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利用者の投稿記録
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NTSC
2018-04-08T05:35:49Z
<p>2409:253:B060:2C00:D9FB:1139:18D6:924F: </p>
<hr />
<div>{{dablink|「'''地上[[アナログ放送]]'''」、「'''[[地上波]]テレビ'''」などはこの項目に[[Wikipedia:リダイレクト|転送]]されています。この項目では、[[アナログテレビ]]方式の一つについて説明しています。<br />
* 日本で現行の地上波放送については、「[[地上デジタルテレビ放送]]」、「[[日本の地上デジタルテレビ放送]]」をご覧ください。<br />
* [[テレビネットワーク]]については、「[[ネットワーク (放送)]]」をご覧ください。<br />
* ほかの方式・ラジオ(音声)放送などについては「[[アナログ放送]]」「[[デジタル放送]]」「[[テレビ放送]]」「[[ラジオ放送]]」「[[地上波]]」などをご覧ください。}}<br />
[[ファイル:PAL-NTSC-SECAM.svg|thumb|350px|NTSCを採用している、またはデジタル放送移行まで採用した国（緑色）]]<br />
'''NTSC'''とは'''National Television System Committee'''（全米[[テレビジョン]][[システム]][[委員会]]）の略であるが、もっぱら同委員会が策定した[[コンポジット映像信号]]（特に1953年に定められた[[カラーテレビ]]）とその[[テレビ|テレビジョン放送]]方式の仕様及び標準規格を指して使われることが多い。正確には標準規格としては、RS-170 (A) やSMPTE-170Mといった名称により規格票となったものがあるのだが、その名称を見ることは専門書等以外ではまずない。日本のアナログテレビシステムも、NTSCを採用していた。<br />
<br />
== 歴史的経緯 ==<br />
1927年、[[フィロ・ファーンズワース]]が、[[サンフランシスコ]]で全電子式テレビジョンの公開実験を行った。その後1933年、アイコノスコープが開発され、さらに感度を向上させてスタジオ撮影も可能とした1938年のオルシコン開発といった、改良された各種[[撮像管]]の開発などの要素技術の発展を受けて、[[1930年代]]末頃には研究室内での実験段階をクリアして、[[商業放送]]が可能なレベルへと到達した。しかしその時点において、各社各様のさまざまな仕様が乱立する気配を見せはじめていた。<br />
<br />
そこで1940年、Radio Manufacturers Association（RMA、後の[[電子工業会|Electronic Industries Alliance（EIA）]]）によって、National Television System Committee（NTSC）が組織された。<br />
<br />
NTSCによる仕様の策定には9か月ほどを費やし、幾度となく会合が開かれ、実験も行われた。その成果は、1941年3月に推奨規格として[[連邦通信委員会|Federal Communications Commission（FCC）]]へと提出され、同5月に商業放送が承認された。1957年、この[[白黒テレビ]]方式の標準は、EIAによって、RS-170として編纂されまとめられた。<br />
<br />
[[1940年代]]末から[[1950年代]]初頭にかけて、[[カラー]]放送開始に向けての機運が高まった際にも同様の仕様の乱立の気配ないしその危惧から、NTSCが再招集された。その結果1953年に、[[RCA|RCA社]]が基本原理を開発したカラー方式への拡張（と、わずかな変更）を標準として採択し、その後は規格の厳格化と定義の厳密化を経て、その主要な役割を最後まで全うしつつある今日に至っている。<br />
<br />
== 概要 ==<br />
ここでは、1953年に[[連邦通信委員会|FCC]]によって[[商業放送]]が承認された[[カラーテレビジョン]]放送全米標準方式（[[1977年]]に暫定規格 EIA RS-170Aとしてまとめられ、さらに[[1994年]]、[[SMPTE]]-170Mとして厳格化）について主に記す。<br />
<br />
1940年代から放送が行われていた[[白黒テレビ|白黒テレビジョン]]との[[上位互換|上位互換性]]を維持しつつ、明るさではなく[[原色#加法混色|光の三原色]]（赤・緑・青）の[[映像信号|動画信号]]を伝送・表示するために、1950年代の市販[[家庭用電気機械器具|家電製品]]に採用可能な様々な技術が投入されている。[[輝度]]の変化に関しては小さく細かい変化まで判別できるが画像の中で[[色|色彩]]だけが変化している部分は[[網膜]]に映る面積がある程度以上広くないと変化の存在自体を認識できない人間[[視覚]]の特性を利用して、そのまま送信すると白黒放送の3倍の電波[[帯域幅]]が必要になるカラー映像信号を1/3の帯域に[[データ圧縮|圧縮]]している。<br />
<br />
明るさを表す[[輝度信号]]と色の座標を示す2つの[[色度信号]]に撮像素子から出力された[[三原色]]の強さを表す信号を[[マトリックス|マトリクス]]変換し輝度信号には白黒放送との互換性を持たせ、色差信号は[[ローパスフィルター]]により大幅な帯域制限を行って色副[[搬送波]]（カラーサブキャリア）で[[直交振幅変調]]をかけて[[クロマ信号]]とし、輝度信号や音声信号との相互妨害を極力発生させないような形態に合成して放送する。<br />
<br />
各家庭の受像機では、視聴する[[チャンネル (テレビ放送)|チャンネル]]の放送周波数帯を選択[[増幅]]し、[[復調|検波]]器でベースバンド[[映像信号]]に復調したものから輝度信号と色差信号を分離し逆マトリクス変換によって三原色の強さを表す信号を復元し、カラー[[ブラウン管]]（今日では[[液晶ディスプレイ|液晶]]や[[プラズマディスプレイ]]を始めとする[[薄型テレビ|平面表示デバイス]]）に動画像を表示する。<br />
<br />
NTSC委員会の策定したカラーテレビジョン放送方式を採用している国は[[アメリカ合衆国|アメリカ]]、[[カナダ]]、[[メキシコ]]、[[日本]]、[[台湾]]、[[大韓民国|韓国]]、[[フィリピン]]、[[ラテンアメリカ|中南米諸国]]の一部、[[太平洋諸島]]の一部などである。採用国数と視聴可能人口では[[インド]]と[[中華人民共和国|中国]]も採用している[[PAL]]方式の陣営が圧倒的に上回るが、アメリカが映像ソフトの供給大国であることから市場における各方式の地位・重要性は単純に比較出来ない。<br />
<br />
== 詳細 ==<br />
=== 白黒テレビジョンとの互換性 ===<br />
白黒テレビとの上位互換性を維持するため、以下の基本諸元を引き継いでいる。<br />
; 表示画面の[[画面アスペクト比|縦横比]]は縦3&#x3a;横4<br />
: 番組は[[生放送]]だけでなく、画面の縦横比は[[録画放送]]にも対応する必要があり、[[記録媒体]]の規格に合わせて縦横比が決められた。1940年代当時は[[動画]]を記録できる媒体が[[フィルム]]しかなく、[[映画]]フィルムの[[画面アスペクト比#スタンダード・サイズ|スタンダード比率]]と等しくされた。<br />
; 総[[走査|走査線]]数は525本、2&#x3a;1[[インターレース]]<br />
