NTSC

Sistemas de codificación de televisión analógica por nación; NTSC (verde), SECAM (orange), y PAL (azul)

El Comité Nacional del Sistema de Televisión (NTSC) desarrolló el primer estándar estadounidense para la transmisión de televisión analógica en 1941. En 1961, se le asignó la designación Sistema M.

En 1953, se adoptó un segundo estándar NTSC, que permitía la transmisión de televisión en color compatible con el stock existente de receptores en blanco y negro. Es uno de los tres principales formatos de color para la televisión analógica, los otros son PAL y SECAM. El color NTSC generalmente se asocia con el Sistema M. El único otro sistema de transmisión de televisión que usó el color NTSC fue el Sistema J.

Desde la introducción de las fuentes digitales (p. ej., DVD), el término "NTSC" podría usarse para referirse a formatos digitales con un número de líneas activas entre 480 y 487 con una velocidad de 30 o 29,97 cuadros por segundo. Este término prestado no debe confundirse con el propio sistema de color analógico.

Alcance geográfico

El estándar NTSC se usó en la mayor parte de las Américas (excepto Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay), Myanmar, Corea del Sur, Taiwán, Filipinas, Japón y algunas naciones y territorios de las Islas del Pacífico (ver mapa).

Conversión digital

La mayoría de los países que usan el estándar NTSC, así como aquellos que usan otros estándares de televisión analógica, han cambiado o están en proceso de cambiar a nuevos estándares de televisión digital, con al menos cuatro estándares diferentes en uso en todo el mundo.. América del Norte, partes de América Central y Corea del Sur están adoptando o han adoptado los estándares ATSC, mientras que otros países, como Japón, están adoptando o han adoptado otros estándares en lugar de ATSC. Después de casi 70 años, la mayoría de las transmisiones NTSC por aire en los Estados Unidos cesaron el 1 de enero de 2010 y el 31 de agosto de 2011 en Canadá y la mayoría de los demás mercados NTSC. La mayoría de las transmisiones NTSC finalizaron en Japón el 24 de julio de 2011, y las prefecturas japonesas de Iwate, Miyagi y Fukushima finalizaron el próximo año. Después de un programa piloto en 2013, la mayoría de las estaciones analógicas de máxima potencia en México salieron del aire en diez fechas en 2015, y se permitió que unas 500 estaciones repetidoras y de baja potencia permanecieran en analógico hasta finales de 2016. La transmisión digital permite una resolución más alta. televisión, pero la televisión de definición estándar digital sigue utilizando la velocidad de fotogramas y el número de líneas de resolución establecidos por el estándar NTSC analógico.

Historia

El Comité del Sistema Nacional de Televisión fue establecido en 1940 por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de los Estados Unidos para resolver los conflictos entre empresas sobre la introducción de un sistema de televisión analógica a nivel nacional en los Estados Unidos. En marzo de 1941, el comité emitió un estándar técnico para la televisión en blanco y negro que se basó en una recomendación de 1936 hecha por la Asociación de Fabricantes de Radio (RMA). Los avances técnicos de la técnica de banda lateral vestigial permitieron la oportunidad de aumentar la resolución de la imagen. El NTSC seleccionó 525 líneas de escaneo como un compromiso entre el estándar de 441 líneas de escaneo de RCA (que ya está siendo utilizado por la cadena de televisión NBC de RCA) y el deseo de Philco y DuMont de aumentar la número de líneas de exploración entre 605 y 800. El estándar recomendaba una velocidad de fotogramas de 30 fotogramas (imágenes) por segundo, que constaba de dos campos entrelazados por fotograma a 262,5 líneas por campo y 60 campos por segundo. Otros estándares en la recomendación final fueron una relación de aspecto de 4:3 y modulación de frecuencia (FM) para la señal de sonido (que era bastante nueva en ese momento).

En enero de 1950, se reconstituyó el comité para estandarizar la televisión en color. La FCC había aprobado brevemente un estándar de televisión en color secuencial de campo de 405 líneas en octubre de 1950, que fue desarrollado por CBS. El sistema CBS era incompatible con los receptores en blanco y negro existentes. Usó una rueda de color giratoria, redujo la cantidad de líneas de escaneo de 525 a 405 y aumentó la velocidad de campo de 60 a 144, pero tenía una velocidad de fotogramas efectiva de solo 24 fotogramas por segundo. La acción legal de la RCA rival mantuvo el uso comercial del sistema fuera del aire hasta junio de 1951, y las transmisiones regulares solo duraron unos meses antes de que la Oficina de Movilización de Defensa prohibiera la fabricación de todos los televisores en color en octubre, aparentemente debido a la Guerra de Corea.. CBS rescindió su sistema en marzo de 1953 y la FCC lo reemplazó el 17 de diciembre de 1953 con el estándar de color NTSC, que fue desarrollado en cooperación por varias empresas, incluidas RCA y Philco.

En diciembre de 1953, la FCC aprobó por unanimidad lo que ahora se llama el estándar de televisión en color NTSC (más tarde definido como RS-170a). El estándar de color compatible mantuvo la compatibilidad total con versiones anteriores de los televisores en blanco y negro existentes en ese momento. La información de color se agregó a la imagen en blanco y negro mediante la introducción de una subportadora de color de exactamente 315/88 MHz (normalmente descrito como 3,579545 MHz±10 Hz o alrededor de 3,58 MHz). La frecuencia precisa se eligió de modo que los componentes de modulación de tasa de línea horizontal de la señal de crominancia caigan exactamente entre los componentes de modulación de tasa de línea horizontal de la señal de luminancia, lo que permite que la señal de crominancia se filtre fuera de la señal de luminancia con una degradación menor de la señal de luminancia. (Además, minimice la visibilidad en los conjuntos existentes que no la filtran). Debido a las limitaciones de los circuitos divisores de frecuencia en el momento en que se promulgó el estándar de color, la frecuencia de la subportadora de color se construyó como una frecuencia compuesta ensamblada a partir de números enteros pequeños, en este caso 5×7×9/(8×11) MHz. La tasa de línea horizontal se redujo a aproximadamente 15 734 líneas por segundo (3,579545 × 2/455 MHz = 9/572 MHz) de 15 750 líneas por segundo, y la tasa de cuadros se redujo a 30/1,001 ≈ 29,970 cuadros por segundo (la línea horizontal velocidad dividida por 525 líneas/fotograma) desde 30 fotogramas por segundo. Estos cambios ascendieron al 0,1 por ciento y fueron fácilmente tolerados por los receptores de televisión existentes en ese momento.

