NTSC

Allikas: Vikipeedia
Televisiooni standardide kasutus maailmas. Riigid, mis kasutavad NTSC süsteemi, on värvitud roheliseks.

NTSC (lühend sõnadest National Television System Committee[1]) on USA Riikliku Televisioonistandardite Komitee nõuetega vastavusse viidud analoogtelevisiooni edastusmeetod.

See võeti kasutusele nii Põhja-Ameerika kui ka Lõuna-Ameerika riikides (va Argentiinas, Uruguais ja Prantsuse Guajaanas). Lisaks hakati seda standardit kasutama veel Birmas, Lõuna-Koreas, Taivanis, Jaapanis, Filipiinidel ja mõnes Vaikse ookeani saareriigis. See oli ka üks maailma esimesi televisiooni edastamise standardeid.

Lisaks NTSC-le on maailmas veel mitu värvitelevisiooni standardit. Lääne-Euroopas enim levinud värvitelevisiooni standard PAL töötati välja Saksamaal ning SECAM, mis töötati välja Prantsusmaal aastatel 19561965.[2]

Kuna analoogtelevisiooni levitamine läbi õhu kasutab väga laia sagedusala, siis enamik praegustest analoogtelevisiooni levitavatest riikidest on läinud järk-järgult üle digitaalsele telepildi edastusele ehk digilevile. Põhja-Ameerika ja osa Kesk-Ameerikast on võtnud kasutusele ATSC standardi. Eesti läks alates 1. juulil 2010 täielikult DVB-T digitaalsele telepildi edastusele.[3]

Esimene NTSC standard arendati välja juba 1941. aastal, kuid sellel lahendusel puudus visioon värvilise pildi edastuseks. Järgmises NTSC standardis, mis töötati välja 1953. aastal, oli värvitelevisiooni edastus standardiseeritud ja lisaks oli see tagasiühilduv juba turul leiduvate mustvalgete vastuvõtuseadmetega. Pärast seitsmekümne aasta pikkust NTSC standardi kasutamist lõpetati 12. juunil 2011 Ameerika Ühendriikides üle-õhu NTSC analoogtelevisiooni edastamine ja asendati see telepildi digitaalse edastusega.[4] Vaatamata digitaalse telepildi kasutamisele järgitakse SDTV standardis NTSC-s määratud kaadrisagedusi ja ridade arvu. Vastavalt FCC (lühend nimetusest Federal Communications Commission) lubadele on võimalik tänini omavalitsuste piires edastada analoogtelevisiooni. Lisaks on NTSC standard kasutusel paljudes video mahamängimise seadmetes ja CCTV jälgimissüsteemides.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

USA Riiklik Televisioonistandardite Komitee loodi FCC poolt 1940. aastal, et normeerida üleriigiline analoogtelevisiooni edastus. 1941. aasta märtsis andis komitee välja esimese versiooni mustvalge analoogtelevisiooni edastamiseks, mis põhines RMA (lühend nimetusest Radio Manufacturers Association) 1936. aasta soovitustel. Kärbitud külgribaga modulatsiooni (vestigial sideband) VSB kasutamine andis võimaluse tõsta pildi lahutusvõimet. Võeti kasutusele 525 horisontaalset rida, mis saavutati läbi kompromisside RCA, Philco ning DuMonti vahel. NTSC standardiseeris kaadrisageduseks 30 täiskaadrit sekundis. Üks täiskaader koosneb kahest poolkaadriks (262,5 rida) ehk siis kuvatakse 60 poolkaadrit sekundis. Lisaks määrati kuvasuhteks 4:3 ja helisignaali ülekandmiseks kasutati sagedusmodulatsiooni, mis oli siis üsna uus tehnoloogiline saavutus.

1950. aasta jaanuaris hakkas komitee normeerima värvitelevisiooni edastamist ja 1953. aasta detsembris kiideti üksmeelselt heaks uus NTSC värvitelevisiooni standard (hiljem defineeritud RS-170a). Uus värvitelevisiooni standard oli täielikult tagasiühilduv juba turul eksisteerinud mustvalge televisiooni vastuvõtjatega. Mustvalge pildi värviliseks tegemiseks lisati signaalile värvikandesagedus ~3,58 MHz, mille lisamisel tuli aga vähendada kaadrisagedust 1,001 korda (30/1,001) 29,97-le (poolkaadri sageduseks vastavalt 15 734,26 Hz), et vähendada nähtavat helikandesageduse ja värvussignaali kandesageduse vahelist interferentsi.

Esimene avalik NTSC standardit kasutatav värviline telepilt saadeti eetrisse 30. augustil 1953 ("Kukla, Fran ja Ollie"), olgugi et see oli jälgitav värviliselt ainult sidevõrkude enda peakorteris. Esimene üleriigiline värviteleritest jälgitav NTSC saade "Tournament of Roses Parade" edastati juba järgmise aasta 1. jaanuaril. Samal aastal katsetati ka esimesi NTSC telekaameraid RCA TK-40 saadete edastuseks. TK-40A oli juba täiendatud versioon ja paisati müüki. Samal aastal tuli müüki TK-41, mida kasutati edukalt peaaegu 1960. aastateni.

