Sistema de cor SECAM

SECAM (Sequential color with memory), é um sistema de televisão a cores analógico usado pela primeira vez em França . Foi um dos três principais padrões de televisão em cores, sendo os outros o PAL europeu e o NTSC norte-americano.

O desenvolvimento do SECAM começou em 1956 por uma equipe liderada por Henri de France, trabalhando na Compagnie Française de Télévision (mais tarde comprada pela Thomson, agora Technicolor). A primeira transmissão do SECAM foi feita em França em 1967, tornando-se o primeiro padrão para ir viver em Europa . O sistema também foi selecionado como o padrão para cores no União Soviética , que começou a transmitir pouco depois dos franceses. O padrão se espalhou a partir desses dois países para muitos estados clientes e ex-colônias.

SECAM permaneceu um padrão importante nos anos 2000. Está em processo de ser eliminado e substituído pelo DVB, o novo padrão pan-europeu para a televisão digital.

História
O trabalho no SECAM começou em 1956. A tecnologia estava pronta no final da década de 1950, mas isso era cedo demais para uma ampla introdução. Uma versão do SECAM para o padrão de televisão de linha 819 francês foi concebida e testada, mas não introduzida. Na sequência de um acordo pan-europeu para introduzir a TV a cores apenas em 625 linhas, França teve que iniciar a conversão passando para um padrão de televisão de 625 linhas, o que aconteceu no início dos anos 60 com a introdução de uma segunda rede.

O primeiro sistema proposto foi chamado SECAM I em 1961, seguido de outros estudos para melhorar a compatibilidade e a qualidade da imagem.

Essas melhorias foram chamadas de SECAM II e SECAM III, com a última sendo apresentada na Assembléia Geral do CCIR em 1965. Viena .

Outras melhorias foram o SECAM III A seguido pelo SECAM III B, o sistema adotado para uso geral em 1967.

Os técnicos soviéticos estavam envolvidos no desenvolvimento do padrão e criaram sua própria variante incompatível chamada NIR ou SECAM IV, que não foi implantada. A equipe estava trabalhando em Moscou Telecentrum sob a direção do Professor Shmakov. A designação NIR vem do nome da Nautchno-Issledovatelskiy Institut Radio (NIIR, Научно-Исседовательский Институт Радио), um instituto de pesquisa soviético envolvido nos estudos. Dois padrões foram desenvolvidos: NIR não-linear, no qual um processo análogo à correção gama é usado, e NIR Linear ou SECAM IV que omite este processo.

SECAM foi inaugurado em França em 1 de Outubro de 1967, em la deuxième chaîne (o segundo canal), agora França 2. Um grupo de quatro homens de terno – um apresentador (Georges Gorse, Ministro da Informação) e três colaboradores para o desenvolvimento do sistema – foram apresentados em um estúdio. Após uma contagem de 10, às 14h15, a imagem em preto-e-branco mudou para cor; o apresentador declarou então “Et voici la couleur!” (fr: E aqui está a cor!) Em 1967, a CLT do Líbano tornou-se a terceira estação de televisão do mundo, depois da União Soviética e França , para transmitir em cores utilizando a tecnologia francesa SECAM.

Os primeiros televisores a cores custam 5000 francos. A TV a cores não era muito popular inicialmente; apenas cerca de 1500 pessoas assistiram ao programa inaugural em cores. Um ano depois, apenas 200 mil aparelhos foram vendidos, de um milhão esperado. Este padrão foi semelhante ao anterior lento crescimento da popularidade da televisão a cores no NOS .

O SECAM foi posteriormente adotado por antigas colônias francesas e belgas, Grécia, União Soviética e países do bloco oriental (exceto Romênia e Albânia) e países do Oriente Médio. No entanto, com a queda do comunismo, e após um período em que os televisores multi-padrão se tornaram uma commodity, muitos países do Leste Europeu decidiram mudar para o sistema PAL desenvolvido na Alemanha.

Outros países, nomeadamente o Reino Unido e Itália , brevemente experimentou o SECAM antes de optar por PAL.

Desde o final dos anos 2000, o SECAM está em processo de ser eliminado e substituído pelo DVB.

