SECAM
| SECAM | |
|---|---|
| Создан | 1 октября1967 |
SECAM илиSÉCAM (отфр. Séquentiel couleur avec mémoire, позднееSéquentiel couleur à mémoire — последовательныйцветной с памятью; произноситсясека́м) — системааналоговогоцветного телевидения.
Разработка SECAM началась в 1956 году командой под руководствомАнри де Франса[фр.] (Henri de France), работавшей во Французской телевизионной компании (Compagnie Française de Télévision) CFT.
Технология была готова к концу 1950-х годов. Первая предложенная система получила название SECAM I в 1961 году, после чего последовали другие исследования, направленные на улучшение совместимости и качество изображения.
Эти улучшения были названы SECAM II и SECAM III, причем последний был представлен на Генеральной ассамблееМеждународного консультативного комитета по радио (МККР) 1965 года в Вене. Дальнейшими усовершенствованиями были SECAM III A, за которым последовала SECAM III B, система, принятая для общего использования в 1967 году[1].
Советские специалисты участвовали в разработке стандарта и создали свой собственный несовместимый вариант под названием NIIR или SECAM IV, который не был развернут. Команда работала в Московском телецентре под руководством профессораПавла Шмакова. Обозначение НИИР происходит от названияНаучно-исследовательского института радио, участвовавшего в исследованиях. Были разработаны два стандарта: нелинейный NIIR, в котором используется процесс, аналогичный гамма-коррекции, и линейный NIIR или SECAM IV, в котором этот процесс не используется.
Регулярное вещание в этом стандарте было начато1 октября1967 года одновременно вМоскве иПариже[2][3].
Описание
[править |править код]
Так же как в других системах цветного телевидения —NTSC иPAL, — для совместимости с чёрно-белым телевизионными приёмниками вместо непосредственной передачи трёхсигналовосновных цветов осуществляется передача сигнала яркостиY, соответствующегочёрно-белому изображению, и двух цветоразностных сигналовR-Y иB-Y, несущих информацию окрасном исинем цветах соответственно. Недостающая информация озелёном цветеG восстанавливается в приёмном устройстве вычитанием суммы цветоразностных сигналов из яркостного в соответствии с соотношением:
[4].
В случае просмотра программы на чёрно-белом телевизоре используется только сигнал яркости, ничем не отличающийся отвидеосигнала чёрно-белого телевидения.Сигнал цветности, который содержит информацию о цветоразностных сигналах, чёрно-белым телевизором не принимается. Он передается на вспомогательнойнесущей частоте —поднесущей, которая принимается блоком цветности цветных телевизоров, содержащимдекодер, преобразующий сигналы поднесущей и яркости в сигналы трёх цветов. Сигнал цветности передается при помощичастотной модуляции поднесущей с целью повышения устойчивости к амплитудным и фазовым искажениям, к которым особенно чувствительна система NTSC, разработанная ранее[5]. Для уменьшения видимости поднесущей на экране еёамплитуда не превышает 25% от размаха сигнала яркости, а сигналы цветности подвергаются в передающем устройстве предыскажениям для повышения помехозащищённости[6].
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 сигналаR-Y из строчной памяти вдекодер поступает сигнал предыдущей строкиB-Y и наоборот. Поскольку система SECAM используется только с европейскимстандартом разложения625/50, длительность запоминания, равная периоду одной строки, составляет 64 микросекунды[4].
В аналоговых телевизионных приемниках для реализации памяти первоначально использовалисьультразвуковыелинии задержки, а в настоящее время применяются более устойчивые цифровые устройства запоминания. Во времястрочного 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 пушкикинескопа.
Поочерёдная передача цветоразностных сигналов требует согласованной работыкоммутаторов передающего и принимающего устройств, которые должны переключаться синхронно и синфазно. Для этого используется сигнал цветовой синхронизации, или, как его часто называют, сигнал цветового опознавания[7]. Он состоит из серии 9 импульсов трапецеидальной формы, добавляемых в цветоразностные сигналы во времякадровых гасящих импульсов с 7-й по 15-ю строки нечётного и с 320-й по 328-ю чётногополукадров. 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 площадкестрочных гасящих импульсов[4]. 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 код]Основным преимуществом системы SECAM является отсутствие перекрёстных искажений между цветоразностными сигналами, достигаемое за счёт их последовательной передачи. Однако на практике это преимущество не всегда может быть реализовано из-за несовершенства коммутаторов сигнала цветности в декодирующем устройстве[8]. Последнее, правда, относится к совсем старым телевизорам типа «Рубин-401» илиУЛПЦТ с диодным коммутатором каналов прямого и задержанного сигнала. В более поздних моделях стали применяться многотранзисторные коммутаторы, и дефект полностью исчез. 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 неравномерностиАФЧХ тракта передачи. Система NTSC, использующаяквадратурную модуляцию, более чувствительна к таким искажениям, проявляющимся как изменение цветовой насыщенности[8]. По этим же причинам SECAM менее чувствителен к колебаниям скорости магнитной лентывидеомагнитофона.