: 水平走査フリーラン用発振を[[商用電源周波数|電源周波数]]の[[逓倍]]で作れるよう、比較的小さな[[奇数]]の[[積]]525=3×5×5×7とした。60[[ヘルツ|Hz]]×525=31500Hzを[[マルチバイブレータ#双安定マルチバイブレータ回路|双安定マルチバイブレータ]]で1/2分周した相補出力の[[矩形波]]を[[積分器#信号処理における積分器（積分回路）|積分器]]を通して相補出力の[[三角波 (波形)|鋸歯状波]]を得て上昇ランプ側の波形だけを（すなわち、フリップフロップの出力が"H"の側の鋸歯状波を）選択し、放送波を受信していない時にも水平偏向系を駆動する。また525本という数字は後述する通り、当時の[[16mmフィルム|16mm映画フィルム]]と同等の画質を実現しようという目標に沿ったものでもある。水平走査線525本の全てが映像表示に使えるわけではなく、[[垂直帰線区間|垂直帰線]]にともなうブランキング期間（各フィールド20本）を差し引いた485本のうち[[オーバースキャン]]率90%を考慮した436本あまりがブラウン管上に表示可能な走査線数となる。更に、画像を走査線の集まりとして描いている影響<ref>画像を水平走査線で分解するという事は、垂直方向にはサンプリング（[[標本化]]）を行っているのと等価であり、436本というのは白い水平線と黒い水平線を交互に並べた画像を白と黒の境目が走査線の境目と一致するように撮影した理想的な状況下での最大解像度である。撮影するTVカメラを上か下に1/2ラインずらした時の画像を想像してみて欲しい。一面灰色の、何も描かれていない絵が表示されてしまう事になる。またカメラのズームレンズをワイド側に引いて白と黒の周期を走査線の周期の等倍未満にするとナイキスト定理による[[モアレ]]が発生し、この場合も元の絵とかけ離れた画像になってしまう。<br />RCA社のレイモンド・D・ケルはこの現象の調査の為、一般人を含む視聴者に様々な画像を見せて実験を行い人間が視認可能な垂直解像度は状況にも拠るが走査線数の64%（[[1934年]]調査） - 85%（[[1940年]]調査）になるという観測結果を得た。一本の走査線の中でも[[電子ビーム]]が当たっている中央部が最も撮影時の感度が高く（表示時には明るく）中心から離れるにしたがって感度や輝度が漸減して行く撮像管撮影・ブラウン管表示システムでは低下の度合いが大きく約70%であるが、[[CCD]]や[[CMOS]]といった撮像素子で光学像をとらえ[[LCD]]や[[プラズマディスプレイ]]のような表示デバイスに映し出す場合は走査線の幅の下端から上端まで同じ感度を持ち同じ輝度で発光させられるためほぼサンプリング定理通りの90%程度まで向上する。<br />なお、ケルの実験では全て[[プログレッシブスキャン]]（順次走査）で表示した画像を使って調査しており時折言われる「[[インターレース走査]]を行う事で起きる（とされる）垂直解像度の低下現象」とケルファクターとは本来無関係である。<br />参考：M. Robin, "Revisiting Kell", Broadcast Engineering, May 2003 & Kell, Bedford, Trainer, "An Experimental Television System : Part II - The Transmitter", Proceedings of the IRE, vol.22 issue11, page 1246-1265, 1934, ISSN 0096-8390</ref>がもたらす[[:en:Kell factor|ケル係数]]<!-- どうせ日本語版にケルファクターの項目が出来たとしても「インタレ走査で引き起こされる垂直解像度の低下現象」という誤解釈を踏襲するだろから、あえて英語版にリンク -->（約0.7）を掛け合わせて、視覚上の垂直解像度は436×0.7≒305本程度まで低下する。画面縦横比3対4で水平方向に400[[ラインペア]]の解像度を要求すると、それにみあう垂直解像度300本以上をどうにか満たす数字となる。<br />
: インターレース（飛び越し）走査を採用した理由は、当時唯一の実用表示デバイスであったブラウン管の特性に依る。ブラウン管においては発光しているのは[[電子ビーム]]が当たっている一点のみであり、例えば垂直走査の終わるまぎわ、画面の下部にある走査線を描いている頃には画面上部の領域は[[蛍光体]]の残光も消尽して暗くなってしまい毎秒30フレーム程度の描画では視聴者に[[フリッカー]]を認識させてしまう事が分かっていた（映画が毎秒24コマなのに顕著なフリッカーを感じないのは画面全域が同時に[[シャッター (カメラ)|シャッター]]で遮られるわずかな期間を除いたほぼ1/24秒近くの時間、輝度が変わることなく[[スクリーン|投射スクリーン]]が発光し続けている為である）。だからといって毎秒60フレームで走査線525本の表示を実現しようとすると後述する通りの計算をした場合、映像信号の帯域幅が9MHz弱、放送チャンネルは10MHz幅近くもの膨大な周波数資源を浪費してしまう。<br />
: そこで1枚のフレームを2フィールドに分け、第一フィールドでは1/60秒の間に1,3,5,7…本目の走査線を、次の第二フィールドでは同じく1/60秒間に2,4,6,8…本目の走査線を一本おきに描画して目の[[残像効果|残像作用]]により1/30秒で1枚のフレームを合成するインターレース（飛び越し）走査が採用された。飛び越し走査により動きのある映像ではラインフリッカーが発生するため、テレビカメラにはこれを軽減する[[レンズフィルター|光学的ローパスフィルター]]が挿入される。垂直解像度はケルファクターによる低下に加えて更に減少するが、毎秒60フレームで表示したのと同等の滑らかな動きとフリッカーの少ない表示品質を限られた信号帯域で実現できる利点の方を重視した。<br />
; 基準となるブランキングレベル 0Vを0[[IRE]]、輝度100%時の電位を100IREとしたとき[[同期信号]]のレベルは-40IRE<br />
: 同期信号とは水平同期信号と垂直同期信号の総称で一続きになって送られてくる映像信号の水平位置と垂直位置の区切り、走査開始の基準となるタイミングを示すパルス状の電気信号である。受像機のブラウン管の水平／垂直走査駆動回路は水平同期信号を受信すると視聴者側から見て右端を照らしていた電子ビームを左端に戻し、垂直同期信号を受信すると下端の走査線を描いていた電子ビームを上端に戻す。戻しきった後は再び視聴者側から見て左から右へ、上から下へと電子ビームの偏向を開始する。映像信号と同期信号との明確な区別が付くよう、基準電位（ブランキングレベル）を0Vとしたとき映像信号は正電圧、同期信号は負電圧に振り向けている。垂直同期信号と水平同期信号との区別は、垂直同期パルスが水平走査線周期の3倍の長さを持っている事を利用して行う。<br />
: IREとは基準電位（ブランキングレベル）の0Vを0IRE、映像信号の輝度100%の時の電位を100IREとする相対値で同期信号の電位は-40IREと規定されている。つまり同期信号の底から最大輝度まで映像信号全体の振幅140IREを1V p-pとする場合、同期信号はブランキングレベル-286mV、映像信号の最大値は+714mVとなる。[[直流]]電圧を伝えられない[[伝送路|伝送系]]を介する場合、また負電圧を扱えない単電源の[[増幅回路]]を使用する場合は同期信号の底のレベルもしくは水平同期信号直後のブランキングレベルを各々の機器で内部の基準とする電圧に揃えるクランプ回路を受信側に設けて限定的直流再生を行う。<br />
; 表示に使う[[ブラウン管]]の想定[[ガンマ値]]を2.2とし、送出側であらかじめ一括補正<br />
: ブラウン管も[[真空管]]の一種であり、[[真空管#三極真空管による増幅作用|制御グリッド]]に印加する電圧と表示光量とが直線比例していないという特性を持つ。[[増幅回路]]であればほぼ直線比例していると見なせる領域のみを使用し最も歪みの少ない動作点を選べば良いが、ブラウン管は最大輝度：電子ビーム電流最大から黒：電子ビーム電流ゼロまでの全動作領域を使用するため、どこかの段階で何らかの方法で補正してやらなければ画像が異様に暗く表示されてしまう。NTSCではブラウン管の発光輝度は制御入力電圧の2.2乗に比例すると想定して、カメラからの出力直後の段階で信号電圧を0.45乗してガンマカーブを補正してから放送を行っている<!-- ここは、嘘を書いてある。カラー放送のガンマは2.2乗比例だけど、FCC cfr47 §73.682 (18) にはモノクロ時のガンマ補正は対数関数比例と書かれている。けどあそこ、自然対数なのか常用対数なのかそれ以外の底なのか特定できない（いちお、Ey=log10 (9Y+1) 辺りでそれっぽい曲線を描くけど、これが正しいのかどうかは検証不可能）し、放送波に変調した後の信号を符号反転した対数比例で変換するというヘンタイwじみた処理を要求してる。どういう回路で実装すりゃいいのか解説出来ないし、IEEE辺りで「んな面倒な処理してる所ねーよ。みんな自乗比例で処理してるって」という文書を見かけた気がするぉぃので、このまま読者騙します。 -->。数億台分もの補正回路を各受像機毎に付けるより、放送事業者側で一括補正した方が受像機のコストダウンになる為である。<br />
; 放送時の映像信号帯域は約4.2MHz（水平解像度にして約330本）<br />
