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1. 개요
NTSC(National Television System Committee)는 미국 연방통신위원회에서 제정한 아날로그 컬러 텔레비전 색상 인코딩 방식이다.시간이 흘러 디지털 매체가 보급됨에 따라, [email protected] 처럼 NTSC에서 전환이 편리하도록 파생된 디지털 규격을 NTSC라고 퉁쳐서 부르는 경우가 있으나 어디까지나 NTSC의 정의는 아날로그 컬러 인코딩 방식이기 때문에 정확한 명칭은 아니다. 또한 베타캠SP 등 아날로그 컴포넌트 영상의 경우도 엄밀히는 NTSC/PAL이 아니다. 혼동하기 쉬우므로 주의할 필요가 있다. 예를 들면 DVD는 NTSC와 PAL버전이 존재했고, 콘솔 게임도 두 버전이 따로 발매되기도 했다.
2. 색상 인코딩
휘도(Y) 신호는 기존의 흑백 수상기와 호환되도록 만들어져 있다. IQ 색상 신호는 3.579545 MHz의 부반송파로 QAM 변조되어 휘도신호와 합성(컴포지트 비디오)되어 있다. 때문에 컬러를 복조하기 위해서는 기준이 되는 위상과 진폭을 제공하는 컬러버스트 신호가 필요하다.비디오 신호의 용량을 줄이기 위해 크로마 서브샘플링과 유사한 기술이 적용되어 있는데, 인간은 색상보다는 밝기에 민감하기 때문에 Y의 대역폭이 가장 넓다. 또한 I에 해당하는 색상에 더 민감하게 반응하기 때문에 I의 대역폭이 Q의 대역폭보다 넓다.
NTSC-M의 스펙트럼 사진에서도 볼 수 있듯이 NTSC의 색상 부반송파 신호는 휘도 신호와 대역이 겹친다. 그러나 휘도 신호가 스펙트럼상에 고르게 퍼져 있지 않기 때문에 색차 신호와 큰 간섭이 생기지 않는다. 특히 수평 주파수의 1/2의 배수로 색상 신호를 변조하면 휘도 신호화 간섭이 가장 최소화됨을 발견하였다. 그에 따라 색상 부반송파 주파수가 3.579545 MHz(= 315/88 MHz)로 정해지게 되었다.
컬러수상기를 비교적 저렴하게 만들 수 있다는 장점이 있다. 그러나 색상 변조에 신호의 위상의 변화에 따라 왜곡이 심하게 발생하는 QAM을 사용하기 때문에 색상 왜곡이 많이 발생한다. 때문에 Never Twice the Same Color라는 비아냥을 듣기도 한다. 다만 지상파 RF 송출이 아닌 아날로그 영상 라인연결(대표적으로 VCR를 TV에 외부입력으로 연결하기)의 경우라면 이는 별다른 문제는 되지 않는다. PAL이 이 문제를 어느 정도 해결 했으며, SECAM은 아예 색상 신호 변조에 QAM을 사용하지 않아서 이 문제에서 자유롭다.
흑백수상기와 호환된다. 단, 착각해서는 안 되는 부분이 있다면, 흑백수상기용으로 개발된 것에 컬러신호를 추가한 형식이기 때문에 별도의 변환장치 없이 흑백방송 시절과 동일하게 볼 수 있다는 거지, 흑백 TV로 색깔까지 볼 수 있다는 뜻은 아니다.[1][2] 또한 흑백 TV까지 호환시키기 위해 NTSC-M의 컬러 규격 프레임은 초당 29.97이라는 모호한 프레임이 되었다. 흑백 신호와 색상 신호가 간섭이 일어나지 않게 배치하다 보니 흑백의 30프레임에 딱 떨어지지 않고 가장 근접한 수치인 29.97이 된 것이다.
2.1. NTSC 색 영역
SMPTE-C라고 불리며, NTSC의 색상 인코딩을 고려한 색 영역 규격이다. 그러나 이 규격이 발표된 1953년 시점에서는 까마득하게 넓은 색 영역이다 보니 당시 주류 디스플레이었던 CRT로는 구현이 매우 힘들어, 마이크로소프트와 휴렛 팩커드가 현실과 타협한 sRGB라는 규격을 내놓기도 했다.모니터 제원에서 NTSC 72% 등의 표기는 이것을 뜻한다.
