National Television Systems Commitee
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Das National Television Systems Commitee (NTSC) ist ein Farbübertragungssystem für Fernsehsignale, das in weiten Teilen Amerikas und Ostasiens verwendet wird.
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Geschichte
Das nationale Fernsehsystemskomitee wurde 1940 durch die Federal Communications Commission (FCC) (dt.: staatlicher Kommunikationsrat) ins Leben gerufen, um den zwischen den Firmen über einen landesweit einzuführendenen Fernsehstandard aufgeflammten Konflikt zu lösen. Im März 1941 veröffentlichte das Komitee einen technischen Standard für schwarz-weißes Fernsehen. Dieses basierte auf einem Vorschlag der Radio Manufacturers Association (RMA) (dt.: Gewerkschaft der Radiohersteller) von 1936, das ein System mit 441 Zeilen vorschlug. Mit der Weiterentwicklung des Vestigial Sideband (dt.: Restseitenbandverfahren) zur Fernsehübertragung, welche die verfügbare Bandbreite vergrößerte (eigentlich die je Übertragungskanal benötigte Bandbreite verringerte, so dass je Frequenzband mehr Sender untergebracht werden können), ergab sich eine Möglichkeit auch die Bildauflösung zu verbessern. Das Komitee machte einen Kompromiss zwischen dem Wunsch der Radio Cooperation of America (RCA) (dt.: Amerikanische Radiovereinigung), die mit dem NBC-Netz schon einen 441 Zeilen Standard verwendeten, den alten Standard zu behalten und das Interesse von Philco an einer Auflösung von 600 bis 800 Zeilen, indem sie eine 525-zeilige Standard festgelegt.
Im Januar 1950 wurde das Komitee wieder einberufen um eine Entscheidung über das Farbfernsehen zu treffen. Im März 1953 stimmten die Mitglieder einstimmig dem heute allgemein unter dem Begriff NTSC bekannten Standard zu. Diser neue Standard besaß allerdings volle Abwärtskompatibilität zum alten schwarzweiß Standard.
Das FCC stimmte Anfang 1950 kurzfristig einem anderen Farbfernsehstandard zu. Er wurde vom Columbia Broadcasting Inc. (CBS) entwickelt und war zum alten Schwarzweiß inkompatibel. Es benutze wechselnde Farbmischungen, reduzierte die Linienanzahl von 525 auf 405 und erhöhte die Rate der Einzelfelder von normalerweise 60 (in 2 Halbbildern zu effektiven 30 Fps auf 144 (was aber durch 6 verchiedene Felder effektiv nur 24 Vollbilder ergab). Die Verzögerungstaktik der RCA verhinderte den Einsatz dieses Systems bis Mitte 1951 und die eigentliche Ausstrahlung mit diesem System lief nur ein paar Monate, bis die National Production Authority (NPA) (dt.: staatliche Produktionsaufsicht) das System verbot. Die meisten der bis dahin hergestellten Empfangsgeräte wurden danach verschrottet, heute existieren nur noch zwei Geräte. Offiziel abgeschafft wurde der Standard 1953 von der FCC und wurde noch im selben Jahr vom farbigen NTSC Standard ersetzt, der unter Einbeziehung vieler Firmen, darunter RCA und Philco, entwickelt worden war. Eine Variante des CBS Systems wurde später von der NASA verwendet, um die Bilder der Astronauten aus dem Weltraum zu übertragen.
Über ein drittes, zeilenwechselndes System der Color Television, Incorporated (CTI) wurde ebenfalls nachgedacht. Dementsprechend nannte man später das CBS System feldwechselndes und das NTSC Format punktwechselndes.
Die erste im freien Handel verfügbare NTSC Farbkamera war die RCA TK-40A im März 1954, die später durch die verbesserte Version TK-41 ersetzt wurde. Diese wurde die am häufigsten verwendete Filmkamera der 60er Jahre.
Seitdem wurde der NTSC Standard von vielen Ländern übernommen, vor allem in Amerika und von Japan.