Desenvolvimento
Alguns argumentaram que a principal motivação para o desenvolvimento do SECAM em França era proteger os fabricantes de equipamentos de televisão franceses. No entanto, a incompatibilidade havia começado com a decisão incomum anterior de adotar modulação de vídeo positiva para os sinais de transmissão franceses. Os sistemas anteriores System A e os sistemas de linha 819 eram os únicos outros sistemas a usar modulação de vídeo positiva. Além disso, o desenvolvimento do SECAM é anterior ao PAL. NTSC foi considerado indesejável em Europa por causa de seu problema de tonalidade que exige um controle adicional, que SECAM e PAL resolveram. [nota 1] No entanto, o SECAM foi parcialmente desenvolvido por motivos de orgulho nacional. O carisma pessoal e a ambição de Henri de France podem ter sido um fator contribuinte. O PAL foi desenvolvido pela Telefunken, uma empresa alemã, e na era De Gaulle do pós-guerra teria havido muita resistência política a abandonar um sistema desenvolvido na França e a adotar um sistema desenvolvido na Alemanha.

Ao contrário de alguns outros fabricantes, a empresa onde a SECAM foi inventada, a Technicolor (conhecida como Thomson até 2010), ainda vende televisores em todo o mundo sob diferentes marcas; isso pode ser devido em parte ao legado do SECAM. A Thomson comprou a empresa que desenvolveu a PAL, a Telefunken, e hoje é co-proprietária da marca RCA – sendo a RCA a criadora da NTSC. Thomson também é co-autor do padrão ATSC, que é usado para a televisão de alta definição americana.

A disseminação do SECAM
A adoção do SECAM em Europa Oriental foi atribuída a maquinações políticas da Guerra Fria. De acordo com esta explicação, as autoridades políticas da Alemanha Oriental estavam bem conscientes da popularidade da televisão da Alemanha Ocidental e adotaram o SECAM em vez da codificação PAL usada em Alemanha Ocidental . Isso não impediu a recepção mútua em preto e branco, porque os padrões de TV subjacentes permaneceram essencialmente os mesmos em ambas as partes. Alemanha . No entanto, os alemães orientais responderam comprando decodificadores PAL para seus aparelhos SECAM. Eventualmente, o governo em Berlim Oriental parou de prestar atenção ao chamado “Republikflucht via Fernsehen”, ou “deserção via televisão”. Televisores posteriores produzidos na Alemanha Oriental incluíram até mesmo um decodificador PAL / SECAM de padrão duplo.

Outra explicação para a adoção do SECAM na Europa Oriental, liderada pela União Soviética, é que os russos possuíam linhas de distribuição extremamente longas entre as estações de transmissão e os transmissores. Cabos coaxiais longos ou links de microondas podem causar variações de amplitude e fase, que não afetam os sinais SECAM.

No entanto, PAL e SECAM são apenas padrões para a subportadora colorida, usada em conjunto com padrões mais antigos para os sinais monocromáticos de base. Os nomes desses padrões monocromáticos são letras, como M, B / G, D / K e L. Consulte CCIR, OIRT e FCC (os corpos de padronização).

Esses sinais são muito mais importantes para compatibilidade do que as subportadoras de cores. Eles diferem por modulação de som AM ou FM, polarização de sinal, freqüências relativas dentro do canal, largura de banda, etc. Por exemplo, um aparelho de TV PAL D / K poderá receber um sinal SECAM D / K (embora em preto e branco) , embora não seja possível decodificar o som de um sinal PAL B / G. Assim, mesmo antes de o SECAM chegar aos países do Leste Europeu, a maioria dos espectadores Alemanha Oriental e Jugoslávia ) não poderia ter recebido programas ocidentais. Isso, juntamente com questões de idioma, significava que na maioria dos países a recepção apenas monocromática não representava um problema significativo para as autoridades.

Detalhes técnicos
Assim como com os outros padrões de cores adotados para o uso de broadcast em todo o mundo, o SECAM é um padrão que permite que os receptores de televisão monocromáticos existentes, antes da sua introdução, continuem a ser operados como televisores monocromáticos. Devido a esse requisito de compatibilidade, os padrões de cores adicionaram um segundo sinal ao sinal monocromático básico, que transporta as informações de cor. A informação de cor é chamada de crominância ou C para breve, enquanto a informação em preto e branco é chamada de luminância ou Y para breve. Os receptores de televisão monocromáticos apenas exibem a luminância, enquanto os receptores de cor processam ambos os sinais.

