استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته: NTSC و PAL

اگر سر و کارتان با دنیای تصاویر دیجیتال باشد قطعاً این دوکلمه را بارها شنیده یا در تنظیمات دوربین، تلویزیون یا مانیتور خود مشاهده کرده‌اید. استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته نیز درون خود گزینه‌های NTSC و PAL را دارند. NTSC و PAL درواقع سیستم‌های رمزنگاری مرتبط به تلویزیون‌های آنالوگ هستند. به‌طورکلی این دو فناوری بیشتر در زمان‌هایی کاربرد داشتند که هنوز سیستم پخش دیجیتال در دسترس عموم نبود. NTSC در واقع همان National Television Standards Committee  بوده و PAL نیز به Phase Alternating Line اشاره دارد.

پیش از اینکه سیستم پخش دیجیتال در میان مردم رایج شود، تلویزیون‌ها بسته به موقعیت مکانی خود در جهان، از سیستم پردازش تصویر NTSC و یا PAL پیروی می‌کردند. NTSC در آمریکای شمالی و همچنین چندین کشور در غرب آمریکای جنوبی، مورداستفاده قرار می‌گرفت. PAL نیز تقریباً در سایر نقاط جهان مخصوصاً اروپا و اقیانوسیه نفوذ بیشتری داشت. استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته نیز وابسته به این موضوع بود و در کشورهای مختلف دوربین‌های امنیتی با فرمت انتقال تصاویر متفاوت عرضه می‌شدند.

البته استاندارد سومی نیز وجود دارد، نام آن SECAM است.  این واژه مخفف کلمه فرانسوی و به معنای “رنگ متوالی همراه با حافظه” است. SECAM بیشتر در فرانسه، اتحاد جماهیر شوروی و برخی از کشورهای آفریقایی، مورداستفاده قرار گرفت که شباهت بسیاری به سیستم PAL داشت. اما این دو سیستم چه تفاوت‌هایی با یکدیگر داشتند؟ چرا امروزه در بسیاری از تنظیمات دوربین‌های مداربسته یا مانیتورها آنها را مشاهده می‌کنیم؟ برای پاسخ به این سؤالات همراه ما باشید.

فرمت PAL چیست؟

فرمت PAL درواقع سیستمی جهت  کدگذاری رنگی می‌باشد که توسط پخش‌کننده‌هایی مثل دستگاه دی‌وی‌دی استفاده می‌شد. این فرمت در تصاویر تلویزیون در کشورهای اروپا، اکثر آسیا و اکثر آفریقا و بخشی از آمریکای جنوبی نیز استفاده می‌شود. فرمت PAL در اواخر سال 1954 توسعه یافت تا نقاط ضعف سیستم NTSC را به‌صورت وسیع بهبود دهد.

NTSC چیست؟ 

یکی از مشکلات فرمت NTSC عملکرد ضعیف آن در کدگذاری رنگ‌ها در شرایط بد آب‌وهوایی بود، برای حل این مشکل، فرمت PAL در هر خط سیگنال در تصاویر ارورها را حذف می‌کند. بر خلاف NTSC، رمزگذاری PAL در شرایط بد هم برای تصویربرداری قابل‌استفاده می‌باشد.

تاریخچه NTSC

کمیسیون فدرال ارتباطات در سال 1940، کمیته سیستم تلویزیون ملی را تشکیل داد تا فرمت تصاویر تلویزیونی را یکسان کند. تا قبل از آن هر شرکت و تولیدکننده‌ای برای خود سیستم جداگانه پردازش تصاویر و ارسال آن را داشت.

NTSC با تلویزیون‌های قدیمی‌تر سیاه‌وسفید نیز سازگار بود. دلیل این موضوع نیز این بود که به‌راحتی امکان داشت که داده‌های رنگ را جهت نمایش بر روی نمایشگرهای خاکستری دیکود کرد. نرخ نوسازی NTSC در ابتدا، 60 هرتز بود، این قضیه نیز بدین دلیل بود که جریان برق ایالات متحده، در همین فرکانس قرار داشت. به همین دلیل این موضوع باعث ایجاد مشکل و تداخل در سیستم ارسال تصاویر و برق می‌شد. به همین دلیل نرخ ارسال تصاویر این فرمت به 30 فریم کاهش پیدا کرد.

هنگامی‌که سیستم پخش رنگی در میان مردم همه گیر شد، نرخ نوسازی استاندارد نیز جهت تطابق با تفاوت‌های مربوط به اطلاعات ارسالی اضافه شده کاهش پیدا کرد. بنابراین، NTSC از لحاظ فنی در نرخ نوسازی 59.94 هرتزی و 29.97 فریم بر ثانیه، اجرا می‌شود.

تاریخچه سیستم رمزنگاری PAL

سیستم PAL دقیقاً زمانی رونمایی شد که کشورهای اروپایی، آماده معرفی سیستم پخش رنگی تلویزیون شدند. به علت نوسانات آب‌وهوایی بالای اروپا، کشورهای آن چندان از استاندارد NTSC راضی نبودند. زیرا در هنگام شرایط آب‌وهوایی نامساعد، رنگ‌ها در این سیستم تغییر کرده و کیفیت مناسبی را نشان نمی‌دادند.

کشورهای اروپایی  اما همچنان منتظر بهبود فناوری ماندند و در سال 1963، مهندسان آلمان غربی، فرمت PAL را به اتحادیه صداوسیمای اروپا معرفی کردند. این فرمت برای اولین بار در سال 1967، جهت پخش رنگی در  کشور انگلیس مورداستفاده قرار گرفت. نام این فرمت به روشی مربوط می‌شود که در طی آن، تکه‌هایی  از اطلاعات مربوط به رنگ‌ها به همراه هر ردیف، معکوس می‌شوند. این فرایند باعث می‌شود که خطاهای رنگی که ممکن است در حین انتقال اطلاعات رخ دهند، کمتر شوند و در صورت ایجاد مشکل در یک سری از فریم‌ها امکان بازیابی آن وجود داشته باشد.

