Pixel Seitenverhältnis

Erster digitaler PAL-Standard (768x576)

Die PAL- Fernsehnorm legt fest, dass ein komplettes Fernsehbild (zwei Halbbilder) aus 575 aktiven Zeilen besteht (siehe Videosignal Analog). Für jede Zeile stehen jeweils 52µs für den Bildaufbau zur Verfügung.
Ein Problem bei der Entwicklung eines digitalen PAL-Standards war die Verwaltung der ungeraden Zeilenanzahl: 575 Zeilen ergeben jeweils 287,5 Zeilen pro Halbbild.
Die Lösung: Man fügte jeweils eine halbe Leerzeile ein und erhielt so 576 Zeilen und damit 288 Zeilen für jedes Halbbild. Für die Abtastung bei der Digitalisierung lag es nahe, für jede Zeile eine Reihe von Bildpunkten zu erzeugen.
Für die horizontale Abtastung legte man im Rahmen der ersten digitalen PAL-Norm fest, dass die Höhe und die Breite der einzelnen Bildpunkte gleich sein soll. Diese Bildpunkte sind also quadratisch (Pixel-Seitenverhältnis: 1).
Zwischen Breite und Höhe eines kompletten digitalen Bildes legte man ein Verhältnis von 4:3 fest. Daraus ergibt sich eine horizontale Auflösung von 768 Bildpunkten, bei einer Höhe von 576 Bildpunkten.
Die erste digitale PAL-Fernsehnorm sah also folgendermassen aus: 768x576 Pixel bei 50 Halbbildern pro Sekunde. Hierbei spricht man von quadratischen Bildpunkten (Square Pixel) und diese Pixel haben dementsprechend ein Seitenverhältnis von 1:1.
( Einige ältere Videokarten mit analogen Eingängen, aus der Zeit vor der Einführung des DV-Standards, haben auch noch Anfang der 1990er Jahre diese Auflösung verwendet, z.B. die AV-Master von FAST. )

1981 - digitale Norm nach CCIR (720x576)

Nun gab es Bestrebungen, bei der endgültigen Festlegung einer neuen digitalen Norm, eine gewisse Annäherung zwischen NTSC und PAL zu erreichen. Diese Angleichung sollte natürlich auch weiterhin eine Kompatibilität zu den herkömmlichen Fernsehsystemen und den Geräten garantieren. Aus diesem Grund war eine Anpassung der Bildwiederholfrequenz unmöglich. Die einzige realistische Möglichkeit sah man in der Angleichung der Bildbreite:
NTSC nutzte im analogen System 480 aktive Zeilen - daraus ergibt sich bei einer Digitalisierung mit einem Bildseitenverhältnis von 4:3 eine horizontale Auflösung von 640 quadratischen Bildpunkten - also Vollbilder mit 640x480 Pixel. Das MIttelmass zwischen den 640 horizontalen Pixel des NTSC-Systems und den 768 Pixel des PAL-Systems ergibt 704 Pixel (640+768=1408, 1408:2=704). Bei der Normierung der maximalen Abtastfrequenz einigte man sich auf 13,5 MHz.(siehe Videosignal Digital). Das bedeutet, dass innerhalb der 52µs, die beim analogen Signal für den Aufbau einer Zeile benötigt werden, bei einer Abtastfrequenz von 13,5 MHz genau 702 Werte erfasst werden können:

13,5 MHz bedeutet 13500 Abtastungen pro Sekunde.
52µs also 52/1000stel Sekunden (0,052 s) stehen pro Zeile zur Verfügung.

Diese 702 Pixel liegen also schon beinahe im Mittelwert der horizontalen Auflösung von NTSC und PAL, nun galt es aber noch ein weiteres Problem zu beheben:
Eine häufig auftretende minimale horizontale Verschiebung der Bildlage, die beim Digitalisierungsvorgang durch die nicht immer hundertprozentige Genauigkeit von analogen Zuspieler hervorgerufen wird. Ein Sicherheitsbereich von jeweils 9 Pixel links und rechts schien hier angemessen. Zählt man diese Pixel zusammen, 9+9=18, und addiert diese zu den 702 Bildpunkten, so erhält man 720 Pixel. Durch die Verbreiterung um 18 Pixel steigt die Dauer des Zeilendurchlaufes bei der Wiedergabe und der Abtastung von 52µs auf ~53,34µs
Wir haben also folgende Parameter, die 1981 von der CCIR ("Comité Consultatif International des Radiocommunications", heute ITU) unter der Bezeichnung 601 als neue Norm empfohlen wurden:
PAL: ITU-R BT.601: 720x576 Bildpunkte, bei einer Abtastfrequenz von maximal 13,5 MHz (das ergibt einen Zeilendurchlauf von ~53,34µs für die gesamte Breite von 720 Pixel).