3. NTSC-M
흔히 NTSC라고 하면 NTSC-M(J)를 칭하는 경우가 많다. NTSC-M은 CCIR 시스템 M을 기반으로 하여 NTSC 방식의 컬러 신호를 추가한 방송 방식이다. NTSC-M은 대한민국, 미국, 캐나다, 멕시코, 필리핀, 타이완, 베네수엘라, 미얀마 외 다수 중남미 국가 등에서 대중적으로 사용되고 있다. 후속 기술로 디지털 TV 방송 표준인 ATSC가 있는데, 이쪽은 사실상 한국 업체가 장악하고 있다.3.1. 주파수 대역
NTSC-M은 혼신 방지용 가드밴드를 포함하여 6 MHz 대역폭을 가지고. 영상은 VSB로, 음향은 WFM으로 전송한다. 가령 VHF 채널 6에 해당하는 주파수는 82~88 MHz인데, 할당주파수는 81MHz이고 영상 신호는 83.25 MHz, 음향신호는 87.75 MHz로 보낸다. 대한민국의 FM 라디오 방송은 88 MHz부터 시작하지만 국내에서 시판되는 대부분의 라디오 수신기는 수신주파수가 87.5MHz부터 시작하기에 87.75 MHz(또는 87.7이나 87.8 MHz)에 맞추면 SBS TV방송의 음성신호를 청취할 수 있었다.(2012년 12월 31일 오전 4시까지는)[3][4][5] 아날로그 라디오로는 비교적 쉽게 맞출 수 있지만, 주파수 선택도가 너무 우수한 일부 디지털 튜닝식 라디오는 87.75로 정확히 맞추지 않고 87.7, 87.8로 맞추면 음이 비정상적으로 작게 들리는 경우가 있었다.[6]
3.2. 해상도 및 주사율
초당 29.97 프레임/59.94필드로 PAL 방식(초당 25프레임/50필드)에 비해 초당 프레임 수가 많다.[7][8]원래 525i의 해상도를 가지지만 필드의 끝에 화상 대신 들어가는 수직 귀선 신호 때문에 실제로는 486i의 해상도를 가지게 되었다.
3.3. 음향
음향은 WBFM[9]으로 변조되어 전송된다. FM라디오와 변조방식이 동일하기 때문에 TV의 음향은 FM 라디오 수신기와도 호환이 된다. 다만 TV의 음향부는 FM 라디오보다는 낮은 변조지수를 사용하고 있어서 상대적으로 협대역으로[10] 송출된다. 대역폭을 더 많이 사용하는 FM라디오가 음질은 더 낫지만 TV 시스템에서는 영상 신호에 간섭을 주지 않으면서 많은 방송국을 개설하기 위해 주파수 자원을 적게 쓰는 것이 중요하기 때문에 상대적으로 낮은 변조지수를 사용하였다.스테레오 방식은 국가별로 갈리는데 대한민국의 NTSC-M에서는 독일에서도 사용했던 A2 Stereo(Zweikanalton) 방식[11][12]을 차용하고 일본의 NTSC-J는 EIAJ-MTS, 미국을 포함한 타 NTSC-M 국가들은 MTS/SAP를 사용했다.
4. 변종
4.1. NTSC-J
기본 형태인 NTSC-M을 일본이 자국의 흑백 방식인 System J에 맞추어 약간 변형시킨 NTSC-J방식이 있는데 NTSC-J 방식의 전파신호를 NTSC-M 규격의 수상기로 시청할 때 색감과 밝기가 약간 달라지는 점 말고는 호환성의 문제는 없다. 즉 주파수만 맞는다면 기본적인 시청에는 지장이 없다는 것이다. 실제로 일본 국내용 TV수상기로 한국의 아날로그 방송을 수신하는 데는 지장 없었다(반대의 경우도 마찬가지). 1970~80년대 당시 부산, 경남 해안가 일대에서 일본 TV방송 시청이 성행했던 것도 이 때문이었다. 다만 채널 숫자가 하나씩 내려가서[13] 그 부분을 조절해 줘야 했다. 그 반대의 경우도 마찬가지다.[14] 다만 VHF 채널의 경우 한국(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13CH)과 일본(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12CH)의 Low 대역이 엇갈리므로 해당되지 않았다.[15][16]호환 채널표는 일본 내수용 문서 참고.
4.2. PAL-N/M
남미에서 NTSC를 참고하여 개량한 PAL기반 TV방식이다. CCIR System N/M 방식의 흑백수상기와 호환을 위해 개발되었다. 이 중 브라질이 채택했던 PAL-M이라는 마개조 방식은 기존의 PAL방식과 다르게 525줄이며 CCIR System M 30프레임/60필드 흑백방송과의 호환성을 추가했기 때문에 이름은 PAL이지만 해상도와 프레임이 전부 다르고 PAL과의 호환성도 없었다. 오히려 NTSC와 가까워 흑백으로 상호호환이 된다.[17]아르헨티나, 우루과이 등지에서 채택했던 PAL-N 마개조 방식의 경우 해상도와 프레임은 PAL 규격을 그대로 사용하되 NTSC와 유사한 색상 부반송파 주파수[18]와 6 MHz의 채널 대역폭을 사용했다. 다만 색차신호는 YDbDr를 사용한다.