PAL همچنین در رزولوشن بالاتری اجرا می‌شود. در اکثر مناطقی که PAL مورداستفاده قرار می‌گیرد، خطوط برق با راندمان 50 هرتزی کار می‌کنند؛ بنابراین به دلیل درهم‌تنیدگی، تصاویر PAL با نرخ 25 فریم بر ثانیه فعالیت می‌کنند.

کاربرد PAL و NTSC در دوربین مداربسته

استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته  نیز با یکدیگر متفاوت هستند. حال که با تاریخچه و دلیل استفاده از دو سیستم مجزا برای ارسال تصاویر آشنا شدیم به سراغ موارد استفاده از آن در دوربین‌های مداربسته خواهیم رفت. همان‌طور که اشاره کردیم این استاندارد تصاویر برای سیستم‌های انتقال تصویر آنالوگ بکار گرفته می‌شود. به دلیل استفاده بسیاری از دوربین‌های مداربسته از سیستم آنالوگ در این نوع دوربین‌ها نیز  از این استانداردها برای انتقال تصاویر به سوی دستگاه ضبط مرکزی یا همان DVR استفاده می‌شود. به همین دلیل است که می‌توانید به راحتی کابل انتقال تصاویر دوربین را برای پخش زنده به تلویزیون متصل نمایید.

اما این استانداردها فقط در دوربین‌های آنالوگ کاربرد دارند. دوربین‌های مداربسته آنالوگ جدید یا همان AHDها همانند دوربین‌های مداربسته HD CVI , HD TVI , HD SDI از این استانداردها استفاده نمی‌کنند. زیرا برای نمایش تصویر آنها در نمایشگرها باید اول به درون دستگاه DVI رمزگشایی یا Decode شود و سپس دستگاه DVR آن را تبدیل فرمت‌های تلویزیونی قابل نمایش می‌کند.

به‌طورکلی استانداردهای تصویر PAL , NTSC از  جمله پرکاربردترین فرمت‌ها در سیستم‌های انتقال تصویر ویدئویی آنالوگ هستند. این فرمت‌ها از زمان ظهور سیستم تلویزیونی رنگی به وجود آمده‌اند که هرکدام دارای ویژگی‌های خاصی می‌باشد.

کانورت PAL و NTSC به یکدیگر

سؤال این است آیا می‌توانیم استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته را به یکدیگر تبدیل کنیم؟ یعنی می‌توانیم فایل رکورد شده دوربین PAL را به NTSC تبدیل کنیم؟ پاسخ کوتاه بله است. ما باید توجه داشته باشیم که بدون درنظرگرفتن فرکانس و سیستم استاندارد این دو فرمت، مهم‌ترین فاکتور برای تبدیل آنها فریم ریت یا نرخ فریم بر ثانیه است.

در زمان تبدیل فایل‌های این دو فرمت به یکدیگر، اگر PAL را به NTSC تبدیل کنیم چون PAL تعداد فریم‌های کمتری نسبت به NTSC دارد، می‌بایست به هر ثانیه آن 5 فریم اضافه کنیم. در دست دیگر نیز  اگر NTSC را به PAL تبدیل کنیم چون NTSC تعداد فریم‌های بیشتر دارد باید از هر ثانیه 5 فریم کم کنیم.

تداخل فرمت تصویر در دوربین مداربسته

شاید برای شما نیز اتفاق افتاده باشد که در دوربین مداربسته‌ای پس از دریافت سیگنال کنترل، با مشکل عدم نمایش تصویر مواجه شوید. در بسیاری از مواقع حل این مشکل در گرو باتری و پاور دوربین خواهد بود. اما اگر مشکل را از این طریق برطرف نکردید می‌توانید به سراغ عدم تطابق استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته با DVR بروید.؛ اما توجه داشته باشید که این مشکل در بسیاری از مواقع تنها در دوربین‌ها  یا DVR قدیمی رخ می‌دهد.

اما مورد دیگری نیز می‌تواند دلیل عدم دریافت تصویر از دوربین باشد. چنانچه سیستم رنگ دوربین خریداری شده بر روی حالت NTSC باشد و در سوی دیگر DVR ای داشته باشید که سیستم رنگ آن در حالت PAL قرار گرفته باشد، قطعاً تصویری از دوربین در نمایشگر متصل به DVR مشاهده نخواهید کرد. البته ممکن است تصویر دریافت شده با خط‌های مشکلی نیز پوشیده شده باشد که این نیز یکی از مواردی است که می‌تواند شما رابه سمت چک کردن فرمت ارسال تصویر سوق دهد. اگر این حالت را مشاهده کردید دوربین شما روی حالت NTSC قرار داده شده است که نیاز به تغییر آن به حالت PAL می‌باشد.

سخن پایانی

تفاوتی چندانی میان استفاده از این دو فرمت استاندارد تصویر در دوربین‌های مداربسته نیست، اما قطعاً همسان بودن آنها در دستگاه DVR و دوربین مداربسته شما اهمیت بسیار خواهد داشت. با اینکه تنظیمات هر دستگاه با یکدیگر متفاوت است؛ اما با کمی  گشت‌وگذار در تنظیمات دستگاه یا دوربین می‌توانید فرمت ارسال تصویر را بیابید. دوربین‌های جدید مداربسته به‌صورت خودکار می‌توانند این تنظیمات را شناسایی کرده و فرمت ارسال تصاویر را با DVR سینک کنند.