njegovo kolo za odlaganje signala boje za jednu liniju i povremeno mijenjanje faze signala razlike u boji. Takođe treba napomenuti da PAL ne kompenzuje izobličenje "diferencijalnog pojačanja".

SECAM
Godine 1958. francuski inženjer Henri de France izumio je novi sistem nazvan SECAM (SEquential Couleur Avec Memoire), koji nije imao glavni nedostatak NTSC - izobličenje tonova boja uzrokovano nelinearnošću frekvencijskih, faznih i amplitudnih karakteristika televizora. čvorovi putanje. U SECAM-u, informacije o nijansi nisu određene faznim odnosima signala boje. U prvim verzijama (sistem "Henri de France") informacije o tonu boje prenosile su se amplitudnom modulacijom podnosača. U naprednijem SECAM sistemu, informacije o boji se prenose korišćenjem frekvencijske modulacije podnosača boje.
Signali razlike u boji u SECAM-u se prenose redom: tokom jedne linije - R-Y signal, tokom sljedeće - B-Y, itd. Informacije o boji i za R-Y i za B-Y se "uklanjaju" kroz liniju. Pretpostavlja se da su u redovima koji nedostaju informacije o boji identične susednim. Drugim riječima, za signale krominacije, puni okvir sadrži upola manji broj linija, što dovodi do odgovarajućeg povećanja veličine obojenih finih detalja okomito. Vizualna jasnoća u vertikali se neće smanjiti, jer. finiji detalji se prenose signalom Y osvetljenosti sa punim brojem linija za skeniranje.
Dakle, kod sekvencijalnog (kroz liniju) prijenosa signala u boji u prijemniku, kao rezultat korištenja memorijskog elementa (linije kašnjenja), formiraju se tri originalna signala u boji. Stoga se sistem koji se razmatra često naziva sekvencijalno-simultanim (ili na francuskom Sequential a memoire - sekvencijalno sa memorijom).

"Politička" SECAM
Poznato je da je jedan od razloga za usvajanje SECAM-a u Francuskoj bio zaštita domaćeg tržišta od "invazije" vanzemaljaca NTSC. Iako su uzete u obzir i novina rješenja i jasne prednosti u kreiranju sistema. A u SSSR-u je ovaj sistem usvojen ne samo iz političkih razloga - ako ne i američki NTSC i njemački PAL. Naravno, zemlje Varšavskog pakta su "dobrovoljno" usvojile SECAM (možda je samo DDR uspio odbraniti svoj "sopstveni" standard zvuka - 5,5 MHz umjesto sovjetskih 6,5). Godine 1966. politička "obilježja" SECAM-a pojavila se kada je sovjetska vlada iskoristila sporazum s Francuskom (da distribuira samo SECAM sistem u SSSR-u) kao izgovor da zabrani američkoj radiodifuznoj korporaciji NBC da snima demonstracije u Moskvi. U posljednjem trenutku, sovjetska vlada je zahtijevala da se NTSC snimanje zaustavi, uz obrazloženje da bi u suprotnom prekršio sporazum.

Poređenje SECAM, NTSC i PAL sistema

Prilikom upoređivanja televizijskih sistema u boji obično se uzimaju u obzir sljedeći kvalitativni i tehnički i ekonomski pokazatelji.
1. Osetljivost na izobličenje
2. Kvalitet slike u boji
3. Kompatibilan sa crno-bijelim TV-om
4. Procjena karakteristika sistema
5. Mogućnost i karakteristike video snimanja
Na osnovu ovih pokazatelja ukratko uporedimo postojeće sisteme.

1. Neujednačenost frekvencijskih i faznih karakteristika prenosnog puta u frekvencijskom opsegu gde se nalaze komponente spektra signala u boji dovodi do izobličenja slike u NTSC sistemu. Ova izobličenja se pojavljuju na ekranu u obliku ivica na granicama područja koja se oštro razlikuju u boji. Takva ivica boja postaje uočljiva čak i kod malih frekventnih izobličenja, uprkos činjenici da su ta izobličenja mnogo manja od dozvoljenih na crno-beloj televiziji. Iz tog razloga postavljaju se vrlo strogi zahtjevi za frekvencijske i fazne karakteristike različitih elemenata opreme u NTSC sistemu. Ovo se u potpunosti odnosi i na PAL sistem. Upotreba frekvencijske modulacije u sistemu SECAM za prijenos signala u boji omogućava da se ne nameću stroži zahtjevi za ujednačenost frekvencijskih karakteristika nego za crno-bijele televizijske sisteme. Sva izobličenja hrominantnog signala koja proizilaze iz neujednačenosti frekvencijskih karakteristika eliminišu se u graničnicima amplitude prijemnika. U tom smislu, SECAM sistem ima značajne prednosti u odnosu na NTSC i PAL sisteme. I iako izobličenja gradacije u signalu svjetline ostaju, međutim, ona su primjetna ne više nego na crno-bijeloj televiziji. PAL sistem nema prednost u odnosu na NTSC u smislu izobličenja "diferencijalnog pojačanja", pošto takođe koristi isti metod modulacije podnosača.

2. Prilikom ocjenjivanja televizijskih sistema u boji u smislu kvaliteta slike, moraju se uzeti u obzir dvije stvari. S jedne strane, moguće je uporediti kvalitet slike dobijen na televizijskim prijemnicima različitih sistema u idealnim uslovima prenosa i prijema signala. S druge strane, moguće je procijeniti upoređivanjem slika u stvarnim uvjetima prijenosa, kada dolazi do izobličenja signala na putu prijenosa i kada TV prijemnik podešava TV gledalac koji nema specijalno radiotehničko obrazovanje.
U prvoj varijanti mi zapravo procjenjujemo potencijal televizijskog sistema u boji. U drugom, upoređujemo kvalitet slika koje gledaoci mogu vidjeti na svojim ekranima. Obje opcije su podjednako neophodne. Ako procjeni pristupimo sa stanovišta idealnog signala, onda potencijalno najviši kvalitet slike pruža NTSC. Istovremeno, njegov glavni nedostatak je smanjena vertikalna rezolucija (samo 525 linija) i nemogućnost prenosa na velike udaljenosti i preko radio relejnih linija.
U realnim uslovima televizijskog prijema, kada je zrak pun smetnji, a udaljenost televizijskog centra samo doprinosi rastu buke, prioritet će biti u korist SECAM-a - zbog činjenice da se signali u boji emituju naizmjenično na različitim puta, gotovo da nema izobličenja unakrsnih preslušavanja. Konvencionalne mikrotalasne veze mogu se koristiti za prenos SECAM signala.
Za običnog prosječnog korisnika, u uvjetima dovoljne jačine TV signala i minimuma smetnji, gotovo da nema razlike u kvaliteti slike na ekranima NTSC, PAL i SECAM televizijskih prijemnika.