4.3. NTSC 4.43
PAL로 녹화된 비디오테이프를 NTSC 환경에서 시청이 필요한 Multi-System VCR을 위해 개발된 기술.NTSC에 PAL방식의 서브케리어를 이용하여 PAL 신호를 억지로 NTSC 신호로 만든 의사 NTSC 신호로서, TV에서 해당 의사 신호를 지원해야지만 올바르게 시청이 가능하지만 하도 희귀한 기술이라서 보통은 지원하지 않는다.
반대로 NTSC로 녹화된 비디오테이프를 PAL 환경에서 시청이 필요한 경우에는 PAL 60이 존재하는데, NTSC의 해상도와 프레임으로 송출되는 의사 PAL 신호이다. 역시 TV에서 해당 의사 신호를 지원해야지만 올바르게 시청이 가능한데 NTSC 4.43보다는 조금 더 대중적인 편이다.[19][20]
5. 기타
- 처음 컬러 TV 방송을 시작했을 때에는 "필드 연속 컬러 시스템"이라는 방식(3원색이 칠해진 회전원판으로 컬러신호를 받는 방식이었다. #)을 채택했으나 얼마 안 가 6.25 전쟁으로 컬러방송 자체가 중단되었던 데다가 흑백 수상기하고 호환 자체가 안 되었기 때문에 보급이 미진했고 결국 1954년 들어 컬러방송을 재개했을 때 NTSC 방식을 채택하였다. 다만 컬러 텔레비전이 빨리 보급된 건 아니라서 1950년대 당시에는 컬러 TV는 부유층들이나 가지는 것이었고 컬러 TV가 대중화된 것은 1960년대 후반이 되어서였다. 또한 미국의 컬러방송 초창기에는 컬러필름 자체가 무척이나 비쌌던지라 흑백필름으로 녹화해서 컬러방송 자료들이 제대로 남아있지 않는 상황이라고 한다.[21]
- 지금은 전 세계적으로 디지털 방송이 서비스되기 때문에 선진국에선 자취를 감추고 있지만, 관련 기술과 예산이 부족한 개발도상국에선 아직도 널리 사용되고 있다. 대한민국에서는 2012년 12월 31일을 기점으로 지상파 아날로그 방송 송출이 완전 중단되었다.[22] 한편, NTSC를 쓰던 대만은 같은 미국 표준인 ATSC를 당초에 채택했다가 철회하고 유럽 표준인 DVB를 채택했고, 선술한 변종 NTSC인 NTSC-J를 쓰던 일본은 아예 ISDB라는 독자방식을 개발해서 사용 중이다.
[1] 흑백 CRT는 컬러 디코딩을 위한 회로도 없고, 설령 엇비슷한 게 있다 한들 전자총 3개가 요구되는 컬러 CRT와는 달리 하나밖에 안 들어 있다. 또한 컬러 CRT의 '픽셀'이라고 할 수 있는 섀도우 마스크도 없으므로 '화소'라고 불릴만한 것이 애초에 존재하지 않으며 단순히 빛의 세기만을 표현한 라인만으로 화면이 구성된다.[2] 속도를 프레임레이트와 동기화한 회전하는 삼색판을 화면앞에 갖다놓고 작동시켜 컬러를 구현한 실험이 있긴하다.#[3] 디지털 방송을 아날로그 신호로 변환해 주는 공청시설이 설치된 아파트라면 벽면의 TV 안테나 단자에 라디오 안테나를 가까이 가져가 보면 아직 청취할 수 있는 경우가 있다.[4] 반대로 TV에서 라디오 소리가 날 수도 있다. 하필같은 SBS TV 방송에서 의문의 라디오 소리가 난다는 해프닝격 에피소드가 순간포착 세상에 이런 일이에서 방영된 적도 있다.[5] 다만 NTSC-J와 같이 VHF-Low대역이 90 ~ 108MHz라서 스포라딕 E층 때문에 타 국가(중국, 한국)의 FM방송이 TV 음성부와 혼신이 일어나는 것 빼고는 FM방송을 동시에 중계하던 CATV업체가 뭘 잘못 건드려서 일어나는 것이다. (실제로 당시 대부분 채널들이 사용한 주파수 대역은 FM대역 옆에 배정되어 있다.)[6] 다만 SBS는 KBS대전 1TV와의 혼신을 방지하기 위해 오프셋을 적용하여 87.76 MHz였다고 한다.