신호 흐름의 차이, NTSC와 PAL 이해하기

 

안녕하세요. SDudio 입니다. 이번 시간에는 이전에 배운 동영상 프레임에 이어 비디오 신호에 관해 이야기해볼까 하는데요. 신호에는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있습니다. 그중 이번 시간에는 아날로그 신호에 대표라고 할 수 있는 ‘NTSC(National Television System Committee)’, ‘PAL(Phase Alternating Line)’에 대해 이야기해 볼까 합니다.

 

참고로, 저도 공부하면서 포스팅하는 거라 반박 시 여러분들의 맞습니다.

 

 

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우리들에게 친숙한
NTSC 신호는 무엇일까

NTSC는 1941년에 발표된 신호입니다. 미국 최초의 아날로그 텔레비전 표준이기도 한데요. NTSC 신호는 초기에는 흑백으로 신호로 사용되었습니다. 그러나, 1950년 컬러 방송 신호를 표준화하기 위해 위원회가 구성되었고, 1953년을 시작으로 많은 국가에서 채택되어 사용되어 왔습니다. 1961년 NTSC 신호는 ‘System M’이라는 명칭으로 부르기도 하는데요. 미국 전자 산업 연합(EIA)의 표준으로 활용되었습니다.

 

NTSC 컬러 신호가 채택되는 1950년에는 많은 일이 있었습니다. 당시 CBS에 의해 개발된 컬러 시스템이 있었으나 흑백 수신기와 호환되지 않았고, 한국전쟁으로 인해 컬러TV 텔레비전 제조를 금지하게 되었습니다. 이때 CBS는 컬러 시스템을 포기하게 되었습니다. 이에 따라 1953년 NTSC가 컬러 표준으로 도입되었고, 오늘날까지 이어오고 있습니다.

 

NTSC가 흑백 신호로 사용되었을 때는 미국에서 사용되는 교류 전력과 주파수(60Hz)가 동일했습니다. 30fps, 60fps로 구성된 NTSC 신호는 흑백 시스템에서 컬러 시스템으로 넘어가는 과정에서 문제가 발생했습니다. 컬러 신호의 주파수와 오디오 신호 간의 간섭 문제를 해결하기 위해 프레임 속도를 줄여야 했는데요. 그 결과, 프레임 속도가 30/1,001 (29.9790029fps), 60/1,001 (59.940059fps)로 기형적으로 변하게 되었습니다.

 

NTSC 신호는 초기에 525 스캔 라인을 선택했습니다. 여기서 스캔 라인(Scan Line)은 디스플레이에서 구성하는 수평선을 의미합니다. 이 선들이 모여 이미지를 생성하게 되는데요. 오늘날 수직 해상도라고 생각하시면 됩니다.

 

그중 486개가 실제 영상에서 사용되고 나머지 스캔 라인은 수직 블랭킹 인터벌(VBI, Vertical Blanking Interval, 수직 귀선 신호)에 사용됩니다. VBI는 화면 재생을 위해 필요한 기술적인 과정인 ‘수직 동기화’, 네트워크 신호와 시간 코드 등 추가 데이터를 전송하는 신호를 담고 있습니다.

 

프레임 속도는 초당 29.97프레임(29.97fps)으로 구성되어 있었으나, 인터레이스(Interlaced) 방식으로 할 경우 필드 당 262.5 라인으로 구성하여 초당 59.94프레임(59.94fps)으로 구성할 수 있었습니다. 인터레이스(Interlaced)와 프로그레시브(Progressive)는 유튜브에서 480i, 480p로 생각해 주시면 됩니다.

 

NTSC는 색상의 범위가 상대적으로 좁아, 일부 선명한 색상이 정확하게 표현되지 않을 수 있습니다. 이는 '색상 표류' 문제와 연관되어, 전송 과정에서 색상이 왜곡될 가능성이 있음을 의미합니다. 결과적으로, NTSC 시스템은 특정 색상들을 완벽하게 재현하는 데 한계가 있을 수 있습니다.

 

NTSC (System M)은 대부분 아메리카 대륙(아르헨티나, 브라질, 파라과이, 우루과이 제외), 미얀마, 대한민국, 대만, 필리핀, 일본 등 지역에서 아날로그 신호로 사용되었는데요. 2010년대부터 디지털 신호(ATSC, DVB-T)로 전환이 시작되고 있습니다. 대한민국도 2012년 12월 31일부터 NTSC 신호에서 디지털 신호인 ATSC로 전환되었습니다.

 

 

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우리에게는 조금 낯선
PAL 신호에 대해 알아보기

PAL(Phase Alternating Line)은 미국의 NTSC에서 발생하는 색 왜곡 현상을 극복하기 위해 1963년에 공개된 컬러 인코딩 시스템입니다. 당시 서유럽국가 중심으로 컬러 TV 도입 계획을 세우면서 월터 브루히(Walter Bruch)에 의해 독일의 텔레풍켄에서 개발되었습니다.

 

NTSC는 미국과 관련된 국가가 주로 사용한 신호라면 PAL은 대부분 유럽 국가, 벨기에나 프랑스 식민지가 아닌 모든 아프리카 국가, 아르헨티나, 대부분의 아시아 국가가 사용하고 있습니다.

 

 

NTSC와 PAL의 가장 큰 차이점으로는 초당 50Hz(25fps)로 사용된다는 점입니다. 또한, NTSC는 525개의 스캔 라인을 사용하는 반면에 PAL은 625개의 스캔 라인을 갖고 있습니다. 그중 576줄을 송출하는 데 사용하고, 나머지 스캔 라인은 수직 블랭킹 인터벌로 활용됩니다.

 

또한, 앞에서 언급했듯이 PAL은 NTSC에서 발생하는 색 왜곡 현상을 최대한 억제한 것이 특징입니다. PAL은 NTSC보다 넓은 색 영역을 제공하여 색상의 정확도와 표현력이 뛰어납니다. 넓은 색 영역 덕분에 PAL 시스템은 더 다양한 색상을 정확하게 표현할 수 있으며, 색상의 안정성과 일관성을 보장합니다. 따라서 PAL은 선명하고 정확한 색상 재현으로 인해 우수한 화질을 제공합니다.

 

 

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오늘은 이렇게 NTSC와 PAL에 관해 이야기를 해봤습니다.

다음에도 유익한 소식으로 찾아뵙겠습니다. 감사합니다!

 

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