: 当時の16mm映画フィルムと同等の解像度、400ラインペア程度を目標として設定された。水平走査線一本分の時間<math>\frac{1}{15750}\fallingdotseq63.5</math>μ秒のうち、帰線消去期間等 (0.14H+0.02H)<ref>see FCC Code of Federal Regulations Title47 Part73 Section699 figure7 .</ref>を除くと映像表示に使える期間は約53.3μ秒となる。更にブラウン管のオーバースキャンによりそのうちの90%程度しか画面に表示されていない場合を想定すると、有効表示時間の最悪値は48μ秒ほどになる。ここに最大400ラインペア、200サイクル（白線1本プラス黒線1本で2ラインペアと数えるため）を表示しようとするとその周波数上限は<math>\frac{200}{48\times10^{-6}}\fallingdotseq4.2</math>MHzとなる。<br />
: なお、伝送路や録画再生機器の[[周波数特性]]上限を表す性能指標として使われる「水平解像度何々本」という文言は画面縦横比3:4に設定された映像領域を正方形で切り取った時の数字である。上記の通り、放送時の映像信号周波数上限は4.2MHzであり（オーバースキャンによるマスク分を含めた）有効映像期間 約53.3μ秒に最大で220サイクル、440ラインペアほど並べられることとなる。画面を正方形に切り出すという事は縦3横4比率である画面の横4ある長さのうち、縦方向と同じ横3の長さに含まれている分だけを評価するという事になるので<math>440\times\frac{3}{4}</math>=330（単位：TV本）が放送波で送られてくる映像信号の水平解像度上限となる。<br />
; 映像信号は[[振幅変調#残留側波帯 (VSB; Vestigial Sideband)|残留側帯波]]、負極性[[振幅変調]]で放送。音声信号は[[周波数変調]]<br />
: 映像信号の4.2MHzという帯域は、そのまま両側帯波の放送電波に振幅変調すると8.4MHzもの広大な周波数帯域を占有してしまう。[[超短波|VHF]]帯 (30 - 300MHz) の利用が緒についたばかりの1940年代の放送業界において、そのような資源浪費を許容する余地は無かった。都合の悪い事に[[映像信号]]には垂直同期信号の60Hzが含まれており、そこから更に周波数の低い4.2MHzという信号帯域に比してほとんど直流に等しい領域まで同じ利得で伝送出来ないと画面の明るさが急激に変化するシーンで受像機の垂直同期がかからなくなったり画面の上部と下部で明るさが変わってきて（サグが発生して）しまうため、[[振幅変調#抑圧搬送波単側波帯 (SSB; Single Sideband)|SSB]]の採用も出来ない（無理やり採用しようとすると搬送波周波数プラス数十Hz以下を極めて急峻に減衰し通過帯域は4.2MHzまでフラット、映像信号波形の歪みを防ぐ為に[[群遅延特性]]も平坦という非現実的な性能の[[中間周波数]]フィルターが送信側だけでなく復調を行う受像機側にも必要となる。そのような素子が仮に当時存在していたとしてもコスト要求が厳しく、製造後は無調整で経年変化に耐えねばならない家電製品には採用不可能である）。<br />
: そこで搬送波周波数より低い側の側帯波も一部（搬送波周波数-750kHzまで）を送信して直流付近の信号まで確実に伝送する残留側帯波方式とし、[[遮断特性]]はゆるやかだが安価で大量生産に向くフィルターを使えるようにした。また変調は負極性、すなわち映像信号電圧の最も低い同期信号の底で変調波の振幅が定格出力100%になり最も明るい白を表示する時の変調波振幅は12.5%となるよう規定されている。これは、受像機側でのAGC（[[自動利得制御]]）を容易にするためである。水平走査期間63.5μ秒の間に電波の振幅が100%になるピーク期間が確実に存在するので、そこが規定のレベルになるようAGC回路を構成すれば良い。仮にこれが正極性の変調だと、暗いシーンを映しているから電波の振幅が低いのか電波が弱いから振幅も低いのかを区別する為に、復調後の映像信号からも[[フィードバック]]をかける回路が余計に必要になる。<br />
: 音声は周波数変調 (FM) とし、自局および隣接チャンネルの映像信号から受ける妨害を軽減した。FMラジオ放送は米国において[[1939年]]から開始されており、AMラジオに比べて占有帯域は広いものの歪みやノイズが少なく音域も広い上に良好な耐妨害特性を持つ事が既に実証されていた。<br />
; 映像[[搬送波]]周波数はチャンネル周波数帯下端から+1.25MHz、音声搬送波周波数は+5.75MHz、放送波の占有帯域は1チャンネルあたり6MHz<br />
: 上記項目の放送波帯域を合計すると映像信号は搬送波周波数-1.25MHzから+4.2MHzまでを占有し、音声信号は映像搬送波周波数+4.5MHzを中心として±25kHzの変移、更にFM変調がもたらす側帯波（サイドバンド）の広がりを加えた合計6MHzが1チャンネルの帯域幅となる。映像搬送波はチャンネル周波数下端から1.25MHz、音声キャリアは同じく下端から5.75MHz高い周波数に設定されている。<br />
: 放送[[テレビ周波数チャンネル|バンドプラン]]は各々の国で異なっているが、日本においては例えば、チャンネル1（[[東京]]圏では[[日本放送協会|NHK]]総合）は90 - 96MHzを占有し映像搬送波周波数91.25MHz、音声搬送波周波数95.75MHzと定められている。<br />
[[ファイル:Ntsc channel.svg|thumb|right|300px|NTSC放送波の1チャンネル中の周波数スペクトラム分布。なお、以降で述べるインターリーブ状の特性はこの図では表現されていない。]]<!--だったらてめぇがタグ付けろやヴォケ--><br />
以上のような白黒放送の諸元に対し、カラー放送では水平同期周波数 fhと映像－音声搬送波周波数の差 faが整数倍の関係になるよう変更している。<br />
* <math>fh=\tfrac{fa}{286}</math>（なお、<math>fa=4.5</math>MHz〈白黒放送の fh=15.750kHz に比べて0.1%の差異〉）<br />
これに伴って垂直同期周波数は60Hzから<math>\tfrac{60}{1.001}</math>Hzに[[フレームレート]]も毎秒30枚から<math>\tfrac{30}{1.001}</math>枚へと0.1%ずつ低下するが大部分が[[アナログ回路]]で構成されている垂直および水平偏向系にとっては製造誤差を見込んだ引き込み範囲内に収まる変更であり、既存の白黒テレビジョン受像機を改造調整することなくカラー放送の輝度信号部分を受信可能にしている。また、NTSC方式カラーテレビジョン受像機においても従来の白黒放送を受信可能としている。<br />
<br />
=== 色副搬送波（カラーサブキャリア）周波数の決定経緯 ===<br />
水平同期周波数と音声キャリア周波数を整数倍の関係にしたのはこれらと色差情報を付加する為の色副搬送波の周波数 fscとを[[インターリーブ]]させ、相互妨害が最小で済むような形で合成するためである。<br />
* <math>fsc=\tfrac{455}{2}fh</math> ゆえに、<math>fsc=\tfrac{315}{88}</math>MHz±10Hz（<math>3.579\dot5\dot4</math>…MHzの[[循環小数]]になる）<br />
色差信号を解読しない白黒テレビ受像機では輝度信号に加算されたクロマ信号は単なる妨害信号（ノイズ）となり、非常に細かい波状の明暗ビートとして画面に表示される。色副搬送波の周波数を水平同期周波数の<math>\tfrac{1}{2}</math>の奇数倍、映像信号帯域上限（約4.2MHz）に近い数値にしたのはこの妨害ビートが出来るだけ細かくなるよう、さらに[[市松模様]]状に規則正しく並んで適正視聴距離<ref>走査線1本の幅が視角度1分（1/60度）未満になる距離。視力1.0の人物を標準的な視聴者として想定したとき、この人がこの距離よりもブラウン管から離れると画面上に並んだ走査線間の隙間が潰れ「走査線の集まり」ではなく「面」として認識されるようになる。画面縦横比3対4で総走査線525本、映像信号を含む事ができる有効走査線が485本、オーバースキャン率90%を考慮すると画面上に表示される走査線数は430本あまりになるNTSCの場合、画面対角線の長さの6倍とされている。</ref>以遠まで離れて見ると模様が潰れて平均化されて目立たなくなるように考慮して設定された値であり、映像信号帯域の4.2MHzからクロマ信号側帯波の帯域を0.5MHz以上確保した3.579545MHzに定められている。家庭用テレビに接続可能な、ゲーム機、パソコンなどではこの周波数がシステム全体のクロックとして流用され、MSXや、SEGAのゲーム機など、CPUの規定周波数とは異なる、3.579545MHzで動作する機種が多く生まれた。<br />
