Телебачення. Що таке PAL. Алгоритми і стандарти

1. Історія PAL
2. кольорове кодування
3. Переваги PAL перед NTSC
4. Переваги PAL перед SECAM
5. Характеристики PAL сигналу
6. Типи систем PAL
7. PAL-B / G / D / K / I
8. PAL-M (Бразилія)
9. PAL-N (Аргентина, Парагвай, Уругвай)
10. PAL-L
11. Сумісності PAL стандартів

Головна Терміни: Відеоспостереження Що таке PAL

Що таке PAL? | PAL (скор. Від Phase Alternating Line) - стандарт аналогового телебачення. Система кодування кольору, що використовується в телевізійних систем багатьох країн світу. Дана система має дозвіл в 625 ліній при 25 кадрах (50 полів) в секунду.

Історія PAL

У 1950-х роках, при масовому виробництві кольорових телевізорів в країнах Західної Європи, розробники зіткнулися з проблемою, виявленої в стандарті NTSC. Система демонструвала ряд недоліків, головним з яких було зміщення кольору зображення при поганих умовах прийому сигналу. Надалі, для подолання недоліків NTSC, були розроблені альтернативні стандарти PAL і SECAM. Новий стандарт був призначений для кольорового телебачення європейських країн, мав частоту 50 полів в секунду (50 герц), і не мав недоліків NTSC.

Стандарт PAL був розроблений Уолтером Брухом в компанії Telefunken в Німеччині. Перші трансляції в новому стандарті були виконані в Великобританії в 1964 році, потім в Німеччині в 1967 році.

Пізніше, компанію Telefunken придбав французький виробник електроніки Томсон. Також компанія придбала засновника європейського стандарту SECAM компанію Compagnie Générale de Télévision. Томсон (тепер називається Technicolor SA) володіє ліцензією RCA прийнятої в Radio Corporation of America, засновника стандарту NTSC.

У системах телебачення, термін PAL часто інтерпретується як дозвіл 576i (625 ліній / 50 Гц), система NTSC як 480i (525 ліній / 60 Гц). Позначення на DVD-дисках PAL або NTSC стандарту, говорять про методі передачі кольору, хоча сам композитний колір на них не записаний.

кольорове кодування

Як і в NTSC, в системі PAL використовується амплітудна модуляція з піднесе балансової кольоровості, доданої до яскравості відео сигналу у вигляді композитного відео. Частота піднесе для PAL сигналу становить 4.43361875 МГц, в порівнянні з 3.579545 МГц для NTSC. З іншого боку, в SECAM використовується частотна модуляція з двома лініями альтернативних квітів, поднесущие яких складають 4.25000 і 4.40625 МГц.

Сама назва стандарту "Phase Alternating Line" говорить про те, що фазова частина колірної інформації в відео сигналі відновлюється з кожного рядка, яка автоматично виправляє помилки при передачі сигналу, скасувавши їх, за рахунок вертикального дозволу. Рядки, де відновлюється колір часто називають PAL або фазовим чергуванням рядків, в той час як інші лінії називаються NTSC лініями. Перші телевізори зі стандартом PAL сильно дратували очі людини через так званого гребенчатого ефекту зображення, також відомого як Ганноверські бари, що виникають при погрішності в фазі. Таким чином, в більшості приймачів почали використовувати лінії затримки в кольоровості, що зберігають інформацію про отриманий кольорі в кожному рядку кінескопа. Недоліком системи PAL є вертикальне кольорове дозвіл, яке більш біднішими, ніж в NTSC, але оскільки людське око має таке ж колірне дозвіл, то цього ефекту не видно.

Типова частота піднесе становить 4.43361875 МГц і складається з 283.75 кольорових тактів в рядку плюс зміщення - 25 Гц для того, щоб уникнути перешкод. Оскільки частота рядків становить 15625 Гц (625 рядків x 50 Гц / 2), колір несучої частоти розраховується наступним чином: 4.43361875 МГц = 283.75 * 15625 Гц + 25 Гц.

Первісна кольорова поднесущая потрібно для декодера, щоб виправляти відмінності кольорових сигналів. Оскільки кольорова поднесущая не передається разом із відео, вона повинна бути згенерована в ресівері. Для того, що фаза генерується сигналу відповідала переданої інформації, до відеосигналу додається 10 циклів «кольорових спалахів» піднесе.

