SECAM色彩系统

SECAM(带存储器的连续色彩),是一款首次应用于模拟彩色电视系统 法国 。 它是三大彩色电视标准之一,其他则是欧洲PAL和北美NTSC。

SECAM的发展始于1956年由Henri de France领导的团队在CompagnieFrançaisedeTélévision工作(后来由Thomson,现在是Technicolor收购)。 第一次SECAM广播是在英国制作的 法国 在1967年,使它成为第一个这样的标准去住 欧洲 。 该系统也被选为中国色彩的标准 前苏联 ,他在法国人后不久开始播出。 标准从这两个国家传播到许多客户国和前殖民地。

SECAM仍然是2000年代的主要标准。 它正在逐渐被淘汰,并被数字电视新的泛欧洲标准DVB所取代。

历史
SECAM的工作始于1956年。该技术在20世纪50年代末就已准备就绪,但这个过程很快就要进行广泛的介绍。 法国819线电视标准的SECAM版本被设计和测试,但没有引入。 继泛欧625线彩色电视协议达成后, 法国 必须通过切换到60年代初发生的625线电视标准开始转换,并引入第二个网络。

第一个提出的系统在1961年被称为SECAM I,其次是其他研究以提高兼容性和图像质量。

这些改进被称为SECAM II和SECAM III,后者在1965年CCIR大会上提出 维也纳 。

进一步的改进是SECAM III A,其次是SECAM III B,1967年通用的系统。

苏联技术人员参与了该标准的制定工作,并创建了自己的不兼容变体NIR或SECAM IV,但尚未部署。 该团队正在工作 莫斯科 在Shmakov教授的指导下进行的Telecentrum。 NIR指定来自Nautchno-Issledovatelskiy Institut Radio(NIIR,rus。Научно-ИсследовательскилИнститутРадио),这是一家参与研究的苏联研究机构。 开发了两个标准:非线性近红外,其中使用了类似于伽玛校正的过程;线性近红外或者SECAM IV省略了该过程。

SECAM在美国开幕 法国 1967年10月1日,在现在所称的第二频道ladeuxièmechaîne上 法国 2.一组四个适合的男人 – 一个主持人(信息部长Georges Gorse)和三个系统发展贡献者 – 被展示在一个工作室中。 从10点开始算起,下午2:15,黑白图像切换为彩色; 主持人然后宣布“Et voici la couleur!” (fr:这里是彩色!)1967年,黎巴嫩的CLT成为世界第三个电视台,在苏联和 法国 ,利用法国SECAM技术进行彩色广播。

第一批彩色电视机花费5000法郎。 彩电最初并不很流行, 只有约1500人以彩色观看了首届节目。 一年后,仅有20万套已售出预计上百万套。 这种模式类似于早期的彩色电视人气缓慢增长 我们 。

SECAM后来被法国和比利时前殖民地,希腊,苏联和东欧集团国家(罗马尼亚和阿尔巴尼亚除外)以及中东国家所采用。 然而,随着共产主义的倒退,并且在多标准电视机成为商品的时期之后,许多东欧国家决定改用德国开发的PAL制式。

其他国家,特别是美国 英国 和 意大利 在选择PAL之前,简单地尝试了SECAM。

自2000年代后期以来,SECAM正在逐步淘汰并由DVB取代。

发展
有人认为,美国SECAM发展的主要动机 法国 是为了保护法国电视设备制造商。 然而,不兼容性已经开始于对法国广播信号采用正视频调制的早期不寻常决定。 较早的系统A系统和819系统系统是唯一使用正视频调制的其他系统。 另外,SECAM的发展早于PAL。 在NTSC中被认为是不受欢迎的 欧洲 因为它的色调问题需要额外的控制,SECAM和PAL解决了。[注1]尽管如此,SECAM部分是由于民族自豪感的原因而开发的。 亨利·德·法兰西的个人魅力和雄心可能是一个促成因素。 PAL是由德国公司Telefunken开发的,在战后的戴高乐时代,政治上会出现很多抵制,放弃法国开发的系统,并采用德国开发的系统。