<br />
=== 各色カメラの出力信号から輝度信号Yと色度信号I・Qを生成する ===<br />
被写体で反射し[[ビデオカメラ]]の[[レンズ]]に入射してきた光は[[ダイクロイックミラー|ダイクロイックプリズム]]によって赤・緑・青の各[[波長]]毎の像に分解<!--[[分光法|分光]]--><!--分光って語は色分解じゃなくて、スペクトルを得たりするような操作を言いませんか？-->され、レンズの焦点距離にある撮像面の[[撮像素子]]（かつては[[撮像管]]、近年は[[固体撮像素子]]。後者の場合は前述の分解無しに素子に密着した[[カラーフィルタ]]で分解する）に像を結ぶ。撮像面上に投影された像は、撮像素子の[[光電効果]]もしくは微小[[フォトダイオード]]によって光の強弱を2次元平面上の電位の高低や抵抗値の高低へと変換され、水平および垂直走査によって走査線毎に分解された線順次（1次元の）電位信号として取り出されてくる。<br />
<br />
輝度信号Yと色度信号I・Qはこの赤緑青各色のカメラから出力される色信号に[[ビットマップ画像#ガンマ補正|ガンマ補正]]を施し、重み付けを行って加算する事で生成する。ブラウン管などの表示装置に使用される三原色の[[国際標準化機構|ISO]]/[[国際照明委員会|CIE]] 10527 [[色度]]図座標を<br />
* 赤 x=0.670 y=0.330<br />
* 緑 x=0.210 y=0.710<br />
* 青 x=0.140 y=0.080<br />
と想定し、無色の「白」を意味する信号を送出した時に受像機側で表示される光をCIE[[標準光源]]Cの座標<br />
* 白 x=0.3101 y=0.3162<br />
に設定して、これらの色に合致させた各色カメラからの出力色信号 赤：R 緑：G 青：B を0 (0IRE) - 1 (100IRE) の範囲に正規化したとき、<br />
* Er = <math>R ^{0.45}</math><br />
* Eg = <math>G ^{0.45}</math><br />
* Eb = <math>B ^{0.45}</math><br />
の様にガンマ補正を行い、7.5IREのセットアップレベル（最低輝度の「黒」を規定する信号レベル）を加算<br />
* E'r = 0.925Er + 0.075<br />
* E'g = 0.925Eg + 0.075<br />
* E'b = 0.925Eb + 0.075<br />
したものを<br />
* Y = 0.299 E'r + 0.587 E'g + 0.114 E'b<br />
* I = 0.5959 E'r - 0.2746 E'g - 0.3213 E'b<br />
* Q = 0.2115 E'r - 0.5227 E'g + 0.3112 E'b<br />
というマトリクスを実現する回路で変換を行う。受像機側では上記マトリクスの逆行列に相当する変換回路で輝度信号Yと色度信号I・Qから赤緑青の各色信号を復元し、表示装置を駆動する。<br />
<br />
ただし上記三原色の色度図座標で発光する[[蛍光体]]は輝度が非常に低い物しか存在せず、現実のブラウン管では別の色で発光する蛍光体で代用し、色再現の差異は受像機側マトリクスの係数を変更して吸収している。<br />
<br />
また、SMPTE-170Mでは「白」の座標は標準光源D65の<nowiki>x=0.3127 y=0.3290</nowiki>に変更され、三原色の座標もガンマ補正時の処理もセットアップレベルを加算する段階も1953年の規格制定当時の物とは内容が異なっている。詳細は当該規格参照。<br />
<br />
=== I・Q信号の生成 ===<br />
オレンジから水色の色差を表すI信号は基準となる色副搬送波から57度遅れた[[位相]]を持つ搬送波で[[振幅変調#抑圧搬送波両側波帯(DSB; Double Sideband)|平衡変調]]し、青紫から黄緑の色差を表すQ信号は同じく147度遅れた（I信号から更に90度遅れた）搬送波で変調をかけて加算し、[[クロマ信号]]を生成する。クロマ信号は、簡単に言えば基準となる色副搬送波との位相差が[[色#色の三属性|色相]]を、振幅が彩度を表すベクトル信号である。受信側で色差信号の復調を行う際のよりどころとなる位相と振幅の基準信号は、水平同期パルス立ち上がり直後のブランキングレベル区間（バックポーチ）に挿入されている。この[[カラーバースト信号]]は、水平同期パルス立下り50%エッジ<ref>水平方向の全てのタイミングの基準点。色副搬送波のゼロクロス（位相0度および180度）点もここに同期させている</ref>から色副搬送波19サイクル（約5.3μ秒）後に始まる持続時間9±1サイクルの色副搬送波で構成され、振幅は垂直・水平同期信号と等しい40IRE p-pと規定されている。<br />
<br />
=== I・Q信号を復調し、色（クロマ）信号にする ===<br />
受像機側での復調時にはカラーバースト信号と同じ位相同じ周波数に同期させた連続波[[発振回路|発振器]]（多くの場合、[[水晶振動子]]が用いられる）を駆動し、各々57度と147度遅らせる移相器を通した2種類の局部発振信号を得て映像信号から分離したクロマ信号を[[同期検波]]してI・Q信号を復元する。<br />
<br />
尚、EI色度信号は色副搬送波信号3.579545MHzを中心とした下側波帯が1.5MHz・上側波帯が0.5MHzの周波数占有帯域幅であるが、EQ色度信号は下側波帯が0.5MHz・上側波帯も0.5MHzとなっており占有帯域幅が異なる。このため回路内で帯域幅が広いEI色度信号はEQ色度信号よりも僅かに遅れてしまう。これを補正するためにI復調回路の出力信号はディレーライン（遅延線輪）を通して時間補正し、更にディレーライン通過時の利得損失を補うEI色度信号増幅回路を経てからアーダー（信号加算回路）に入れる必要がある。<br />
<br />
I復調回路からは極性が互いに逆の+EI色度信号と-EI色度信号が、同様にQ復調回路からは+EQ色度信号と-EQ色度信号が出力される。これら4色度信号は赤緑青用の各アーダー（信号加算回路）で比率制御された上で輝度信号+EY信号と共に加えられ、赤緑青の各色信号を再現する。<br /><br />
1.00EY+0.96EI+0.63EQ=ER、1.00EY-0.28EI-0.64EQ=EG、1.00EY-1.11EI+1.72EQ=EBとなり色信号が再生される。<br />
<br />
=== 帯域フィルター ===<br />
SMPTE-170Mでは色差信号として<math>U=0.925\tfrac{Eb-Y}{2.03}</math>と<math>V=0.925\tfrac{Er-Y}{1.14}</math>を合成しU信号は180度、V信号は90度遅れた色副搬送波で変調してクロマ信号を生成する方法を第一に挙げている。一方、I・Q信号でクロマ信号を生成する旧い1953年版規格の機器も継続使用が認められている。最終的に生成されるクロマ信号は両者の間に大きな違いは無いが、唯一Q信号の帯域制限を行うローパスフィルターの特性だけが0.5MHzで6dB減衰と狭くなっている（U・VおよびI信号は1.3MHzまで減衰量2dB以下、3.6MHzで20dB以上）。<br />
<br />
そのため、受像機側では新旧どちらの規格で作られた映像信号が来ても問題ないように、色差信号復調前後のフィルター特性はQ信号のそれに合わせて狭帯域 (0 - 0.5MHz) で実装するのが安全であると考えられている。実際、音声搬送波がクロマ信号に与える妨害ビート<math>\tfrac{117}{2}fh</math>約920kHzを回避するため同時にコストダウンの目的もあって市販受像機ではクロマ帯域のフィルターを狭帯域の物のみで済ませており、I信号を広帯域1.3MHzまで復調している例は稀有である。<br />
<br />
=== 色差信号による色（クロマ）信号の復調 ===<br />
