Séquentiel couleur à mémoire

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Le SÉCAM, sigle utilisé pour « quentiel Couleur À Mémoire » (la forme « Séquentiel couleur avec mémoire » est erronée), est une norme de codage de la vidéo analogique en couleur inventée par Henri de France et diffusée à partir de 1967. Destinée aux formats vidéo 625 lignes/50 Hz, principalement implantée en France (métropolitaine et DOM-TOM), dans les pays de l'Est, en Af
Séquentiel couleur à mémoire

Le SÉCAM, sigle utilisé pour « quentiel Couleur À Mémoire » (la forme « Séquentiel couleur avec mémoire » est erronée), est une norme de codage de la vidéo analogique en couleur inventée par Henri de France et diffusée à partir de 1967. Destinée aux formats vidéo 625 lignes/50 Hz, principalement implantée en France (métropolitaine et DOM-TOM), dans les pays de l'Est, en Afrique, les pays de l'ex-URSS et au Moyen-Orient, avec suivant les pays, des normes de télédiffusion spécifiques (notées par les lettres L/L', B/G et D/K ou K' dans la liste suivante).
- SECAM L/L' : France métropolitaine, Luxembourg avec uniquement RTL 9 (canal 21), Monaco (réseau TMC sur la côte d'Azur).
- SECAM B/G : Grèce, Iran, Égypte, Arabie saoudite, Libye, Maroc, Tunisie, etc.
- SECAM D/K : Bulgarie, Hongrie, Tchécoslovaquie, C.E.I., DOM TOM, etc.

Principe

Les trois systèmes de télévision en couleur (NTSC, PAL et SÉCAM) ont été conçus pour être compatibles avec les systèmes en noir-et-blanc qui leur préexistaient : un ancien téléviseur noir-et-blanc doit pouvoir décoder les émissions émises en couleurs. Il s'agit donc d'ajouter des informations supplémentaires (de couleur) aux signaux en noir-et-blanc. En colorimétrie, les couleurs sont spécifiées dans un espace de dimension 3, donc chaque couleur est désignée par un vecteur à trois composantes, classiquement rouge (R), vert (G) et bleu (B), mais on peut utiliser une base différente. Les trois systèmes de télévision en couleurs définissent ainsi une base qui leur est propre. Ils considèrent que le signal noir-et-blanc constitue la première information de couleur (la première composante du vecteur) : c'est ce qu'on appelle la luminance, notée Y. Il reste donc deux informations (deux composantes), dites de chrominance, à transmettre. On choisit de transmettre U=R-Y et V=B-Y, car l'information de couleur verte G est celle qui est la plus proche de la luminance Y. C'est ici que SÉCAM se distingue des autres normes. En NTSC et PAL, les deux signaux de chrominance (U=R-Y et V=B-Y) sont transmis simultanément, en Modulation de phase et d'amplitude. Ainsi, pour chaque ligne, et donc pour chaque point, on dispose des informations Y, U et V, ce qui permet de remonter aux trois composantes R, G et B. Ce n'est pas le cas en SÉCAM : les informations U et V sont transmises alternativement une ligne sur deux. Ainsi :
- pour une ligne donnée, on dispose des informations Y (le signal noir-et-blanc, transmis pour chaque ligne) et U=R-Y ;
- pour la ligne suivante, on dispose des informations Y et V=B-Y ;
- et ainsi de suite... Manifestement, ce système ne permet pas de remonter aux trois composantes R, G et B. Toute l'astuce consiste à prendre, pour une ligne donnée, l'information U ou V manquante sur la ligne précédente. À cet effet, une ligne à retard de 64 μs (la durée d'une ligne) mémorise l'information de couleur d'une ligne (U ou V), et la restitue au moment de la réception de la ligne suivante, où combinée à l'information de couleur de cette dernière (resp. V ou U), elle permet enfin d'accéder aux trois composantes du vecteur de couleur. Ainsi, en SÉCAM, la résolution en chrominance est moitié moindre que la résolution en luminance (celle de l'image en noir-et-blanc). En pratique, cela ne pose pas de problème particulier, car l'œil humain présente à peu près les mêmes caractéristiques (meilleure résolution en luminance qu'en chrominance). Les données de couleur sont transmises en modulation de fréquence, ce qui garantit (uniquement lors de la transmission) une meilleure stabilité des couleurs et diminue la perception de l'information de couleur dans l'image vidéo en noir et blanc. Dans l'explication qui précède, on a considéré pour simplifier que SÉCAM, tout comme PAL et NTSC, utilise l'espace de couleur YUV. Ce n'est pas tout à fait exact, car en SÉCAM, les composantes U et V sont mises à l'échelle : les trois composantes sont ainsi exprimées dans l'espace de couleur YDbDr. Il est à noter que, théoriquement meilleur que le PAL pour la télédiffusion hertzienne uniquement en raison d'une consolidation de la chrominance, la différence est loin d'être visible à l'œil nu. De plus, les zones saturées de couleur bleue ou rouge ont tendance à être mal rendues en SÉCAM. Par ailleurs, la vidéo SÉCAM enregistrée en VHS (et plus généralement sur les différents standards de magnétoscopes analogiques) souffre d'un traitement « au rabais » par rapport au PAL en raison de circuits électroniques sensibles à la température et aux variations de niveaux. Le SECAM présente aussi 2 inconvénients :

