SECAM

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

SECAM или SÉCAM (от фр. Séquentiel couleur avec mémoire, позднее Séquentiel couleur à mémoire — последовательный цвет с памятью; произносится [сека́м]) — система аналогового цветного телевидения, разработка которой началась во Франции в конце 1950-х годов. В 1965—66 годах совместно с СССР была доработана, став первым европейским стандартом цветного телевидения[1]. В результате дальнейшего совершенствования, проходившего в процессе эксплуатации, начатой в 1967 году одновременно в СССР и Франции, система приобрела окончательный вид и название SECAM—IIIB.

Описание[править | править вики-текст]

Спектр телевизионного сигнала SECAM. Серое поле соответствует сигналу яркости, а жёлтое — сигналу цветности. Вертикальные линии обозначают составляющие поднесущей, соответствующие красному (4,406 МГц) и синему (4,25 МГц) цветоразностным сигналам при отсутствии модуляции[2]

Так же, как в других системах цветного телевидения — NTSC и PAL — для совместимости с чёрно-белым телевизионными приёмниками вместо непосредственной передачи трёх сигналов основных цветов осуществляется передача сигнала яркости Y, соответствующего чёрно-белому изображению, и двух цветоразностных сигналов R-Y и B-Y, несущих информацию о красном и синем цветах соответственно. Недостающая информация о зелёном цвете G восстанавливается в приёмном устройстве вычитанием суммы цветоразностных сигналов из яркостного в соответствии с соотношением:

Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B[2].

В случае просмотра программы на чёрно-белом телевизоре используется только сигнал яркости, ничем не отличающийся от видеосигнала чёрно-белого телевидения. Сигнал цветности, который содержит информацию о цветоразностных сигналах, чёрно-белым телевизором не принимается. Он передается на вспомогательной несущей частоте — поднесущей, которая принимается блоком цветности цветных телевизоров, содержащим декодер, преобразующий сигналы поднесущей и яркости в сигналы трёх цветов. Сигнал цветности передается при помощи частотной модуляции поднесущей, для повышения устойчивости к амплитудным и фазовым искажениям, к которым особенно чувствительна система NTSC, разработанная ранее[3]. Для уменьшения видимости поднесущей на экране её амплитуда не превышает 25% от размаха сигнала яркости, а сигналы цветности подвергаются в передающем устройстве предыскажениям для повышения помехозащищённости[4].

Главной особенностью системы SECAM, отражённой в её названии, является передача во время интервала одной строки только одного цветоразностного сигнала из двух, передаваемых поочерёдно[1]. В приёмнике сигнал, передаваемый в течение одной строки, воспроизводится в течение двух строк за счёт использования строчной памяти. В момент передачи сигнала R-Y, из строчной памяти в декодер поступает сигнал предыдущей строки B-Y и наоборот. Поскольку система SECAM используется только с европейским стандартом разложения 625/50, длительность запоминания, равная периоду одной строки, составляет 64 микросекунды[2].

В аналоговых телевизионных приемниках для реализации памяти первоначально использовались ультразвуковые линии задержки, а в настоящее время применяются более устойчивые цифровые устройства запоминания. Во время строчного гасящего импульса производится двойная коммутация, чтобы направить приходящий сигнал на один вход декодирующего устройства, а сигнал из строчной памяти на другой. В результате на оба входа блока цветности одновременно поступают два цветоразностных сигнала, один из текущей строки, а другой — из предыдущей. Полученные сигналы, вычитаемые из яркостного, дают на выходе блока цветности три сигнала, соответствующие основным цветам, которые подаются на электронные пушки кинескопа.

Поочерёдная передача цветоразностных сигналов требует согласованной работы коммутаторов передающего и принимающего устройств, которые должны переключаться синхронно и синфазно. Для этого используется сигнал цветовой синхронизации, или как его часто называют, сигнал цветового опознавания[5]. Он состоит из серии 9 импульсов трапецеидальной формы, добавляемых в цветоразностные сигналы во время кадровых гасящих импульсов с 7-й по 15-ю строки нечётного и с 320-й по 328-ю чётного полукадров. Начало и конец каждого импульса совпадают с началом и концом активной части строки. Опознавание происходит за счёт разницы в частотах соседних импульсов, принимающих крайние значения 4,756 МГц для «красных» и 3,9 МГц для «синих» строк. В современных телевизорах вместо сигналов опознавания для цветовой синхронизации используются защитные вставки немодулированной поднесущей, следующие на задней площадке строчных гасящих импульсов[2]. Частота этих пакетов, также используемых для настройки амплитудного ограничителя сигнала цветности, соответствует частоте несущей передаваемого в соответствующей строке цветоразностного сигнала.

