Transcript Le signal vidéo 2007 2008

Signal et Systèmes
Vidéo
A. Quidelleur
SRC1 Meaux 2007-2008
Culture Scientifique et Traitement de l’Information
Module – Les Systèmes Audiovisuels et les Systèmes de
Transmission
Signal Vidéo
1
Plan

Lumière et couleurs : perception et synthèse

Fonctionnement d’une caméra analogique et d’un écran

Le codage de la couleur dans la vidéo analogique




Les codages YDrDb, YUV et YIQ
Le codage Y/C
Le format composite
Les standards de la télévision couleur



Le format NTSC
Le format PAL
Le format SECAM
Signal Vidéo
2
Lumière et couleurs : perception
et synthèse
Signal Vidéo
3
Lumière et Couleur

La lumière est une forme d'énergie issue de deux
composantes




une onde électromagnétique ondulatoire
un aspect corpusculaire (les photons)
La couleur de la lumière est caractérisée par sa fréquence,
elle-même conditionnée par la longueur d'onde et la
célérité de l'onde.
λ = CT (λ : longueur d'onde , C : célérité de l'onde, T :
période de l'onde)
Rayonnement monochromatique : comporte une seule
longueur d'onde / Rayonnement polychromatique : en
contient plusieurs.
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4
Spectre de lumière

L'ensemble des longueurs d'ondes composant un
rayonnement polychromatique (et leurs intensités
lumineuses respectives) est appelé spectre.
Exemple de spectre :
tube fluorescent
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5
La perception humaine de la lumière


L'œil humain n'est pas capable de discerner les différentes
composantes d'un rayonnement et ne perçoit que la
résultante, fonction des différentes longueurs d'ondes qui
le composent et de leur intensité lumineuse respective.
Spectre visible par l'œil humain : rayonnements dont la
longueur d'onde est comprise entre 380 et 780
nanomètres.
Le spectre visible
Au-dessous de 380 nm : ultraviolets
Au-dessus de 780 nm : infrarouges
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6
Fonctionnement de l’œil humain



La lumière traverse la cornée
; l’iris permet, en se
contractant, de doser la
luminosité de l’image que le
cristallin forme sur la rétine.
La rétine est composée de
bâtonnets (rods) et cônes
(cones).
Bâtonnets : perception de la
luminosité et du mouvement
(vision scotopique :
luminosité faible)
Coupe horizontale d’un œil humain

Cônes : perception des
couleurs (vision photopique :
moyenne à forte luminosité)


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
erythrolabes : vision du
rouge (570 nm)
chlorolabes : vert (535 nm)
cyanolabes : bleu (445 nm)
7
Fonctionnement de l’œil humain

La sensibilité de l'œil humain aux intensités lumineuses
relatives aux trois couleurs primaires est inégale : l’œil est
plus sensible au vert qu’au bleu et au rouge.
Bâtonnets
Sensibilité relative des
cônes et des bâtonnets
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8
Fonctionnement de l’œil humain

La persistance rétinienne



L’œil reste marqué par les images qui le frappent, pendant 1/15
seconde environ.
Ainsi 10 flashs de lumière par seconde sont perceptibles, pas 25 
fréquence de rafraîchissement = 25 images/s en Europe, 30
images/s en Amérique du Nord et au Japon.
Le pouvoir séparateur de l’œil



C’est l’angle de visibilité minimal sous lequel l’œil peut distinguer
deux éléments distincts.
Il vaut 1/60 de degré (= 1 minute, notée 1’)
Par exemple, si la distance entre 2 points lumineux vaut 1mm, la
distance limite de discernabilité est 3,4m.
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9
La synthèse des couleurs : la synthèse
additive


Moniteurs ou TV couleurs : les composantes de lumière
rouge, verte et bleue (couleurs primaires) sont ajoutées
pour créer les différentes couleurs
Rouge + vert + bleu en quantités égales = blanc
Absence de composante = noir
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10
Fonctionnement d’une caméra
analogique et d’un écran
Signal Vidéo
11
La caméra : Conversion lumière  signal
électrique

Le tube analysant



Il convertir la lumière en signal électrique
Excité par le flux lumineux, l’écran émet des électrons.
L’écran est balayé par un faisceau qui génère une tension
proportionnelle à la quantité de charges.
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12
Optique d’une caméra

Le prisme réalise la séparation des rayons rouges, verts et
bleus, qui sont dirigés chacun vers un tube analysant.
Prisme
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L’écran : Conversion signal électrique 
lumière

Le tube cathodique




Les canons à électrons (un par
couleur) émettent un flux
d’électrons dirigé par un champ
électrique sur l’écran.
L’écran est couvert de
luminophores, petits éléments
phosphorescents (rouges, verts,
bleus).
Lorsque les électrons heurtent les
luminophores, ils émettent de la
lumière.
Les luminophores sont isolés les
uns des autres par une grille
métallique : le masque.
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Tube cathodique
d’un écran de TV
Luminophores
14
L’écran : Conversion signal électrique 
lumière



Les luminophores sont suffisamment proches pour ne pas être
discernables par l’œil humain (distance minimale entre l’œil et l’écran
supposée égale à 3m environ).
L’œil visualise un seul point (un pixel) dont la couleur est la résultante
de l’addition des trois faisceaux lumineux : rouge, vert, bleu.
Les pixels sont successivement balayés par le faisceau d’électrons,
dévié verticalement et horizontalement par un champ magnétique.