与其他制造商不同,SECAM发明的公司Technicolor(直到2010年被称为Thomson)仍然销售全球不同品牌的电视机; 这可能部分归因于SECAM的遗留问题。 汤姆逊收购了开发PAL,Telefunken公司的公司,今天甚至共同拥有RCA品牌-RCA是NTSC的创造者。 汤姆逊还与美国高清晰度电视合作制作了ATSC标准。

SECAM的传播
在美国采用SECAM 东欧洲 已被归因于冷战政治阴谋。 根据这一解释,东德政治当局非常了解西德电视的普及,并采用了SECAM而不是PAL中使用的PAL编码 联邦德国 。 这并没有妨碍黑白相互接收,因为底层电视标准在两部分基本保持不变 德国 。 然而,East German通过购买PAL解码器来响应SECAM套件。 最终,中国政府 东柏林 停止关注所谓的“通过Fernsehen的Republikflucht”,或“通过电视叛逃”。 后来东德制造的电视机甚至包括一个双制式PAL / SECAM解码器。

由苏联领导的东欧采用SECAM的另一个解释是,俄罗斯人在广播电台和发射机之间的分配线路非常长。 长同轴电缆或微波链路可能会引起幅度和相位变化,而这些变化不会影响SECAM信号。

然而,PAL和SECAM只是彩色子载波的标准,与基本单色信号的旧标准一起使用。 这些单色标准的名称是字母,如M,B / G,D / K和L.参见CCIR,OIRT和FCC(标准化机构)。

这些信号对于兼容性比彩色副载波更重要。 它们的不同之处在于AM或FM调制声音,信号极化,通道内的相对频率,带宽等。例如,PAL D / K电视机将能够接收SECAM D / K信号(尽管是黑白的) ,但它不能解码PAL B / G信号的声音。 所以即使在SECAM来到东欧国家之前,大多数观众(除英国以外的观众) 东德 和 南斯拉夫 )不能接受西方的节目。 这与语言问题一起,意味着在大多数国家,单色接待不会对当局造成重大问题。

技术细节
正如世界范围内广播使用的其他颜色标准一样,SECAM是一种标准,允许现有的单色电视接收机在推出之前继续作为单色电视机运行。 由于这种兼容性要求,颜色标准向基本单色信号添加了第二个信号,该信号携带颜色信息。 颜色信息简称为色度或C,而黑白信息简称为亮度或Y。 单色电视接收机只显示亮度,而彩色接收机处理两个信号。

另外,为了兼容性,仅需要使用比单色信号更多的带宽; 彩色信号必须以某种方式插入单色信号中,而不会对其造成干扰。 这种插入是可能的,因为单色电视信号的频谱不是连续的(对于大多数典型的视频内容),因此存在可用的空白空间。 这种典型的缺乏连续性是由信号的离散性质造成的,该信号被分为帧和线。 (严格地说,如果被摄对象和/或摄像机的任意和不受约束的移动是允许的,单色视频确实使用了全部光谱,因此,所有这些颜色系统在某种程度上都会损害亮度质量,以换取颜色 – 即全部这些彩色信号在某些时候看起来更糟糕,或者如果没有彩色信号,它们会变得更糟)。模拟彩色系统因使用信号频带中不常使用的空间而不同。 在所有情况下,在单色信号具有与彩色信号重叠的显着频率分量的罕见情况下,彩色信号被插入到单色信号的光谱的末端,在那里它引起较少的视觉失真(仅影响细节)。

为了能够将彩色信号从接收机中的单色信号中分离出来,使用固定频率的子载波,该子载波由彩色信号调制。

由于人类视觉的性质,颜色空间是三维的,所以在减去由基本信号携带的亮度之后,颜色子载波仍然必须携带二维信号。 典型地,红色(R)和蓝色(B)信息由于它们与亮度(RY和BY)的信号差异比绿色(GY)的信号差而被携带。