Достоинства и недостатки[править | править вики-текст]

Основным преимуществом системы SECAM является отсутствие перекрёстных искажений между цветоразностными сигналами, достигаемое за счёт их последовательной передачи. Однако, на практике это преимущество может быть реализовано не всегда из-за несовершенства коммутаторов сигнала цветности в декодирующем устройстве[6]. Система SECAM практически нечувствительна к дифференциально-фазовым искажениям, особенно критичным для системы NTSC. За счёт применения частотной модуляции высока устойчивость к изменениям амплитуды поднесущей, возникающим вследствие неравномерности АФЧХ тракта передачи. Система NTSC, использующая квадратурную модуляцию, более чувствительна к таким искажениям, проявляющимся как изменение цветовой насыщенности[6]. По этим же причинам SECAM менее чувствителен к колебаниям скорости магнитной ленты видеомагнитофона.

К недостаткам системы стоит отнести в первую очередь, низкую помехозащищённость, проявляющуюся при соотношении сигнал/шум принимаемого сигнала менее 18 дБ. В этом случае качество цветного изображения резко падает, и становятся видимы низкочастотные цветные помехи[6]. Другим недостатком является более низкая, чем у NTSC и PAL совместимость с чёрно-белыми телевизорами. В таких приёмниках, не оснащённых фильтром поднесущей, помехи от неё сильно заметны, особенно на вертикальных границах между цветами. Из-за использования частотной модуляции поднесущей в системе SECAM сильнее, чем в других, проявляются перекрёстные искажения между сигналами яркости и цветности, особенно заметные в виде цветных «факелов» в детализированных сюжетах с малой цветовой насыщенностью[6]. Подавление возможных перекрёстных помех достигается за счёт снижения качества сигнала яркости, в котором подавляется значительная часть высокочастотного спектра, ответственная за горизонтальную чёткость. Благодаря последовательной передаче цвета цветное изображение стандарта SECAM имеет в два раза меньшую чёткость по вертикали, чем монохромное[7]. Это считается допустимым, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей: на среднестатистических сюжетах такое ухудшение почти незаметно. Гораздо более заметны искажения, проявляющиеся на резких вертикальных цветовых переходах, и усугубляемые чересстрочной развёрткой. Такие искажения проявляются как заметное глазу дрожание горизонтальных границ с частотой 12,5 Гц. Неточность линии задержки может приводить к искажениям, проявляющимся в «зубчатости» вертикальных цветовых границ, непрерывно скользящей из-за чересстрочной развёртки[6].

Согласно всесторонним исследованиям, проведённым в 1965–66 г. г. в ОСЦТ-2 (Опытная станция цветного телевидения) для сравнения различных систем цветного телевидения, при выборе лучшей для широкого внедрения в СССР, на тот момент ни одна из конкурирующих систем не показала решающих технических или экономических преимуществ перед другой[8]. Преимуществом системы SECAM была меньшая чувствительность к искажениям при передаче по междугородным линиям и при видеозаписи; недостатком — усложнение устройства видеомикшеров.

Версии SECAM[править | править вики-текст]

В мире используются несколько модификаций стандарта SECAM, не отличающихся друг от друга способом передачи цветоразностных сигналов, включая так называемые предыскажения. Отличаются только несущие частоты яркостного видеосигнала, звукового сопровождения и способ модуляции звука. Одним из важных отличий в настоящее время является способ опознавания цвета. Для этого могут применяться как стандартные сигналы цветового опознавания SECAM[5], так и пакеты импульсов поднесущей во время строчного гашения. В настоящее время последний способ считается основным, хотя в России передаются оба сигнала одновременно, а во Франции — только «вспышки» в строчном гасящем импульсе. Во всех случаях используется только европейский стандарт разложения 625/50.

Стандарт Полоса канала Полоса сигнала яркости Полярность видеосигнала Несущая звука Модуляция звука Страна
SECAM-L
8 МГц
6 МГц
Позитивная
+6,5 МГц
АМ
Франция
SECAM-K1
8 МГц
6 МГц
Негативная
+6,5 МГц
ЧМ
Бывшие заморские владения Франции
SECAM В/G
7 МГц (МВ), 8 МГц (ДМВ)
5 МГц
Негативная
+5,5 МГц
ЧМ
Греция, некоторые страны Ближнего Востока, Индия
SECAM D/K
8 МГц
6 МГц
Негативная
+6,5 МГц
ЧМ
Россия, СНГ

Вариант MESECAM (англ. Middle East SECAM — SECAM Ближнего Востока) не является вещательным стандартом и используется только при записи на магнитную ленту в формате VHS на видеомагнитофоны, предназначенные для стандарта PAL. При записи на магнитную ленту во всех бытовых стандартах цветоразностному сигналу отводится область более низких частот, а спектр в целом оказывается инвертированным, по сравнению со спектром исходного телесигнала. Описанный стандартом процесс обработки цветоразностных сигналов для системы SECAM включает деление поднесущих на 4 и подавление верхней боковой полосы. В варианте MESECAM для упрощения схемы видеомагнитофона используется та же схема обработки сигнала, что и для стандарта PAL — сигнал переносится в низкочастотную область с помощью дополнительного гетеродина, при этом в сигналах системы PAL сохраняются не только частотные, но и фазовые соотношения сигналов, не обязательные для системы SECAM.

