Das National Television Systems Committee (NTSC) ist eine US-amerikanische Institution, die das erste Farbübertragungssystem für Fernsehsignale festlegte, das in weiten Teilen Amerikas und einigen Ländern Ostasiens verwendet wird. Der Begriff setzte sich später als Bezeichnung für dieses Fernsehsystem als solches durch.

Das NTSC-Signal wird (anders als bei PAL) in allen Ländern, die es heute nutzen, mit identischem Bildformat benutzt: 525 Zeilen (davon maximal 486 sichtbar), Interlace, 29,97 Vollbilder pro Sekunde (ursprünglich 30 bei Schwarzweiß), Farbträger ca. 3,58 MHz, Tonträger 4,5 MHz, negative Amplitudenmodulation für das Bild, Frequenzmodulation für den Ton. Diese Eigenschaften alle zusammen genommen bezeichnet man vollständig als NTSC-M.

Im digitalen Bereich, zum Beispiel auf DVDs, bezeichnet NTSC nur mehr das Bildformat von 720 x 480 Bildpunkten bei 29,97 Vollbildern pro Sekunde. Die übrigen oben aufgezählten Eigenschaften sind für digitale Signale nicht mehr relevant.

Bildwiederholrate

Der NTSC-Standard, oder korrekterweise M-Standard, besteht aus 29,97 Vollbildern pro Sekunde. Jedes Bild besteht aus 486 sichtbaren Zeilen (von denen heute oft nur noch 480 genutzt werden). Die restlichen zu 525 fehlenden Zeilen werden für die Synchronisation, Rekonstruktion des Bildes und andere Daten wie Untertitel verwendet. Das NTSC-System setzt die Bilder aus zwei Halbbildern zusammen, indem es jeweils eine ungerade und eine gerade Zeile abwechselnd in ein Feld schreibt. Damit wird ein mit 59,94 Hz (beim ursprünglichen Schwarzweißsystem 60 Hz) schwingendes, nahezu flimmerfreies Bild erzeugt. Die 625-zeiligen Formate PAL und SECAM, die beide mit lediglich 50 Hz arbeiten, sind für Bildflimmern etwas anfälliger. Das Zusammensetzen der Bilder macht die Videobearbeitung zwar etwas komplizierter, was aber für alle derartigen Videoformate, also auch für PAL und SECAM, gilt.

Die NTSC-Bildwiederholrate lief anfangs, in Anlehnung an das in den USA übliche Wechselstromnetz, mit genau 60 Hz. Es war günstiger, die Bildwiederholrate an die Frequenz der Energiequelle anzupassen, da sonst in der Nähe starker Stromquellen laufende Balken auf dem Bildschirm sichtbar gewesen wären. Die Angleichung der Wiederholrate an die Stromversorgung war außerdem für die frühen Liveübertragungen hilfreich: Es war dadurch sehr einfach, die Kamera dazu zu bringen, ein Bild zu speichern, indem man die Wechselspannung als Blendenauslöser verwendete. Im Farbsystem wurde die Wiederholrate dann leicht nach unten auf 59,94 Hz abgesenkt, da sich so gewisse Interferenzen zwischen Farbträger und Bildfrequenz vermeiden lassen.

Die unterschiedliche Bildwiederholrate zwischen NTSC und den anderen beiden Bildformaten PAL und SECAM, ist das größte Hindernis bei einer Videoumwandlung. Da die Bildwiederholrate von NTSC höher ist, ist es für die Videobearbeitungsgeräte nötig, bei Umwandlung in NTSC die fehlenden Bilder aus benachbarten Bildern zusammenzurechnen. Dies erzeugt Artefakte, die ein geübtes Auge schnell als umgewandelte Videodateien erkennen kann.

Farbkodierung

Für die Abwärtskompatibilität zum Schwarzweiß-Fernsehen benutzt das NTSC-Format ein Helligkeits- und ein Farbsystem, die getrennt übertragen werden. Diese Zusammensetzung wurde 1938 von Georges Valensi erfunden. Das Helligkeitssystem ist im Grunde genommen das alte Schwarzweißsystem, wohingegen das Farbsystem die eigentlichen Farbinformationen enthält: Es benutzt für die Farbübertragung zwei Farbdifferenzsignale nach dem YUV-Modell1. Dies erlaubte den alten Schwarzweiß-Empfängern, das Farbformat darzustellen, indem sie die Farbinformationen einfach ignorierten.

Zur Übertragung im FBAS-Videosignal moduliert das NTSC-Format die Farbinformationen auf eine Trägerwelle, auch Farbträger oder Farbhilfsträger genannt, mit einer Frequenz von 3,579545 MHz2.

Die Modulationsart ist eine QAM- Restseitenbandmodulation (Siehe SSB, PAL), mit dem sich beide Farbdifferenzsignale gleichzeitig übertragen lassen.

Die Trägerwelle selbst wird während der Übertragung aus Effizienzgründen unterdrückt, und später bei der (QAM-)Demodulation im Empfänger wieder rekonstruiert. Dazu verwendet man ein ein kurzes Referenzsignal, ein "Paket" von Sinusschwingungen der gleichen Frequenz und Phasenlage, welches man Colorburst oder kurz Burst nennt. Es befindet sich am Anfang jeder Bildzeile im eigentlich ungenutzten Raum zwischen dem waagerechten (Horizontal-)Synchronisierungsimpuls und dem Start des sichtbaren Bildinhalts (der hinteren Schwarzschulter). Der Colorburst selbst besteht aus acht bis zehn Takten der unmodulierten Trägerwelle mit 180° Phasenlage als Referenz. Zur Rekonstruktion des Farbträgers wird ein in engen Grenzen abstimmbarer (Quarz-)Oszillator mit einem Phasenregelkreis (PLL) auf den Colorburst synchronisiert.

Um die beiden Farbsignale U und V im Empfänger zu gewinnen, erfolgt die Demodulation des QAM-Farbsignals nun mit dem rekonstruierten Farb(hilfs)träger.

Diese Art der Farbcodierung ist auch der Grund für die Deutung von "NTSC" als Backronym für "Never The Same Colour". Auf dem Funkübertragungskanal und im Empfänger kann es nämlich leicht zu Phasenverschiebungen zwischen Burst, bzw. Farbträger, und dem QAM-Signal kommen. Weil NTSC im Gegensatz zu den alternativen Systemen PAL und SECAM ursprünglich nicht über dynamische Korrekturmaßnahmen dagegen verfügte, kam es früher häufig zu charakteristischen Farbverfälschungen wie ins Grüne oder Violette verfälschte Hautfarben.

  1. Heute wird das YUV-Modell, Rot minus Helligkeit und Blau minus Helligkeit verwendet, zu früheren Zeiten der YIQ-Farbraum, der auf Kanälen mit Bandbreitenbeschränkung effizienter ist; I und Q sind hierbei nicht zu verwechseln mit den beiden Vektorkomponenten des QA-modulierten Farbsignales, die auch mit I und Q bezeichnet werden.
  2. Genau 315/88, der Grund für die Zahl ist eine Frequenzverkämmung mit dem Helligkeitssystem, um Moiré-Bildstörungen durch Interferenz und Intermodulation zu vermeiden. Dies war auch der Grund für die leichte Anpassung der Bildwiederholrate. SECAM verwendet keine Frequenzverkämmung.