電視制式

各類電視節目創作形成的全過程

世界上主要使用的電視廣播制式有PAL、NTSC、SECAM三種,中國大部分地區使用PAL制式,日本、韓國及東南亞地區與美國等歐美國家使用NTSC制式,俄羅斯則使用SECAM制式。中國國內市場上買到的正式進口的DV產品都是PAL制式。

基本定義


電視信號的標準簡稱制式,可以簡單地理解為用來實現電視圖像或聲音信號所採用的一種技術標準。(一個國家或地區播放節目時所採用的特定製度和技術標準)

制式簡介


各國的電視制式不盡相同,制式的區分主要在於其幀頻(場頻)的不同、分解率的不同、信號帶寬以及載頻的不同、色彩空間的轉換關係不同等等。
電視制式就是用來實現電視圖像信號和伴音信號,或其它信號傳輸的方法,和電視圖像的顯示格式,以及這種方法和電視圖像顯示格式所採用的技術標準。只有遵循一樣的技術標準,才能夠實現電視機正常接收電視信號、播放電視節目。就像電源插座和插頭,規格一樣才能插在一起,中國的插頭就不能插在英國規格的電源插座里,只有制式一樣,才能順利對接。嚴格來說,電視制式有很多種,對於模擬電視,有黑白電視制式,彩色電視制式,以及伴音制式等;對於數字電視,有圖像信號、音頻信號壓縮編碼格式(信源編碼),和TS流(Transport Stream)編碼格式(通道編碼),還有數字信號調製格式,以及圖像顯示格式等制式。由於我國數字電視制式標準還沒有公布,所以這裡我們暫時對數字電視制式先不討論。
電視可用不同的方式來實現。實現電視的一種特定方式,稱為電視的一種制式。在黑白電視和彩色電視發展過程中,分別出現過許多種不同的制式。

黑白制式


黑白電視制式的主要內容為:圖像和伴音的調製方式、圖像信號的極性、圖像和伴音的載頻差、頻帶寬度、頻道間隔、掃描行數等等。世界各國所採用的黑白電視制式有:A、B、C、D、E、G、H、I、K、K1、L、M、N等,共計13種(其中A、C、E已不採用),我國為其中的D、K制。
黑白電視制式通常是按其掃描參數、視頻信號帶寬以及射頻特性的不同而分類的。世界上的黑白電視制式大致分為13種,如表3-1所示。我國黑白電視屬於D/K制。
黑白電視制式使用時間最長,彩色電視制式也是在黑白電視制式上發展起來的,並且向下兼容,因此黑白電視制式到還具有非常重要的意義。下面的
表1是全世界各國模擬電視制式的特性表(黑白電視與彩色電視兼用)。
表2是三種彩色電視制式標準表。

彩色制式


釋義

彩色電視制式,是在滿足黑白電視技術標準的前提下研製的。彩色電視機的圖像顯示是由紅綠藍三基色信號混合而成,三種顏色信號不同的強度構成了繽紛的彩色畫面。而如何處理三基色信號,並實現廣播和接收,需要一定的技術標準,這就形成了彩色電視的制式。
為了實現黑白和彩色信號的兼容,色度編碼對副載波的調製有三種不同方法,形成了三種彩色電視制式;即NTSC制、SECAM制和PAL制(對於NTSC制,由於選用的色副載波的頻率不同,還可分為NTSC4.43和3.58兩種),以上是從技術的角度對制式的概括介紹。

制式種類

嚴格來說,彩色電視機的制式有很多種,例如我們經常聽到國際線路彩色電視機,一般都有21種彩色電視制式,但把彩色電視制式分得很詳細來學習和討論,並沒有實際意義。在人們的一般印象中,彩色電視機的制式一般只有三種,即NTSC、PAL、SECAM等三種彩色電視機的制式。制式的區分主要在於其幀頻(場頻)的不同、解析度的不同、信號帶寬以及載頻的不同等。
1.正交平衡調幅制——National Television Systems Committee,簡稱NTSC制。採用這種制式的主要國家有美國、加拿大和日本等。這種制式的幀速率為29.97fps(幀/秒),每幀525行262線,標準解析度為720×480。
2.正交平衡調幅逐行倒相制——Phase-Alternative Line,簡稱PAL制。中國、德國、英國和其它一些西北歐國家採用這種制式。這種制式幀速率為25fps,每幀625行312線,標準解析度為720×576。
3.行輪換調頻制——Sequential Coleur Avec Memoire,簡稱SECAM制。採用這種制式的有法國、前蘇聯和東歐一些國家。