Переваги PAL перед NTSC

У NTSC-приймачах регулювання кольоровості можна виконати вручну. Якщо кольоровість відрегульована неправильно, відображення кольору може бути помилковим. Стандарт PAL автоматично змінює кольоровість. Фазові помилки кольоровості в системі PAL були усунені, за допомогою лінії затримки 1H, що призвело до зниження насиченості кольору, яке не так помітно для очей людини, ніж в NTSC.

Однак, навіть в PAL системах, чергування кольору (Ганноверські бари) - може призвести до зернистого вигляду через помилки в фазі, якщо використовуються декодери першого покоління. Найчастіше, таких екстремальних фазових зрушень не відбувається. Зазвичай, цей ефект спостерігається при виникненні перешкод при проходженні Сігала, і спостерігається в сильно забудованих районах. Ефект більш помітний на ультра високих частотах (UHF), ніж на VHF.

На початку 1970-х, деякі японські виробники розробили нові методи декодування, для того щоб уникнути сплати роялті компанії Telefunken. Ліцензія Telefunken передбачала будь-який метод декодування, який передбачав зменшення фазових спотворень піднесе фази. Одна з розробок полягала у використанні 1H лінії затримки, щоб декодувати тільки парні або непарні рядки. Наприклад, кольоровість на непарних рядках включалася безпосередньо на декодере, зберігаючи лінії затримки. Потім, на парних рядках, збережені непарні лінії декодувати знову. Цей метод ефективно перетворює PAL систему для NTSC. Такі системи мають і свої недоліки, пов'язані з NTSC і вимагають додавання ручного управління відтінками кольору.

Стандарти PAL і NTSC мають кілька різних колірних просторів, але різниця в кольорі ігноруються завдяки декодера.

Переваги PAL перед SECAM

Перші спроби поєднання з кольоровими телевізорами робилося в стандарті SECAM, який також мав проблему відтінків NTSC. Досягалося шляхом застосування різних методів передачі кольору, а саме альтернативні передачі U і V векторів і частот модуляції.

Стандарт SECAM є більш надійним для передачі сигналу на великі відстані, ніж NTSC або PAL. Однак через природи, кольоровий сигнал зберігається тільки в спотвореному вигляді через зниження амплітуди, навіть в чорно-білої частини зображення (виникає ефект перехлеста кольору). Також PAL і SECAM приймачі потребують лініях затримки.

Характеристики PAL сигналу

Сигнал PAL-B / G має наступні характеристики.

Значення

Тактова частота 13,5 МГц Пропускна здатність 5 МГц Горизонтальна полярна синхронізація Негативна Загальний час для кожної лінії 64 мкс Синхронізація тривалості імпульсу 4,7 ± 0,20 мкс Активне відео 51,95 мкс

Типи систем PAL

НВЧ УВЧ УВЧ / ОВЧ * ДВЧ / УВЧ НВЧ / УВЧ НВЧ / УВЧ Кількість полів 50 50 50 50 60 50 Кількість ліній 625 625 625 625 525 625 Активних ліній 576 576 582 576 480 576 Ширина смуги пропускання каналу 7 МГц 8 МГц 8 МГц 8 МГц 6 МГц 6 МГц Смуга пропускання відеосигналу 5,0 МГц 5,0 МГц 5,5 МГц 6,0 МГц 4,2 МГц 4,2 МГц Колір піднесе 4.43361875 МГц 4.43361875 МГц 4.43361875 МГц 4.43361875 МГц 3.5756110 МГц 3.58205625 МГц Частота звуку 5,5 МГц 5,5 МГц 6,0 МГц 6,5 МГц 4,5 МГц 4,5 МГц

* Система PAL I ніколи не використовувалася на частотах УКХ в Великобританії

ДВЧ - Дуже високі частоти (VHF)

УВЧ - Ультра високі частоти (UHF)

PAL-B / G / D / K / I

Більшість країн, що використовують стандарти PAL, віщають з 625 рядками і 25 кадрами в секунду. Системи різняться тільки по частоті аудіо сигналу і по смузі пропускання каналу. Стандарти PAL B / G використовуються в більшості країн Західної Європи, Австралії та Нової Зеландії, Великобританії, Ірландії, Гонконгу, Південній Африці і Макао. Стандарти PAL D / K в більшості країн Центральної і Східної Європи, стандарт PAL D в Китаї. Аналогові камери відеоспостереження використовують стандарт PAL D.