L'enregistrement vidéo SÉCAM sur cassettes VHS

Dans le cas du VHS: Il existe 2 modes de traitement (enregistrement/lecture) du signal couleur SECAM. 1) Le mode SECAM (appelé SECAM Français ou SECAM L), purement français, imposa l'édition spécifique pour la France des cassettes vidéo dans ce mode ainsi que le rajout de circuits spéciaux dans tous les magnétoscopes VHS analogiques commercialisés en France. Qualité tellement médiocre, qui a fait le succès du DVD, d'abord sur le marché français, puis dans toute l'Europe. C'est davantage un choix protectionniste que l'amélioration de la qualité de l'image (c'est pire en LP). Mais il ne faut pas oublier qu'avant le SECAM n'existait que le NTSC américain (premier système de diffusion en couleur), incompatible avec la télévision noir-et-blanc en Europe à cause de sa fréquence de synchronisation verticale de 60Hz, mais surtout le NTSC souffrait d'un réel défaut: le bavement permanent et presque inévitable des deux sous-porteuses de chrominance et lui a valu d'être nommé "Never Twice The Same Colour" (jamais deux fois la même couleur), au point que chaque appareil de réception devait être constamment réglé pour corriger les couleurs, même en passant d'une chaîne à l'autre! Le SECAM a très nettement amélioré les choses par rapport au NTSC: les deux composantes de chrominance ne sont pas transmises simultanément mais alternativement, une ligne sur deux, et sont modulées en modulation de fréquence plutôt qu'en modulation d'amplitude, ce qui permet de nettement mieux exploiter le spectre avec une très nette amélioration de la précision du rendu. Le PAL a été créé après le SECAM, et on ne peut légitimement pas reprocher au SECAM d'être une invention protectionniste, alors que le PAL a repris l'idée du SECAM: même définition, même synchronisation, la différence étant que le PAL n'a pas conservé la modulation en fréquence des signaux de chrominance, mais est revenu à la modulation d'amplitude en quadrature de phase comme sur le NTSC et constituait donc une norme intermédiaire destinée à mieux cohabiter entre les deux normes NTSC et SECAM. 2) Le 2 mode est le MESECAM (appelé SECAM modifié, ou SECAM B/G, ou SECAM CCIR). Il utilise le même circuit de traitement couleur que le PAL, prévu à l'origine pour L'Europe de l’Est, le Moyen Orient, la Tunisie, le Maroc et la Grèce, il est, aujourd'hui, encore utilisé en Suisse romande (entre 1978 et la moitié des années 1990, il a existé, principalement, à Genève, des ateliers agrées par les distributeurs suisses, qui effectuaient, systématiquement, une modification artisanale du tuner, sur des VHS PAL ayant le MESECAM, afin de recevoir, également, les émetteurs Français en norme L/L' (Gex Montrond, Mont Salève, Mont Pèlerin, le Belvédere, dans la région de Bale, etc) La lecture des cassettes SECAM avec un VHS PAL, ayant le MESECAM est restituée en noir et blanc!!!!! (Cependant, si nous travaillons en VHS HIFI, nous gardons la restitution impeccable du son HIFI de la cassette, par exemple, un grand film en Dolby Surround, ou un concert filmé, ayant un son d'origine numérique, converti en analogique haute qualité, sur la piste HIFI de la cassette VHS.