La primera transmisión de televisión en red anunciada públicamente de un programa que usa el NTSC "color compatible" system fue un episodio de Kukla, Fran and Ollie de NBC el 30 de agosto de 1953, aunque solo se podía ver en color en la sede de la cadena. La primera visualización a nivel nacional del color NTSC se produjo el 1 de enero siguiente con la transmisión de costa a costa del Desfile del Torneo de las Rosas, visible en prototipos de receptores de color en presentaciones especiales en todo el país. La primera cámara de televisión NTSC en color fue la RCA TK-40, utilizada para transmisiones experimentales en 1953; una versión mejorada, la TK-40A, presentada en marzo de 1954, fue la primera cámara de televisión en color disponible comercialmente. Más tarde ese año, la TK-41 mejorada se convirtió en la cámara estándar utilizada durante gran parte de la década de 1960.

El estándar NTSC ha sido adoptado por otros países, incluidos algunos de América y Japón.

Con la llegada de la televisión digital, las transmisiones analógicas se eliminaron en gran medida. La FCC exigió a la mayoría de las emisoras NTSC de EE. UU. que cerraran sus transmisores analógicos antes del 17 de febrero de 2009, sin embargo, esto se trasladó más tarde al 12 de junio de 2009. Las estaciones de baja potencia, las estaciones de Clase A y los traductores debían cerrar antes de 2015, aunque una extensión de la FCC permitió que algunas de esas estaciones que operan en el Canal 6 operaran hasta el 13 de julio de 2021. Los transmisores de TV analógicos canadienses restantes, en mercados no sujetos a la transición obligatoria en 2011, estaban programados para cerrarse el 14 de enero de 2022., según un cronograma publicado por Innovación, Ciencia y Desarrollo Económico de Canadá en 2017; sin embargo, las fechas de transición programadas ya han pasado para varias estaciones enumeradas que continúan transmitiendo en analógico (por ejemplo, CFJC-TV Kamloops, que aún no ha hecho la transición a digital, se indica que debe realizar la transición antes del 20 de noviembre de 2020).

Detalles técnicos

Resolución y frecuencia de actualización

La codificación de color NTSC se usa con la señal de televisión System M, que consta de 30⁄1,001 (aproximadamente 29,97) fotogramas de vídeo entrelazados por segundo. Cada cuadro se compone de dos campos, cada uno de los cuales consta de 262,5 líneas de escaneo, para un total de 525 líneas de escaneo. Inicialmente, 486 líneas de escaneo conforman el ráster visible, aunque luego se estandarizó a 480. El resto (el intervalo de borrado vertical) permite la sincronización vertical y el retrazado. Este intervalo de borrado se diseñó originalmente para simplemente borrar el haz de electrones del CRT del receptor para permitir los circuitos analógicos simples y el retroceso vertical lento de los primeros receptores de TV. Sin embargo, algunas de estas líneas ahora pueden contener otros datos, como subtítulos y código de tiempo de intervalo vertical (VITC). En el ráster completo (sin tener en cuenta las medias líneas debido al entrelazado), se dibujan las líneas de escaneo pares (cada dos líneas que serían pares si se contaran en la señal de video, por ejemplo, {2, 4, 6,..., 524}) en el primer campo, y los números impares (cada dos líneas que serían impares si se contaran en la señal de video, por ejemplo, {1, 3, 5,..., 525}) se dibujan en el segundo campo, para producir un imagen sin parpadeo en la frecuencia de actualización de campo de 60⁄1,001 Hz (aproximadamente 59,94 Hz). A modo de comparación, los sistemas de 625 líneas (576 visibles), que generalmente se usan con color PAL-B/G y SECAM, tienen una resolución vertical más alta, pero una resolución temporal más baja de 25 fotogramas o 50 campos por segundo.

La frecuencia de actualización del campo NTSC en el sistema en blanco y negro originalmente coincidía exactamente con la frecuencia nominal de 60 Hz de la energía de corriente alterna utilizada en los Estados Unidos. Hacer coincidir la frecuencia de actualización del campo con la fuente de alimentación evitó la intermodulación (también llamada golpeteo), que produce barras rodantes en la pantalla. Incidentalmente, la sincronización de la frecuencia de actualización con la potencia ayudó a las cámaras de cinescopio a grabar las primeras transmisiones de televisión en vivo, ya que era muy simple sincronizar una cámara de cine para capturar un cuadro de video en cada cuadro de película usando la frecuencia de corriente alterna para establecer la velocidad del cámara síncrona con motor de CA. Así, como se mencionó, es cómo funcionaba la frecuencia de actualización del campo NTSC en el sistema original en blanco y negro; Sin embargo, cuando se agregó color al sistema, la frecuencia de actualización se desplazó ligeramente hacia abajo en un 0,1 %, a aproximadamente 59,94 Hz, para eliminar patrones de puntos estacionarios en la diferencia de frecuencia entre los portadores de sonido y color (como se explica a continuación en § Codificación de color). En el momento en que la velocidad de fotogramas cambió para acomodar el color, fue casi tan fácil activar el obturador de la cámara desde la propia señal de video.

La cifra real de 525 líneas se eligió como consecuencia de las limitaciones de las tecnologías basadas en tubos de vacío de la época. En los primeros sistemas de TV, se hacía funcionar un oscilador maestro controlado por voltaje al doble de la frecuencia de línea horizontal, y esta frecuencia se dividía por el número de líneas utilizadas (en este caso, 525) para dar la frecuencia de campo (60 Hz en este caso). Luego, esta frecuencia se comparó con la frecuencia de la línea eléctrica de 60 Hz y se corrigió cualquier discrepancia ajustando la frecuencia del oscilador maestro. Para el escaneo entrelazado, se requería un número impar de líneas por cuadro para que la distancia de retroceso vertical fuera idéntica para los campos pares e impares, lo que significaba que la frecuencia del oscilador maestro tenía que dividirse por un número impar. En ese momento, el único método práctico de división de frecuencia era el uso de una cadena de multivibradores de tubos de vacío, siendo la relación de división general el producto matemático de las relaciones de división de la cadena. Dado que todos los factores de un número impar también tienen que ser números impares, se deduce que todos los divisores de la cadena también tenían que dividirse por números impares, y estos tenían que ser relativamente pequeños debido a los problemas de deriva térmica con los dispositivos de tubo de vacío.. La secuencia práctica más cercana a 500 que cumple con estos criterios fue 3×5×5×7=525. (Por la misma razón, PAL-B/G de 625 líneas y SECAM usan 5×5×5×5, el antiguo sistema británico de 405 líneas usaba 3×3×3×3×5, el sistema francés de 819 líneas usaba 3×3×7×13 etc.)