NTSC制式優缺點

NTSC(National Television System Committee 美國電視系統委員會)制一般被稱為正交調製式(對兩個色副載波信號進行正交調幅)彩色電視制式;PAL(Phase Alternating Line逐行倒相)制一般被稱逐行倒相式(對兩個色副載波信號輪流倒相,但調製方式仍是正交調幅)彩色電視制式;SECAM(Systeme Electronique Pour Couleur Avec Memoire順序傳送彩色與記憶制)一般被稱為輪流傳送式(對兩個色副載波調製信號輪流傳送,彩色信號是採用調頻調製方式傳送)彩色電視制式。
NTSC制優點是電視接收機電路簡單,缺點是容易產生偏色,因此NTSC制電視機都有一個色調手動控制電路,供用戶選擇使用;PAL制和SECAM制可以克服NTSC制容易偏色的缺點,但電視接收機電路複雜,要比NTSC制電視接收機多一個一行延時線電路,並且圖像容易產生彩色閃爍。因此,三種彩色電視制式各有優缺點,互相比較結果,誰也不能戰勝誰,所以,三種彩色電視制式互相共存已經五十多年。下面是使用三種彩色電視制式的主要國家和地區:

制式現狀

NTSC制:美國、墨西哥、日本、台灣、加拿大等國和地區採用;PAL制:德國、中國、英國、義大利、荷蘭、中東一帶等國和地區採用;
SECAM制:法國、前蘇聯及東歐和非洲各國採用。
在上面三種彩色電視制式的基礎上,按伴音信號的調製方式(調頻或調幅)和載波頻率,還可以把電視制式繼續細分成很多種:
D/K:6.5MHz,中國大陸採用;
I:6.0MHz,香港地區採用;
B/G:5.5MHz、國外部分地區採用;
M:4.5MHz, 美國、日本、加拿大等國採用。
但是隨著節目來源的增多,如衛星電視、激光視盤和各種錄像帶,市場上出現了多制式電視機和背投,如2制式、4制式、11制式、17制式、21制式和28制式等。這裡所說的制式既不是我們平常所說的PAL、NTSC、SECAM彩電三大制式,也不是黑白電視體制,而是說電視機用多少種方式接收。如2制式是指既能接收我國內地電視圖像和伴音,又能接收香港電視圖像和伴音;28制式能接收6種電視廣播、8種特殊錄像機放像、7種激光視盤放像和7種有線電視系統。
大家知道,世界上有13種電視體制,三大彩電制式,兼容后組合成30多個不同的電視制式。但根據對世界200多個國家和地區的調查,僅使用其中的17種:8種PAL,2種NTSC,7種SECAM。使用最多的是PAL/B、G,有60個國家和地區使用;NTSC/M,有54個國家和地區使用;SECAM/K1,有23個國家和地區使用。所以多制式電視機都不是全制式,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%以上國家和地區的電視節目。
除此之外,多制式背投還能接收激光視盤和多制式錄像帶播放的節目,做到一機多用,非常方便。為了實現背投的多制式接收,背投內要設置許多新電路。多制式背投的解碼也不同於一般背投,這是由於三種彩色電視的編碼方式、副載波頻率不同,所以在解碼前要設置三種制式識別和轉換電路。一般根據場頻不同先把NTSC制和PAL、SECAM制分開,然後再根據SECAM制調頻行輪換制和PAL制隔行倒相制識別SECAM制和PAL制。這些制式識別工作均在集成電路內進行,一般背投都會自動識別,當然也可以用手動強制其執行某種制式。
世界上現行的彩色電視制式有三種:NTSC(National Television System Committee)制(簡稱N制)、PAL(Phase Alternation Line)制和SECAM制。

國際制式

TV制式 NTSC-M PAL-D SECAM
幀頻(Hz) 30 25 25
行 / 幀 525 625 625
亮度帶寬(MHz) 4.2 6 6
彩色幅載波(MHz) 3.58 4.43 4.25
色度帶寬(MHz) 1.3(I),0.6(Q) 1.3(U),1.3(V) >1.0(U),>1.0(V)
聲音載波(MHz) 4.5 6.5 6.5

制式特點

一、NTSC彩色電視制式:它是1952年由美國國家電視標準委員會指定的彩色電視廣播標準,它採用正交平衡調幅的技術方式,故也稱為正交平衡調幅制。美國、加拿大等大部分西半球國家以及中國的台灣、日本、韓國、菲律賓等均採用這種制式。
二、PAL制式:它是西德在1962年指定的彩色電視廣播標準,它採用逐行倒相正交平衡調幅的技術方法,克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺點。西德、英國等一些西歐國家,新加坡、中國大陸及香港,澳大利亞、紐西蘭等國家採用這種制式。PAL制式中根據不同的參數細節,又可以進一步劃分為G、I、D等制式,其中PAL-D制是我國大陸採用的制式。
三、SECAM制式:SECAM是法文的縮寫,意為順序傳送彩色信號與存儲恢復彩色信號制,是由法國在1956年提出,1966年制定的一種新的彩色電視制式。它也克服了NTSC制式相位失真的缺點,但採用時間分隔法來傳送兩個色差信號。使用SECAM制的國家主要集中在法國、東歐和中東一帶。
為了接收和處理不同制式的電視信號,也就發展了不同制式的電視接收機和錄像機。