L'identification couleur SÉCAM

L'autre problème, avec le procédé SECAM, vient de la transmission du signal d'identification, permettant au circuit SECAM du téléviseur couleur, la restitution en couleur de l'émission analogique. Lors de la conception du système SECAM, cette transmission pouvait se faire en synchronisme avec les lignes du signal vidéo (salve d'identification dite IDENTIFICATION LIGNE), ou alors, en synchronisme avec les images ou trames (IDENTIFICATION TRAME, ou "Bouteilles"). Les circuits du téléviseur étant adaptés pour la transmission adéquate. Dans le milieu des années 1960, lors de l'adoption du SECAM par tous les pays membres de l'OIRT, les chaines de TV de ces pays diffusaient simultanément, les 2 modes d'identification. Quant à la France, elle choisit, en 1967, de diffuser la couleur, uniquement en identification TRAME. Les circuits SECAM des TV fonctionneront obligatoirement avec ce mode de transmission, jusqu'au 1 décembre 1979. Le 14 mars 1978, les chaînes de TV françaises optent, désormais, pour l'identification LIGNE, qui est le mode obligatoire de transmission de la couleur SECAM (dans la perspective de supprimer l'identification TRAME, pour la remplacer par des signaux numériques tels que le télétexte, le VPS, le PDC, le sous titrage, comme pour un signal vidéo analogique PAL). Entre mars 1978 et août 2005, Antenne 2 (renommé ensuite France 2) puis TF1 (dont la colorisation a été bien plus tardive) ont diffusé simultanément les 2 identifications, car le CSA obligeait les 3 premières chaînes françaises à diffuser simultanément les 2 signaux, à cause des TV couleur encore en service, sortis d'usine avant décembre 1979 (il convient d'ajouter que certains appareils sortis pendant cette année là, malgré l'identification TRAME, encore en vigeur, ont déjà été équipés de la prise SCART dite "PERITEL" cablée entièrement, ou non, ce qui a été source de problèmes, en 1984, pour les premiers téléspectateurs voulant s'abonner à CANAL PLUS analogique!). Quant aux nouvelles chaînes apparues par la suite, ainsi que celles transcodées en SECAM sur le câble analogique, le CSA ne leur a jamais imposé les 2 signaux, les opérateurs étant uniquement obligés d'utiliser l'indentification LIGNE, ils restent libres de diffuser l'autre signal simultanément selon leur gré. Ainsi, en 1984, CANAL PLUS a été la première chaine qui transmettait UNIQUEMENT l'identification LIGNE (elle a, malgré tout, utilisé les 2 modes pendant l'année 1985, pendant les plages en clair) :
- La Cinq a utilisé simultanément les 2 signaux simultanés jusqu’à sa faillite.
- TV 6, puis M6 qui lui a succédé a fait de même jusqu'en 2001 (excepté les décrochages locaux qui conservent les 2 modes).
- La 5 (renommée ensuite France 5) a commencé avec les 2 signaux simultanés (conservant les spécification de La Cinq dont elle a repris l'ancien réseau de diffusion), tout comme ARTE FRANCE (qui partageait le temps d'antenne et les canaux de la 5), mais, elles ont rapidement abandonné l'identification TRAME en 1998, pour développer le télétexte et le PDC.
- Pour les même raisons, TF1 et France 2 ont fait de même, dès l'automne 2005.
- FR3 a également supprimé en avril 2007 l'identification TRAME, sur son signal national La diffusion simultanée des 2 signaux d'identification est encore effective UNIQUEMENT sur les décrochages régionaux de FR3, ainsi que sur ceux de M6, en analogique. TMC, disponible en analogique SECAM sur le satellite ATLANTIC BIRD 3, ne transmet que l'identification LIGNE. Le problème se pose avec les (rares) téléviseurs, fabriqués avant 1980, qui restituent une image noir et blanc avec la diffusion actuelle analogique en SECAM. En PAL et en NTSC, ce problème n'existe absolument pas.