3. Ako je ranije, prilikom uvođenja televizijskih sistema u boji, bilo potrebno uzeti u obzir prisustvo postojeće flote crno-bijelih prijemnika, sada ova točka nije toliko relevantna. U svijetu praktički ne postoje crno-bijeli programi (čak i stari crno-bijeli filmovi se emituju sa signalima za prepoznavanje boja), a broj proizvedenih crno-bijelih televizija u stalnom je opadanju. Ozbiljniji razlog današnje nekompatibilnosti je prije postojeća flota TV prijemnika u boji, prilagođenih najvećim dijelom za rad po nekom od standarda. Jasno je da će se tako nastaviti još mnogo godina, osim ako u jednom trenutku emiteri koji su se međusobno dogovorili ne pređu na jedan standard (digitalni?), kao što se ne tako davno dogodilo sa egzotičnim francuskim standardom za 819 linija. Tada je jednostavno odlučeno da se odbije podržati ovaj standard, a gledaoci koji su ostali bez nosa bili su primorani da štede novac za nove televizore. Ipak, još je prerano zanemariti "crno-bijeli" park.
Chroma signali formiraju smetnje u obliku fine mreže na ekranu crno-bijelog prijemnika. U NTSC-u je njegov ometajući efekat najmanje primjetan, jer. kada prenosite crno-bijele dijelove slike u NTSC, uopće nema signala u boji.
U SECAM-u, zbog upotrebe frekvencijske modulacije, podnosač hrominacije ne može biti potpuno potisnut. Da bi se eliminisao ometajući efekat signala u boji u SECAM sistemu, koristi se fazno prebacivanje podnosača. To nije dovelo do potpunog eliminacije smetnji, međutim, korištenje prednaglašavanja signala u boji može značajno smanjiti njegovu vidljivost.
U PAL-u, kao iu SECAM sistemu, koristi se fazna komutacija podnosača. Međutim, ova mjera ne eliminiše u potpunosti smetnje, i kao rezultat, PAL sistem se rangira ispod SECAM-a po ovom indikatoru.

MESECAM - standard ili sistem?
Dekodiranje kratice MESECAM kao Middle East SECAM (Middle East SECAM) je široko rasprostranjeno. Podrazumijevalo se da je uobičajeno na Bliskom i Srednjem istoku. Ali SECAM emitovanje u ovim regionima se ne razlikuje od standardnog. U stvari, nekoliko arapskih zemalja prihvata normalan SECAM (625 linija/50 Hz). Termin "MESECAM" pojavio se u godinama kada je potražnja za videorekorderima u arapskom regionu počela naglo da raste. Imajući priliku ne samo da primaju "domaći" SECAM, već i PAL iz susjednih zemalja, arapski gledaoci su doslovno prisilili producente da razviju jeftin način snimanja SECAM programa. Rođen je MESECAM - način snimanja SECAM programa na PAL videorekordere. Da biste to učinili, nije bilo potrebno uključiti zasebnu SECAM stazu u kasetofon, što značajno povećava troškove. Cijena jeftinog rješenja bila je nizak kvalitet snimanja (šum, smetnje, moir na slici).

4. Zatim ćemo, koristeći primjer prednosti i mana, govoriti o tehničkim karakteristikama standarda.
NTSC/525
Prednosti
Veća brzina kadrova - Upotreba brzine kadrova od 30 Hz (u stvari 29,97 Hz) rezultira manje primjetnim treperenjem na slici.
Visoko precizno uređivanje boja - moguće je urediti bilo koja 4 polja bez utjecaja na boju.
Šum je manje primetan na slici - postiže se bolji odnos signal-šum nego kod PAL/625.
nedostatke
Manje linija skeniranja - smanjena vertikalna jasnoća, struktura linija je uočljivija na ekranima sa velikom dijagonalom.
Izraženiji moire, precizne smetnje i preslušavanje - to je zbog veće vjerovatnoće interakcije sa monohromatskim signalom slike na nižoj frekvenciji podnosača.
Promjena nijanse – Varijacije faze podnosača boje uzrokuju pomake u prikazu boja, prisiljavajući prijemnike da budu opremljeni podešavanjem nijansi. Mnogi NTSC televizori imaju automatska kola za kontrolu nijansi. Ali smanjujući njegove fluktuacije, sve boje koje čine boju kože dovode do određene standardne vrijednosti. U tom slučaju, neki dio raspona boja ne može se ispravno prikazati. Vrhunski modeli obično imaju mogućnost onemogućavanja ovih kola, jeftiniji nemaju.
Niži u odnosu na PAL kontrast - vrijednost gama korekcije je 2,2, dok je u PAL / 625 2,8.

PAL/625
Prednosti
Detaljnija slika - više linija za skeniranje, kao i širi propusni opseg signala svjetline.
Stabilnost nijanse - Invertovanjem faze podnosača na svakoj uzastopnoj liniji, svako fazno izobličenje će biti potisnuto.
Viši nivo kontrasta - gama vrijednost 2,8 naspram 2,2 u NTSC/525.
nedostatke
Primetnije treperenje - niža brzina kadrova (25fps)
Šum je uočljiviji - zahtjev za višom frekvencijom podnosača rezultira lošijim omjerom signal-šum u PAL/625 u poređenju sa NTSC/525.
Gubitak tačnosti uređivanja boja - Zbog rotacije faze boje, uređivanje se može obaviti sa preciznošću od ±4 kadra (8 polja).
Smanjena nijansa sa nepromenjenom nijansom - tačnost boje se postiže gubitkom informacija o faznoj razlici nijanse i signala zasićenja (na sreću, oko je manje podložno promenama zasićenja u odnosu na promene nijanse, tako da je ovo manje od dva zla).

SECAM/625
Prednosti
Stabilnost nijanse i konzistentnost zasićenosti.
Veća vertikalna rezolucija - SECAM koristi veći broj linija za skeniranje od NTSC/525.
nedostatke
Primetnije treperenje - vidi PAL/625.
Nije moguće mešati dva sinhrona SECAM signala u boji - većina TV studija u SECAM zemljama radi u PAL-u i pretvara prenose u SECAM samo za emitovanje. Pored toga, napredna kućna oprema S-VHS, Hi8 snima u PAL i samo transkodira u SECAM tokom reprodukcije.
Uobičajene strukture šuma na slici (mreža, itd.) - frekvencijska modulacija dovodi do pojave pravilnih struktura šuma čak i na neobojenim objektima.
Smanjena kvaliteta monohromatskog signala - as jedan od podnosaca u boji ima frekvenciju od 4,25 MHz, manji propusni opseg se može koristiti za jednobojni signal.
Nekompatibilnost između različitih verzija SECAM-a - neke od varijanti SECAM-a (emitovanje i video) su međusobno nekompatibilne. Na primjer, između originalne francuske verzije SECAM-a i takozvanog bliskoistočnog SECAM-a. Ovo ćete naći u opisu videorekordera.