Tehnilised andmed[muuda | redigeeri lähteteksti]

Read ja kaadrisagedus[muuda | redigeeri lähteteksti]

NTSC kasutab värvi kodeerimisel "system M" signaali, kus üks kaader koosneb kahest poolkaadrist. Poolkaadri suuruseks on 262,5 rida. Täiskaadri edastuskiiruseks on 29,97 HZ. Iga kaader koosneb 525 reast, millest 486 sisaldab pildi infot. Ülejäänud 39 rida kasutatakse telepildi vertikaalseks sünkroniseerimiseks. See tähendab, et vertikaalse kallutuspinge järsk langus, mille toimel ja kestel viiakse elektronide vihk suure kiirusega diagonaalselt üle kujutise tagasi algusesse, toimub nende 39 rea kestel. Lisaks kasutatakse neid ridu ka teleteksti ning vertikaalse ajaintervali info edastuseks (VITC). Üle rea pildi kujutamine tähendab seda, et paarisarvulised read kantakse ekraanile esimese poolkaadri jooksul ning paaritud teise poolkaadri jooksul. Ühe poolkaadri sageduseks on 59,94 Hz (täpsemalt 60 Hz/1.001). Võrreldes PAL-B/G ja SECAM süsteemiga kasutatakse seal 625 rida (576 pildi ülekandmiseks) ning poolkaadri sageduseks 50 Hz.

Algselt oli kaadrisagedus seotud Ameerika Ühendriikide kasutatava 60 Hz võrgupingega, et vältida võimalikke võrgumüra-häireid. Pärast värvi lisamist NTSC signaalile vähendati kaadrisagedus 59,94 Hz, et kõrvaldada häired, mis tekkisid helikandesageduse ja värvikandesageduse ristmodulatsiooni tulemusel.

Ridade arvu määramisel võeti arvesse nii silma maksimaalne nägemisteravus kui ka ülekandeks vajamineva sagedusspektri laius. Optimaalseks tulemuseks leiti, et rohkem kui 572 rea ülekandmisel ei ole enam mõtet. Arvestati, et silma nägemisteravus on 1 min (1/60 kraadi) ning kodumajapidamises asuks televiisor kuuekordse ekraani kõrguse kaugusel vaatajast. Neid andmeid kasutades saadigi, et 572 rea puhul silm ei suuda enam ridu teine-teisest eristada.[5] Lisaks pani ridade arvule piiri tolleaegne tehnika, mis põhines lampvõimenditel. Paaritu arv ridasid oli vaja selleks, et ülerea pildi kuvamisel saavutada olukord, kus vertikaalse tagasi viidava elektronkiire teepikkus oleks võrdne nii peale esimest kui ka peale teise poolkaadri tagasi viimist. Vastava rea arvu saamiseks korrutati paaritud algarvud (3×5×5×7=525) omavahel.

Pildi info[muuda | redigeeri lähteteksti]

NTSC televisioon kasutab pildi edastuseks kolme signaali komponenti. Esimeseks ning ka kõige olulisemaks on punkti heleduse ülekandmine (lühend Y). Heledussignaal määrab, kui hele on antud punkt ekraanil, see on ka ainuke pildi edastuse komponent must-valge televisioonis. Teised kaks pildiedastuse komponenti on I ja Q (in-phase ja quadrature-phase), millega määratakse antud punkti värvitoon. Kuna juba aastaks 1953 oli toodetud hulgaliselt must-valgeid televisiooniseadmeid, siis oli vajalik värvitelevisioon teha tagasiühilduvaks juba turul olevate televisiooniseadmetega. See tähendas, et must-valge televiisoriga oli võimalik telesaateid edasi jälgida. Peale 1953. aastat toodetud must-valgetele televiisoritele lisati filtrid värvi info eemaldamiseks.

NTSC värvitelevisiooni ülekandel kasutatakse kvadratuur-amplituudmodulatsiooni, kus värvisignaal edastatakse kahe omavahel 90-kraadise faasinihkega 3,579545 MHz kandevsagedusega I ja Q signaalide abil. Kvadratuur-amplituudmodulatsiooni faasi erinevus värvisünkrosignaalist annab punktile värvi ning amplituudi erinevus annab punkti heleduse. Niisiis läheb värvi kuvamiseks vaja etalonväärtust. Antud info paigutati väikeste fragmentidena iga NTSC horisontaalse sünkroimpulsi algusesse. Etalonsignaal koosneb vähemalt kaheksast perioodist ning on jäetud moduleerimata, see tähendab, et signaal peab olema faasi ja amplituudi kindel. Võrreldes faasi ja amplituudi kindlat signaali vastuvõetud videosignaaliga, saadakse faasi erinevused, millega määratakse värvi toon, ning amplituudi erinevustega tehakse kindlaks antud punkti heledus.

Kujutissignaali spekter[muuda | redigeeri lähteteksti]

NTSC kujutissignaali spektri jaotus.

NTSC televisiooni ühe kanali ribalaius on tervikuna 6 MHz. Kõrvaloleval joonisel on toodud kujutissignaali ja helisignaaliga sageduste paigutus televisioonikanalis. Tegeliku videosignaali ülekandmiseks kasutatakse vahemikku, mis jääb 500 kHz kanali algusest kuni 5,45 MHz ala vahele. Videosignaali kandesagedus, mida moduleeritakse heledussignaaliga, asub 1,25 MHz saatekanali piirist. Värvussignaaliga sagedusmoduleeritud kandesagedused on paigutatud heledussignaali spektrisse 3,579545 MHz kaugusele heledussignaali kandesagedusest. I ja Q kanali värvussignaalid edastatakse mõlemad samal sagedusel, kuid nad on teineteisega 90 kraadises nihkes. Värvuse ülekandeks kasutatakse heledussignaali spektrist 2 MHz. Helisignaal kantakse üle kanali lõpus 250 kHz enne kanali ülemist piiri.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Library of Congress Online Catalog
  2. Kaupo Varandi. "Värvitelerid". Valgus, Tallinn (1987)
  3. Digilevi (2011)
  4. Lindsay Shelton, ATSC Salutes The ‘Passing’ Of NTSC, Press Release (2009)
  5. Michael Robin and Michel Poulin, Digital Television Fundamentals, Second Edition, McGraw-Hill, New York,(2000)