Histoire

Le SECAM a bien corrigé tous les gros défauts du NTSC, et le PAL a été créé à partir du SECAM comme une norme intermédiaire, reprenant l'essentiel des améliorations du SECAM, notamment :
- l'ingénieuse séparation séquentielle des composantes de chrominance grâce à l'invention et l'utilisation par Henri de France de la ligne à retard de 64µs pour permettre la mémorisation des informations de chrominance d'une ligne à l'autre)
- la modulation de la sous-porteuse de couleur unique (deux porteuses en NTSC, l'une bavant sur l'autre suivant les conditions de transmissions et les distances !), en fréquence pour le SECAM (meilleure stabilité et donc qualité), en amplitude pour le PAL et le NTSC. En fait, dans la 3ème version du SECAM, on utilise successivement 2 sous-porteuses à 4, 40625 MHz et 4, 25 MHz
- l'utilisation d'une bande élargie pour le signal de chrominance grace à la sous-porteuse unique en SECAM (idée conservée en PAL) par rapport aux faibles bandes des deux sous-porteuses NTSC
- le modèle colorimétrique (pour le signal démodulé) YUV corrigé en fonction de la sensibilité relative plus faible du bleu par rapport au rouge et donc converti en avec une bande passante nécessaire plus faible pour le signal de chrominance quand il transporte le delta bleu (ce modèle colorimétrique a été repris aussi dans le PAL)
- la distinction des lignes paires et impaires (pour distinguer les lignes émises en des lignes émises en par des fréquences de sous-porteuse distinctes, celle du bleu étant légèrement plus faible et ayant donc une modulation en fréquence sur une largeur de bande plus faible, ce qui aurait permis de coder une bande son améliorée (la stéréo par exemple) ou des données numériques (télétexte, sous-titrage, signaux horaires, téléservices...) dans les lignes libres: idée nouvelle non conservée dans le PAL qui utilise une fréquence de sous-porteuse unique pour les lignes paires ou impaires, mais signale les trames couleur modulées en amplitude sans quadrature par une "salve unitiale" comprenant une ligne déphasée de + ou - 45° (suivant la parité de la trame) par rapport à la position de déphasage alternée à 0 ou 180° (ce qui est un système spécifique PAL incompatible avec ses prédecesseurs SECAM et avant lui NTSC, mais n'apporte pas d'amélioration qualitative).
- Toutefois, le SECAM a ensuite évolué en tenant compte des remarques des constructeurs du système PAL: l'alternance des fréquences de sous-porteuses pour les lignes paires et impaires a été rendue optionnelle, permettant l'utilisation d'une fréquence de sous-porteuse unique (en conservant toutefois sa modulation en fréquence et non en amplitude comme en PAL): c'est l'objet de la variante L' du SECAM par rapport à la variante L initiale. . L'identification des trames devient alors obligatoire (faute de quoi les lignes et seraient permutées ce qui aurait eu pour effet de permuter le rouge et le bleu). Cette identification pouvant se faire soit en début de trame sur les salves des premières lignes, ou en début de chaque ligne pour en indiquer la nature. L'identification a été l'objet d'incompatibilités, et c'est pourquoi les deux systèmes d'identification ont été employés simultanément, ce qui a "mangé" la bande passante restante et empêché son utilisation pour le son stéréo (apparu bien plus vite en PAL et en NTSC, les deux systèmes n'ayant pas à coexister simultanément). On pourrait dire toutefois que le PAL a légèrement amélioré la qualité de couleur pour la composante bleue, en ne réduisant pas sa bande passante, comme en SECAM, et simplifié la conception en évitant la double syntonisation sur les deux fréquences de sous-porteuse. Toutefois, en faisant cette opération, si le modèle colorimétrique a été simplifié en avec un traitement égal pour le delta rouge et le delta bleu, le peu qui a été gagné a été perdu par le retour à la modulation d'amplitude comme en NTSC, avec donc une plus forte sensibilité aux perturbations et parasites lors de la transmission, et donc plus d'aberrations chromatiques. Bref, le SECAM a bien été une invention techniquement meilleure, seulement un peu trop en avance par rapport à l'époque, et pas suffisamment appuyée par les industriels, une volonté politique (déblocage des programmes TV encore trop contrôlés par le gouvernement, ce qui a nuit à la création, et n'a pas dopé assez vite le marché français pour accélérer l'adoption de la couleur qui a été très longue en France, notamment pour la première chaîne publique devenue TF1, colorisation qui n'était même pas totalement terminée partout quand celle-ci a été privatisée, ce qui a considérablement freiné l'adoption des récepteurs couleurs en France, malgré la colorisation très précoce d'Antenne 2 dès sa création en tant que seconde chaîne nationale!). Le SECAM a en fait plus souffert du cadre réglementaire français qui a imposé aux chaînes des émissions avec deux systèmes simultanés d'identification des trames, et trop longtemps aussi du manque de liberté de programmation en France avec une ouverture très tardive à la concurrence (problème encore plus critique en Europe de l’Est, Albanie et Grèce où le SECAM avait aussi été adopté dans des pays encore politiquement non démocratisés, de même qu'en Afrique pour cause d'absence de moyens de production