I・Q復調方式によるカラーテレビ受像機は放送局から送信されてきた信号を全て利用し忠実な色を再現できるが、占有帯域幅が広いI信号を占有帯域幅が狭いQ信号の伝達速度に合わせるための遅延線輪（ディレーライン）及び、EI色度信号増幅回路が必要であると共に回路が複雑で高価になる。（1990年代に、三菱電機から「29C－CZ1」などCZシリーズとして「自然の色」を再現する機能を搭載したテレビが発売された。これがIC・トランジスタ化後、日本国内で販売された唯一のI・Q復調方式カラーテレビである。）<br />
<br />
このため実際に市販された大半のカラーテレビでは色信号に関しては3.579545MHzを中心とした±0.5MHzのみを利用している。<br />
<br />
真空管時代は、I・Q軸ではなくI軸寄りの位相のX軸、及びQ軸に近い位相のZ軸から成る2軸復調が主流であった。この方式は、X復調回路から出力されるEX信号をER-EY増幅管の第1グリッドに、Z復調回路から出力されるEZ信号をEB-EY増幅管の第1グリッドに送り出す。（EG-EY増幅管の第1グリッドはER-EY、EB-EY増幅管と同様にバイアス抵抗によりアースされているが、X復調回路、及びZ復調回路の出力とは繋がっては無く無入力となっている。）<br /><br />
尚、ER-EY、EG-EY、EB-EYの各色差信号増幅管のカソードは一点結合しており3管共有のカソード抵抗（この抵抗の両端に生じる電圧をEKとする。これは各色差信号増幅管のグリッドに対して-EKとして加わる。）<br /><br />
各色差信号増幅管の増幅率をAとすると。色差信号ER-EY出力管の出力電圧は、<br />
<br />
-A(EX-EK)=ER-EY （真空管ではグリッドにはマイナス電圧で入力するが、プレートからはプラス電圧で出力されるため極性の逆転が起きる。このため色差信号増幅管の増幅率を「-A」とする。）同様に-A(EZ-EK)=EB-EY となる。<br /><br />
一方、色差信号EG-EY増幅管の第1グリッドにはEX、EZのいずれの信号も入らず共有カソード抵抗により生じた「-EK」のみが入力され、-A(-EK)=EG-EYとなる。（ここで、EKの位相はEG-EYの位相と一致する必要がある。そのため-EXと-EZの合成ベクトル位相がEG-EYの位相と一致する様にX軸及びZ軸は設定されている。）<br />
<br />
これら各色差信号はカラーブラウン管の赤緑青の各色差信号用グリッドに加わる。一方カラーブラウン管のカソードには輝度信号の極性を±反転させた「-EY信号」が加わる。これはブラウン管の各三色各色差信号用グリッドに対しては更に極性逆転して+EY信号として加わる。<br /><br />
これによりカラーブラウン管内部において、(ER-EY)+EY=ER、(EG-EY)+EY=EG、(EB-EY)+EY=EBの赤緑青の各色信号が再現されこれに基づいて三色の電子ビームの強さを制御しカラー画面をブラウン管上に再現する。<br />
<br />
<br />
尚、IC・トランジスタが普及するとX軸・Z軸復調方式から次第に直接、色差信号のER-EY、EB-EYを復調する「ER-EY・EB-EY 2軸復調方式」が主流となる。<br /><br />
この方式では色差信号EG-EYを復調しないがER-EY、EB-EYの各色差信号をEG-EY増幅トランジスタのベースに<br /><br />
-0.51(ER-EY)-0.19(EB-EY)=EG-EY として入力し再現する。<br />
<br />
更にER-EY、EG-EY、EB-EY全ての色差信号を直接復調する3軸復調方式もあるが、これはバランスが取りにくく不安定なため余り普及しなかった。<br />
<br />
=== 復調側でのY/C分離 ===<br />
送出側で輝度信号Yとクロマ信号Cを合成する際は単純に加算するだけで済むが、受像機側での[[Y/C分離]]は現在に至るも完全な分離法は実現されていない。以下にいくつか方式を挙げるが、それぞれに利点・欠点を持つ。<br />
<br />
==== 周波数分離フィルタ ====<br />
クロマ信号の主成分が約3 - 4.2MHzを占めている事に着目し、それ以下 (0 - 3MHz) の周波数帯には輝度信号しか含まれていないと見なして[[ローパスフィルタ]]で輝度信号Yを抽出し、3 - 4.2MHzの領域はクロマ信号Cのみであるとして[[バンドパスフィルタ]]で分離する。<br />
; 利点<br />
: 部品点数が少なく、最もローコスト。受像機の画面サイズが小さい場合は、これでも十分な画質を提供出来る。<br />
; 欠点<br />
: 輝度信号の帯域が削られるため画像の[[水平解像度]]が330→240TV本程度に低下し、ぼやける。また現実には3 - 4.2MHzの領域にも輝度信号が含まれており、これを無理やりクロマ信号として処理すると[[クロスカラー]]と呼ばれる偽の色が付く現象が発生する。例えばニュース番組のアナウンサーのシャツやネクタイがストライプ柄であった場合、また重なり合う木々の枝を撮影した時などに本来は細かい白黒の縞模様で表示される筈の部分に奇妙にゆがんだ虹状の色が付いて見えてしまう。同様に2.3 - 3MHzの間にも色差信号の高周波部分が含まれており、これを輝度信号として処理すると例えば横方向に色が急激に変化するエッジ部分に粗い市松模様状の妨害が見えてしまう。なお安価にする為に部品点数を削り遮断特性を優先させたバンドパスフィルターはクロマ信号に位相歪みを発生させ、これは色相ずれに直結する。<br />
<br />
==== ライン相関を利用したクシ形フィルタ ====<br />
上述した通り色副搬送波周波数は水平同期周波数の<math>\tfrac{455}{2}</math>倍であり、言い換えれば1本の走査線は色副搬送波227.5サイクル分の時間で描かれるということである。走査線上のある1点に注目するとその直上や直下の走査線の同じ水平位置では色副搬送波は半サイクルずれ、位相が反転している。仮に1色で塗りつぶされている画像を撮影してNTSCの映像信号に変換したとき生成されるクロマ信号の振幅は一定になるが色副搬送波との位相差も一定になるので、当該画像のクロマ信号は直上直下の走査線と比較すると同じ水平位置では位相だけが反転していることになる。<br />
<br />
自然画像を撮影し走査線で分解して映像信号にしたものを仔細に分析すると、直上直下の走査線ではあまり大きく内容が変わらず同じ水平位置では輝度・彩度・色相とも似通っている（ライン相関性が高い）場合が多い。そこで映像信号を正確に走査線1本分の時間（<math>\tfrac{572}{9}</math>μ秒）遅らせる[[遅延回路]]を通した信号と現在送られてきている信号とを足し合わせると画面のほとんどの領域でクロマ信号は打ち消しあい、残った輝度信号だけが得られる。逆に過去の信号との差分を取ると輝度信号は差し引きほぼゼロになり、位相が反転しているクロマ信号だけが残留する。<br />
<br />
遅延回路を用いたこのフィルタは遅延時間の逆数の整数倍の周波数で[[利得 (電気工学)|利得]]にピークができ、[[周波数特性]]グラフで見るとちょうど櫛の歯のようになっている事から、[[コムフィルタ|クシ形フィルタ]]と呼ばれる。<br />
; 利点<br />
: 輝度信号を帯域制限せず分離することが出来、大画面に表示しても画像がぼやけず評価に耐える先鋭度を保つ。また、クロスカラーや色相歪みも周波数分離式に比べて少ない。<br />
; 欠点<br />
: 遅延回路用の部品と、その遅延時間を正確に水平走査線1本分の時間に調整するコストが製品に加算される。ライン相関性が低い領域では副作用も出る。例えば、斜め線の周囲に偽色がまとわりついたり[[アメリカ合衆国の国旗|星条旗]]の紅白の境目に[[ドット妨害]]が残ったりする。また隣接ラインとの信号を単純に加減算すると画像が垂直方向にぼけ、水平方向だけはクッキリしたいびつな絵になってしまう。これらを解決するためには走査線間の相関性を検出し、相関性が低い場合は周波数分離に切り換える回路と水平走査線1本分の時間を更に遅らせた信号との3ライン間の比較演算により垂直解像度の低下を防ぐ回路が必要になる。そしてそれらの回路を追加実装すると、機器の価格は確実に上昇する。<br />
<br />
==== フレーム相関を利用した3次元クシ形フィルタ（3D Y/C分離） ====<br />
走査線1本ごとに色副搬送波の開始位相が半サイクルずつずれていくのは上述した通りだが1フレーム中の走査線数は奇数（525本）である為、画面中の任意の一点上における色副搬送波の位相はフレーム毎にも反転していることになる。したがって、正確に1フレーム分（<math>\tfrac{1001}{30}</math>ミリ秒）だけ映像信号を遅延できる回路を作成すればフレーム相関性を利用したY/C分離が可能になる。<br />