SECAM与其他颜色系统的RY和BY信号的传输方式不同。

首先,SECAM使用频率调制来编码子载波上的色度信息。

其次,不是一次发送红色和蓝色信息,而是一次发送其中的一个,并使用前一行中其他颜色的信息。 它使用模拟延迟线,一种存储设备,用于存储一行颜色信息。 这证明了“顺序,带有存储器”的名称。

由于SECAM一次只发送一种颜色,因此它没有NTSC和PAL中出现的由两种信号的组合传输产生的彩色伪像。

这意味着垂直彩色分辨率相对于NTSC减半。 后来的PAL系统也显示NTSC的垂直分辨率的一半(即,与SECAM相同)。 尽管PAL在编码期间不消除垂直颜色信息的一半,但是它在解码阶段组合了来自相邻行的颜色信息,以便补偿在幅度/相位调制颜色子传输期间发生的“色副载波相位误差”载体。 这通常使用像SECAM中的延迟线(其结果被称为PAL D或PAL延迟线,有时被解释为DeLuxe)完成,但是可以使用PAL-S(PAL简单)解码器在廉价电视机中“视觉地”完成。 由于SECAM彩色副载波的FM调制对相位(或幅度)误差不敏感,因此相位误差不会导致SECAM中的色彩饱和度损失,尽管它们在PAL中执行。 在NTSC中,这样的错误会导致颜色偏移(因此“ 色调 “控制所有NTSC电视机以恒定偏差调整色相。

SECAM中的色差信号实际上是在YDbDr色彩空间中计算的,YDbDr色彩空间是YUV色彩空间的缩放版本。 这种编码更适合于一次只传输一个信号。

对色彩信息进行FM调制可以使SECAM完全避免其他模拟标准常遇到的点爬行问题。 SECAM传输在比NTSC或PAL更长的距离上更稳定。 然而,由于它们的FM特性,即使在图像的单色部分中,即使在幅度减小的情况下,色彩信号仍然存在,因此即使PAL类型的色彩爬行不存在,也会受到较强的交叉色彩。

尽管现代显示器中大部分模式都是用梳状滤波器(旨在将亮度频谱可能重叠的两个信号分离成色度使用的光谱空间)从PAL和NTSC编码信号中去除,但仍有一些可以留在图片的某些部分。 这些部分通常是图片上的锐利边缘,沿着图片或某些重复图案突然变色或亮度变化,例如衣服上的棋盘。 通过不同于复合视频(黄色RCA电缆)或同轴电缆(如S-Video)的电缆或信号格式将显示器连接到信号源,可以完全消除点抓取图案,该同轴电缆将色度信号携带在单独的频带所有它自己,让亮度使用其整个乐队,包括通常在需要时空的部分。 FM SECAM是一个连续光谱,因此与PAL和NTSC不同,即使是完美的数字梳状滤波器也不能完全分离SECAM颜色和亮度。

减少垂直色彩分辨率的想法来自Henri de France,他观察到颜色信息对于两个连续的行大致相同。 由于颜色信息被设计成对单色信号的廉价,向后兼容的补充,所以彩色信号具有比亮度信号更低的带宽,并因此降低了水平分辨率。 幸运的是,人类视觉系统在设计上是相似的:它在比色度变化更高的分辨率下感知亮度变化,所以这种不对称对视觉影响最小。 因此降低垂直彩色分辨率也是合乎逻辑的。

类似的矛盾一般适用于电视中的垂直分辨率:即使图像失去锐度并且在水平方向上被弄脏,减小视频信号的带宽也将保持垂直分辨率。 因此,视频可以比水平垂直清晰。 此外,传输具有太多垂直细节的图像会在电视屏幕上引起恼人的闪烁,因为小细节只会出现在单行(在两个交错场之一中),因此会以一半的频率刷新。 (这是逐行扫描所消除的隔行扫描的结果)计算机生成的文本和插入必须仔细低通滤波以防止出现这种情况。