5. Mogućnost snimanja videa je podržana od strane svih osnovnih sistema. Za njihovo snimanje proizvode se i jednosistemski i višesistemski video rekorderi. Na primjer, u Sjedinjenim Državama, NTSC modeli su široko rasprostranjeni, a višesistemski modeli su mnogo rjeđi. U Francuskoj se još uvijek nalaze samo SECAM modeli. Ali PAL sistem nije samo distribuiran po cijelom svijetu, već ga također obavezno snima bilo koji multisistemski video rekorder.
Posebnost snimanja u NTSC-u je prvenstveno u brzini povlačenja trake, ona iznosi 33,35 mm/s, dok je za PAL, SECAM ova vrijednost 23,39 mm/s. One. potrošnja trake za NTSC snimanje je primjetno veća. U Rusiji, uprkos monopolu SECAM-a, od pojave uvoznih i domaćih modela, uobičajeni su barem dvosistemski video snimci. Paradoksalno je, ali istinito - "čisti" SECAM modeli ne samo da se nikada nisu proizvodili u Rusiji, već ih ima vrlo malo čak i u prodaji. Svi šalteri su bili ispunjeni veoma jeftinim MESECAM-om. Tek u poslednjih godinu-dve, Thomson, a nakon njega i Samsung su počeli da uvoze "pravi" SECAM u Rusiju. Moram reći da je razlika u kvalitetu snimanja između SECAM-a i MESECAM-a vidljiva golim okom. Samo imajte na umu da ako su snimci u MESECAM-u manje-više univerzalni (u praksi je nekompatibilnost između različitih video zapisa izuzetno rijetka), onda je snimanje u SECAM-u kompatibilno samo sa SECAM VCR-om.
Što se tiče NTSC-a u Rusiji, čini se da ovaj sistem doživljava preporod u našoj zemlji. Širenjem DVD-a, NTSC snimanje je postalo relevantno, uprkos sigurnosti sadržaja na disku. Potražnja za multisistemskim video zapisima sa NTSC snimanjem počela je rasti. Postoje i NTSC video snimci na PAL televizorima, ali zbog nedostatka NTSC dupliciranja, oni su manje traženi.
Zaključak - najčešći sistem za video snimanje u Rusiji je PAL (sve što repliciramo snima se samo u PAL-u). Drugi razlog su kamkorderi koji se prodaju u Rusiji koji snimaju isključivo u PAL-u, čak i digitalni kamkorderi imaju ugrađeni PAL enkoder.

Interoperabilnost i transkodiranje sistema

Govoreći o interoperabilnosti sistema, treba imati u vidu punu ili delimičnu kompatibilnost, tj. mogućnost prijema TV signala sa jednog od sistema na prijemnik dizajniran za drugi, ili video snimanje TV programa u jednom od sistema na videorekorder dizajniran za rad u drugom.
U principu, pošto su brzina kadrova i broj linija slike isti, pri gledanju slike snimljene u SECAM-u, crno-bijela slika se može dobiti na PAL opremi, i obrnuto. Samo frekvencije prenosa i razlike u kodiranju boja čine sisteme nekompatibilnim sa stanovišta emitovanja. Međutim, transkodiranje između PAL-a i SECAM-a je manje teško nego kod NTSC-a.
Uopšteno govoreći, mogućnost dobijanja slike u boji u jednom od sistema na TV prijemniku dizajniranom za drugi je praktički nula. Ostaje samo djelomična kompatibilnost, tj. mogućnost gledanja crno-bijele slike na prijemniku u boji. U ovom slučaju, dovoljno je da prijemnik "razumije" brzinu kadrova originalnog signala. PAL/625 i SECAM/625 sistemi su djelimično kompatibilni jedan s drugim - svaki SECAM prijemnik može reproducirati PAL program crno-bijelo i obrnuto. NTSC programi se ne mogu puštati na PAL i SECAM televizorima, i obrnuto. Izuzetak je režim PAL60 u videorekorderima, u kom slučaju možete reproducirati program snimljen u NTSC 4.43. Varijante SECAM sistema (recimo, L i D) su nekompatibilne jedna s drugom.

Rješavanje problema kompatibilnosti

Postoje tri postojeća načina "gradnje mostova" između svjetskih standarda emitovanja.
Prvi je ograničeno transkodiranje. Vjerovatno ste ranije viđali čudna imena poput "NTSC Playback", "NTSC Playback on PAL TV" ili "PAL60". Ovi načini vam omogućavaju samo reprodukciju videa na TV-u, ali ga ne možete kopirati na drugi VCR. Nešto poput neispravnog transkodiranja.
Drugi način je potpuno multisistemsko transkodiranje. Takvi transkoderi omogućavaju snimanje i reprodukciju u bilo kojem sistemu boja, bez obzira na standard originalnog programa. U odnosu na TV prijemnik, multisistem ne znači ništa drugo do mogućnost reprodukcije signala kodiranog u bilo kojem od PAL, SECAM, NTSC sistema. Često se dešava da se jedan od sistema (obično imamo NTSC) može reprodukovati samo preko video ulaza. Multisistemski videorekorder mora biti u stanju da reprodukuje PAL snimak kao standardni PAL signal, kao i da snimi PAL signal koji se u njega unosi kao standardni PAL snimak. On bi trebao biti u mogućnosti da uradi isto, naravno, sa SECAM-om i NTSC-om.
Konačno, treći način je pretvaranje standarda. Ovdje je riječ o transkodiranju, ali samo sistemima istog standarda, recimo. Na primjer, PAL (625/50) u SECAM ili obrnuto. Ili NTSC 4.43 (525/60) na NTSC 3.58 ili obrnuto. Ovo je jedini način kada se video materijal snima uz potpunu garanciju od grešaka, dok multitranskoderi pri prevođenju, recimo, 625-rednog PAL-a u 525-redni NTSC, izrezuju dodatne redove, a ako je obrnuto, dodaju, tj. iskrivljuju informacije.
Ovdje treba napomenuti da je u potrošačkoj elektronici multisistemska oprema postala vrlo raširena, dok se broj modela opreme za pretvaranje signala može nabrojati na prste. Takve modele proizvode, na primjer, Panasonic i Samsung. JVC takođe oprema neke od svojih videorekordera sa transkoderom, ali samo sa SECAM na PAL za snimanje i obrnuto za reprodukciju.

Slova i brojevi...

Svako od vas je ikada video TV kutije sa Multisistemskim natpisima i spiskom ovih sistema u obliku slova: B, G, I, M, L, D, K, kao i razlomcima 4.5, 5.5, 6.0, 6.5. šta oni znače? A otkud Multi u čak 28 sistema, ako ih ima samo 3?
Sve je vrlo jednostavno. Kao što je već pomenuto, tri glavna sistema imaju varijacije, koje se razlikuju u brzini kadrova, broju linija, radiofrekventnom opsegu (za emitovanje), međufrekvenciji zvuka i njegovom položaju u odnosu na nosilac slike, načinu i polaritetu modulacije nosioca slike. . Za one koji to žele sami shvatiti, objavljujemo tabele sistema.
Kao primjer, uzmimo naš izvorni SECAM D, K: SECAM sistem boja, brzina kadrova 25 Hz, broj linija 625, audio IF - 6,5 MHz, pomak iznad nosioca slike, polaritet modulacije nosioca slike je negativan, koristi se i za emitovanje u metarskom opsegu (D), i decimetar (K), trenutno se koristi (na teritoriji Rusije i zemalja ZND pre svega).

Šta je sledeće?