Além disso, para compatibilidade, é necessário não usar mais largura de banda do que o sinal monocromático sozinho; o sinal de cor tem que ser de alguma forma inserido no sinal monocromático, sem perturbá-lo. Esta inserção é possível porque o espectro do sinal de TV monocromático não é contínuo (para a maioria dos conteúdos de vídeo típicos), portanto existe espaço vazio que pode ser utilizado. Essa falta típica de continuidade resulta da natureza discreta do sinal, que é dividido em quadros e linhas. (Estritamente falando, o vídeo monocromático usa todo o espectro, se o movimento arbitrário e irrestrito de assuntos e / ou câmeras for permitido. Portanto, todos esses sistemas de cores comprometem a qualidade da luma até certo ponto em troca da adição de cor – ou seja, todos esses sinais de cor parecem piores em algum momento do que seriam se o sinal de cor estivesse ausente.) Os sistemas de cores analógicas diferem pelo modo como o espaço usado com pouca frequência na banda de frequência do sinal é usado. Em todos os casos, o sinal de cor é inserido no final do espectro do sinal monocromático, onde causa menos distorção visual (afetando apenas detalhes finos) no caso incomum de o sinal monocromático ter componentes de freqüência significativos sobrepondo o sinal de cor.

De modo a poder separar o sinal de cor do monocromático no receptor, é utilizada uma subportadora de frequência fixa, sendo esta subportadora modulada pelo sinal de cor.

O espaço de cores é tridimensional pela natureza da visão humana, portanto, depois de subtrair a luminância, que é transportada pelo sinal de base, a subportadora de cor ainda tem que carregar um sinal bidimensional. Normalmente, as informações de vermelho (R) e azul (B) são transmitidas porque a diferença de sinal com a luminância (RY e BY) é mais forte que a de verde (GY).

O SECAM difere dos outros sistemas de cores pela maneira como os sinais RY e BY são transportados.

Primeiro, o SECAM usa modulação de frequência para codificar informações de crominância na subportadora.

Segundo, em vez de transmitir as informações em vermelho e azul juntas, ele envia apenas uma delas por vez e usa as informações sobre a outra cor da linha anterior. Ele usa uma linha de atraso analógica, um dispositivo de memória, para armazenar uma linha de informações de cor. Isso justifica o nome “Sequencial, com memória”.

Como o SECAM transmite apenas uma cor de cada vez, ele é livre dos artefatos de cores presentes em NTSC e PAL resultantes da transmissão combinada de ambos os sinais.

Isso significa que a resolução de cor vertical é dividida em metade em relação ao NTSC. O sistema PAL posterior também exibe metade da resolução vertical do NTSC (ou seja, o mesmo que o SECAM). Embora o PAL não elimine metade das informações verticais de cor durante a codificação, ele combina informações de cores de linhas adjacentes no estágio de decodificação, para compensar “erros de fase da subportadora de cor” que ocorrem durante a transmissão do subpadrão de cores Amplitude / Fase Modulada. transportadora. Isso normalmente é feito usando uma linha de delay como no SECAM (o resultado é chamado PAL D ou PAL Delay-Line, às vezes interpretado como DeLuxe), mas pode ser realizado visualmente em aparelhos de TV baratos usando decodificadores PAL-S (PAL simples) . Como a modulação FM da subportadora de cor do SECAM é insensível a erros de fase (ou amplitude), erros de fase não causam perda de saturação de cor no SECAM, embora eles façam em PAL. Em NTSC, tais erros causam mudanças de cor (daí o ” Matiz “controle em todos os aparelhos de TV NTSC para ajustar a fase de cor com um viés constante).

Os sinais de diferença de cor no SECAM são realmente calculados no espaço de cores YDbDr, que é uma versão em escala do espaço de cores YUV. Essa codificação é mais adequada para a transmissão de apenas um sinal por vez.