欧洲最近对模拟标准的努力导致MAC系统仍然使用SECAM的顺序彩色传输思想,在给定的线路上只传输一个时间压缩的U和V分量。 D2-MAC标准在实际市场部署时间短,特别是在北欧国家。 在某种程度上,这种想法仍然存在于4:2:0数字采样格式中,大多数数字视频媒体都可以使用这种格式。 然而,在这种情况下,颜色分辨率在水平和垂直两个方向上均减半,从而产生更对称的行为。

SECAM品种

L,B / G,D / K,H,K,M(广播)
有六个品种的SECAM:

法国SECAM(SECAM-L)
法国SECAM(SECAM-L)仅用于 法国 , 卢森堡 (只有Dudelange的CH21的RTL9)和南部的Tele Monte-Carlo发射机 法国 。
SECAM-B / G
SECAM-B / G在过去的中东部分地区使用 东德 和 希腊
SECAM-d / K
SECAM-D / K用于独立国家联合体及其部分地区 东欧洲 (这只是SECAM与D和K单色电视传输标准一起使用),尽管大多数东欧国家现在已经迁移到其他系统。
SECAM-H
在1983年至1984年左右,引入了一种新的彩色识别标准(“SECAM或SECAM-H”),以便在信号内增加更多的空间用于添加图文电视信息(最初根据Antiope标准)。 识别突发是按照每行(像在PAL中)而不是按照每个图片进行的。 尽管1970年代中期以后制造的电视机应该能够接收任何一种变体,但很旧的SECAM电视机可能无法显示今日广播的颜色。
SECAM-K
法国 还向其依赖项引入了SECAM标准。 但是,在SECAM标准中使用 法国 海外财产(以及曾经统治过的非洲国家) 法国 )与法国大都会所使用的SECAM略有不同。 法国大都会使用的SECAM标准使用SECAM-L和VHF频道2-10频道信息的变体。 法国海外财产和许多说法语的非洲国家使用SECAM-K1标准和VHF频道4-9(不是频道2-10)的频道信息的互不兼容的变体。
SECAM-M
大约1970-1991年,SECAM-M被用于 柬埔寨 和 越南 ( 河内 和北方城市)。
MESECAM(家庭录音)
MESECAM是将SECAM彩色信号录制到VHS或Betamax录像带上的一种方法。 它不应该被误认为是广播标准。

“本机”SECAM录音最初是为在法国市场上销售的机器而设计的。 在稍后阶段,PAL和SECAM信号都可用的国家(尤其是美国) 中东 ,因此缩写“中东SECAM”)开发了一种廉价的PAL制式视频机的转换方法,以便使用PAL电路来记录SECAM信号。 用这种方法制作的磁带与法国市场上由VCR制作的“原生”SECAM磁带不兼容。 它只会播放黑白,颜色丢失。 所以这个世界留下了两个不同的标准,用于在录像带上录制SECAM。

虽然是一种解决方法,但MESECAM比“本地”SECAM更为广泛。 在几乎所有使用SECAM的国家中,它一直是向VHS记录SECAM信号的唯一方法,包括中东和所有国家 东欧洲 。 “本地”SECAM录制(营销术语:“SECAM-West”)仅用于 法国 和邻近的国家。 大多数VHS机器在外面广告为“支持SECAM” 法国 可以预期只是MESECAM品种。

技术细节
在VHS磁带上,亮度信号以其原始形式记录(虽然带宽有所减少),但PAL或NTSC色度信号对由直接记录的磁带速度不可避免的小变化引起的频率变化非常敏感。 相反,首先将其降频转换为630 kHz的较低频率,而PAL或NTSC子载波的复杂性意味着必须通过外差来完成降频转换,以确保信息不会丢失。