<br />
「過去」の画面との比較を行うこのフィルターは[[2次元]]平面のフレーム画像を時間方向の[[次元]]で演算処理する事から、3次元クシ形フィルタと呼ばれる。<br />
; 利点<br />
: ライン相関性を利用した物よりも、さらに精緻なY/C分離を行える。細かい模様上および斜め線の周囲の偽色や色の境界付近の色にじみやドット妨害が発生しない、理論上望みうる最高の画質を提供できる。<br />
; 欠点<br />
: 以上の利点は、フレーム相関性の極めて高い「まったく動いていない画像」の場合にのみ実現できる。そもそもテレビジョンは動いている画像を伝送表示するためのシステムであり現実の3次元クシ形フィルタではフレーム間の相関性を検出し、相関性が低い場合はライン相関によるY/C分離に切り換える（ライン相関も無い場合は、さらに周波数分離に[[フォールバック]]する）「動き適応回路」が必須になる。フレーム間の画像を単純に加減算すると時間方向の解像度が低下し以前の画面の映像が薄く残る[[残像効果|残像現象]]が発生するので、この点からも動き適応回路の搭載は不可欠である。<br />
<br />
なお、画面全体の映像信号を正確に1フレーム分遅延し得る回路の実現には、非常に複雑で大規模な[[画像処理]]装置が必要となり高速な半導体[[記憶装置|メモリ]]とその大容量化・廉価化を待たねばならず民生家電製品に搭載できる所までコストが下がったのは20世紀も終盤になってからである。<br />
<br />
=== ベースバンド信号での伝送 ===<br />
放送波への変調を行わずNTSCベースバンド信号を[[同軸ケーブル]]で外部の機器とやり取りする場合、入出力およびケーブルの[[インピーダンス]]は75Ωとし信号レベルを1V p-pとするよう規定されている。信号送出側／受入側とも[[直流]]伝送が可能な設計になっていればブランキングレベルを0V、同期信号レベル (-40IRE) を-286mV、映像信号の輝度100% (100IRE) を714mVとする。直流結合できない場合、もしくはどのような機器が接続されるのか確定出来ない場合は同期信号の底のレベルもしくは水平同期信号直後のブランキング期間の電圧を各々の機器内部で基準とする電圧に揃えるクランプ回路を受信側に設けて限定的直流再生を行う。<br />
<br />
接続端子の形態は業務用機器ではインピーダンス75Ωに設計された[[コネクタ#同軸コネクタ|BNCコネクタ]]（通常のBNCコネクタは50Ω）と指定されているが、民生用機器では[[RCA端子]]を使用するのが一般的である。<br />
<br />
クロマ信号はNTSCベースバンド信号生成前の色差信号I・Q（又はU・V）の段階で最大1.3MHzの帯域制限フィルタがかけられているが輝度信号の帯域にはNTSC規格としての上限は設けられておらず、伝送路や記録再生機器の規格や性能によってのみ制限を受ける。たとえば放送波では4.2MHz（水平解像度約330TV本）の帯域が確保されており普及型家庭用VTRでは3MHz（同、約240TV本）までの信号が録画再生可能といったように、求められる性能とそれを実現する為にかかるコストを鑑みて帯域（水平解像度に比例）上限が設定されている。なお垂直方向の解像度が総走査線数によって一意に規定されている以上、水平解像度だけを無闇に追求する意義は薄い。<br />
<br />
== 音声多重放送 ==<br />
{{Main|音声多重放送}}<br />
音声は当初[[ステレオ#モノラル再生|モノラル]]のみであったが、[[1978年]]に日本の東京広域圏で、[[周波数変調#FM-FM方式|FM-FM変調]]による[[電子情報技術産業協会|EIAJ]]方式音声多重放送が始まった。<br />
<br />
[[1984年]]、アメリカで[[BTSC]] (Broadcast Television Systems Committee) が、[[MTS]] (Multi-channel Television Sound) と言われる[[周波数変調#AM-FM方式|AM-FM変調]]方式の音声多重放送の規格を制定した。日本とアメリカの方式の場合、音声信号内にサブキャリアを挿入する。<br />
<br />
またPAL圏の[[西ドイツ]]では[[1981年]]から、[[A2ステレオ]]方式で音声多重放送を行っている。これは前2者の様な方式と異なり、2つ目の音声搬送波を設けて、そこで第2音声（[[二ヶ国語放送]]の外国語音声または、ステレオ放送時の右チャンネル音声）を伝送する規格である。<br />
<br />
== 他のカラー放送方式との比較 ==<br />
=== 短所 ===<br />
NTSC方式のクロマ信号は、カラーバースト信号で示される基準位相との差が色相を表すという特性を持っている。そのため、伝送・増幅系やフィルターなどで位相歪みが発生すると表示画像の色相のずれに直結してしまう。空間波による放送では[[マルチパス]]がもたらす信号歪みを完全に避けることは不可能であり、その影響も受信[[アンテナ]]の性能とそれを設置した家々の位置によってまちまちとなる。またクロマ信号側帯波の広がり ( - 4.2MHz) の直上には音声キャリア (4.5MHz) が存在し、これによる妨害を排除する為の急峻な遮断特性を持つフィルターは1950年代当時の家電製品に適用できる技術ではクロマ信号の位相特性が確実に悪化する物しか作れなかった。<br />
<br />
放送技術関係者らは、NTSC方式を評して自嘲的に<br />
<blockquote><br />
"Never Twice Same Color"（同じ色は二度と再現できない）<br /><br />
"No Television Same Color"（どの家のテレビも違う色で映る）<br /><br />
"Never Tested Since [[イエス・キリスト|Christ]]"（有史以来、技術的正当性を検証していない）<br />
</blockquote><br />
などと揶揄しているくらいである。<br />
<br />
NTSC以後に開発された[[PAL]]では2つある色差信号のうちR-Y成分の極性を走査線1本毎に反転する事によって、位相歪みの影響を画面上で目立たなくする改良が加えられている。[[SECAM]]では色差信号はFM変調されており、この種の問題は原理的に発生しない。<br />
<br />
しかし1950年代から1970年代には問題となっていたこの件も送出側規格の厳密化やアンテナの指向特性向上、位相歪みを低く抑える電子回路技術の進歩、特に高性能な[[表面弾性波フィルター|中間周波フィルター]]類の開発と量産廉価化・広範採用により次第に改善され「受像機を設置した先々で、いちいち色相調整つまみを回して合わせ込まないと正しい色が再現できない」という煩わしさを過去のものとしている。<br />
<br />
=== 長所 ===<br />
NTSC方式は周波数インターリーブ関係が単純であり、直上直下のライン相関性を利用して輝度信号とクロマ信号とを比較的高い精度で分離するクシ型フィルターを数%の部品追加で実現できる。2本離れた走査線との比較が必要になるPALではライン相関性が低下してY/C分離の精度が悪化し、SECAMではそもそも色信号にライン相関性が無い。画面全体の映像信号を蓄積できる大容量メモリを使って過去のフレームとの比較を取り、フレーム間の相関性を利用して輝度/色差信号を抽出する3次元Y/C分離が家電製品に使われるようになる1990年代初頭までこの点ではNTSC方式に優位性があった。<br />
<br />
なおNTSCの走査線数525本に対しPALのそれは625本と多く、画面の詳細度はPAL方式の方が上回っている。逆にNTSCのフレームレートはPALの毎秒25枚に比べ20%増しの毎秒30枚であり、動きが滑らかである。しかし水平解像度と走査線数とフレームレートの積は当該チャンネルの放送波が占有し消費する周波数帯域の広さと比例し各値はトレードオフする関係にあるため、これをもって方式の優劣を語ることは出来ない。<br />
<br />