A dalje na horizontu su televizija visoke definicije i digitalno emitovanje. Za prvo, razmatrani sistemi boja i dalje su relevantni. Za digitalnu TV, primarne boje (R, G, B) više ne trebaju analogne sisteme kodiranja koji dovode do degradacije kvaliteta. Digitalni enkoder je sposoban da bez gubitaka prenosi puni spektar TV signala u boji. Na prijemnoj strani, primarni signali se digitalno dekodiraju, koji, zaobilazeći sisteme za konverziju, idu pravo do kineskopa. Takva slika nije svojstvena distorziji, otkucajima, interferenciji RGB kanala, kao ni udvostručavanju, utrostručenju i konturiranju. Nije bitno da li je satelitski ili kablovski. Univerzalnim uvođenjem digitalnog emitiranja, distorzije svojstvene opisanim sistemima, podložnost atmosferskim i industrijskim smetnjama će otići u zaborav. U međuvremenu… Moramo da vodimo računa o specifičnostima emitovanja i snimanja videa, birajući šta je bolje i pogodnije.

NTSC, PAL, SECAM sistemi

Kao što znate, ljudi različitih nacionalnosti govore različite jezike. Tako su s pojavom televizije u boji nastali "jezici televizije", odnosno sistemi televizije u boji. Postoje samo tri od njih NTSC, PAL i SECAM. NTSC sistem je postao široko rasprostranjen u zemljama sa AC frekvencijom od 60 Hz (SAD, Japan), PAL i SECAM sistemima - u zemljama sa AC frekvencijom od 50 Hz. Shodno tome, vertikalna frekvencija skeniranja (frekvencija polja) odabrana je na način da se smanji vidljivost smetnji od ožičenja primarne mreže: za NTSC - 60 Hz, za PAL i SECAM - 50 Hz.

Čim su se razvili različiti televizijski sistemi u boji, postalo je neophodno prenošenje video materijala iz jednog sistema u drugi - transkodiranje, a ako govorimo o transkodiranju sa sistema od 50 Hz na 60 Hz ili obrnuto - standardna konverzija.

Osnova analogne televizije u boji je PCTS - televizijski signal u punoj boji (ili kompozitni video signal), koji sadrži informacije o svjetlini i boji. U literaturi na engleskom jeziku za označavanje se koriste skraćenice CCVBS i CCVS (svaka kompanija imenuje signal na svoj način i svaka smatra da je ispravan).

Poznato je da se bilo koja boja može dobiti tako što se "uključuju" crveni (Red), zeleni (Green) i plavi (Plavi) izvori svjetlosti (ili skraćeno RGB) u potrebnoj proporciji. Zovu se primarne boje za aditivnu sintezu boja. Televizijski ekran se sastoji od malih RGB elemenata. Ali za televizijski prijenos u boji odabrani su ne-RGB signali. Umjesto toga, svi sistemi su bili bazirani na prijenosu signala Y svjetline i signala razlike u boji U i V. Strogo govoreći, za svaki sistem, signali razlike u boji imaju svoje slovne oznake, na primjer, za PAL - V i U, za NTSC - I i Q, za SECAM - Dr i Db. Ali, u pravilu, svi originalni članci o televizijskoj opremi, mikro krugovima itd. koristite termin RGB za signale primarne boje i YUV za signale razlike u boji. RGB i YUV signali su međusobno povezani odnosom jedne vrijednosti (sistemom jednačina), koji se naziva matrica. izgleda ovako:

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

Štaviše, množitelji (koeficijenti normalizacije) za U i V u svakom sistemu su različiti:
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 x (R-Y), Db = 1,5 x (B-Y).

Pa zašto niko od programera televizijskih sistema nije krenuo naizgled prirodnim putem i počeo da prenosi RGB primarne boje? Postoji nekoliko razloga za to, ali možda dva glavna:

Prvo, televizijski sistemi u boji moraju ostati kompatibilni sa originalnim crno-bijelim televizijskim sistemima tako da crno-bijela televizija može normalno (ili gotovo normalno) gledati programe koji se emituju u boji;

Drugo, televizijski sistem u boji nije trebao zahtijevati širi propusni opseg za emitovanje od originalnog crno-bijelog televizijskog sistema.

Kako je uspio prenijeti dodatne informacije o boji bez proširenja propusnog opsega video signala (tj. bez povećanja količine prenesenih informacija)? Moguće je? Strogo govoreći, ne. Svaki televizijski sistem u boji je model manje ili više uspješnog kompromisa između ustupaka u kvaliteti prijenosa signala svjetline i dobitka od vještog korištenja primljenog propusnog opsega za prijenos hrominantnog signala. Očigledno, PTsTS bi trebao nositi informacije o svjetlini i boji. Ali ako jednostavno dodate Y, U i V za uvođenje signala razlike u boji, tada će ih biti nemoguće razdvojiti u budućnosti. Glavni zadatak je pomiješati signale svjetline i boje bez međusobne smetnje i razdvojiti ih bez greške. Ali koja je osnova za razlikovanje svjetline od krominacije u video signalu?

Posebnost ljudskog vida omogućila je rješavanje ovog problema. Ispostavilo se da informacije o sjaju percipiraju neki fotoreceptori oka - štapići, a o boji drugi - čunjevi (u TV terminologiji, u YUV formatu). Štaviše, moć razlučivanja štapića je mnogo veća od moći čunjeva. Odnosno, ako su konture svjetline jasno označene na slici, a boje su "razmazane", onda se ljudsko oko vodi komponentom svjetline, ne primjećujući "razmazivanje". Na primjer, crtani likovi dječjih bojanki, čak i prefarbani nestabilnom dječjom rukom, izgledaju prilično uredno i oduševljavaju roditeljsko oko. Ali ovu urednost crtežu daje tipografski crni obris!

Dakle, signal svjetline Y mora biti prenošen jasno, UV signali razlike u boji mogu se prenositi pomalo "razmazano" (u manjem frekvencijskom opsegu) - slika neće patiti od toga (ili bolje rečeno, ljudsko oko to neće primijetiti) . Kako bi se manje narušila jasnoća slike koja se prenosi, odlučeno je da se dio visokofrekventnog spektra svjetlosnog signala koristi za prijenos signala razlike u boji. Specijalni notch filter prigušuje signal osvjetljenja na odabranoj frekvenciji i formira "prazninu" u njegovom frekvencijskom odzivu. Često se u stručnoj literaturi takav filter naziva notch, što na engleskom znači "zarez". I signali razlike u boji se šalju niskopropusnom filteru, koji ograničava njihov spektar, zatim modulatoru koji ih pomjera u datu regiju frekvencijskog opsega (rezultat modulacije se naziva "kromatski podnosač"), a zatim na mikser, gde se podnosač uklapa u "slot" pripremljen za to. " u spektru signala osvetljenosti. Opisani metod odbijanja signala osvetljenosti, niskopropusnog filtriranja i modulacije signala razlike u boji i dodavanja signala osvetljenosti i hrominacije isti je za sve televizijske sisteme u boji. Međutim, tu se sličnost završava, a dalje će se svaki od standarda i njihove inherentne prednosti i nedostaci razmatrati zasebno.