另一方面,SECAM子载波由两个4.41 MHz和4.25 MHz的简单FM信号组成,不需要如此复杂的处理。 用于“本地”SECAM记录的VHS规范要求在记录时将它们除以4以得到大约1.1MHz和1.06MHz的副载波,并且在重放时再次乘以4。 因此,真正的双制式PAL和SECAM录像机需要两个色彩处理电路,这增加了复杂性和成本。 由于在一些国家 中东 使用PAL和其他使用SECAM,该地区采用了快捷方式,PAL和SECAM采用PAL混合器下变频器方式。 这可以很好地工作并简化VCR设计。

许多带有MESECAM的PAL VHS录像机在法语西方国家修改了模拟调谐器 瑞士 ( 瑞士 边界使用PAL-B / G模拟广播标准 法国 使用SECAM-L; 现在这两个国家已经把他们的广播转换为数字)。 这些PAL录像机中的原始调谐器只允许PAL-B / G接收。 瑞士进口商为法国SECAM-L标准添加了一个小电路和一个特定的IC; 调谐器因此变得多标准,但录像机在MESECAM录制了法国广播节目。 这些磁带在“本机”SECAM录像机上以黑白方式播放,并且在这些经过修改的调谐器录像机中,本地SECAM磁带也以黑白方式播放。 机器上添加了一个特殊的标记,标明“PAL + SECAM”。

然而,一些特殊的VHS录像机可供观众灵活地使用标准PAL(625/50 Hz)彩色电视机甚至通过多系统电视机享受PAL-M录制。 诸如Panasonic NV-W1E(美国的AG-W1),AG-W2,AG-W3,NV-J700AM,Aiwa HV-MX100,HV-MX1U,Samsung SV-4000W和SV-7000W的录像机具有数字电视系统转换电路。

缺点
与PAL或NTSC不同,模拟SECAM编程不能以其原生模拟形式轻松编辑。 因为它使用频率调制,所以SECAM对于输入图像不是线性的(这也是保护它免于信号失真的原因),所以与模拟PAL不同,电混合两个(同步的)SECAM信号不会产生有效的SECAM信号。 NTSC。 因此,要混合两个SECAM信号,必须对它们进行解调,将解调后的信号混合,然后再次进行再调制。 因此,后期制作通常以PAL或分量格式进行,结果在传输点被编码或转码成SECAM。 降低运行电视台的成本是一些国家最近切换到PAL的原因之一。

目前在SECAM国家销售的大多数电视同时支持SECAM和PAL,以及最近的复合视频NTSC(虽然通常不广播NTSC,也就是说,它们不能接受来自天线的广播信号)。 虽然较旧的模拟摄像机(VHS,VHS-C)是以SECAM版本制作的,但8mm或Hi-band型号(S-VHS,S-VHS-C和Hi-8)都没有直接记录。 SECAM国家销售的这些标准的摄像机和录像机在内部为PAL制式。 他们使用内部SECAM到PAL转换器来记录在SECAM中传输的广播电视。 在某些模型中可以将结果转换回SECAM; 大多数购买这种昂贵设备的人会拥有多标准电视机,因此不需要转换。 数码摄像机或DVD播放机(一些早期型号除外)不接受或输出SECAM模拟信号。 然而,这个重要性日益减弱:自1980年以来,大多数欧洲国内视频设备都使用法国产的SCART连接器,允许在设备之间传输RGB信号。 这消除了PAL,SECAM和NTSC彩色子载波标准的传统。

一般来说,现代专业设备现在是全数字化的,并且使用基于组件的数字互连(例如CCIR601)以在用于广播的模拟信号的最终调制之前消除对任何模拟处理的需要。 但是,模拟专业设备的大型安装基地依然存在,特别是在第三世界国家。 在大多数情况下,电视台内的所有处理都是PAL制,在输出线上使用PAL到SECAM转码器,然后再送入发射机。 这是因为切换器和效果混合器可以轻松处理PAL(或NTSC),但由于颜色信息的频率调制,SECAM信号不能以相同的方式混合。