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Analog übertragene Fernsehsysteme gibt es in verschiedenen Bildraten und Auflösungen. Weitere Unterschiede bestehen in der Frequenz und Modulation des Tonträgers. Bei der Einführung des Farbfernsehens wurden die Farbton- und Sättigungsinformationen den monochromen Signalen in einer Weise hinzugefügt, die bei Schwarz-Weiß-Fernsehern nicht vorhanden ist. Auf diese Weise wurde eine Rückwärtskompatibilität erreicht. Dieses Konzept gilt für alle analogen Fernsehnormen.

Heute gibt es in der Welt traditionell drei nebeneinander existierende Normen für die Fernsehabtastung. Diese Normen beruhen auf der in den 1930er Jahren verfügbaren Technologie, wobei Kosten und Leistung berücksichtigt wurden. Der erste Standard war das amerikanische Farbfernsehsystem NTSC (National Television Systems Committee). Der europäische/australische PAL-Standard (Phase Alternation Line rate) und der französische/ehemalige sowjetische SECAM-Standard (Séquentiel Couleur Avec Mémoire) wurden später entwickelt und versuchen, bestimmte Mängel des NTSC-Systems zu beheben. Die PAL-Farbkodierung ist ähnlich wie die des NTSC-Systems. SECAM verwendet jedoch einen anderen Modulationsansatz als PAL oder NTSC.

Im Prinzip können alle drei Farbkodierungssysteme mit jeder beliebigen Kombination von Bildzeilen und Bildwechselfrequenz kombiniert werden. Um ein bestimmtes Signal vollständig zu beschreiben, ist es daher notwendig, das Farbsystem und den Übertragungsstandard in Großbuchstaben anzugeben. In den Vereinigten Staaten, Kanada, Mexiko und Südkorea wurde beispielsweise NTSC-M verwendet, in Japan NTSC-J, im Vereinigten Königreich PAL-I, in Frankreich SECAM-L, in weiten Teilen Westeuropas und Australiens PAL-B/G und in den meisten osteuropäischen Ländern SECAM-D/K oder PAL-D/K.

Allerdings gibt es nicht alle diese möglichen Kombinationen tatsächlich. NTSC wird nur mit dem System M verwendet, obwohl es Versuche mit NTSC-A (405 Zeilen) in Großbritannien und NTSC-N (625 Zeilen) in einem Teil Südamerikas gab. PAL wird mit verschiedenen 625-Zeilen-Standards (B, G, D, K, I, N) verwendet, aber auch mit dem nordamerikanischen 525-Zeilen-Standard, der entsprechend PAL-M genannt wird. Aus diesem Grund bezeichnen viele Menschen jedes 625/25-Signal als „PAL“ und jedes 525/30-Signal als „NTSC“, selbst wenn sie sich auf digitale Signale beziehen, z. B. auf DVD-Video, das keine analoge Farbcodierung und somit keine PAL- oder NTSC-Signale enthält.

	525/60 Standard	625/50 Standard
Zeilenanzahl pro Bild	525	625
Zeilenanzahl pro Halbbild	262,5	312.5
Anzahl der Bilder pro Sekunde	29.97	25
Anzahl der Halbbilder pro Sekunde ( f v {\displaystyle f_{v}} ), Hz	2 f h / 525 = 59.94 {\displaystyle 2f_{h}/525=59.94}	2 f h / 625 = 50 {\displaystyle 2f_{h}/625=50}

Video ScanningEdit

Video Scanning bezieht sich auf die Art und Weise, in der eine Fernsehszene ihre Luminanz- und Chrominanzwerte definiert. Sie geben die Anzahl der Zeilen pro Bild und die Anzahl der Bilder pro Sekunde an. Technische und wirtschaftliche Überlegungen in verschiedenen Ländern der Welt haben zur Entwicklung zahlreicher unterschiedlicher Kompromisse bei der Übertragung geführt. Diese Überlegungen werden durch die Tatsache behindert, dass immer nur ein Bit an Information übertragen werden kann. Um dies zu umgehen, muss die Übertragung in kleine Elemente zerlegt werden, die nacheinander übertragen und auf der Empfangsseite wieder zusammengesetzt werden. Die rekonstruierten Bilder müssen dann in schneller Folge angezeigt werden, um eine Bewegung zu imitieren.