К недостаткам системы стоит отнести в первую очередь низкую помехозащищённость, проявляющуюся присоотношении сигнал/шум принимаемого сигнала менее 18 дБ. В этом случае качество цветного изображения резко падает, и становятся видимы низкочастотные цветные помехи[8]. Хотя сами сигналы цветности PAL/NTSC и менее подвержены помехам, в реальных телевизорах при столь низком отношении сигнал/шум нарушается цветовая синхронизация, и прием цветного изображения также становится невозможным. 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. Однако в большинстве серийных ламповых черно-белых телевизоров II—III классов реальная полоса пропускаемых видеоусилителем частот не превышала 3,5 — 4 МГц, поэтому сигналы цветности не попадали на управляющий электрод кинескопа. Лишь в поздних советских черно-белых телевизорах УСТ, выполненных на унифицированных модулях цветных телевизоров, видеоусилители стали пропускать полную полосу частот видеосигнала, поэтому их пришлось оснастить режекторными фильтрами цветовых поднесущих.
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[8]. Подавление возможных перекрёстных помех достигается за счёт снижения качества сигнала яркости, в котором подавляется значительная часть высокочастотного спектра, ответственная загоризонтальную чёткость. Благодаря последовательной передаче цвета цветное изображение стандарта SECAM имеет в два раза меньшую чёткость по вертикали, чем монохромное[9]. 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 усугубляемыечересстрочной 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[8].
Согласно всесторонним исследованиям, проведённым в 1965—1966 гг. 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[10]. Преимуществом системы SECAM была меньшая чувствительность к искажениям при передаче по междугородным линиям и при видеозаписи; недостатком — усложнение устройствавидеомикшеров.
Версии SECAM
[править |править код]В мире используются несколько модификаций стандарта SECAM, не отличающихся друг от друга способом передачи цветоразностных сигналов, включая так называемые предыскажения. Отличаются только несущие частоты яркостноговидеосигнала, звукового сопровождения и способ модуляции звука. Одним из важных различий в настоящее время является способ опознавания цвета. Для этого могут применяться как стандартные сигналы цветового опознавания SECAM[7], 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 | ||||||
| SECAM-K1 | ||||||
| SECAM В/G | ||||||
| SECAM D/K |
ВариантMESECAM (англ. Middle East SECAM — SECAM Ближнего Востока) не является вещательным стандартом и используется только при записи на магнитную ленту в форматеVHS на видеомагнитофоны, предназначенные для стандартаPAL. 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 дополнительногогетеродина, при этом в сигналах системы PAL сохраняются не только частотные, но и фазовые соотношения сигналов, не обязательные для системы SECAM.
ВариантSECAM-M практически не использовался. Он недолгое время использовался вВенесуэле (отброшен в пользу NTSC-M), а также на территории бывшегоЮжного Вьетнама.
История
[править |править код]- 1956 год — начало разработки стандарта во Франции[4];
- 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 ассамблееМККР. Это и есть используемый в настоящее время стандарт SECAM («III» больше не указывается). В этом же году в СССР разработан и запатентован собственный улучшенный стандартНИИР (он же SECAM-IV, он же NIR или NIIR);
- 1967 год — началось цветное телевизионное вещание в стандарте SECAM (SECAM-IIIB) во Франции и СССР[4].
Бытует расхожее мнение, что стандарт SECAM был принят в СССР по политическим мотивам, в пику США с их стандартомNTSC[11]. 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 тогдарадиорелейным линиям (не самого подходящего качества) и записи навидеомагнитофон «Кадр-1Ц». Считается, что SECAM в этих условиях показал наилучшее качество. Советский стандарт НИИР тогда был только в макете и потенциально мог превосходить своих конкурентов[10]. Когда стало очевидно, что выбор может остановиться на НИИР, французы признали систему SECAM совместной советско-французской, что избавило советских производителей телевизоров от патентных отчислений[10]. Это и стало решающим фактором при принятии нового стандарта в СССР. Дополнительным аргументом стал визит президента Францииде Голля в Москву, к которому были подготовлены постановленияСовета министров СССР иЦК КПСС о выборе системы цветного телевидения[12].
Также в пользу SECAM сыграл тот факт, что в декодерах этого стандарта не требуетсякварцевый резонатор — дефицитный и дорогой на тот момент радиокомпонент, а к ультразвуковойлинии задержки предъявлялись более скромные требования по точности, чем в стандарте PAL. Из-за особенностей последнего, отклонение времени задержки не должно превышать 5 наносекунд, тогда как в системе SECAM допустимо отклонение до 30 наносекунд[13].