Colorimetría

NTSC 1953 colorimetry color cubo (color perfil codificado, requiere un navegador compatible y monitor para la visualización precisa).

La especificación NTSC de color original de 1953, que todavía forma parte del Código de Regulaciones Federales de los Estados Unidos, definía los valores colorimétricos del sistema de la siguiente manera:

Los primeros receptores de televisión en color, como el RCA CT-100, eran fieles a esta especificación (que se basaba en los estándares cinematográficos vigentes) y tenían una gama más amplia que la mayoría de los monitores actuales. Sus fósforos de baja eficiencia (especialmente en el rojo) eran débiles y de larga persistencia, y dejaban rastros después de objetos en movimiento. A partir de fines de la década de 1950, los fósforos de los tubos de imagen sacrificarían la saturación por un mayor brillo; esta desviación del estándar tanto en el receptor como en la emisora fue la fuente de una considerable variación de color.

SMPTE C

SMPTE Cubo de color C (marca de color codificado, requiere un navegador compatible y monitor para una visualización precisa).

Para garantizar una reproducción de color más uniforme, los receptores comenzaron a incorporar circuitos de corrección de color que convertían la señal recibida (codificada para los valores colorimétricos enumerados anteriormente) en señales codificadas para los fósforos que se usaban en el monitor. Dado que dicha corrección de color no se puede realizar con precisión en las señales transmitidas con corrección de gamma no lineal, el ajuste solo se puede aproximar, introduciendo errores de tono y luminancia para colores altamente saturados.

De manera similar, en la etapa de las emisoras, en 1968–69, Conrac Corp., en colaboración con RCA, definió un conjunto de fósforos controlados para su uso en monitores de video de imagen en color de transmisión. Esta especificación sobrevive hoy como la especificación de fósforo SMPTE "C":

Al igual que con los receptores domésticos, se recomendó además que los monitores de estudio incorporaran circuitos de corrección de color similares para que las emisoras transmitieran imágenes codificadas para los valores colorimétricos originales de 1953, de acuerdo con los estándares de la FCC.

En 1987, el Comité de Tecnología de Televisión de la Sociedad de Ingenieros Cinematográficos y de Televisión (SMPTE), Grupo de Trabajo sobre Colorimetría de Monitores de Estudio, adoptó los fósforos SMPTE C (Conrac) para uso general en la Práctica Recomendada 145, lo que llevó a muchos fabricantes a modificar sus diseños de cámara para codificar directamente para SMPTE "C" colorimetría sin corrección de color, según lo aprobado en el estándar SMPTE 170M, "Señal de video analógica compuesta - NTSC para aplicaciones de estudio" (1994). Como consecuencia, el estándar de televisión digital ATSC establece que para señales 480i, SMPTE "C" debe asumirse la colorimetría a menos que se incluyan datos colorimétricos en el flujo de transporte.

El NTSC japonés nunca cambió las primarias y el punto blanco a SMPTE "C", y siguió usando las primarias NTSC y el punto blanco de 1953. Tanto el sistema PAL como el SECAM también utilizaron la colorimetría NTSC original de 1953 hasta 1970; Sin embargo, a diferencia de NTSC, la Unión Europea de Radiodifusión (EBU) rechazó la corrección de color en los receptores y monitores de estudio ese año y, en cambio, pidió explícitamente que todos los equipos codificaran directamente las señales para la "EBU" valores colorimétricos, mejorando aún más la fidelidad del color de esos sistemas.

Codificación de colores

Para la compatibilidad retroactiva con la televisión en blanco y negro, NTSC utiliza un sistema de codificación de luminancia-crominancia inventado en 1938 por Georges Valensi. Las señales de imagen de tres colores se dividen en Luminancia (derivada matemáticamente de las tres señales de color separadas (Rojo, Verde y Azul)) que toma el lugar de la señal monocromática original y Crominancia que transporta solo la información de color. Este proceso se aplica a cada fuente de color mediante su propio Colorplexer, lo que permite gestionar una fuente de color compatible como si fuera una fuente monocromática ordinaria. Esto permite que los receptores en blanco y negro muestren señales de color NTSC simplemente ignorando la señal de crominancia. Algunos televisores en blanco y negro que se vendieron en los EE. UU. después de la introducción de la transmisión en color en 1953 se diseñaron para filtrar el croma, pero los primeros televisores en blanco y negro no hacían esto y el crominancia podía verse como un "patrón de puntos". #39; en áreas muy coloreadas de la imagen.

En NTSC, la crominancia se codifica mediante dos señales de color conocidas como I (en fase) y Q (en cuadratura) en un proceso denominado QAM. Cada una de las dos señales modula en amplitud portadoras de 3,58 MHz que están desfasadas 90 grados entre sí y el resultado se suma pero con las propias portadoras suprimidas. El resultado puede verse como una sola onda sinusoidal con fase variable en relación con una portadora de referencia y con amplitud variable. La fase variable representa el tono de color instantáneo capturado por una cámara de televisión, y la amplitud representa la saturación de color instantánea. Esta subportadora de 3,58 MHz se agrega luego a la Luminancia para formar la señal de color compuesta que modula la portadora de la señal de video al igual que en la transmisión monocromática.

