NTSC与PAL电视制式的介绍

NTSC与PAL电视制式的介绍
NTSC & PAL
信号的标准也称为电视的制式。

电视制式就是⽤来实现电视图像信号和伴⾳信号，或其它信号传输的⽅法，和电视图像的显⽰格式，以及这种⽅法和电视图像显⽰格式所采⽤的技术标准。

制式的区分主要在于其帧频（场频）的不同、分解率的不同、信号带宽以及载频的不同、⾊彩空间的转换关系不同等等。

世界上有13种电视体制，三⼤彩电制式，兼容后组合成30多个不同的电视制式。

但根据对世界200多个国家和地区的调查，仅使⽤其中的17种：8种PAL，2种NTSC，7种SECAM。

使⽤最多的是PAL/B、G，有60个国家和地区使⽤；NTSC/M，有54个国家和地区使⽤；SECAM/K1，有23个国家和地区使⽤。

所以多制式电视机都不是全制式，但只要能接收PAL/D、K、B、G、I，NTSC/M，SECAM/K、k1、B、G、制式，就能收到世界上80%以上国家和地区的电视节⽬。

彩⾊电视制式，是在满⾜⿊⽩电视技术标准的前提下研制的。

为了实现⿊⽩和彩⾊信号的兼容，⾊度编码对副载波的调制有三种不同⽅法，形成了三种（模拟）彩⾊电视制式；
1. National Television Systems Committee (NTSC)
正交平衡调幅制(对两个”⾊副载波信号”进⾏正交调幅)。

同时制，帧速率为29.97fps（简化为30fps）, 每帧525⾏262线，标准为720×480。

⽇本、韩国，东南亚地区, 我国台湾与美国、加拿⼤、墨西哥等⼤部分美洲国家等使⽤NTSC制式。

⾹港部份电视公司也采⽤NTSC制式⼴播。

由选⽤的⾊副载波的频率不同，还可分为NTSC 4.43和3.58两种, 后者是美国较常⽤的制式。

2. Phase-Alternative Line (PAL)
正交平衡调幅逐⾏倒相制 (对两个⾊副载波信号轮流倒相，但调制⽅式仍是正交调幅)。

同时制, 帧速率为25fps，每帧625⾏312线，标准分辨率为720×576。

中国、德国、英国和其它⼀些西北欧国家采⽤这种制式。

PAL制式中根据不同的参数细节，⼜可以进⼀步划分为G、I、D等制式，英国、⾹港、澳门使⽤的是PAL-I。

中国⼤陆使⽤的是PAL-D、新加坡使⽤的是 PAL B/G 或 D/K。

也有某些PAL是配以其他分辨率的格式，例如巴西使⽤的M⼴播格式为525线，29.97帧（与NTSC 格式⼀样），⽤NTSC彩⾊副载波，但巴西是使⽤PAL彩⾊调频的。

现在⼤部分的PAL电视机都能收看以上所有不同系统格式的PAL。

很多PAL电视机更能同时收看基频的NTSC-M（例如电视游戏机、录影
机等等的NTSC信号），但是却不⼀定可以接收NTSC⼴播。

3. Systeme Electronique Pour Couleur Avec Memoire (SECAM)
⾏轮换调频制 (也称顺序传送彩⾊与记忆制)
同时顺序制，帧速率为25fps，每帧625⾏312线，标准分辨率为720×576。

SECAM制式，⼜称塞康制，是由法国1966年制定的⼀种彩⾊电视制式。

它也克服了相位失真的缺点，但与PAL制式不同的是，它是采⽤时间分隔法来传送两个⾊差信号(在信号传输过程中，亮度信号每⾏传送，⽽两个⾊差信号则逐⾏依次传送，即⽤⾏错开传输时间的办法来避免同时传输时所产⽣的串⾊以及由其造成的彩⾊失真)。

SECAM制式特点是不怕⼲扰，彩⾊效果好，但兼容性差。

使⽤SECAM制的国家主要集中在法国、东欧和中东⼀带。

另外，有⼈昵称NTSC 为Never The Same Color(不会出现⼀样的⾊彩)、称PAL 为Perfect At Last 、称SECAM 为System Essentially Contrary to American Method (本质上有别于美国的系统) 或Shows Every Color All Murky (把每⼀个颜⾊显⽰得模糊)。