suffisants). De fait, c'est le PAL (et ses variantes) qui a le plus gagné comme norme de production commune en raison de sa plus grande proximité à la fois du NTSC et du SECAM en tant que norme intermédiaire combinant la compatibilité avec le NTSC et en partie la qualité colorimétrique supérieure du SECAM. Le choix politique d'une partie des normes de télévision en France revient à François Mitterrand (secrétaire d'État) ainsi qu'à Charles de Gaulle. Pour des motifs d'une part strictement de protection des frontières françaises face à la réelle "influence" et concurrence qui existaient déjà alors en radio (anglo-saxonne et pro américaine) durant la Guerre froide, le pouvoir a également préconisé le lancement industriel de cette technologie innovante puisque théoriquement meilleure que ses deux concurrentes (allemande PAL et surtout américaine NTSC). Le Général a alors réussi à convaincre l'URSS et ses alliés ainsi que tous les pays sous influence française (à l'exception notable du Canada francophone !) d'adopter le SECAM. La 2 chaîne nationale française a pu commencer à émettre en couleurs SECAM dès 1967. En revanche, la première chaîne - devenue TF1 en 1974 - a dû attendre jusqu'en 1980 pour exploiter le Sécam dans l'ensemble du pays. Le réseau d'émetteurs en noir et blanc et "haute" définition 819 lignes n'a pas pu être adapté à la couleurs pour des motifs de coûts industriels et d'occupation du signal modulé. TF1 a donc continué à diffuser en noir et blanc en parallèle au Sécam jusqu'en 1982, soit quelques mois à peine avant l'arrivée de Canal+ (qui a repris au passage, ses émetteurs en modulation VHF devenus inutiles pour TF1). Le SECAM a été le dernier standard de télévision à être associé à un son stéréophonique. Alors que le NTSC et surtout le PAL ont pu intégrer la stéréo dès les années 1960 (puis les effets Surround à compter du milieu des années 1980), le SECAM a dû attendre l'introduction du procédé audio numérique NICAM à partir de 1994 (son extension à l'ensemble des émetteurs français s'est déroulée jusqu'en 1999). Cela n'est pas dû au codage SECAM proprement dit mais à la norme de modulation française L/L', dernière norme au monde à utiliser la modulation d'amplitude pour transmettre le son, avec modulation positive de l'image. Le SECAM aurait pu réussir à supplanter le NTSC par exemple en Chine et au Japon, si la France n'avait pas été aussi protectionniste en taxant fortement les téléviseurs asiatiques importés (on se souvient encore en Asie de l'affaire des téléviseurs et magnétoscopes asiatiques bloqués en douane à Poitiers). Empêchés de produire en grand volume des appareils compatibles SECAM, l'Asie a sans problème produit à bas prix des appareils PAL et NTSC, et les équipements de réception PAL ont même réussi leur percée aux États-Unis et au Japon (sauf pour la diffusion hertzienne, devenue assez marginale en raison de sa piètre qualité qui a été moteur de la percée des réseaux câblés dans ces pays, dont les abonnés se sont équipés de matériels bi-standards supportant la modulation PAL des réseaux câblés, dans sa variante M à 525 lignes à 60Hz, pour pleinement profiter de la couleur améliorée, mais aussi du son stéréophonique bien meilleur en PAL qu'en NTSC, et du télétexte codable aussi dans la bande passante restante). Une tentative de remplacement du SECAM par la norme D2MAC (modulation vidéo par "paquets" associée à un son numérique déjà exploitée par satellite et sur le câble) a été tentée en 1992 mais a été vite abandonnée avec l'émergence de la numérisation vidéo (qui deviendra le MPEG) dès 1993. Le SECAM qui est exploité uniquement par les émetteurs de télédiffusion terrestre (analogiques), les satellites (Atlantic Bird 3) et l'offre de base des réseaux câblés sera définitivement abandonné le 30 novembre 2011 en France. Il survivra encore probablement quelques années dans les foyers grâce aux magnétoscopes. De fait, les systèmes numériques (SD, ED, et HD) deviendront les standards employés par le plus grand nombre de pays au monde. Le NTSC sera la première norme couleur à disparaître, tant son utilisation a été abandonnée et critiquée, au profit des réseaux cablés. La conversion totale de la télévision hertzienne de NTSC en PAL n'est plus aujourd'hui d'actualité, car les trois systèmes seront remplacés par la télévision numérique terrestre (DVB-T). Le SECAM doit normalement mourir en même temps que le PAL, toutefois, il est probable que le PAL survivra plus longtemps en raison de sa compatibilité mondiale avec pratiquement tous les équipements vidéos. Il restera parfois la modulation locale pour les autres appareils, et il est probable que celle-ci sera partout en PAL (ou PAL-M aux États-Unis pour sa version 60Hz), voire aussi de plus en plus en YUV en analogique sans modulation, ou en numérique direct (par une connexion vidéo DVI avec un port son numérique, ou un port HDMI combinant les deux) cette dernière possibilité permettant l'exploitation des protections DRM. Les détracteurs du SECAM ont tourné en dérision ses initiales, les mettant en rapport avec les difficultés de diffusion de cette norme, en disant que ces cinq lettres sont celles de "Surtout Éviter la Compatibilité Avec le Monde".

Notes et références

Voir aussi

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