Para que un televisor en color recupere la información de tono de la subportadora de color, debe tener una referencia de fase cero para reemplazar la portadora previamente suprimida. La señal NTSC incluye una pequeña muestra de esta señal de referencia, conocida como colorburst, ubicada en el porche trasero de cada pulso de sincronización horizontal. La ráfaga de color consta de un mínimo de ocho ciclos de la subportadora de color no modulada (fase y amplitud fijas). El receptor de TV tiene un oscilador local, que se sincroniza con estas ráfagas de color. La combinación de esta señal de fase de referencia derivada del estallido de color con la amplitud y la fase de la señal de crominancia permite recuperar las señales I y Q que, combinadas con la información de luminancia, permiten reconstruir una imagen en color en la pantalla. Se ha dicho que la televisión en color realmente es televisión en color debido a la separación total de la parte de brillo de la imagen de la parte de color. En los televisores CRT, la señal NTSC se convierte en tres señales de color: rojo, verde y azul, cada una de las cuales controla el cañón de electrones de ese color. Los televisores con circuitos digitales utilizan técnicas de muestreo para procesar las señales, pero el resultado es el mismo. Tanto para equipos analógicos como digitales que procesan una señal NTSC analógica, las señales originales de tres colores se transmiten utilizando tres señales discretas (luminancia, I y Q) y luego se recuperan como tres colores separados y se combinan como una imagen en color.

Cuando un transmisor transmite una señal NTSC, modula en amplitud una portadora de radiofrecuencia con la señal NTSC que se acaba de describir, mientras que modula en frecuencia una portadora 4,5 MHz más alta con la señal de audio. Si se produce una distorsión no lineal en la señal de transmisión, la portadora de color de 3,579545 MHz puede latir con la portadora de sonido para producir un patrón de puntos en la pantalla. Para que el patrón resultante sea menos perceptible, los diseñadores ajustaron la frecuencia de línea de exploración original de 15 750 Hz en un factor de 1,001 (0,1 %) para que coincida con la frecuencia de la portadora de audio dividida por el factor 286, lo que da como resultado una frecuencia de campo de aproximadamente 59,94 Hz. Este ajuste asegura que la diferencia entre la portadora de sonido y la subportadora de color (el producto de intermodulación más problemático de las dos portadoras) sea un múltiplo impar de la mitad de la tasa de línea, que es la condición necesaria para que los puntos en líneas sucesivas sean opuestos en fase, haciéndolas menos perceptibles.

La tasa de 59,94 se deriva de los siguientes cálculos. Los diseñadores eligieron hacer que la frecuencia de la subportadora de crominancia sea un múltiplo de n + 0,5 de la frecuencia de línea para minimizar la interferencia entre la señal de luminancia y la señal de crominancia. (Otra forma en que esto se afirma a menudo es que la frecuencia de la subportadora de color es un múltiplo impar de la mitad de la frecuencia de la línea). Luego optaron por hacer que la frecuencia de la subportadora de audio fuera un múltiplo entero de la frecuencia de la línea para minimizar la interferencia visible (intermodulación) entre el audio. señal y la señal de crominancia. El estándar original en blanco y negro, con su frecuencia de línea de 15 750 Hz y subportadora de audio de 4,5 MHz, no cumple con estos requisitos, por lo que los diseñadores tuvieron que aumentar la frecuencia de la subportadora de audio o disminuir la frecuencia de línea. Elevar la frecuencia de la subportadora de audio impediría que los receptores existentes (en blanco y negro) sintonicen correctamente la señal de audio. Reducir la frecuencia de línea es comparativamente inocuo, porque la información de sincronización horizontal y vertical en la señal NTSC permite que un receptor tolere una cantidad sustancial de variación en la frecuencia de línea. Entonces, los ingenieros eligieron cambiar la frecuencia de línea para el estándar de color. En el estándar en blanco y negro, la relación entre la frecuencia de la subportadora de audio y la frecuencia de la línea es 4,5 MHz⁄15.750 Hz = 285,71. En el estándar de color, esto se redondea al número entero 286, lo que significa que la velocidad de línea del estándar de color es 4,5 MHz⁄286 ≈ 15 734 Hz. Manteniendo el mismo número de líneas de escaneo por campo (y marco), la tasa de línea más baja debe producir una tasa de campo más baja. Dividir 4500000⁄286 líneas por segundo entre 262,5 líneas por campo da aproximadamente 59,94 campos por segundo.

Método de modulación de transmisión

Espectro de un sistema M canal de televisión con color NTSC

Un canal de televisión NTSC tal como se transmite ocupa un ancho de banda total de 6 MHz. La señal de video real, que está modulada en amplitud, se transmite entre 500 kHz y 5,45 MHz por encima del límite inferior del canal. La portadora de video está 1,25 MHz por encima del límite inferior del canal. Como la mayoría de las señales AM, la portadora de video genera dos bandas laterales, una encima de la portadora y otra debajo. Las bandas laterales tienen un ancho de 4,2 MHz cada una. Se transmite toda la banda lateral superior, pero solo se transmiten 1,25 MHz de la banda lateral inferior, conocida como banda lateral vestigial. La subportadora de color, como se indicó anteriormente, está 3,579545 MHz por encima de la portadora de video y está modulada en amplitud en cuadratura con una portadora suprimida. La señal de audio está modulada en frecuencia, como las señales de audio emitidas por las estaciones de radio FM en la banda de 88 a 108 MHz, pero con una desviación de frecuencia máxima de 25 kHz, a diferencia de los 75 kHz que se usan en la banda de FM, lo que hace que la televisión analógica las señales de audio suenan más silenciosas que las señales de radio FM recibidas en un receptor de banda ancha. La portadora de audio principal está 4,5 MHz por encima de la portadora de video, por lo que está 250 kHz por debajo de la parte superior del canal. A veces, un canal puede contener una señal MTS, que ofrece más de una señal de audio agregando una o dos subportadoras a la señal de audio, cada una sincronizada con un múltiplo de la frecuencia de línea. Este suele ser el caso cuando se utilizan señales de audio estéreo y/o segundo programa de audio. Las mismas extensiones se utilizan en ATSC, donde la portadora digital ATSC se transmite a 0,31 MHz por encima del límite inferior del canal.

"Configuración" es una compensación de voltaje de 54 mV (7,5 IRE) entre el "negro" y "en blanco" niveles Es exclusivo de NTSC. CVBS significa Color, Video, Supresión y Sincronización.

La siguiente tabla muestra los valores de los colores RGB básicos, codificados en NTSC

Conversión de velocidad de fotogramas

Hay una gran diferencia en la velocidad de fotogramas entre la película, que funciona a 24 fotogramas por segundo, y el estándar NTSC, que funciona a aproximadamente 29,97 (10 MHz×63/88/455/525) fotogramas por segundo. En las regiones que utilizan estándares de video y televisión de 25 fps, esta diferencia se puede superar mediante la aceleración.