NTSC sistem

NTSC standard je dizajniran za brzinu kadrova od 60 Hz (tačnije 59,94005994 Hz), 525 linija. Za hrominaciju se koristi kvadraturna modulacija sa potiskivanjem podnosača (to jest, nema podnosača boje u neobojenim područjima). Za modulaciju se koristi frekvencija podnosača boje od 3579545,5 Hz, što omogućava da se 455 (neparan broj) poluciklusa frekvencije podnosača "smesti" u jednu TV liniju. Tako su u dvije susjedne NTSC linije podnosači boje u antifazi, a na ekranu televizijskog prijemnika smetnje od podnosača izgledaju kao mala šahovnica i relativno su neprimjetne. Treba napomenuti da kada bi postojao paran broj poluperioda podnosača u TV liniji, smetnja bi izgledala kao fiksna vertikalna mreža i njena vidljivost bi bila mnogo veća. Metoda koja se koristi za smanjenje vidljivosti smetnji (svaka "svetla" tačka na ekranu je okružena "tamnom" i obrnuto) takođe se zasniva na svojstvima ljudskog vida: sa određene udaljenosti oko prestaje da percipira svaku tačku, ali vidi ravnomjerno svijetleći ekran - to se zove "usrednjavanje" ili "filtriranje". Pošto je svaka tačka okružena drugim ne samo sa strane, već i odozgo i odozdo, takvo filtriranje se naziva "dvodimenzionalno". Imajte na umu da notch filter (uklanjanje "razmaka") ili niskopropusni filter (pritiskuje sve frekvencije iznad granične frekvencije), koji se obično koristi za razdvajanje signala luma i hrominance, izvodi samo jednodimenzionalno (horizontalno) filtriranje. Karakteristika NTSC sistema je da se informacije o boji ne prenose u koordinatnom sistemu (R-Y), (B-Y), već u I, Q sistemu, raspoređenom u odnosu na (R-Y), (B-Y) za 33°. Osim toga, propusnost za I i Q signale odabrana je drugačije - američki inženjeri su uzeli u obzir da ljudsko oko razlikuje male plavo-zelene detalje lošije od crvenih, te su odlučili dodatno uštedjeti u boji i pobijediti u svjetlini.

Sada - o kvadraturnoj modulaciji: šta je to dobro, a šta loše? Kao što je već spomenuto, nemoguće je jednostavno dodati Y, U i V signale - kasnije ih nećemo moći razdvojiti. Stoga je prvo potrebno dobiti podnosač krominacije modulacijom sinusoidnog signala na način da njegova amplituda ovisi o vrijednostima signala U i V, a faza (u odnosu na izvornu sinusoidu) ovisi o omjeru vrijednosti U i V međusobno. Takav signal se već može dodati signalu svjetline, a zatim ponovo razdvojiti. Da bi se to postiglo, frekvencije bliske frekvenciji originalne sinusoide moraju se prvo prigušiti u signalu svjetline pomoću notch filtera.

Na podjeli svjetlina/boja u NTSC sistemu treba naglasiti. Primjećuje se da se neparan broj poluciklusa podnosača boje stane u jednu NTSC televizijsku liniju i, stoga, podnosač je u antifazi u dvije susjedne linije. Pretpostavimo sada da slika ne sadrži jasne horizontalne granice, odnosno da se dva susjedna reda ne razlikuju previše jedan od drugog. Zapravo, ovo je vrlo labava pretpostavka, koja nije uvijek istinita. Tada će, kao rezultat zbrajanja dva susjedna reda, doći do međusobnog potiskivanja podnosača hrominacije, a kao rezultat toga, ostat će samo signal svjetline dvostruke amplitude. Oduzimanjem dva susedna reda, signal osvetljenosti će biti potisnut (ranije smo pretpostavili da su susedni redovi "skoro isti") i rezultat će biti podnosač hrominacije dvostruke amplitude. Tako je, kao rezultat operacija sabiranja i oduzimanja, bilo moguće apsolutno ispravno izdvojiti signale svjetline i boje iz punog NTSC signala. Ovaj način odvajanja svjetline/krominacije naziva se češljasto filtriranje. Češljasti filter vam omogućava da dobijete signal osvetljenosti u punom frekventnom opsegu, odnosno ne zahteva odbijanje signala osvetljenosti tokom kodiranja! Međutim, treba napomenuti da se vertikalna rezolucija slike pogoršava za faktor dva (!) budući da se signali svjetline/krome u svakoj liniji zamjenjuju prosječnom vrijednošću u dvije susjedne linije. Osim toga, ako na slici postoje horizontalne ivice, opisana metoda razdvajanja svjetline/krominacije jednostavno prestaje raditi, što dovodi do gubitka vertikalne jasnoće, praćene pojavom šuma iz nefiltriranog podnosača boje (tzv. tačke"). Učinkovito filtriranje je moguće samo uz idealan tajming video signala (susjedne linije moraju biti locirane tačno jedna ispod druge bez horizontalnog odbijanja zvanog "itter") i imaju idealnu ovisnost frekvencije i faze podnosača boje o frekvenciji i fazi signala. horizontalni sinhronizacioni puls. Češljasti filter je potpuno neprimjenjiv za filtriranje snimka koji se reprodukuje sa videorekordera (Philipsov tehnički list Specifikacija proizvoda SAA7152 Digital Video Comb Filter (DCF) avgust 1996.), a za njega su nedovoljni čak ni zahtjevi ruskog standarda za emitovanje. Stoga je nemoguće koristiti češljasti filtar u njegovom čistom obliku za obradu stvarnih signala, a idealno ravnu frekvenciju frekvencijskog odziva izolovanog signala svjetline moći će se promatrati samo spajanjem na generator televizijskog signala. Obično je češljasti filter uvijek dopunjen notch filterom i inteligentnim uređajem za odabir metode filtriranja, ovisno o kvaliteti video signala i karakteristikama slike. Filter zarezivanja za NTSC sistem (kao i za PAL sistem, koji takođe koristi faznu modulaciju) može biti relativno uskopojasni, pošto je kod konstantnih U i V signala frekvencija podnosača boje jednaka frekvenciji nemoduliran podnosač i značajno se razlikuje od njega samo pri oštrim prelazima boja.

Treba reći nekoliko riječi o razvoju češljastih filtera. Iznad je razmatran dvodimenzionalni (koji radi unutar jednog televizijskog polja) češljasti filter. Prije dvije decenije, uređaj za kašnjenje širokopojasne televizijske linije (naime, on je osnova češljastog filtera) izgledao je kao kruna naučne i tehničke misli. A sada postojeći blokovi memorije okvira i preplitanje faze podnosača koja se pruža u NTSC-u ne samo u susjednim linijama, već iu susjednim okvirima, omogućavaju vam da filtrirate sliku i vertikalno i horizontalno i u vremenu. Imajte na umu da je vremensko filtriranje otporno na oštre ivice na slici, ali je osjetljivo na pomicanje rubova na susjednim okvirima (pokret).