Системи PAL В і PAL G сильно збігаються. В системі B використовується 7 МГц і широкі канали на ДВЧ, в той час як система G використовує 8 МГц і УВЧ. Також аналогічні системи D і К: система D використовується тільки на ДВЧ, в той час система K використовується тільки на УВЧ.

PAL-M (Бразилія)

У Бразилії, в системі PAL використовується 525 рядків і 29.97 кадр / с системи M, при цьому використовуючи поднесущую кольору NTSC частот. Точна частота піднесе кольору PAL-M становить 3,575611 МГц.

Кольорова система PAL може відповідати і NTSC, зображення з 525-лініями (480i) часто називають PAL-60 (іноді PAL-60/525, Quasi-PAL або Pseudo PAL). PAL - стандарт мовлення, не слід плутати з PAL-60.

PAL-N (Аргентина, Парагвай, Уругвай)

Даний варіант системи використовується в Аргентині, Парагваї та Уругваї. У ньому зайнято 625 ліній / 50 полів в секунду, сигнал з PAL-B / G, D / K, H, I. А канал 6 МГц з частотою колірної піднесе 3,582 МГц дуже схожий на NTSC.

VHS плівки записані з PAL-N або PAL-B / G, D / K, H, I, не розрізняються через понижуючого перетворення піднесуть на плівці. VHS записаний з телевізора в Європі будуть відтворюватися в кольорі PAL-N. Крім того, будь-яка стрічка, записана в Аргентині або Уругваї з PAL-N телевізійного мовлення, може бути відтворена в європейських країнах, які використовують PAL (Австралія, Новій Зеландія та ін.)

Як правило, люди в Уругваї, Аргентині та Парагваї, володіють телевізорами, які також відображають стандарт NTSC-M, на додаток до PAL-N. Пряма телевізійна трансляція також використовується в NTSC-M для Північної, Центральної та Південної Америки. Більшість DVD-плеєрів продаються в Аргентині, Уругваї та Парагваї, відтворюють тільки PAL диски (колірна поднесущая частота 4,433618 МГц).

Деякі DVD-плеєри, які використовують транскодер сигналу, можуть кодувати NTSC-M, з деякою втратою якості зображення за рахунок перетворення системи від 625/50 PAL DVD в формат NTSC-M (вихід 525/60).

Розширені можливості специфікації PAL, такі як телетекст, реалізовані в PAL-N. PAL-N підтримує зміну 608 прихованих субтитрів, який розроблено для полегшення сумісності з NTSC.

PAL-L

Стандарт PAL L (змінена фаза звукової системи L) використовує ту ж систему відео з якістю PAL-B / G / H (625 рядків, 50 Гц, 15,625 кГц), але з пропускною спроможністю 6 МГц, а не 5,5 МГц. Це вимагає аудіо поднесущая, складова 6,5 МГц. Рознос каналів використовується для PAL-L, становить 8 МГц.

Сумісності PAL стандартів

Кольорова система PAL зазвичай використовується разом з відео форматами, які має 625 рядків в кадрі (576 видимих ​​рядків, інші використовуються для службової інформації, синхронізації даних і субтитрів) і частотою оновлення 50 черезрядкових полів в секунду (тобто 25 повних кадрів в секунду), таких як B, G, H, I, і N.
PAL гарантує відео сумісність. Однак, деякі з стандартів (B / G / H, I і D / K) використовують різні частоти звуку (5.5 МГц, 6.0MHz 6.5MHz відповідно). Це може привести до відеозображення без аудіо, якщо сигнал передається по кабельному телебаченню. У деяких країнах Східної Європи, раніше використовували системи SECAM D і K, перейшли на PAL, тим самим більше приділяючи увагу відео сигналу. В результаті цього виникла необхідність застосовувати різні носії звуку.