A modulação FM da informação de cor permite que o SECAM seja completamente livre do problema de rastreamento de pontos comumente encontrado com os outros padrões analógicos. Transmissões SECAM são mais robustas em distâncias maiores que NTSC ou PAL. No entanto, devido à sua natureza de FM, o sinal de cor permanece presente, embora em amplitude reduzida, mesmo em porções monocromáticas da imagem, sendo, portanto, sujeito a cores cruzadas mais fortes, embora não exista rastreamento de cor do tipo PAL.

Embora a maior parte do padrão seja removida dos sinais codificados em PAL e NTSC com um filtro comb (projetado para segregar os dois sinais em que o espectro luma pode se sobrepor ao espaço espectral usado pelo croma) por exibições modernas, alguns ainda podem ser deixados em certas partes da imagem. Essas partes geralmente são bordas pontiagudas na imagem, mudanças repentinas de cor ou brilho ao longo da imagem ou certos padrões repetitivos, como um tabuleiro de damas na roupa. Os padrões de rastreamento de pontos podem ser completamente removidos conectando-se a fonte de sinal através de um cabo ou formato de sinal diferente do vídeo composto (cabo RCA amarelo) ou um cabo coaxial, como o S-Video, que transporta o sinal de chroma em uma banda separada tudo por si só, deixando a luma para usar toda a sua banda, incluindo as partes geralmente vazias quando elas são necessárias. O FMAM SECAM é um espectro contínuo, por isso, ao contrário do PAL e do NTSC, mesmo um filtro digital perfeito não pode separar totalmente o SECAM Colour and Luminance.

A idéia de reduzir a resolução de cor vertical vem de Henri de France, que observou que a informação de cor é aproximadamente idêntica para duas linhas sucessivas. Como a informação de cor foi projetada para ser uma adição barata e compatível com o sinal monocromático, o sinal de cor possui uma largura de banda menor que o sinal de luminância e, portanto, menor resolução horizontal. Felizmente, o sistema visual humano é similar em design: ele percebe mudanças na luminância em uma resolução maior do que as mudanças na crominância, então essa assimetria tem um impacto visual mínimo. Portanto, também era lógico reduzir a resolução de cor vertical.

Um paradoxo semelhante aplica-se à resolução vertical na televisão em geral: a redução da largura de banda do sinal de vídeo preservará a resolução vertical, mesmo que a imagem perca nitidez e esteja borrada na direção horizontal. Assim, o vídeo pode ser mais nítido verticalmente do que horizontalmente. Além disso, a transmissão de uma imagem com muitos detalhes verticais causará flicker irritante nas telas da TV, já que pequenos detalhes aparecerão em uma única linha (em um dos dois campos entrelaçados) e, portanto, serão atualizados a metade da freqüência. (Essa é uma consequência da varredura entrelaçada que é evitada pela varredura progressiva.) O texto e inserções gerados por computador devem ser cuidadosamente filtrados com passagem baixa para evitar isso.

Os últimos esforços europeus em direção a um padrão analógico, resultando em sistemas MAC, ainda usavam a idéia de transmissão de cores seqüencial do SECAM, com apenas um dos componentes U e V comprimidos no tempo sendo transmitidos em uma determinada linha. O padrão D2-MAC desfrutou de uma pequena implantação real no mercado, particularmente nos países do norte da Europa. Até certo ponto, essa ideia ainda está presente no formato de amostragem digital 4: 2: 0, que é usado pela maioria das mídias de vídeo digital disponíveis ao público. Neste caso, no entanto, a resolução de cor é reduzida à metade nas direções horizontal e vertical, resultando em um comportamento mais simétrico.

Variedades SECAM

L, B / G, D / K, H, K, M (transmissão)
Existem seis variedades de SECAM:

SECAM francês (SECAM-L)
O SECAM francês (SECAM-L) é usado apenas em França , Luxemburgo (apenas RTL9 em CH 21 de Dudelange) e Transmissores Tele Monte-Carlo no sul de França .
SECAM-B / G
SECAM-B / G é / foi usado em partes do Oriente Médio, antigo Alemanha Oriental e Grécia
SECAM-D / K
SECAM-D / K é usado na Comunidade de Estados Independentes e partes de Europa Oriental (isso é simplesmente o SECAM usado com os padrões de transmissão de TV monocromática D e K), embora a maioria dos países do Leste Europeu tenha agora migrado para outros sistemas.
SECAM-H
Por volta de 1983-1984, um novo padrão de identificação de cor (“Linha SECAM ou SECAM-H”) foi introduzido para disponibilizar mais espaço dentro do sinal para adicionar informações de teletexto (originalmente de acordo com o padrão Antiope). Explosões de identificação foram feitas por linha (como em PAL), em vez de por imagem. Conjuntos de TV SECAM muito antigos podem não ser capazes de exibir cores para as transmissões de hoje, embora os conjuntos fabricados depois de meados da década de 1970 possam receber qualquer variante.
SECAM-K
França também introduziu o padrão SECAM em suas dependências. No entanto, o padrão SECAM usado em França possessões ultramarinas (bem como países africanos que já foram governados por França ) foi ligeiramente diferente do SECAM usado na França metropolitana. O padrão SECAM usado na França metropolitana usou o SECAM-L e uma variante da informação do canal para os canais VHF 2-10. As possessões ultramarinas francesas e muitos países africanos francófonos usam o padrão SECAM-K1 e uma variante mutuamente incompatível da informação do canal para os canais VHF 4-9 (não os canais 2-10).
SECAM-M
Por volta de 1970-1991, o SECAM-M foi usado em Camboja e Vietnã ( Hanói e cidades do Norte).
MESECAM (gravação caseira)
MESECAM é um método de gravação de sinais de cor SECAM em fitas de vídeo VHS ou Betamax. Não deve ser confundido com um padrão de transmissão.

A gravação “Native” SECAM foi originalmente concebida para máquinas vendidas para o mercado francês. Numa fase posterior, os países onde os sinais PAL e SECAM estavam disponíveis (nomeadamente Médio Oriente daí o acrónimo “Middle East SECAM”), desenvolvido um método barato de conversão de máquinas de vídeo PAL para gravar sinais SECAM também usando o circuito PAL. Uma fita produzida por este método não é compatível com fitas SECAM “nativas”, como as produzidas por videocassetes no mercado francês. Ele tocará apenas em preto e branco, a cor será perdida. Assim, o mundo fica com dois padrões incompatíveis diferentes para gravar o SECAM na fita de vídeo.

Apesar de ser uma solução alternativa, o MESECAM é muito mais difundido que o SECAM “nativo”. Foi o único método de gravação de sinais SECAM para VHS em quase todos os países que já usaram o SECAM, incluindo, como mencionado, o Oriente Médio e todos os países em Europa Oriental . A gravação SECAM “nativa” (termo de marketing: “SECAM-West”) é usada apenas em França e países adjacentes. A maioria das máquinas VHS anunciadas como “SECAM capaz” fora França pode-se esperar que seja apenas da variedade MESECAM.

Detalhes técnicos
Nas fitas VHS, o sinal de luminância é gravado em sua forma original (embora com alguma redução da largura de banda), mas o sinal de crominância PAL ou NTSC é muito sensível a pequenas mudanças de freqüência causadas por inevitáveis ​​pequenas variações na velocidade da fita. Em vez disso, ele é primeiro convertido para a frequência mais baixa de 630 kHz, e a natureza complexa da subportadora PAL ou NTSC significa que a conversão para baixo deve ser feita via heterodyning para garantir que a informação não seja perdida.

Por outro lado, as subportadoras SECAM, que consistem em dois sinais FM simples a 4,41 MHz e 4,25 MHz, não precisam de processamento tão complexo. A especificação VHS para gravação SECAM “nativa” requer que eles sejam divididos por 4 na gravação para fornecer sub portadoras de aproximadamente 1,1 MHz e 1,06 MHz e multiplicadas por 4 novamente na reprodução. Um verdadeiro gravador de vídeo PAL e SECAM de duplo padrão, portanto, requer dois circuitos de processamento de cor, aumentando a complexidade e a despesa. Como alguns países da Médio Oriente use PAL e outros usam o SECAM, a região adotou um atalho e usa a abordagem do conversor mixer-down PAL para PAL e SECAM. Isso funciona bem e simplifica o design do videocassete.