Technische Details
Bildwiederholrate
Der NTSC-Standard, oder korrekterweise M-Standard, besteht aus 29,97 Vollbildern pro Sekunde. Jedes Bild besteht aus 480 Zeilen. Die restlichen zu 525 fehlenden Zeilen werden für die Synchronisation, Rekonstruktion des Bildes und andere Daten wie Untertitel verwendet. Das NTSC-System setzt die Bilder aus zwei Halbbildern zusammen, indem es jeweils eine ungerade Zeile und eine gerade Zeile abwechselnd in ein Feld schreibt. Damit wird ein mit 59.94 Hertz (meistens 60 Hz) schwingendes, nahezu flimmerfreies Bild erzeugt. Die 625-zeiligen Formate PAL und SECAM, die beide mit lediglich 50 Hz arbeiten, sind für Bildflimmern etwas anfälliger. Das Zusammensetzen der Bilder macht die Videobearbeitung etwas komplizierter, was aber für alle derartigen Videoformate, also auch PAL und SECAM gilt.
Die NTSC Bildwiederholungsrate lief anfangs, in Anlehnung an das in den USA übliche Wechselstromnetz, mit genau 60 Hz. Es war günstiger, die Bildwiederholrate an die Frequenz der Energiequelle anzupassen, da sonst in der Nähe starker Stromquellen laufende Balken auf dem Bildschirm sichtbar wären. Die Angleichung der Wiederholrate an die Stromversorgung war außerdem für die frühen Liveübertragungen hilfreich: Es war so sehr einfach, die Kamera dazu zu bringen ein Bild zu speichern, wenn man die Wechselspannung als Blendenauslöser verwendete. Im Farbsystem wurde die Wiederholrate dann leicht nach unten auf 59.94 Hz abgesenkt.
Die unterschiedliche Bildwiederholrate zwischen NTSC und den anderen beiden Bildformaten PAL und SECAM, ist das größte Hindernis bei einer Videoumwandlung. Da die Bildwiederhohlrate von NTSC höher ist, ist es für die Videobearbeitungsgeräte nötig bei Umwandlung in NTSC die fehlenden Bilder aus benachbarten Bildern zusammenzurechnen. Dies erzeugt Artefakte, die ein geübtes Auge schnell als umgewandelte Videodateien erkennen kann.
Farbkodierung
Für die Abwärtskompatibilität zum Schwarzweißfernsehen, benutzt das NTSC Format (für schwarzweiß ist NTSC auch offiziell richtig) ein Helligkeits- und ein Farbstärkesystem. Diese Zusammensetzung wurde 1938 von Georges Valensi erfunden. Das Helligkeitssystem ist im Grunde genommen das alte Schwarzweißsystem, wohingegen das Farbstärkesystem die eigentlichen Farbinformationen enthält. Dies erlaubt es den alten Schwarzweißempfängern das Farbformat darzustellen, indem sie die Farbinformationen einfach ignorierten. Im NTSC wird das Farbsignal in zwei Vierphasensignalen gesendet (I und Q).
Um die Farbgebung einzubauen, moduliert das NTSC Format die Farbinformationen in eine Trägerwelle mit einer Frequenz von 3,579545 MHz (also genau 315/88). Die Trägerwelle selbst wird während der Übertragung unterdrückt, aber sie wird durch das Senden eines sinusförmigen Resonanzsignals, welches man colorburst nennt. Es befindet sich am Anfang jeder Bildzeile, in eigentlich ungenutzten Takten zwischen den waagrechten Synchronisierungsimpuls und dem eigentlichen Start der Bildzeile. Der Colorburst selbst besteht aus acht bis zehn Takten der unmodulierten Trägerwelle mit 180° Polarisation. Die Farbinformationen werden dann an den farbigen Stellen der Bildzeile eingefügt. Wenn das Signal korrekt entschlüsselt worden ist, legt die Amplitude der Trägerwelle mit der Polarisation in Verhältnis zum Colorburst die korrekte Farbe fest. Dabei verwendet sie ein YIQ genanntes System.
Das Hinzufügen dieser Trägerwelle war der Grund für die leichte Anpassung der Bildwiederhohlrate, denn wenn NTSC über das VHF-oder UHF-Band gesendet wird, so ist das zugehörige Audiosignal genau 4,5 MHz höher. Kommt es nun zu einer leichten Signalstörung, die in vielen Empfängern leicht auftreten können, könnte die bei 3,58 MHz liegen Bildträgerwelle leicht durch die Audiowelle gestört werden, die ein Punktemuster auf den Bildschirm zeichnet. Die Anpassung der Bildrate sorgte dafür, das möglicherweise auftretende Störungen sich nicht bemerkbar machen würden.