[7] 이는 본래 해당 국가의 가정용 교류 전력이 50Hz냐 60Hz냐에 좌우된 것으로, TV 초창기 시절 브라운관의 헤르츠를 교류 사이클에 맞춰 설계했기 때문이다. 이후 브라운관 기술의 발전으로 교류 전력에 의지할 필요가 사라졌고, 따라서 가정용 교류 전력의 주파수와 프레임이 대체로 일치하기는 하지만 완전히 부합되지는 않은 것이다.[8] 브라질의 경우 예외적으로 PAL 방식 컬러 캐리어에 기존의 CCIR System M 525라인 30프레임/60필드 규격을 적용해 호환성을 갖춘 PAL-M이라는 마개조 방식을 적용했는데, PAL 방식 색부반송파를 사용하지만 호환성을 위해 PAL의 4.43MHz 대신 NTSC와 동일한 약 3.58MHz(정확히는 3.579545) 색부반송파 대역폭을 사용한다. 이외에도 PAL60이라는 비슷한 포맷도 있는데, 이쪽은 PAL의 4.43MHz 대역폭을 유지한다. PAL TV에 60hz 콘텐츠를 표시하기 위해 주로 사용되었으며, 멀티시스템 VCR이나 게임 콘솔 등에서 찾아볼 수 있으나 방송 표준으로는 사용되지 않았다.[9] Wide bandwidth FM[10] FM은 협대역으로 갈수록 주파수편이가 적어 상대적으로 AM에 가까워진다.[11] 한편 유럽에서는 NICAM과 A2 Stereo(Zweikanalton)로 갈렸는데 A2 Stereo는 독일, 네덜란드, 스위스, 오스트리아에서 사용되었고 NICAM은 영국, 프랑스를 비롯한 대다수의 국가에서 사용되었다.[12] 사실 이름에서 아시다시피 PAL-B/G를 사용하던 독일에서 개발한 스테레오 방식이다.[13] 한국은 UHF 채널이 14번부터 시작하지만 일본은 13번부터 시작하기 때문이다.[14] 그래서 1번 채널이 존재한다.[15] 한국의 6번대역은 일본내수용 TV로는 수신할 수 없지만(특히 SBS 및 KBS, MBC, EBS, 유선 기준 지역민방이 VHF-Low 대역에 송출되는 지역에 거주했었다면 헬게이트가 열렸다. VHF-Low와 CATV 대역의 방송을 제대로 시청하기 위해선 외장튜너로 봐야 했다. 참고로 VHF-High나 UHF대역은 해당 사항이 없으며 CATV 대역은 C13-C63에 호환되는 방송이라면 수신이 가능하다. 하지만 대다수의 수신기는 C13-C35만 지원하였으며 22, 23번은 각각 4번, 12번으로 수신된다.) 일본의 1번대역을 한국 내수용 TV에선 뜬금없이 유선 95로 수신이 가능한데 이유는 일본의 1번 대역인 90-96MHz가 표준 NTSC의 CATV 95번 대역이었고 한국의 6대역인 82-88MHz는 일본의 FM방송 대역이기 때문. 반대로 90-96MHz는 한국의 지상파를 기준으로 FM방송 대역이어서 아날로그 방송 종료 이후 FM보완중계국(와이드FM) 실행 이전까지 생산된 일본내수용 라디오로는 88-90MHz밖에 수신할 수 없다.[16] 참고로 일본은 EIAJ-MTS스테레오 방식이라서 국내(또는 독일)의 Zweikanalton(A2)스테레오와 호환이 되지 않는다. 몇몇 MATV장비에서 중계하는 방송을 수신하면 웅웅거리는 소리가 난다고...[17] 이론적으로는 YUV를 YIQ로 바꿔주면 컬러로 볼수있긴 하다.[18] NTSC=3.579545 MHz, PAL-N=3.582056 MHz[19] 국내 중소기업 TV에서 PAL 60으로 영상기기를 출력하면 어째 NTSC로 표시된다.[20] 유럽판 NFSU2에서는 “이 게임은 60Hz 디스플레이에서 작동합니다”같은 메시지가 뜰때 ‘예’를 선택하면 PAL 60으로 출력한다.[21] 컬러를 지원하는 비디오테이프는 1956년에서야 나왔다.[22] 이로 인해 KBS의 경우, KBS1 HD, KBS2 HD에서 HD로고만 제거되었다.