Pređimo na dekodiranje. Podnosilac hrominacije izdvojen iz ukupnog signala se dovodi u dekoder da bi se povratile vrednosti U i V. Zamislimo metod kvadraturne modulacije sa potiskivanjem podnosača u obliku "uređaja" sa strelicom čija dužina zavisi od sume kvadrati U i V , a ugao odstupanja zavisi od međusobnog odnosa vrijednosti U i V. U posebnom slučaju kada je U=0 i V=0, dužina strelice je takođe nula - to se naziva "supresija podnosača". I "uređaj" i njegova strelica rotiraju se sa frekvencijom podnosača iu ovom rotirajućem obliku ulaze u dekoder. Skala na kojoj se određuje odstupanje i dužina strelice (U i V) nalazi se u samom dekoderu. Da bi se brzina rotacije skale poklopila sa brzinom rotacije "uređaja", na početku svake linije prenosi se poseban referentni niz impulsa - "bljesak" (rafal). Dakle, dekoder koriguje brzinu rotacije i početni ugao skale tokom blica i čita vrednosti za U i V tokom aktivnog dela linije.

Šta je dobra, a šta loša kvadraturna modulacija? Dobra stvar je što je u svijetlim i slabo obojenim područjima slike (gdje je oko najizbirljivije) smetnje od podnosača hrominacije male, jer je njegov raspon mali (dužina strelice je mala). A loša stvar je što put prijenosa televizijskog signala utječe na brzinu rotacije "uređaja", i to na različitim dijelovima linije - na različite načine. Kao rezultat toga, početna korespondencija (faza) između ugla odstupanja strelice "instrumenta" i signala "tačnog vremena" je narušena, što dovodi do kršenja tona boje fragmenata prenesene slike (npr. , svijetli fragmenti poprimaju crvenkastu nijansu, a tamni fragmenti postaju zelenkasti). Osim toga, slika u cjelini može poprimiti nijansu. U tom smislu, za NTSC se kaže da je osjetljiv na izobličenje "diferencijalne faze". To su izobličenja koja nastaju tokom prijenosa televizijskog signala. Pored toga, ton boje je određen uglom odstupanja strelice "uređaja" u odnosu na točkić, koji se rotira sa "uređajem" i koriguje se jednom na početku televizijske linije. Ako brojčanik kasni ili žuri, greška se nakuplja prema kraju linije, što uzrokuje da desna strana TV ekrana postane crvena ili plava. Evo glavnih prednosti i nedostataka NTSC - sistema izgrađenog na preciznom matematičkom proračunu, koji se pokazao najranjivijim u stvarnoj upotrebi.

PAL sistem.

Način na koji se boja prenosi u PAL sistemu ne razlikuje se mnogo od NTSC i, u stvari, predstavlja adaptaciju NTSC za format okvira od 625 linija / 50 polja. Glavna razlika (i značajno poboljšanje) u PAL sistemu je izmjena faza (Phase Alternating Lines). Za dekodiranje hrominacije u PAL sistemu razvijen je dekoder hrominacije sa jednolinijskom linijom kašnjenja. Karakteristika dekodera sa linijom kašnjenja je da se signali hrominacije obnavljaju iz zbira i razlike podnosača koji su došli u trenutnoj i prethodnoj liniji. U ovom slučaju, greška akumulirana u tekućoj liniji jednaka je po veličini i suprotnog predznaka od greške akumulirane u odloženoj liniji. Nedostatak ovakvog dekodera je vertikalno kašnjenje signala hrominacije od signala osvetljenosti (puzanje boje). Osim toga, spektar boja u PAL-u je mnogo složeniji nego u NTSC-u, što PAL češljasti filter čini mnogo složenijim. Po pravilu se u PAL sistemu koristi filter za zarez/pojasni prolaz za odvajanje luma/hrominance. PAL sistem je neosjetljiv na distorzije tipa "diferencijalne faze".

Želja za poboljšanjem kvaliteta PAL i NTSC sistema dovela je do razvoja opreme u kojoj se signal osvetljenosti i podnosač boje prenose na dve odvojene žice, nigde se ne mešaju i ne zahtevaju razdvajanje. Ovaj dvožični način prijenosa videa naziva se S-Video ili Y/C. S-Video omogućava korištenje punog opsega svjetline (omogućava visoku horizontalnu rezoluciju) i izbjegavanje filtriranja, što je neizbježno za kompozitni signal, kada se odvaja luminanca/krominacija. Dakle, dvožični način prijenosa eliminiše frekventna i fazna izobličenja koja se akumuliraju tokom filtriranja. S-Video signali ne mogu se emitovati putem zraka. Ovo je standard u studiju sa metodom žične veze. U njemu se nalazi većina studija koji koriste S-VHS opremu. U nastavku ćemo posebno razmotriti karakteristike transkodiranja S-Video signala.

SECAML sistem.