Известны также любительские конструкции цветных телевизоров системы SECAM вообще без ультразвуковой линии задержки, например, телевизор С. К. Сотникова. В этом случае на экране красные и синие строки воспроизводятся через одну в момент передачи соответствующих цветоразностных сигналов. Зелёный цвет формируется несколько сложнее: в красной и синей строках появляются разностные полусигналы, которые, за счет ограниченной разрешающей способности кинескопа и глаза зрителя, визуально воспринимаются как цельный сигнал[14].
География распространения
[править |править код]
Система SECAM являлась основной системой цветного аналогового эфирного телевидения вРоссии. Аналоговое вещание прекращено воФранции с 29 ноября 2011 и в России с 14 октября 2019 года. Основные параметры советского, российского телевидения этого стандарта определяются в рамкахГОСТ 7845—92[15]. КромеРоссии система также применяется в ряде странАфрики иБлижнего Востока и ранее применялась вМонако,Люксембурге, а также в бывших странахСЭВ[1]. С падением СССР в Восточной Европе система SECAM стала постепенно вытесняться системойPAL.
В1990-х годах неоднократно поднимался вопрос о переходе российского вещания на систему PAL, но наличие огромного парка телевизионных приёмников, поддерживающих единственный стандарт SECAM, сделало такой переход невозможным[10]. До прекращения в 2019 году эфирное аналоговое вещание телевизионных каналов в России продолжалось в системе SECAM. Однако многие телевизионные каналы, транслирующиеся по кабельных сетям (в том числе и после прекращения аналогового эфирного вещания) и даже в открытом эфире (региональные каналы), передаются в системе PAL, что делает невозможным их просмотр на старых советских телевизорах в цвете. Студийное видеооборудование стандарта SECAM не производится с начала 1990-х годов, и все программы до перехода на цифровое оборудование производились в системе PAL в европейском стандарте разложения, а в эфир видеосигнал поступал послетранскодирования в систему SECAM[16].
Переход на систему PAL абсолютно неактуален в связи с моральным устареванием всех аналоговых стандартов цветного телевидения и переходом на цифровые технологии высокой чёткости. С другой стороны, для подавляющего большинства современных телеприёмников не составляет никакой проблемы поддерживать все три телевизионных системы передачи цвета.
На момент 2024 года лишь некоторые африканские страны и страны Юго-Восточной Азии вещают в этом формате.
В шутку SECAM расшифровывают как «System Essentially Contrary to American Method» (система, по сути противоположнаяамериканскому методу)[17].
См. также
[править |править код]Примечания
[править |править код]- ↑123Телевидение, 2002, с. 266.
- ↑Лев Лейтес. Вклад супружеской пары И.А. Авербух — В.Е. Теслер в развитие цветного телевидения (рус.). Машина времени. Журнал «Broadcasting» (июль 2010). Дата обращения: 9 октября 2014. Архивировано 15 октября 2014 года.
- ↑Телезапись перехода на цветной формат вещания SECAM, 1 октября 1967 г. (фр.).
- ↑123456Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы, 2004.
- ↑Телевидение, 2002, с. 267.
- ↑Телевидение, 2002, с. 270.
- ↑12Телевидение, 2002, с. 281.
- ↑12345Телевидение, 2002, с. 292.
- ↑Телевидение, 2002, с. 268.
- ↑1234В. Маковеев. Технические аспекты развития телевидения в России (Взгляд из-под палубы) (рус.). От черно-белого телевидения к киберпространству. Музей телевидения и радио в Интернете. Дата обращения: 8 февраля 2013. Архивировано изоригинала 8 октября 2012 года.
- ↑Andreas Fickers. The Techno-politics of Colour: Britain and the European Struggle for a Colour Television Standard (англ.). Maastricht University. Дата обращения: 8 февраля 2013. Архивировано 11 февраля 2013 года.
- ↑Лаврентий Лишин. Очерк 4. Путь к записи цветного изображения (рус.) // «625» : журнал. — 1995. —№ 2. —ISSN0869-7914.
- ↑Телевидение, 2002, с. 288.
- ↑Сотников, Сергей Кузьмич. Любительский цветной телевизор (рус.) // «Радио» : журнал. — 1969. —№ 1.
- ↑ГОСТ 7845-92 Система вещательного телевидения (рус.). Министерство связи СССР (1 января 1993). Дата обращения: 10 февраля 2013. Архивировано 11 февраля 2013 года.
- ↑Леонид Чирков. Голосую за PAL (рус.) // «625» : журнал. — 1997. —№ 4. —ISSN0869-7914. Архивировано изоригинала 1 июня 2013 года.
- ↑SECAM, PAL, NTSC… Решение проблемы совместимости (рус.). Что есть что. Stereo&Video (июнь 2000). Дата обращения: 3 февраля 2013. Архивировано 11 февраля 2013 года.
Литература
[править |править код]- 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.
- А. Е. Пескин, В. Ф. Труфанов. Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы. —М.: «Горячая линия — Телеком», 2004. — 308 с. —ISBN 5-93517-179-1. — [Архивировано 21 февраля 2014 года.]