为了接收和处理不同制式的电视信号，也就发展了不同制式的电视接收机和录像机。

三种彩⾊电视制式各有优缺点。

NTSC制优点是电视接收机电路简单，缺点是相位容易失真、⾊彩不太稳定，因此NTSC
制电视机都有⼀个⾊调⼿动控制电路，供⽤户选择使⽤；PAL制和SECAM制可以克服NTSC制容易偏⾊的缺点，但电视接收机电路复杂，要⽐NTSC制电视接收机多⼀个⼀⾏延时线电路，并且图像容易产⽣彩⾊闪烁。

按按信息传输的⽅式和显⽰的时间不同, 彩⾊电视还可以分为：
(1) 同时制（Simultaneous Color Television）；
(2) 顺序制（Sequential Color Television）；
(3) 顺序－同时制。

在顺序制中，摄像机⾏到的红、绿、蓝三基⾊图象信号按⼀定顺序传送到显像管，利⽤⼈眼的视觉暂留特性将三基⾊图象混合成彩⾊图象。

顺序制⼜分为场顺序制、⾏顺序制和点顺序制，它们分别是逐场、逐⾏、逐点地顺序传送三基⾊信号。

顺序制的优点是设备简单，彩⾊图象质量较好，但是兼容性很差或者不能兼容。

为了克服顺序制的缺点⽽出现了同时制，它将R、G、B三基⾊编码成亮度信号和⾊度信号来同时传送，经过解码得出三基⾊信号R、G、B，然后由显像管合成彩⾊图象。

同时制的优点是可以兼容，图象质量较好，但是设备复杂，亮度与⾊度信号往往存在相互⼲扰。

顺序－同时制是上述两种制式的组合。

例如，可将⼀个基⾊信号经常传送，⽽将另两个基⾊信号依次顺序传送，然后在显像管中合成彩⾊图象。

其优缺点与同时制相同。

在显象时，三种制式都利⽤了空间混⾊原理，顺序制还利⽤了时间混⾊原理。

下⾯再简要介绍⼀下NTSC 和PAL制式。

1.NTSC制式
NTSC制式，⼜简称N制，是1952年12⽉由美国国家电视标准委员会（National Television
System Committee，缩写为NTSC）制定的彩⾊电视⼴播标准，两⼤主要分⽀是NTSC-J与NTSC-US（⼜名NTSC-U/C）。

NTSC, named for the National Television System Committee, is the system used in most of and other countries. NTSC is also the name of the U.S. standardization body that developed the broadcast standard. The first NTSC standard was developed in 1941 and had no provision for color television.
In 1953 a second modified version of the NTSC standard was adopted, which allowed color broadcasting compatible with the existing stock of black-and-white receivers. Color information was added to the black-and-white image by adding a color of 4.5 × 455/572 MHz (approximately 3.58 MHz) to the video signal. To reduce the visibility of interference between the chrominance signal and FM sound carrier required a slight reduction of the from 30 frames per second to 30/1.001 (approximately 29.97) frames per second, and changing the line frequency from 15,750 Hz to 15,750/1.001 Hz (approximately 15,734.26 Hz).
NTSC was the first widely adopted broadcast color system. After over a half-century of use, the vast majority of over-the-air NTSC transmissions in the United States was replaced with on June 12, 2009, and will be, by August 31, 2011, in Canada. ATSC is a set of standards developed by the for transmission over terrestrial, cable, and satellite networks. The ATSC standard was developed in the early 1990s by the, a consortium of electronics and telecommunications companies that assembled to develop a specification for what is now known as. ATSC formats also include formats, although initially only HDTV services were launched in the digital format.
标准的数字化NTSC电视为720*480, 24⽐特的⾊彩位深，画⾯的宽⾼⽐为4：3。

场频为每秒60场，帧频为每秒30帧，扫描线为525⾏。

这种制式的⾊度信号调制包括了平衡调制和正交调制两种，解决了彩⾊-⿊⽩电视⼴播兼容问题，但存在相位容易失真、⾊彩不太稳定的缺点。

NTSC358 (or NTSC 3.58)
美国⼤部分电视所采⽤的NTSC制式为NTSC358, 其⾊副载波频率为3.58MHz，相位为180度。

当NTSC 443制式的视频接到NTSC358模式的电视时，其画⾯不再是彩⾊⽽是⿊⽩。

Q: 什么是载波，什么是副载波？
载波Carrier：可通过调制来强制它的某些特征量仿随某个信号的特征值或另⼀个振荡的特征值⽽变化，通常是周期性的电振荡波。

副载波Sub-carrier
举个例⼦，⾸先你把信号调制在载波1上，出于某种原因，你决定对这个结果再进⾏⼀次调制，于是你⽤这个结果去调制另外⼀个更⾼频率的载波2。