SECAM televizijski sistem u boji se suštinski razlikuje od NTSC i PAL sistema. Baš kao iu NTSC i PAL-u, informacije o hrominaciji se prenose preko podnosača koji se "uklapa" u "prorez" u signalu osvetljenosti. Ali modulacija frekvencije podnosača koristi se za prijenos informacija o boji. To znači da svaki par vrijednosti U i V odgovara paru frekvencija podnosača. Ali ako pomiješate (zbrojite) dva podnosača, kasnije će ih biti nemoguće razdvojiti. Stoga, pod pretpostavkom da je hromatičnost u dva susedna reda približno ista, podnosioci se prenose redom: u trenutnoj liniji - U, u sledećem redu - V, zatim ponovo U i tako dalje. Dekoder krominacije sadrži liniju kašnjenja - uređaj koji odgađa podnosač za jednu liniju, a prilikom dekodiranja dva podnosača dolaze do frekvencijskog diskriminatora: jedan koji se odnosi na trenutnu liniju - direktno, a drugi - iz prethodne linije kroz kašnjenje linija. Otuda i naziv sistema - SECAM (Sequence de Couleur A Memoire), odnosno izmjena boja sa memorijom. Posljedica ovog mehanizma prijenosa kromatičnosti (sa decimacijom) je polovina vertikalne rezolucije boje i boja klizi prema dolje u odnosu na svjetlinu. Osim toga, "lažne" boje se pojavljuju na oštrim horizontalnim granicama boja (prijelazi iz boje "a" u boju "b"), budući da se vrijednosti U i V ne prosječuju tokom prijenosa, već se razrjeđuju. Razlog za ovaj efekat je sljedeći: kada se prenosi boja "a", vrijednosti RaGaBa se vraćaju iz vrijednosti YaUaVa, odnosno kada se prenosi boja "b", vrijednosti RbGbBb se vraćaju iz YbUbVb vrijednosti. Na granici boja (tačnije, na prvom redu druge boje), zbog kašnjenja jedne od komponenti krominacije u dekoderu, RGB vrijednosti se vraćaju iz trostrukog YbUaVb - za jedno polje i (zbog na izmjenu U i V u poljima) od trostrukog YbUbVa - za drugo polje. Imajte na umu da boje UaVb i UbVa nedostaju u boji "a" i boji "b". Na ekranu monitora ova izobličenja su jasno vidljiva pri gledanju horizontalnih traka u boji, au televizijskim emisijama često su vidljiva u kompjuterskoj grafici, naslovima itd. i izgledaju kao zasebne linije koje trepere na frekvenciji od 25 Hz. Da bi se poboljšao prijenos malih detalja u boji, korišteno je razlikovanje (izoštravanje) prednjih strana U i V signala (tzv. SECAM LF korekcija), a kako bi se izbjeglo pretjerano proširenje propusnog opsega LF podnosača, korigirana boja signali razlike prolaze kroz limiter. Dakle, SECAM sistem u osnovi nije u stanju da pravilno reprodukuje oštre prelaze boja. Na test signalu "vertikalne obojene pruge", ovaj efekat se pojavljuje kao "prorezi" između pruga i posebno je uočljiv između zelenih i magenta pruga. Da bi se poboljšao omjer signal-šum signala hrominacije i optimizirao preslušavanje hrominacije/luminancije, modulirani SECAM podnosač se propušta kroz frekvencijsko ovisan kolo (tzv. SECAM RF ekvilizacija ili "zvono"). U RF-korigovanom signalu, rubovi boja (promjene boje) se prenose s više energije i, shodno tome, s boljim omjerom signal-šum. Međutim, to povećava vidljivost podnosača kromatičnosti, što se manifestira u obliku karakterističnog "ključanja" na slici neposredno nakon vertikalnih granica boje. Treba obratiti pažnju na karakteristike odvajanja luma/hroma za SECAM sistem. U NTSC i PAL-u o kojima je gore diskutovano, podnosač boje se prenosi na istoj frekvenciji (za NTSC - 3,58 MHz, za PAL - 4,43 MHz). Dovoljno je staviti filter podešen na ovu frekvenciju da razdvoji svjetlinu i boju. Štaviše, u neobojenim područjima slike (gdje je oko najosjetljivije na smetnje), podnosač je potisnut i interferencija je u osnovi isključena. Situacija u SECAM sistemu je mnogo komplikovanija. Prvo, nema potiskivanja podnosača, odnosno uvijek postoji smetnja podnositelja i uvijek je potrebno filtrirati. Drugo, ne postoji način da se ograde smetnje na bilo kojoj frekvenciji: SECAM frekvencijska modulacija zauzima opseg od 3,9 do 4,75 MHz, a frekvencija podnosača u liniji fragmenta slike zavisi samo od boje ovog fragmenta. Osim toga, takozvane "nulte frekvencije" za U i V žice su različite: 4.250 i 4.406 MHz, respektivno. Dakle, za pouzdano filtriranje signala osvetljenosti, opseg od najmanje 3,9 do 4,75 MHz bi trebalo da bude izrezan iz ukupnog signala, ali je u stvari, s obzirom na konačnu strminu filtara, mnogo širi. Sa ovim pristupom, bilo bi neophodno napustiti mogućnost prenošenja malih detalja slike u punom SECAM signalu. Kao kompromis, a također uzimajući u obzir različite nulte frekvencije u SECAM dekoderu, primijenjen je podesivi filter, koji je prebacivao frekvenciju ureza između 4.250 i 4.406 MHz s linije na liniju i na taj način očistio neobojene (najkritičnije) oblasti na slika sa podnosača boje. Pretpostavljalo se da će nepotisnuti podnosač u ostatku slike biti maskiran intenzivnim bojama. Osim toga, detalji o "svjetlini" slike koja je pala u opseg kašnjenja podesivog filtera u jednom redu će propustiti filter u sljedećem redu i stoga će ih gledalac vidjeti na TV ekranu.

U procesu kodiranja / dekodiranja video signala neizbježno se javljaju izobličenja i gubici svojstveni jednom od sistema. Čak i jedno transkodiranje, pa čak i u isti sistem, već uključuje dva kodiranja i dva dekodiranja - akumuliraju se izobličenja i gubici. Prilikom transkodiranja iz jednog sistema u drugi počinju se pojavljivati ​​efekti druge vrste: prednosti koje jedan sistem pruža ne mogu se prenijeti i koristiti u drugom. Najjednostavniji primjer, trebate napraviti kompozitni PAL-YUV-PAL konverter za preklapanje naslova. Ako se informacija o fazi podnosača izvornog signala izdvoji i koristi u sekundarnom kodiranju, onda se takvo transkodiranje (i teoretski i praktično) može obaviti bez gubitka.

Da bismo suzili raspon zadataka koji se razmatraju i bili bliže praksi, razmotrimo šta treba transkodirati u Rusiji.

Pretvorite iz/u NTSC.

Izvori NTSC signala su: video diskovi, emitovanje sa satelita, emitovanje iz Japana (na Dalekom istoku). U Rusiji praktično nema NTSC potrošača. Količina videa koji se transkodira (ili je možda ispravnije reći "subverted to a standard") sa/na NTSC u/sa PAL i SECAM sistema je mala. Pretvaranje standarda od 60 Hz u standard od 50 Hz i obrnuto je složen zadatak, čija složenost leži u potrebi za promjenom standarda dekompozicije. Novoprimljeni televizijski signal mora sadržavati sliku na onim mjestima televizijskog kadra iu onim vremenskim momentima koji su propušteni u originalnom signalu. Najjednostavnije rješenje je posuditi najbližu rastersku liniju originalnog signala, međutim, to dovodi do "izvijanja" granica objekata i "trzavih" pokreta. Drugo rješenje je interline (dvodimenzionalna) i inter-frame (trodimenzionalna, u vremenu) interpolacija. Nema "zavijanja" i "trzanja", ali dovodi do razmazivanja ivica objekata koji se brzo kreću. Najnoviji pristup treba smatrati upotrebom pretvarača sa detektorima pokreta. Takvi inteligentni uređaji koriste algoritme za odabir područja u okviru i povezuju ih s objektima. Iz niza okvira izračunavaju se smjer, brzina i ubrzanje objekta, a na vektore brzine i ubrzanja primjenjuje se interpolacija ili prediktivna (prediktivna) ekstrapolacija. Međutim, opisani algoritmi za kompenzaciju kretanja rade samo u prilično jednostavnim slučajevima, na primjer, kod ravnomjernog pravolinijskog kretanja. A kako će se ponašati prilikom obrade scene "lopta udara u zid" (veličina i smjer brzine objekta, ubrzanje objekta se naglo mijenjaju, a u trenutku udara, kao rezultat deformacije, oblik objekt) ili scena "let i rotacija djetetove lopte" (jedna polovina je obojena zeleno, a druga crveno)?

Transkodiranje SECAM u PAL i PAL u SECAM..

U ovom slučaju nije potrebna nikakva promjena standarda dekompozicije, a do izražaja dolaze zadaci obezbjeđivanja najšireg pojasa u kanalima luminance i hrominance, najboljeg omjera signal-šum i najmanjeg preslušavanja svjetline/krominacije. Zadaci drugog plana uključuju kompenzaciju distorzija koje je uveo prethodni sistem i obradu koja subjektivno poboljšava vizuelnu percepciju.