Para estándares de 30 fps, un proceso llamado "3:2 pulldown" se usa Se transmite un cuadro de película para tres campos de video (que duran 1+1< /span>⁄2 cuadros de video), y el siguiente cuadro se transmite para dos campos de video (que duran 1 cuadro de video). Por lo tanto, se transmiten dos cuadros de película en cinco campos de video, para un promedio de 2+1⁄2 campos de video por cuadro de película. La velocidad de fotogramas promedio es, por lo tanto, 60 ÷ 2,5 = 24 fotogramas por segundo, por lo que la velocidad promedio de la película es nominalmente exactamente la que debería ser. (En realidad, en el transcurso de una hora de tiempo real, se muestran 215 827,2 campos de video, lo que representa 86 330,88 fotogramas de película, mientras que en una hora de proyección de película real de 24 fps, se muestran exactamente 86 400 fotogramas: por lo tanto, 29,97 fps NTSC la transmisión de una película de 24 fps se ejecuta al 99,92 % de la velocidad normal de la película). El encuadre fijo en la reproducción puede mostrar un cuadro de video con campos de dos cuadros de película diferentes, por lo que cualquier diferencia entre los cuadros aparecerá como una rápida. parpadeo de ida y vuelta. También puede haber fluctuaciones/"tartamudeos" durante las panorámicas de cámara lenta (vibración de telecine).

Para evitar el pull-down 3:2, las películas rodadas específicamente para televisión NTSC suelen tomarse a 30 fotogramas por segundo.

Para mostrar material de 25 fps (como series de televisión europeas y algunas películas europeas) en equipos NTSC, se duplica cada quinto cuadro y luego se entrelaza la secuencia resultante.

La película filmada para televisión NTSC a 24 fotogramas por segundo se ha acelerado tradicionalmente en 1/24 (a aproximadamente el 104,17 % de la velocidad normal) para la transmisión en regiones que utilizan estándares de televisión de 25 fps. Este aumento en la velocidad de la imagen tradicionalmente ha ido acompañado de un aumento similar en el tono y el tempo del audio. Más recientemente, se ha utilizado la combinación de cuadros para convertir videos de 24 FPS a 25 FPS sin alterar su velocidad.

Las películas filmadas para televisión en regiones que usan estándares de televisión de 25 fps se pueden manejar de dos maneras:

• La película se puede rodar en 24 marcos por segundo. En este caso, cuando se transmite en su región nativa, la película puede ser acelerada a 25 fps según la técnica analógica descrita anteriormente, o conservada a 24 fps por la técnica digital descrita anteriormente. Cuando la misma película se transmite en regiones que utilizan un estándar de televisión nominal de 30 fps, no hay cambios notables en la velocidad, el tempo y el lanzamiento.
• La película se puede rodar a 25 marcos por segundo. En este caso, cuando se transmite en su región nativa, la película se muestra a su velocidad normal, sin alteración de la banda sonora acompañante. Cuando la misma película se muestra en regiones que utilizan un estándar de televisión nominal de 30 fps, cada quinto marco se duplica, y todavía no hay cambios notables en la velocidad, el tempo y el lanzamiento.

Debido a que ambas velocidades de película se han utilizado en regiones de 25 fps, los espectadores pueden confundirse acerca de la verdadera velocidad de video y audio, y el tono de las voces, los efectos de sonido y las actuaciones musicales en las películas de televisión de esas regiones. Por ejemplo, pueden preguntarse si la serie Jeremy Brett de películas para televisión de Sherlock Holmes, realizada en la década de 1980 y principios de la de 1990, se filmó a 24 fps y luego se transmitió a una velocidad artificialmente rápida en regiones de 25 fps, o si se filmó a 25 fps de forma nativa y luego reducido a 24 fps para exhibición NTSC.

Estas discrepancias existen no solo en las transmisiones de televisión por aire y por cable, sino también en el mercado de videos domésticos, tanto en cinta como en disco, incluidos discos láser y DVD.

En la televisión y el video digital, que están reemplazando a sus predecesores analógicos, los estándares únicos que pueden adaptarse a una gama más amplia de frecuencias de cuadro aún muestran los límites de los estándares regionales analógicos. La versión inicial del estándar ATSC, por ejemplo, permitía velocidades de cuadro de 23.976, 24, 29.97, 30, 59.94, 60, 119.88 y 120 cuadros por segundo, pero no 25 y 50. El ATSC moderno permite 25 y 50 FPS.

Modulación para transmisión satelital analógica

Debido a que la potencia de los satélites está severamente limitada, la transmisión de video analógico a través de satélites difiere de la transmisión de televisión terrestre. AM es un método de modulación lineal, por lo que una determinada relación señal-ruido (SNR) demodulada requiere una SNR de RF recibida igualmente alta. La SNR del video con calidad de estudio supera los 50 dB, por lo que AM requeriría potencias prohibitivamente altas y/o antenas grandes.

La FM de banda ancha se utiliza en su lugar para cambiar el ancho de banda de RF por potencia reducida. El aumento del ancho de banda del canal de 6 a 36 MHz permite una SNR de RF de solo 10 dB o menos. El ancho de banda de ruido más amplio reduce este ahorro de energía de 40 dB en 36 MHz / 6 MHz = 8 dB para una reducción neta sustancial de 32 dB.

El sonido se encuentra en una subportadora FM como en la transmisión terrestre, pero se utilizan frecuencias superiores a 4,5 MHz para reducir la interferencia auditiva o visual. Normalmente se utilizan 6,8, 5,8 y 6,2 MHz. El estéreo puede ser multiplexado, discreto o matricial, y las señales de audio y datos no relacionadas pueden colocarse en subportadoras adicionales.

Se agrega una forma de onda de dispersión de energía triangular de 60 Hz a la señal de banda base compuesta (subportadoras de video, audio y datos) antes de la modulación. Esto limita la densidad espectral de potencia del enlace descendente del satélite en caso de que se pierda la señal de video. De lo contrario, el satélite podría transmitir toda su potencia en una sola frecuencia, interfiriendo con los enlaces de microondas terrestres en la misma banda de frecuencia.

En el modo de medio transpondedor, la desviación de frecuencia de la señal de banda base compuesta se reduce a 18 MHz para permitir otra señal en la otra mitad del transpondedor de 36 MHz. Esto reduce un poco el beneficio de FM, y las SNR recuperadas se reducen aún más porque la potencia de la señal combinada debe "retroceder" para evitar la distorsión de intermodulación en el transpondedor del satélite. Una sola señal de FM tiene una amplitud constante, por lo que puede saturar un transpondedor sin distorsión.