Ein Kathodenstrahlröhren-Fernsehgerät (CRT) zeigt ein Bild an, indem es einen Elektronenstrahl in einem Muster aus horizontalen Linien, dem so genannten Raster, über den Bildschirm schickt. Am Ende jeder Zeile kehrt der Strahl zum Anfang der nächsten Zeile zurück; das Ende der letzten Zeile ist eine Verbindung, die zum oberen Rand des Bildschirms zurückkehrt. Beim Passieren jedes Punktes wird die Intensität des Strahls variiert, wodurch sich die Leuchtdichte des jeweiligen Punktes ändert. Ein Farbfernsehsystem ist identisch, außer dass ein zusätzliches Signal, die so genannte Chrominanz, die Farbe des Punktes steuert.

Die Rasterabtastung wird im Folgenden in einer leicht vereinfachten Form dargestellt.

Veranschaulichung der Videoabtastung

Als das analoge Fernsehen entwickelt wurde, gab es keine erschwingliche Technologie zur Speicherung von Videosignalen; das Luminanzsignal muss zur gleichen Zeit erzeugt und übertragen werden, zu der es auf der Bildröhre angezeigt wird. Daher muss die Rasterabtastung in der Kamera (oder einem anderen Gerät zur Erzeugung des Signals) exakt mit der Abtastung im Fernsehgerät synchronisiert werden.

Die Physik der Kathodenstrahlröhre erfordert ein endliches Zeitintervall, in dem sich der Punkt zum Anfang der nächsten Zeile (horizontaler Rücklauf) oder zum Anfang des Bildschirms (vertikaler Rücklauf) zurückbewegen muss. Das Timing des Luminanzsignals muss dies berücksichtigen.

AuflösungBearbeiten

Beim Fernsehen bezeichnet der Begriff Auflösung die Anzahl der Zeilen pro Bildhöhe (LPH). Fernsehsysteme wurden so entwickelt, dass sie quadratische Pixel oder ein gleiches Verhältnis von horizontaler und vertikaler Auflösung haben. Die vertikale Auflösung ist die Fähigkeit eines Sendeformats, horizontale Zeilen aufzulösen. Sie wird in der Regel als die Anzahl der horizontalen Zeilen angegeben, die auf einem Fernsehbildschirm deutlich aufgelöst werden können.

BildfrequenzBearbeiten

Das menschliche Auge hat eine Eigenschaft, die Phi-Phänomen genannt wird. Das Phi-Phänomen wird als Bewegungswahrnehmung „erster Ordnung“ bezeichnet. Es wird in Form von relativ einfachen „Bewegungssensoren“ im visuellen System modelliert, die sich so entwickelt haben, dass sie eine Änderung der Leuchtdichte an einem Punkt auf der Netzhaut erkennen und diese mit einer Änderung der Leuchtdichte an einem benachbarten Punkt auf der Netzhaut nach einer kurzen Verzögerung korrelieren, so dass schnell angezeigte, aufeinanderfolgende Abtastbilder die scheinbare Illusion einer gleichmäßigen Bewegung ermöglichen. Das Flimmern des Bildes kann teilweise durch eine lang nachleuchtende Phosphorbeschichtung auf der Kathodenstrahlröhre behoben werden, so dass die aufeinanderfolgenden Bilder langsam verblassen. Langsamer Phosphor hat jedoch den negativen Nebeneffekt, dass das Bild verschmiert und verschwimmt, wenn eine große Menge schneller Bewegungen auf dem Bildschirm stattfindet.

Die maximale Bildrate hängt von der Bandbreite der Elektronik und des Übertragungssystems sowie von der Anzahl der horizontalen Abtastzeilen im Bild ab. Eine Bildwechselfrequenz von 25 oder 30 Hertz ist ein zufriedenstellender Kompromiss, während das Verfahren des Zeilensprungverfahrens (Interlacing) zwei Videofelder des Bildes pro Bild verwendet, um das Bild aufzubauen. Dieses Verfahren verdoppelt die scheinbare Anzahl der Videobilder pro Sekunde und reduziert Flimmern und andere Übertragungsfehler weiter.