彩色電視分類


對於彩色電視而言,除了上述有關特性以外,還根據在收、發兩端對圖象三基色信號不同的處理方式分成許多種彩色電視制式。

按使用目的不同

彩色電視分兼容制和非兼容制兩大類。
所謂“兼容”是指“彩色電視和黑白電視可以相互收看”。即彩色電視節目可以為黑白電視機接收,而顯示為黑白圖象;黑白電視節目也可以為彩色電視機接收,而顯示為黑白圖象。通常將前者稱為兼容性,後者稱為逆兼容性。世界上的廣播彩色電視都採用兼容制,而非兼容制彩色電視主要用於應用電視。

顯示不同

彩色電視可以分為:
(1)同時制(Simultaneous Color Television);(2)順序制(Sequential Color Television);(3)順序-同時制。
在順序制中,攝像機行到的紅、綠、藍三基色圖象信號按一定順序傳送到顯像管,利用人眼的視覺暫留特性將三基色圖象混合成彩色圖象,如圖3.1-1(a)所示。順序制又分為場順序制、行順序制和點順序制,它們分別是逐場、逐行、逐點地順序傳送三基色信號。順序制的優點是設備簡單,彩色圖象質量較好,但是兼容性很差或者不能兼容。為了克服順序制的缺點而出現了同時制,它將R、G、B三基色編碼成亮度信號和色度信號來同時傳送,經過解碼得出三基色信號R、G、B,然後由顯像管合成彩色圖象,如圖3.1-1(b)所示。同時制的優點是可以兼容,圖象質量較好,但是設備複雜,亮度與色度信號往往存在相互干擾。順序-同時制是上述兩種制式的組合。例如,可將一個基色信號經常傳送,而將另兩個基色信號依次順序傳送,然後在顯像管中合成彩色圖象,如圖3.1-1(c)所示。其優缺點與同時制相同,在顯象時,三種制式都利用了空間混色原理,順序制還利用了時間混色原理。顯然,具有兼容性的彩色廣播電視只能採用同時制或順序-同時制,而順序制一般用於彩色應用電視中。

現實制式問題


當前問題

當前,市場上出售的電視機真是琳琅滿目,人們不但能夠買到進口的較先進的具有全制式或多制式的新型電視機,國產電視機也已接近世界先進水平,受到廣大消費者的喜愛。在收視節目方面,我們不僅可以收看國內電視台播放的多套節目,還有了欣賞國外電視錄像節目、進口VCD電視節目以及衛星電視節目的機會。但在使用完好的電視機正常收看時,也往往會出現一些問題。如有的收不到彩色,有的收不到聲音,有的甚至接收不到節目,其原因常常是因為電視制式不對。
世界各國的交流電供電標準也不統一,因此,不同制式電視機若互換使用,會產生種種問題,甚至無法接收,必須進行改造,但這種改造有時是得不償失的,每一個國家的電視廣播和電視生產,都遵循著一種既定的制式(黑白電視制式和彩色電視編碼制式的不同技術內容,組合成自己國家的特定的電視制式),這樣,由黑白電視的約10種制式與彩色電視的3種彩色編碼制式相組合,就形成了約39類電視制式組合,我國採取的是PAL/D、K制。
商家在新式電視機的制式宣傳上五花八門:有所謂28制式、21制式、多制式、全制式等多種說法,但從技術上看,指的都是電視機能接收多種電視節目制式的能力。

制式轉換

當我們要想欣賞進口錄像節目、VCD節目和衛星電視節目時,這些節目本身都帶有生產國的制式烙印,在電視廣播技術標準上與我國的PAL/DK有種種不同,因此若想正常收看,就需設法使我們的電視機和要看的電視節目所具有的制式相一致,這通常有兩個方法:
一是進行制式轉換,將電視節目制式改換為與所用電視機一致的制式;
二是讓電視機有多種制式的接收能力。
前者,若想全面轉換成功,取得滿意效果,可採用數字制轉換器,但至少需投資幾千元;若採用簡單的部分的模擬制轉器,雖約百元即可,但效果卻不一定理想;只有選用具有相應電視制式接收能力的電視機,則既省錢又不必另加一個機箱,效果既好又美觀。因此商店的貨價上出現的新式彩電的一個顯著特色是:制式多,有的稱28制式,有的號稱21制式,有的模糊地稱為多制式,有的甚至稱為全制式。
當然,如有經濟能力,選購包括上述全世界的所有制式的電視機當然有備無患,但往往又太浪費了。現實的方案是根據可能接收的電視節目制式種類來選擇。

相關區別


電視制式ntsc和pal的區分主要在於其幀頻(場頻)的不同、解析度的不同、信號帶寬以及載頻的不同等。PAL和NTSC這兩種制式是不能互相兼容的,如果在PAL制式的電視上播放NTSC的影像,畫面將變成黑白,反之在NTSC制式電視上播放PAL也是一樣。
● ● 正交平衡調幅制——National Television Systems Committee,簡稱NTSC制。採用這種制式的主要國家有美國、加拿大和日本等。這種制式的幀速率為29.97fps(幀/秒),每幀525行262線,標準解析度為720×480。
● ● 正交平衡調幅逐行倒相制——Phase-Alternative Line,簡稱PAL制。中國、德國、英國和其它一些西北歐國家採用這種制式。這種制式幀速率為25fps,每幀625行312線,標準解析度為720×576。