Orden de campo

Un marco NTSC consta de un campo par seguido de un campo impar. En lo que respecta a la recepción de una señal analógica, esto es puramente una cuestión de convención y no hace ninguna diferencia. Es más bien como las líneas discontinuas que corren por el medio de una carretera, no importa si es un par línea/espacio o un par espacio/línea; el efecto para un conductor es exactamente el mismo.

La introducción de los formatos de televisión digital ha cambiado un poco las cosas. La mayoría de los formatos de TV digital almacenan y transmiten campos en pares como un solo marco digital. Los formatos digitales que coinciden con la frecuencia de campo NTSC, incluido el popular formato DVD, graban video con el campo par primero en el marco digital, mientras que los formatos que coinciden con la frecuencia de campo del sistema de 625 líneas a menudo graban video con < i>marco impar primero. Esto significa que cuando se reproducen muchos formatos digitales no basados en NTSC, es necesario invertir el orden de los campos; de lo contrario, se produce un efecto de peine estremecedor inaceptable en los objetos en movimiento, ya que se muestran adelante en un campo y luego saltan hacia atrás en el siguiente.

Esto también se ha convertido en un peligro cuando el video progresivo que no es NTSC se transcodifica a entrelazado y viceversa. Los sistemas que recuperan cuadros progresivos o transcodifican video deben asegurarse de que se obedezca el orden de los campos; de lo contrario, el cuadro recuperado consistirá en un campo de un cuadro y un campo de un cuadro adyacente, lo que dará como resultado artefactos de entrelazado de peine. Esto a menudo se puede observar en las utilidades de reproducción de video basadas en PC si se hace una elección inapropiada del algoritmo de desentrelazado.

Durante las décadas de transmisiones NTSC de alta potencia en los Estados Unidos, el cambio entre las vistas de dos cámaras se lograba de acuerdo con dos estándares de dominio de campo, y la elección entre los dos se hacía según la geografía, Este u Oeste. En una región, el cambio se hizo entre el campo impar que terminaba un cuadro y el campo par que comenzaba el cuadro siguiente; en el otro, el cambio se hizo después de un campo par y antes de un campo impar. Así, por ejemplo, una grabación casera de VHS hecha de un noticiero de televisión local en el este, cuando está en pausa, solo mostraría la vista de una cámara (a menos que se pretendiera una toma de disolución u otra toma multicámara), mientras que la reproducción de VHS de una comedia de situación grabado y editado en Los Ángeles y luego transmitido a todo el país podría pausarse en el momento de un cambio entre cámaras con la mitad de las líneas que representan el plano saliente y la otra mitad que representa el plano entrante.

Variantes

NTSC-M

A diferencia de PAL y SECAM, con sus variados sistemas de transmisión de televisión subyacentes en uso en todo el mundo, la codificación de color NTSC se usa casi invariablemente con el sistema de transmisión M, dando NTSC-M.

NTSC-Y/NTSC 50

NTSC-N/NTSC50 es un sistema no oficial que combina video de 625 líneas con color NTSC de 3,58 MHz. El software PAL que se ejecuta en una pantalla NTSC Atari ST que utiliza este sistema, ya que no puede mostrar el color PAL. Los televisores y monitores con una perilla V-Hold pueden mostrar este sistema después de ajustar la retención vertical.

NTSC-J

Solo la variante de Japón "NTSC-J" es ligeramente diferente: en Japón, el nivel de negro y el nivel de supresión de la señal son idénticos (en 0 IRE), como lo son en PAL, mientras que en NTSC estadounidense, el nivel de negro es ligeramente superior (7,5 IRE) que el nivel de supresión. Dado que la diferencia es bastante pequeña, todo lo que se requiere es un ligero giro de la perilla de brillo para mostrar correctamente el "otro" variante de NTSC en cualquier conjunto como se supone que debe ser; la mayoría de los observadores podrían ni siquiera notar la diferencia en primer lugar. La codificación del canal en NTSC-J difiere ligeramente de NTSC-M. En particular, la banda VHF japonesa se extiende desde los canales 1 a 12 (ubicados en frecuencias directamente por encima de la banda de radio FM japonesa de 76 a 90 MHz), mientras que la banda de TV VHF de América del Norte usa los canales 2 a 13 (54 a 72 MHz, 76 a 88 MHz). MHz y 174–216 MHz) con 88–108 MHz asignados a la radiodifusión FM. Por lo tanto, los canales de televisión UHF de Japón están numerados del 13 en adelante y no del 14 en adelante, pero por lo demás utilizan las mismas frecuencias de transmisión UHF que los de América del Norte.

NTSC 4.43

NTSC 4.43 es un pseudosistema que transmite una subportadora de color NTSC de 4,43 MHz en lugar de 3,58 MHz. La salida resultante solo se puede ver en televisores compatibles con el pseudosistema resultante (como la mayoría de los televisores PAL). El uso de un televisor NTSC nativo para decodificar la señal no produce color, mientras que el uso de un televisor PAL incompatible para decodificar el sistema produce colores erráticos (se observa que falta el rojo y parpadea aleatoriamente). El formato fue utilizado por la USAF TV con sede en Alemania durante la Guerra Fría. También se encontró como salida opcional en algunos reproductores LaserDisc y algunas consolas de juegos vendidas en mercados donde se usa el sistema PAL.

El sistema NTSC 4.43, aunque no es un formato de transmisión, aparece con mayor frecuencia como una función de reproducción de VCR con formato de casete PAL, comenzando con Sony 3/4" U-Matic y luego en máquinas de formato Betamax y VHS, comúnmente anunciadas como "reproducción NTSC en PAL TV". Dado que Hollywood tiene la pretensión de proporcionar la mayor cantidad de software de casetes (películas y series de televisión) para VCR para los espectadores del mundo, y dado que no todos los lanzamientos de casetes estuvieron disponibles en formatos PAL, un medio de reproducir casetes de formato NTSC era muy deseado.