放送電波の帯域は当該国家ないし地域住民の言わば共有[[インフラストラクチャー|インフラ]]・共有財産であり、民生用途に話を限ったとしてもテレビジョン放送のみに専用が許されているわけではない。VHF帯 (30 - 300MHz) の利用が始まったばかりの1940年代において、当時の16mm白黒映画フィルムと同等の解像度400ラインペア<ref>現代の16mm映画フィルムは、HDTVのそれを越える2000ラインペア以上の分解能を持っている。</ref>程度を確保した上でチャンネル当たりの占有帯域が6MHzで済むNTSCは、国土が広く混信を避けつつ全国放送を行うためには多くのチャンネルを必要とするアメリカの事情を反映して開発された方式でもある。7 - 8MHzのチャンネル幅を必要とするPAL/SECAM方式や14MHzもの帯域を占有して819本の走査線を描く[[:en:Analog high-definition television system#French-Italian 819-line (737i) system|フランス式System-E]]<!-- 「日本語版に記事ができたときにリンクされないため、他の言語版にリンクしないでください」 ??つーたってアナログハイビジョンの日本語版項目にはMUSEの事しか書いてないし、あの様子じゃSystemEの記述増補は今後とも無いと見切って英語版にリンク -->の様に放送チャンネル当たりの帯域を広く取ればそれだけ多くの走査線を詰め込めるが、確保できるチャンネル数はその分減少する。テレビジョン放送用のチャンネル数を増やすには周波数が高い方向に確保するしかない（低い側の周波数領域は既に他の放送通信用途で埋まっており、数十 - 数百MHz単位で連続した領域を確保するには高い周波数帯を開拓する以外に方法は無い）わけだが、周波数が高くなればなるほど送信側受信側とも克服せねばならない技術的困難は増大する。<br />
<br />
== 日本における実装 (NTSC-J) ==<br />
アメリカやその他の国々で採用されているオリジナルのRS-170A/SMPTE-170M規格では最低輝度の黒を表すセットアップレベルは7.5IREと規定されているが、日本では黒レベルとブランキングレベルが等しく0IRE (=0V) となっている。両者の違いはごくわずかであり、多くの一般人はこのような差異が存在すること自体に気が付かないであろう。しかし業務として映像に携わる人々にとっては無視できない違いであり、業務用機器では日本規格と米国規格とで製品ラインナップが別になっていたり明示的にセットアップレベルを切り替えるスイッチが付いていたりする。<br />
<br />
また、「輝度100%の白」を意味する信号が送られてきた時に表示する「白」の[[色温度]]も日米で異なっている。SMPTE-170Mでは[[国際照明委員会]] (CIE) 標準光源のD65（色温度約6500Kの昼光色）を目標色にしているが、日本では明文化された規定は無いが色温度約9300KのD93光源の色が業界標準となっており、少々派手目の絵作りが設定されている。<br />
<br />
なお、日本の東半分（[[富士川]]および[[糸魚川]]以東）では[[商用電源周波数|AC電源の周波数]]は米国の60Hzと異なる50Hzであるが、50Hz地域でNTSCを採用しているのは日本以外では[[ミャンマー]]や[[ジャマイカ]]、[[チリ]]、[[ペルー]]、[[トンガ]]などと少数派である。白黒時代に垂直同期周波数を米国の電源周波数と等しい60Hzに決定した理由は、端的に言えば1940年代の[[電子回路]]に使える[[増幅素子]]が[[真空管]]だけだったためである。当時は[[配線用差込接続器|コンセント]]から取ったAC電源を直接[[整流器|整流]]して[[コンデンサ]]で平滑化しただけで回路内部のメイン電源を生成するトランスレス設計が当たり前であり、安定化されていない[[真空管#電源|B電源]]には交流周波数と同じ周期の[[脈流]]成分が多量に含まれていた。同様にブラウン管に印加する加速電圧も安定化されていないために[[陰極線|電子ビーム]]の速度が変化してしまい画面が明滅したり偏向感度が変化して画像が膨張・収縮する現象を抑えきれず、表示フィールドレートと電源周波数が等しく<ref>等しければ、明暗の帯や画像のゆがみの位置は画面上で固定される。</ref>なっていないと激しい[[フリッカー]]（ちらつき）や画面の振動を生ずる危険性があった。またブラウン管の蛍光面を焼きつきから保護するために放送を受信していない時にも水平・垂直偏向系を駆動し続ける必要があり仮の同期信号を電源周波数の[[逓倍]]で作れるよう、総走査線数は比較的小さな奇数の積 525=3×5×5×7となっている。ところが、このような電源周波数に依存した設計を採ると日本の東西で方式を分けなければならなくなってしまう。幸い、アメリカでテレビ放送が開始された1941年から日本で開始される1953年まで十余年間の技術進歩の恩恵を受けて、内部回路用の低圧電源や電子ビーム加速用の数千ボルトの電圧を一定に保ち、また電源周波数の逓倍に頼らずとも正確な発振周波数を得られる電子回路とそれらを可能にする部品群が開発されており、[[東日本]]地域でNTSC方式の受像機を使用しても画像に上記の様な問題を生じることは無い。<br />
<br />
[[ファイル:emphasis-75-50.svg|thumb|75μ秒でプリエンファシスされた信号を50μ秒でデエンファシスした結果]]<br />
そしてこれはテレビジョン放送規格の差異ではないが、日本の[[ラジオ#超短波放送（FM放送）|FMラジオ放送]]では音声信号の[[エンファシス]]<ref>FM変調では、変調前の信号の周波数が高くなるに従って復調後の信号に現れるノイズが増加するという特性を持っている。そのため変調前の信号の高域を強調しておき、復調後に高域を減衰する事でノイズレベルも同時に低下させるプリエンファシス／ディエンファシス処理がラジオ放送その他で一般的に行われている。</ref><!-- 「ラジオ」や「周波数変調」にエンファシスの項目が加えられるまで、この注釈は蛇足だが必要 -->[[時定数]]は欧州規格と同じ50μ秒を採用している。アメリカではFMラジオ放送のエンファシス時定数とテレビのそれとは同じ75μ秒であるため、テレビの音声放送周波数にチューニングダイヤルを合わせる事が出来れば（あるいは周波数変換機：コンバーターを使用すれば）テレビの受像機が無くても音声部分だけはラジオで聞く事が出来る<ref>ただし周波数変移はFMラジオの±75kHzからTVでは±25kHzに狭まっているため、音量は1/3となる。</ref>。しかし日本規格（50μ秒）のFMラジオ受信機で何の対策もせずにエンファシス時定数75μ秒で放送されているTV音声を聞くと高域が強調されて、いわゆる「キンキンした」音になってしまう。<br />
<br />
== アナログテレビジョン放送の終焉 ==<br />
NTSCカラー放送方式は激しい変革と急速な進化を遂げ続けている電子工業界において50年以上もの長きにわたって第一線にとどまり続け、その間も消費者の厳しい評価に応え続けてきた規格である。しかし放送通信の[[デジタル放送|デジタル化]]は時代の趨勢であり、特に算術処理により[[データ圧縮|動画データを高圧縮]]する[[MPEG-2|MPEG]]を始めとした技術の実用化に伴って[[衛星放送]]はもとより地上波でも[[ハイビジョン#デジタルハイビジョン|高精細度デジタル放送]]への移行が各国で進行中である。<br />
<br />
アメリカでは[[ATSC]]（Advanced Television Standards Committee、先進型テレビ標準委員会）による標準方式が策定され、地上波放送を受信し得る13インチ以上のテレビジョン装置は全てこのATSC方式の[[チューナー]]を備えるよう義務づけている。地上波アナログ放送は[[2009年]][[6月12日]]をもって終了しており、低所得者層向けの移行支援としてデジタル放送をNTSC[[映像信号|ベースバンド信号]]に変換する単機能チューナーを購入する際に使用できる40ドル分の割引クーポンを配布していた。<br />
<br />
[[ファイル:B-CAS CARD 3.JPG|thumb|150px|BS 110度CS 地上デジタル共用B-CASカード]]<br />