Übertragungsschema
Qualitätsprobleme
Varianten der NTSC
Geschichtliche Entwicklung des NTSC-Signals
Länder und Territorien welche NTSC benutzen
Nord Amerika
Zentral Amerika
Süd Amerika
Asien
Der Pazifik
Weiterführendes
- Broadcast television systems
- RCA
Wählbarer Zugriff
Analoges und digitales NTSC haben zahlreiche wählbare Zungangsmethoden zum System welche benutzt werden für Pay Per View (PPV) und andere kundenbezogene Diensteleistungen.
Allgemein verwendet in den Systemen Nordamerikas Motorola (GI):
- Videoziffer I (analog, nicht weiter benutzt)
- Videoziffer II (noch in Gebrauch)
- Digitalziffer II (digital, weiteste Verbreitung)
Referenzen
Alter Inhalt
National Television Systems Commitee (NTSC) ist eine vor allem in Nord- und Südamerika sowie Japan gebräuchliche analoge Fernsehnorm. NTSC wurde 1941 in Schwarz-Weiß und 1953 in Farbe eingeführt und benutzt für die Farbübertragung der Farbdifferenzsignale (Rot minus Helligkeit und Blau minus Helligkeit) die Quadraturmodulation (QAM).
Da bei der QAM der Träger unterdrückt ist, dieser für die Demodulation aber benötigt wird, generiert man ihn in einem Quarz-Oszillator im Empfänger, wobei dieser von dem Burst, von welchem pro Fernsehbildzeile einige wenige Perioden auf der hinteren Schwarzschulter des FBAS-Signals übertragen werden, synchronisiert wird.
Das NTSC-Signal wird (anders als PAL) in allen Ländern, die es heute nutzen, mit identischem Bildformat benutzt: 525 Zeilen (davon maximal 486 sichtbar), Interlace, 29,97 Vollbilder pro Sekunde (ursprünglich 30 bei schwarz-weiß), Farbträger ca. 3,58 MHz, Tonträger 4,5 MHz, negative Amplitudenmodulation für das Bild, Frequenzmodulation für den Ton. Diese Eigenschaften alle zusammen genommen bezeichnet man vollständig als NTSC-M.
Im digitalen Bereich, zum Beispiel auf DVDs, bezeichnet NTSC nur mehr das Bildformat von 720x480 Bildpunkten bei 29,97 Vollbildern pro Sekunde. Die übrigen oben aufgezählten Eigenschaften sind für digitale Signale nicht mehr relevant.
Farbfehler
Stellt man sich die Modulation im Zeigerdiagramm vor, so steckt beim jeweiligen Zeiger in der Phase der Farbton, in der Länge des Zeigers die Farbsättigung. Phasenverschiebungen, die in der gesamten Übertragungskette auftreten können (vor allem beim herkömmlichen terrestrischen Empfang, weniger über Kabel oder Satellit), wirken sich dadurch als Farbtonfehler aus. Dieser lässt sich im Prinzip nicht automatisch korrigieren. Fernsehgeräte mit NTSC-Farbteil haben deshalb traditionell gegenüber PAL-Geräten eine zusätzliche Einstellmöglichkeit, den Farbtonregler (engl. "hue control" oder "tint control").
Die meisten neueren Geräte haben allerdings doch Schaltkreise zur automatischen Regelung des Farbtons. Dabei wird vor allem eine Natürlichkeit von Haut- und Gesichtsfarben angestrebt, da Fehler in diesem Bereich am stärksten auffallen. Um dies zu erreichen, werden mit dem Vertical-Interval-Reference-Verfahren (VIR) einige Referenzwerte (schwarz, 50 % grau und "hautfarben") in Bildzeile 19 übertragen. Da diese Referenzwerte als normaler Bildinhalt (aber noch unsichtbar im oberen Bildrand) gesendet werden, ist die Kompatibilität zu alten Empfängern gewährleistet.
Die Farbfehler beim NTSC-Verfahren führten zur scherzhaften Deutung der Abkürzung als "Never The Same Color" (niemals die selbe Farbe).
Für die Grundlagen der Farbübertragung siehe dort.
Siehe auch: PAL (Phase Alternating Line), SECAM (Fernsehnorm), Fernsehsignal
Kategorie:Fernsehtechnik