Los monitores de video multiestándar ya estaban en uso en Europa para admitir fuentes de transmisión en formatos de video PAL, SECAM y NTSC. El proceso heterodino color-under de U-Matic, Betamax & VHS se prestó a modificaciones menores de reproductores de VCR para acomodar casetes de formato NTSC. El formato de color subyacente de VHS utiliza una subportadora de 629 kHz, mientras que U-Matic & Betamax utiliza una subportadora de 688 kHz para transportar una señal cromática modulada en amplitud para los formatos NTSC y PAL. Dado que la videograbadora estaba lista para reproducir la porción de color de la grabación NTSC usando el modo de color PAL, las velocidades del cabrestante y del escáner PAL tuvieron que ajustarse de la frecuencia de campo de 50 Hz de PAL a la frecuencia de campo de 59,94 Hz de NTSC. y mayor velocidad de cinta lineal.

Los cambios en la videograbadora PAL son menores gracias a los formatos de grabación de videograbadora existentes. La salida de la videograbadora cuando se reproduce un casete NTSC en modo NTSC 4.43 es de 525 líneas/29,97 fotogramas por segundo con color heterodino compatible con PAL. El receptor multiestándar ya está configurado para admitir NTSC H & V frecuencias; solo necesita hacerlo mientras recibe color PAL.

La existencia de esos receptores multiestándar fue probablemente parte del impulso para la codificación regional de los DVD. Como las señales de color son componentes en el disco para todos los formatos de pantalla, casi no se requieren cambios para que los reproductores de DVD PAL reproduzcan discos NTSC (525/29.97) siempre que la pantalla sea compatible con la velocidad de fotogramas.

OSKM (URSS-NTSC)

En enero de 1960 (7 años antes de la adopción de la versión modificada de SECAM), el estudio de televisión experimental de Moscú comenzó a transmitir utilizando el sistema OSKM. OSKM fue la versión de NTSC adaptada al estándar europeo D/K 625/50. La abreviatura OSKM significa "Sistema simultáneo con modulación en cuadratura" (En ruso: Одновременная Система с Квадратурной Модуляцией). Usó el esquema de codificación de colores que luego se usó en PAL (U y V en lugar de I y Q).

La frecuencia de la subportadora de color era de 4,4296875 MHz y el ancho de banda de las señales U y V estaba cerca de los 1,5 MHz. Solo se produjeron alrededor de 4000 televisores de 4 modelos (Raduga, Temp-22, Izumrud-201 e Izumrud-203) para estudiar la calidad real de la recepción de TV. Estos televisores no estaban disponibles comercialmente, a pesar de estar incluidos en el catálogo de productos para la red comercial de la URSS.

La transmisión con este sistema duró aproximadamente 3 años y cesó mucho antes de que comenzaran las transmisiones SECAM en la URSS. Ninguno de los receptores de TV multiestándar actuales es compatible con este sistema de TV.

Película NTSC

El contenido de la película que normalmente se graba a 24 fotogramas por segundo se puede convertir a 30 fotogramas por segundo a través del proceso de telecine para duplicar fotogramas según sea necesario.

${displaystyle {frac {23.976}{29.97}={frac} {4}{5}}$

Matemáticamente para NTSC, esto es relativamente simple, ya que solo se necesita duplicar uno de cada cuatro fotogramas. Se emplean diversas técnicas. NTSC con una velocidad de fotogramas real de 24⁄1,001 (aproximadamente 23,976) fotogramas/s se suele definir como película NTSC. Un proceso conocido como pullup, también conocido como pulldown, genera los fotogramas duplicados durante la reproducción. Este método es común para el video digital H.262/MPEG-2 Parte 2, por lo que el contenido original se conserva y se reproduce en equipos que pueden mostrarlo o se puede convertir para equipos que no pueden.

Región de videojuegos de Canadá/EE. UU.

A veces se usa NTSC-U, NTSC-US o NTSC-U/C para describir la región de videojuegos de América del Norte. (U/C se refiere a EE. UU. + Canadá), ya que el bloqueo regional generalmente restringe que los juegos se puedan jugar fuera de la región.

Calidad comparativa

Las barras de color SMPTE, un ejemplo de un patrón de prueba

Para NTSC y, en menor medida, PAL, los problemas de recepción pueden degradar la precisión del color de la imagen, donde las imágenes fantasma pueden cambiar dinámicamente la fase de la ráfaga de color con el contenido de la imagen, alterando así el balance de color de la señal. La única compensación del receptor está en los circuitos de cancelación de fantasmas del receptor de TV profesional que utilizan las compañías de cable. La electrónica de tubo de vacío utilizada en los televisores durante la década de 1960 provocó varios problemas técnicos. Entre otras cosas, la fase de explosión de color a menudo se desviaba. Además, los estudios de televisión no siempre transmitían correctamente, lo que provocaba cambios de tono cuando se cambiaban los canales, razón por la cual los televisores NTSC estaban equipados con un control de tono. Los televisores PAL y SECAM tenían menos necesidad de uno. SECAM en particular era muy robusto, pero PAL, si bien es excelente para mantener los tonos de piel a los que los espectadores son particularmente sensibles, distorsionaría otros colores ante errores de fase. Con errores de fase, solo "Deluxe PAL" los receptores se desharían de las "barras Hanover" distorsión. Los controles de tono todavía se encuentran en los televisores NTSC, pero la desviación del color generalmente dejó de ser un problema para los circuitos más modernos en la década de 1970. Cuando se compara con PAL, en particular, la precisión y la consistencia del color NTSC a veces se consideraban inferiores, lo que llevó a los profesionales de video e ingenieros de televisión a referirse en broma a NTSC como Nunca el mismo color, Nunca dos veces el mismo color , o Sin verdaderos colores de piel, mientras que para el sistema PAL más caro era necesario Pagar por lujo adicional.

PAL también se conoce como Peace At Last, Perfection At Last o Pictures Always Lovely en la guerra de colores. Sin embargo, esto se aplica principalmente a los televisores basados en tubos de vacío, y los televisores de estado sólido de modelos posteriores que usan señales de referencia de intervalo vertical tienen menos diferencia en la calidad entre NTSC y PAL. Esta fase de color, "tinte" o "tono" El control permite a cualquier experto en la materia calibrar fácilmente un monitor con barras de color SMPTE, incluso con un conjunto que se ha desviado en su representación de color, lo que permite que se muestren los colores adecuados. Los televisores PAL más antiguos no venían con un "tono" accesible para el usuario. control (se configuró en la fábrica), lo que contribuyó a su reputación de colores reproducibles.