История[править | править вики-текст]

  • 1956 год — начало разработки стандарта во Франции[2];
  • 1961 год — разработана первая версия стандарта SECAM I, в этой версии цветовые поднесущие передавались на одной частоте;
  • 1965 год — SECAM III (он же SECAM Optimised) представлена на ассамблее CCIR (Международный консультативный комитет по радио). Это и есть используемый в настоящее время стандарт SECAM («III» больше не указывается). В этом же году в СССР разработан и запатентован собственный улучшенный стандарт НИИР (он же SECAM-IV, он же NIR или NIIR);
  • 1967 год — началось цветное телевизионное вещание в стандарте SECAM (SECAM-IIIB) во Франции и СССР[2];

Бытует расхожее мнение, что стандарт SECAM был принят в СССР по политическим мотивам, в пику США с их стандартом NTSC[9]. На самом деле, выбор осуществлялся на конкурентной основе из четырёх существовавших тогда вариантов (НИИР, PAL, SECAM и NTSC). Сравнение проводилось путём трансляции сигналов по существующим тогда радиорелейным линиям (не самого подходящего качества) и записи на видеомагнитофон «Кадр-1Ц». Считается, что SECAM в этих условиях показал наилучшее качество. Стандарт НИИР тогда был только в макете и потенциально мог превосходить своих конкурентов[8]. Когда стало очевидно, что выбор может остановиться на отечественной системе НИИР, французы признали систему SECAM совместной советско-французской, что избавило наших производителей телевизоров от патентных отчислений[8]. Это и стало решающим фактором при принятии нового стандарта в СССР.

Также существует версия, что в пользу SECAM сыграл тот факт, что в декодерах этого стандарта не требуется кварцевый резонатор — дефицитный и дорогой на тот момент радиокомпонент, а к ультразвуковой линии задержки предъявлялись более скромные требования по точности, чем в стандарте PAL. Из-за особенностей последнего, отклонения времени задержки не должно превышать 5 наносекунд, тогда как в системе SECAM этот же параметр составляет 30 наносекунд[10].

География распространения[править | править вики-текст]

Системы телевидения стран мира

Система SÉCAM в настоящее время является основной системой цветного аналогового телевидения в России и Франции. Основные параметры отечественного телевидения этого стандарта определяются в рамках ГОСТ 7845—92[11]. Кроме этих двух стран система также применяется в ряде стран Африки и Ближнего Востока, Монако, Люксембурге, а также в быших странах СЭВ[1]. С падением СССР в Восточной Европе система SÉCAM стала постепенно вытесняться системой PAL.

В связи с тем, что студийное видеооборудование стандарта SÉCAM в настоящее время практически нигде в мире не производится, всё видеопроизводство происходит в системе PAL в европейском стандарте разложения, а в эфир после транскодирования поступает сигнал SECAM[12]. Вопрос о переходе российского вещания к системе PAL неоднократно поднимался специалистами, но наличие огромного парка телевизионных приёмников, поддерживающих единственный стандарт SÉCAM, делает такой переход невозможным[8]. В настоящее время эфирное аналоговое вещание телевизионных каналов в России ведётся в системе SÉCAM, однако в сетях кабельного вещания подавляющее большинство аналоговых телевизионных каналов, в том числе и представленных в открытом эфире, передаётся в системе PAL, что делает невозможным их просмотр на старых советских телевизорах в цвете.

В шутку SECAM расшифровывают как «System Essentially Contrary to American Method» (система, по сути противоположная американскому методу)[13].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Телевидение, 2002, с. 266
  2. 1 2 3 4 5 6 Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы, 2004
  3. Телевидение, 2002, с. 267
  4. Телевидение, 2002, с. 270
  5. 1 2 Телевидение, 2002, с. 281
  6. 1 2 3 4 5 Телевидение, 2002, с. 292
  7. Телевидение, 2002, с. 268
  8. 1 2 3 4 В. Маковеев. Технические аспекты развития телевидения в России (Взгляд из-под палубы) (рус.). От черно-белого телевидения к киберпространству. Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 8 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2013.
  9. Andreas Fickers. The Techno-politics of Colour: Britain and the European Struggle for a Colour Television Standard (англ.). Maastricht University. Проверено 8 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2013.
  10. Телевидение, 2002, с. 288
  11. ГОСТ 7845-92 Система вещательного телевидения (рус.). Министерство связи СССР (1 января 1993). Проверено 10 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2013.
  12. Леонид Чирков Голосую за PAL (рус.) // «625» : журнал. — 1997. — № 4. — ISSN 0869-7914.
  13. SECAM, PAL, NTSC… Решение проблемы совместимости (рус.). Что есть что. Stereo&video (июнь 2000). Проверено 3 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 11 февраля 2013.

Литература[править | править вики-текст]

  • В. Е. Джакония 12.2. Система цветного телевидения SECAM // Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 266—294. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.