这⾥载波1就叫做副载波。

2.PAL 制式
PAL是Phase Alternating Line (逐⾏倒相) 的缩写，⼜称为帕尔制。

所谓“逐⾏倒相”是指每⾏扫描线的彩⾊信号跟上⼀⾏倒相，其作⽤是⾃动改正在传播中可能出现的错相。

PAL 是为了克服NTSC制对相位失真的敏感性，由西德在1967年在综合NTSC制的技术成就基础上研制出来的⼀种改进⽅案。

它采⽤逐⾏倒相正交平衡调幅的技术⽅法，克服了NTSC制相位敏感造成⾊彩失真的缺点。

“PAL”有时亦被⽤来指625线，每秒25格，隔⾏扫描，PAL⾊彩编码的电视制式。

PAL也属于同时制。

它对同时传送的两个⾊差信号中的⼀个⾊差信号采⽤逐⾏倒相，另⼀个⾊差信号进⾏正交调制⽅式。

这样，如果在信号传输过程中发⽣相位失真，则会由于相邻两⾏信号的相位相反起到互相补尝作⽤，从⽽有效地克服了因相位失真⽽起的⾊彩变化。

因此，PAL制对相位失真不敏感，图像彩⾊误差较⼩，与⿊⽩电视的兼容也好。

PAL电视标准，每秒25帧，电视扫描线为625线，奇场在前，偶场在后，标准的数字化PAL电视标准分辨率为720*576, 24⽐特的⾊彩位深，画⾯的宽⾼⽐为4：3, PAL制电视的供电频率为50Hz，场频为每秒50场，帧频为每秒25帧，扫描线为625⾏，图像信号带宽分别为4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz等。

3.PAL和NTSC制式区别
简单的说，NTSC和PAL属于全球两⼤主要的电视⼴播制式，但是由于系统投射颜⾊影像的频率⽽有所不同。

这两种制式是不能互相兼容的，如果在PAL制式的电视上播放NTSC的影像，画⾯将变成⿊⽩，反过来也⼀样。

3.1帧频的不同
电影放映的时候都是每秒24个胶⽚帧。

⽽视频图像PAL制式每秒50场，NTSC制是每秒60场，由于现在的电视都是隔⾏场，所以可以⼤概认为PAL制每秒25个完整视频帧，NTSC制30个完整视频
电影和PAL每秒只差1帧，所以以前⼀般来说就直接⼀帧对⼀帧进⾏制作，这样PAL每秒会⽐电影多放⼀帧，也就是速度提⾼了1/24，⽽且声⾳的⾳调会升⾼。

这就是⼀些DVD爱好者不喜欢PAL 制DVD的原因之⼀。

但是据说现在有些PAL制DVD采取了24+1的制作⽅法，就是把24帧中的⼀帧重复⼀次，从⽽获得跟电影⼀样的播放速度。

⽽NTSC因为每秒有30帧，不能直接⼀帧对⼀帧制作，所以要通过3-2 PULLDOWN等办法把24个电影帧转成30个视频帧，这30个帧⾥所包含的内容和24个电影帧相等的，所以NTSC的播放速度和电影⼀样。

3.2PAL制式和NTSC的分辨率
PAL制式使⽤的是720*576，⽽NTSC制式使⽤的是720*480，在分辨率上PAL稍稍占有优势。

3.3PAL制式和NTSC 影⽚的⾳频
为了使PAL制影版的声⾳与视频同步，必须加快声⾳的播放速度了，效果可以类⽐磁带快放，这样做的结果就是声⾳的声调会变⾼。

PAL的⾳频就是这样⼀个“快放”的过程，只不过这个声⾳速度的变化只有4%，⾳调失真不会特别严重。

Edited on 19th-Jan-2011
Appendix A ---- Comparison of NTSC, PAL and SECAM。