Muitos gravadores PAL VHS, com o MESECAM, tiveram seu sintonizador analógico modificado no idioma ocidental Suíça ( Suíça utilizou o padrão de transmissão analógica PAL-B / G enquanto a fronteira França usado SECAM-L; hoje em dia os dois países mudaram sua transmissão para apenas digital). O sintonizador original nesses gravadores PAL permite apenas a recepção PAL-B / G. Os importadores suíços adicionaram um pequeno circuito, com um IC específico, para o padrão SECAM-L francês; o sintonizador tornou-se multistandard, mas o videocassete gravou transmissões francesas, no MESECAM. Essas fitas são reproduzidas em preto e branco em videocassetes SECAM “nativos”, e fitas SECAM nativas também são reproduzidas em P / B nesses videocassetes sintonizadores modificados. Um selo específico foi adicionado nas máquinas dizendo “PAL + SECAM”.

No entanto, alguns gravadores de vídeo VHS especiais estão disponíveis, o que permite aos espectadores a flexibilidade de desfrutar de gravações PAL-M usando uma TV em cores padrão PAL (625/50 Hz), ou mesmo através de televisores multi-sistema. Gravadores de vídeo como a Panasonic NV-W1E (AG-W1 para os EUA), AG-W2, AG-W3, NV-J700AM, Aiwa HV-MX100, HV-MX1U, Samsung SV-4000W e SV-7000W apresentam um sistema de TV digital circuito de conversão.

Desvantagens
Ao contrário de PAL ou NTSC, a programação analógica SECAM não pode ser facilmente editada em sua forma analógica nativa. Como ele usa modulação de frequência, o SECAM não é linear em relação à imagem de entrada (isso também protege contra distorção de sinal), então misturar eletricamente dois sinais SECAM (sincronizados) não produz um sinal SECAM válido, ao contrário do PAL analógico ou NTSC Por esta razão, para misturar dois sinais SECAM, eles devem ser desmodulados, os sinais demodulados misturados e são novamente modulados. Portanto, a pós-produção é geralmente feita em PAL, ou em formatos de componentes, com o resultado codificado ou transcodificado em SECAM no ponto de transmissão. Reduzir os custos de funcionamento de estações de televisão é uma razão para as recentes mudanças de alguns países para PAL.

A maioria das TVs atualmente vendidas nos países do SECAM suportam SECAM e PAL e, mais recentemente, NTSC de vídeo composto (embora não geralmente transmitam NTSC, ou seja, não podem aceitar um sinal de transmissão de uma antena). Embora as filmadoras analógicas mais antigas (VHS, VHS-C) tenham sido produzidas nas versões SECAM, nenhum dos modelos de 8 mm ou Hi-band (S-VHS, S-VHS-C e Hi-8) gravou diretamente. Filmadoras e VCRs desses padrões vendidos nos países do SECAM são internamente PAL. Eles usam um conversor SECAM para PAL interno para gravação de transmissão de TV transmitida no SECAM. O resultado pode ser convertido de volta para o SECAM em alguns modelos; a maioria das pessoas que compram um equipamento tão caro teria um televisor multistandard e, como tal, não precisaria de uma conversão. Câmaras de vídeo digitais ou leitores de DVD (com excepção de alguns modelos anteriores) não aceitam nem emitem um sinal analógico SECAM. No entanto, isso é de importância decrescente: desde 1980, a maioria dos equipamentos de vídeo domésticos europeus utiliza conectores SCART de origem francesa, permitindo a transmissão de sinais RGB entre dispositivos. Isso elimina o legado dos padrões de sub portadora de cores PAL, SECAM e NTSC.

Em geral, os equipamentos profissionais modernos são agora totalmente digitais e usam interconexões digitais baseadas em componentes, como o CCIR 601, para eliminar a necessidade de qualquer processamento analógico antes da modulação final do sinal analógico para transmissão. No entanto, ainda existem grandes bases instaladas de equipamentos profissionais analógicos, particularmente em países do terceiro mundo. Na maioria dos casos, todo o processamento dentro da estação de TV é PAL e, na linha de saída, um transcodificador PAL para SECAM é usado antes de alimentar o transmissor. Isso ocorre porque os comutadores e os mixers de efeitos podem manipular facilmente PAL (ou NTSC), mas o sinal SECAM não pode ser misturado da mesma forma devido à modulação de frequência das informações de cores.