El uso de color codificado NTSC en los sistemas de S-Video, así como el uso de NTSC compuesto de circuito cerrado, eliminan las distorsiones de fase porque no hay imágenes fantasma en la recepción en un sistema de circuito cerrado para manchar la ráfaga de color. Para cintas de video VHS en el eje horizontal y velocidad de fotogramas de los tres sistemas de color cuando se usa con este esquema, el uso de S-Video brinda una calidad de imagen de mayor resolución en monitores y televisores sin una sección de filtrado de peine con compensación de movimiento de alta calidad. (La resolución NTSC en el eje vertical es inferior a los estándares europeos, 525 líneas frente a 625). Sin embargo, utiliza demasiado ancho de banda para la transmisión por aire. Las computadoras domésticas Atari 800 y Commodore 64 generaban S-video, pero solo cuando se usaban con monitores especialmente diseñados, ya que ningún televisor en ese momento admitía croma y luma separados en conectores RCA estándar. En 1987, se introdujo un conector mini-DIN estandarizado de cuatro pines para la entrada de S-video con la introducción de los reproductores S-VHS, que fueron el primer dispositivo producido para usar enchufes de cuatro pines. Sin embargo, S-VHS nunca llegó a ser muy popular. Las consolas de videojuegos en la década de 1990 también comenzaron a ofrecer salida de S-video.

El desajuste entre los 30 fotogramas por segundo de NTSC y los 24 fotogramas de la película se soluciona mediante un proceso que aprovecha la tasa de campo de la señal NTSC entrelazada, evitando así la la velocidad de reproducción de la película utilizada para los sistemas 576i a 25 fotogramas por segundo (lo que hace que el audio que lo acompaña aumente ligeramente de tono, a veces rectificado con el uso de un cambiador de tono) al precio de algunas sacudidas en el video. Consulte Conversión de velocidad de fotogramas más arriba.

Referencia de intervalo vertical

La imagen de video NTSC estándar contiene algunas líneas (líneas 1 a 21 de cada campo) que no son visibles (esto se conoce como intervalo de borrado vertical o VBI); todos están más allá del borde de la imagen visible, pero solo las líneas 1 a 9 se utilizan para la sincronización vertical y los pulsos de ecualización. Las líneas restantes se borraron deliberadamente en la especificación NTSC original para dar tiempo a que el haz de electrones en las pantallas CRT regrese a la parte superior de la pantalla.

VIR (o referencia de intervalo vertical), ampliamente adoptado en la década de 1980, intenta corregir algunos de los problemas de color con el video NTSC agregando datos de referencia insertados en el estudio para los niveles de luminancia y crominancia en la línea 19. Los televisores adecuadamente equipados podrían entonces emplee estos datos para ajustar la pantalla a una coincidencia más cercana a la imagen original del estudio. La señal VIR real contiene tres secciones, la primera con un 70 por ciento de luminancia y la misma crominancia que la señal de ráfaga de color, y las otras dos con un 50 por ciento y un 7,5 por ciento de luminancia, respectivamente.

Un sucesor menos utilizado de VIR, GCR, también agregó capacidades de eliminación de fantasmas (interferencia de trayectos múltiples).

Las líneas de intervalo de supresión verticales restantes se utilizan normalmente para transmisión de datos o datos auxiliares, como marcas de tiempo de edición de video (códigos de tiempo de intervalo vertical o códigos de tiempo SMPTE en las líneas 12 a 14), datos de prueba en las líneas 17 a 18, un código fuente de red en línea 20 y subtítulos, XDS y datos de V-chip en la línea 21. Las primeras aplicaciones de teletexto también usaban líneas de intervalo de borrado vertical 14-18 y 20, pero los espectadores nunca adoptaron ampliamente el teletexto sobre NTSC.

Muchas estaciones transmiten datos de TV Guide On Screen (TVGOS) para una guía de programación electrónica en líneas VBI. La estación principal en un mercado transmitirá 4 líneas de datos y las estaciones de respaldo transmitirán 1 línea. En la mayoría de los mercados, la estación PBS es el anfitrión principal. Los datos de TVGOS pueden ocupar cualquier línea de 10 a 25, pero en la práctica está limitado a 11 a 18, 20 y la línea 22. La línea 22 solo se usa para 2 transmisiones, DirecTV y CFPL-TV.

Los datos de TiVo también se transmiten en algunos comerciales y anuncios de programas para que los clientes puedan grabar automáticamente el programa que se anuncia, y también se usan en programas semanales de pago de media hora en Ion Television y Discovery Channel que destacan las promociones y los anunciantes de TiVo.

Países y territorios que usan o alguna vez usaron NTSC

Los siguientes países y territorios usan actualmente o alguna vez usaron el sistema NTSC. Muchos de estos han cambiado o están cambiando actualmente de NTSC a estándares de televisión digital como ATSC (Estados Unidos, Canadá, México, Surinam, Jamaica, Corea del Sur), ISDB (Japón, Filipinas y parte de América del Sur), DVB-T (Taiwán, Panamá, Colombia, Myanmar y Trinidad y Tobago) o DTMB (Cuba).

Experimentado

• Brasil (Entre 1962 y 1963, Rede Tupi y Rede Excelsior hicieron las primeras transmisiones no oficiales en color, en programas específicos en la ciudad de São Paulo, antes de la adopción oficial del PAL-M por el Gobierno brasileño el 19 de febrero de 1972)
• Paraguay
• Reino Unido (Experimentado en 405-line variante de NTSC, luego Reino Unido eligió 625-line para la radiodifusión PAL).

Países y territorios que han dejado de usar NTSC

Los siguientes países y regiones ya no usan NTSC para transmisiones terrestres.

País	Cambiar a	Cambio
Bermudas	DVB-T	2016-03-01Marzo 2016
Canadá	ATSC	2012-07-3131 de agosto de 2011 (Mercados selectos)
Japón	ISDB-T	2012-03-3131 de marzo de 2012
Corea del Sur	ATSC	2012-12-3131 de diciembre de 2012
México	ATSC	2015-12-3131 de diciembre de 2015 (Estaciones de alimentación completas)
Taiwán	DVB-T	2012-06-3030 de junio de 2012
Estados Unidos	ATSC	2009-06-1212 de junio de 2009 (Estaciones de alimentación completas) 1 de septiembre de 2015 (Estaciones Clase-A) 13 de julio de 2021 (Estaciones de energía baja)