日本においても、[[電波産業会]] (ARIB) が規定する[[ISDB]] (Integrated Services Digital Broadcasting) 方式への移行が予定されている。本来無料放送である民放局の番組にまで[[スクランブル (曖昧さ回避)|スクランブル]]をかけ、その解除キーである[[B-CAS]]カードをチューナーや[[DVDレコーダー|レコーダー]]に挿入しないと受信できない煩雑さや件のB-CASカードを独占販売している私企業・株式会社[[ビーエス・コンディショナルアクセスシステムズ]]が視聴者一人一人の[[個人情報]]を把握している危険性、それらを始めとする視聴者および製品購入者にとって不利益となりうる情報が[[シュリンクラップ契約]]で覆い隠され周知されていない隠蔽体質など批判も多く実現を危ぶむ声も聞かれたが、[[2011年]][[7月24日]]をもって被災3県以外の地上波アナログ放送は[[停波]]された。[[東日本大震災]]の被災地である[[岩手県]]・[[宮城県]]・[[福島県]]（以下被災3県）では、アナログ放送完全終了が[[東日本大震災に伴う地上デジタル放送に係る電波法の特例に関する法律|震災の特例法により]]、[[2012年]][[3月31日]]に延期されていた。被災3県以外のテレビ局では、2011年[[7月1日]]からはすべての放送時間帯で停波の告知放送に切り替わり、番組放送自体も音声のみの放送となる計画であったが<ref>[http://www.jcp.or.jp/akahata/aik10/2010-04-23/2010042301_04_1.html アナログテレビ放送 “終了”1カ月前倒し/NHK・民放計画 映像やめ音声のみ]</ref>、画面左下に停波告知を常時表示（CM中を除く）し、映像と音声共に7月24日正午まで放送するように変更された<ref>[http://av.watch.impress.co.jp/docs/news/20110617_453928.html 7月1日以降のアナログ放送で画面左下に停波告知－画面の1/9で「アナログ放送終了まであと○日」] - [[Impress Watch|AV Watch]]、[[2011年]][[6月17日]]。</ref>。低所得者層への移行支援策として、生活保護世帯および身体障害者世帯などをはじめとする、市町村民税や[[NHK受信料]]が全額免除となる世帯への単機能チューナー無料給付制度が開始されている<ref>総務省ウェブページ[http://www.chidejishien.jp/ 「地上デジタル放送受信のための支援（簡易チューナー無料給付等）」]</ref>。<br />
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またこれに伴って一部の番組で[[2009年]]度から段階的に[[レターボックス (映像技術)|レターボックス]]（サイズは「レターボックス16:9」が主であるが、NHKの番組によっては「-14:9」「-13:9」もある）での放送に移行していたが、[[2010年]][[7月5日]]付の放送開始から全ての番組をデジタルと同様にレターボックス16:9に変更した（一部の[[コマーシャル]]は従来と同じ4:3サイズとなるものもあり）。それに先駆けて、一部の新番組（[[日本放送協会|NHK]]など）や[[日本テレビ放送網|日本テレビ]]系列の収録番組（生放送番組を除く）は同年4月からレターボックスサイズでの放送に切り替わっている。被災3県を除く44都道府県では、2011年[[7月24日]][[正午]]にアナログ放送は地デジ移行を促す[[ブルーバック|青色単一の画面]]に変わり番組が終了、[[7月25日|25日]]0時までに被災3県を除く放送局のアナログ放送が[[停波]]した。アナログ放送終了が2012年3月31日に延期されていた被災3県については2011年[[7月25日]]以降、CM中でもアナログ終了告知テロップの表示を開始し4:3のCMもレターボックス化（上下左右の[[額縁放送]]）、2012年3月12日から「アナログ放送終了まであと○○日」と書かれたカウントダウンの表示、2012年3月31日正午にアナログ放送は地デジ移行を促す[[ブルーバック|青色単一の画面]]に変わり通常の番組が終了、[[4月1日|1日]]0時までに被災3県に於ける放送局のアナログ放送が停波し、[[日本]]全国で[[日本の地上デジタルテレビ放送|完全デジタル化]]が完了した。これで、日本のアナログテレビジョン放送は'''完全に'''廃止され、約60年の歴史に幕を閉じた。なお、日本の地上アナログテレビジョン放送で使用されていた周波数領域は今後携帯端末向け[[マルチメディア放送]]や地上[[デジタルラジオ]]放送、防災・行政無線他に使用される計画となっているほか、[[中波放送]]の混信・難聴取の対策として、[[FM補完中継局]]（通称・ワイドFM 当初は90-95MHz）に活用されている。<br />
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世界の多くの地域で変調波によるNTSC信号の放送は終了したが、ベースバンド転送は、単一同軸ケーブルで転送可能でかつ確立した（したがって非常に安価な）技術として、防犯カメラ、車載カメラなどの短距離のSD（[[標準画質]]）動画転送手段として今だに広く利用されている。<br />
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== 参考文献 ==<br />
* NTSC規格のベースバンド部分の定義は、米国映画テレビ技術者協会 ([[SMPTE]]) によりSMPTE-170Mとしてまとめられている。最新の2004年版は、[[国際電気通信連合]] (ITU) から''Recommendation ITU-R BT.1700,Characteristics of composite video signals for conventional analogue television systems.''として提供されているアーカイブに同梱された形で入手可能である。<br />
* 変調され放送波となった信号の特性は、同じくITUのWebサイト上で公開されている''Recommendation ITU-R BT.1701-1 Characteristics of radiated signals of conventional analogue television systems''という文書にまとめられている。<br />
* 1953年のカラー放送規格制定当初の内容は、FCCのWebサイト上で公開されている''Code of Federal Regulations (CFR) Title47'' の Part73.682 ''TV transmission standards''とその図表・Part73.699 ''TV engineering charts''が参考になる。<br />
* 日本における同様の文書は、総務省所管法令「''標準テレビジョン放送（デジタル放送を除く。）に関する送信の標準方式''」（[[1991年|平成三年]][[7月17日|七月十七日]]郵政省令第三十六号）および「''標準テレビジョン音声多重放送に関する送信の標準方式''」（[[1983年|昭和五十八年]][[5月30日|五月三十日]]郵政省令第二十三号）である。両書とも総務省ウェブサイトにおいて公開されている。<br />
* [[1940年]]の委員会招集から白黒テレビジョン全米標準規格策定に至るまで、および[[1950年]]の再招集からカラーテレビジョン規格制定に至るまでの概略史、またその後のEIAとSMPTEによる規格編纂と定義厳密化の経緯が''SMPTE Engineering Guideline 27 (Supplimental Information for SMPTE 170M and Background on the Development of NTSC Color Standards)'' に書かれており、IHSなどから有償で購入できる。<br />
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== 脚注 ==<br />
{{脚注ヘルプ}}<br />
{{Reflist}}<br />
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== 関連事項 ==<br />
* [[世界の放送方式]]<br />
** [[PAL]]<br />
** [[SECAM]]<br />
* [[クリアビジョン]]<br />
* [[ワイドクリアビジョン]]<br />
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{{Video formats}}<br />
{{DEFAULTSORT:えぬていえすし}}<br />
[[Category:テレビ史]]<br />
[[Category:テレビ技術]]<br />
[[Category:ITU-R勧告]]<br />
[[Category:ビデオフォーマット]]<br />
[[Category:ビデオ信号]]</div>
2409:253:B060:2C00:D9FB:1139:18D6:924F
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