Transkodiranje SECAM u PAL je po pravilu potrebno za obradu i uređivanje arhiva snimljenih u SECAM sistemu na standardnoj opremi PAL. Postoje studiji koji koriste SECAM u PAL konverziju, PAL obradu i PAL u SECAM konverziju za integraciju lokalnog programa u centralno emitovanje, iako to nije dobro rješenje. Kao što je gore navedeno, prilikom dekodiranja SECAM-a u televizijskim prijemnicima, koristi se podesivi SECAM "nultofrekventni" zarezni filter. Takvo filtriranje je prihvatljivo za TV, ali je potpuno nedovoljno za transkoder. Činjenica je da oko ne primjećuje na TV ekranu malu haotičnu zaostalu mrežu nepotisnutog SECAM podnosača, ali ako se signal svjetline takvog "stepena pročišćenja" primijeni na PAL enkoder, onda kao rezultat jasno će biti vidljivo prebijanje ostataka SECAM podnosača i "novog" PAL podnosača u obojenim područjima smetnje slike u obliku dijagonalne mreže. Važno je napomenuti da se ručnim obnavljanjem SECAM notch filtera može selektivno očistiti jednu ili drugu boju u transkodiranoj slici od smetnji. Moguće je filtrirati SECAM signal svjetline (slabljenje podnosača potrebno tokom transkodiranja treba biti najmanje 40-42 dB) sa tradicionalnim LC filterima moguće je samo primjenom niskopropusnog filtera sa graničnom frekvencijom ne većom od 3,2 MHz i velika strmina. Međutim, s takvim propusnim opsegom, fini detalji slike se nepovratno gube. Tehnologije digitalne obrade signala omogućile su kreiranje podesivog filtera koji efektivno odbija podnosač boje u SECAM-u. Takav filter isključuje ne samo "nulte frekvencije", već i stalno prati distribuciju energije u opsegu podnosača i isključuje frekvenciju na kojoj je energija maksimalna, odnosno hrominantni podnosač. Treba napomenuti da tehnika za određivanje propusnog opsega SECAM dekodera sa digitalnim filterom za praćenje korištenjem sweep generatora nije primjenjiva. Kada frekvencija sweep generatora padne u očekivani opseg SECAM podnosaca, biće potpuno potisnuta, a kada napusti ovaj opseg, filter će se kontinuirano podešavati u opsegu 3,9-4,75 MHz. Signal osvetljenosti dobijen nakon digitalnog filtriranja je pogodan za naknadno kodiranje u PAL-u. U ovom slučaju nije potrebno dodatno odbijanje signala svjetline od strane notch filtera, jer su "dodatne" frekvencije u signalu dobivenom kao rezultat dekodiranja već oslabljene.

Transkodiranje PAL-a u SECAM je potrebno u sljedećim slučajevima: kada se reemituje kompozitni PAL signal primljen sa satelita; kada emitujete kompozitni signal VHS kvaliteta iz PAL studija; kada se emituje signal S-VHS kvaliteta iz PAL studija (u prva dva slučaja se dekodira kompozitni PAL signal, u trećem - S-Video. U prvom i drugom slučaju posebnu pažnju treba obratiti na metodu odvajanja svjetline/boje kompozitnog signala i njegovog dodatnog filtriranja, u trećem - na odbijanju signala boje tokom kodiranja.

Da bi se odvojila svjetlina/krominacija PAL signala primljenog sa satelita, može biti opravdano koristiti češljasti filter. U ovom slučaju, može se dobiti najširi opseg signala osvetljenosti. Međutim, takav filter je vrlo osjetljiv na vremensku nestabilnost video signala. Na primjer, ako je razlika u trajanju susjednih linija 32 nanosekunde, a period PAL hroma podnosača je 225 nanosekundi, fazna greška u dvije susjedne linije će biti 360°/225x32=51°. Dakle, umjesto očekivanog potiskivanja vanfaznih podnosača sin(a)+sin(a+180°)Í̈0, dobijamo ostatak nepotisnutog podnosača jednak sin(a)+sin(a+180 °+51°). Drugim riječima, češljasti filter neće uspjeti. Tradicionalni notch filter radi stabilno kako u obradi visoko stabilnog prijema u eteru, tako iu filtriranju "zamahnutog" video signala primljenog od VHS VCR-a, i lako obezbjeđuje potiskivanje podnosača boje ne lošije od 40-42 dB. Najbolje je da transkoder pruža mogućnost odabira metode filtriranja u zavisnosti od kvaliteta (vremenskih karakteristika) transkodiranog PAL signala. U pravilu, signal osvjetljenja dobiven nakon filtriranja već ima slabljenje u blizini 4,4 MHz, a dodatno urezivanje možda neće biti potrebno kod kodiranja sa SECAM. Prilikom transkodiranja komponentnog S-Video signala, ne morate brinuti o interferenciji penetracije podnosača, ali morate obratiti veliku pažnju na pravilno oblikovanje signala SECAM luminance prije nego što ga dodate u podnosač hrominacije u koderu. Istu pažnju treba posvetiti frekvencijskom odzivu svjetline prilikom transkodiranja kompozitnog PAL signala u slučaju da transkoder ubacuje naslove, logotipe itd. u YUV ili RGB komponentama, kao i ako se koriste mehanizmi za poboljšanje/restauraciju slike. Zahtjevi za frekvencijski odziv kanala svjetline SECAM enkodera navedeni su u OST 58-18-96 i dizajnirani su, s jedne strane, da priguše visokofrekventne komponente svjetline kako ne bi "zasjenile " podnosač boje, s druge strane, uneli bi male detalje na slike na ekranu, čak i ako su slabi.

Pored potrebnih svojstava i kvaliteta opisanih gore, transkoder može obavljati i neke dodatne funkcije, na primjer:

Odvojena kontrola pojačanja u RGB ili YUV komponentama za korekciju boja;

Jednodimenzionalna ili dvodimenzionalna korekcija otvora blende signala osvjetljenja i krominacije za izoštravanje vertikalnih i/ili horizontalnih granica svjetline i hrominacije;

Podešavanje poravnanja signala osvetljenosti i hrominacije horizontalno i vertikalno, što će vam omogućiti da "stavite na mesto" hromatičnost koja se "ismestila" kao rezultat višestrukog transkodiranja;

Smanjenje šuma: srednji filter - za uklanjanje satelitskih "iskrica", rekurzivni - za suzbijanje šuma magnetne trake, itd.

Na ruskom tržištu postoje transkoderi i pretvarači standarda domaće i strane proizvodnje. Među kompanijama specijaliziranim za njihov razvoj i proizvodnju ne mogu se ne spomenuti: Snell & Wilcox, FOR.A, Vistek, JSC VNIITR, Profitt, ITM. Transkoderi se značajno razlikuju i po cijeni i po mogućnostima. Općenito, postoji jasan odnos: što je viša cijena, to je više mogućnosti. Ali nemoguće je dati univerzalan savjet koji transkoder odabrati, "da nam svima odgovara", kako kaže jedna od reklama. Za svaki konkretan slučaj trebali biste odabrati transkoder, vodeći se budžetom i principom minimalne redundancije.

Top Related Articles