Le balayage débute en
haut à gauche et se
termine en bas à droite
de l’écran.
Ligne 1
Ligne 2
Ligne 3
Il n’est pas perçu grâce à
la persistance rétinienne.
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Inconvénients des tubes

Mauvais rendement énergétique (ils chauffent…).

Non linéarité


L’intensité lumineuse émise par un écran n’est pas
proportionnelle à la tension appliquée. I ~ Vgamma, où
gamma est un facteur caractéristique du périphérique.
Solution : compenser la luminance en appliquant une
transformation appelée «correction gamma».
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Caméra : Les capteurs CCD (ChargedCouple Device)




Ils remplacent les tubes analysants.
Le capteur CCD possède un réseau d’éléments sensibles à la
lumière : les photosites.
Le CCD reçoit la lumière transmise par l’objectif de la caméra :
les photosites génèrent un courant proportionnel à la quantité
de lumière qu’ils reçoivent.
Les valeurs de courant mesurées sont lues ligne par ligne et
numérisées.
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Caméra : Les capteurs CCD


Pour obtenir la couleur, on utilise des filtres Rouge, Vert, Bleu.
On mesure 1 couleur par pixel : les 2 autres couleurs sont
reconstituées par interpolation avec les valeurs des pixels
voisins.
Structure matricielle du
capteur CCD couleur

Filtrage des couleurs
par les filtres
Structure matricielle
des filtres de couleur
Avantages par rapport aux tubes




Spectre plus large (des UV aux IR)
Moins de non-linéarité
Encombrement réduit
Meilleur rendement
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Réglage de la caméra : balance des noirs
et balance des blancs


La balance des noirs consiste à égaliser
le niveau de noir de chaque voie R, V,
B, pour que , lorsque l’objectif est
obturé de toute lumière, les niveaux de
tension électriques soient alignés les
uns par rapport aux autres  pas de
dominante colorée dans le noir de
l’image.
La balance des blancs consiste à régler
les circuits colorimétriques de la
caméra à la température de couleur de
la lumière de la scène.


Filmer une surface blanche
uniformément éclairée par la lumière du
tournage
Un circuit équilibre automatiquement
sur ce blanc de référence les gains des
signaux de chaque voie R, V, B au
niveau nominal de 700mV.
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Ecrans plats

La technologie LCD (Liquid Crystal Display)




Les cristaux liquides sont des molécules qui modifient leur
orientation suivant le champ électrique auxquelles elles sont
soumises.
Les cristaux sont contenus entre deux plaques rainurées.
Suivant l’alignement des molécules, la lumière polarisée projetée
sur l’écran passe en plus ou moins grande quantité, voire pas du
tout.
Des filtres permettent de réaliser les 3 couleurs : rouge, vert, bleu.
Polariseur Lumière Cristaux liquides
Substrat
Electrode
Plaque
Ecran
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Filtres de couleur
20
Ecrans plats
Figure 1 : Etat normal –
La lumière passe
Figure 2 : Etat soumis –
La lumière ne passe plus
La technologie LCD
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21
Ecrans plats

La technologie plasma (PDP, Plasma Display Panel)




Le principe est basé sur l'excitation d'un gaz qui émet de la
lumière.
Un pixel est composé de trois cellules gazeuses (1 par couleur).
Une cellule est adressée par une électrode ligne et une électrode
colonne, auxquelles est appliquée une tension électrique qui excite
le gaz.
Le gaz rayonne dans le spectre UV (donc invisible) ; les
luminophores convertissent ce rayonnement en rayonnement
visible rouge, vert ou bleu.
UV
Molécules
de gaz
Lumière visible rouge
Luminophore
rouge
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Le codage de la couleur dans la
vidéo analogique
Signal Vidéo
23
Raison d’être de ces codages



La capture brute d’une image et sa restitution sur un écran se
font au format RVB.
Le codage RVB est utilisé uniquement pour le transport direct de
l'image vers le périphérique d’affichage.
Pour le stockage et le transport, on utilise d’autres formats qui
séparent l’information de luminance (image N&B) des
informations de couleur.
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24
Autres représentations mathématiques
des couleurs



Les formats vidéos analogiques utilisent des bases de couleurs
différentes.
Y est la luminance = le niveau de gris de l’image. Les deux autres
informations, les chrominances, portent l’information de couleur.
La base YDrDb
Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B
DR = -1,902 (R - Y) « chrominance rouge »
DB = 1,505 (B - Y) « chrominance bleue »
Utilisée dans le format SECAM

La base YIQ

La base YUV
Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B
I = 0,27(B - Y) + 0,74(R - Y)
Q = 0,41(B - Y) + 0,48(R - Y)
Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B
U = 0,493 (B - Y) (~ DB)
V = 0,877 (R - Y) (~ DR)
Utilisée dans le format NTSC
Utilisée dans le format PAL
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25
Les formats associés : YUV et Y/C

YUV



Utilisé tel quel dans toutes les machines vidéos professionnelles
(magnétoscopes BETACAM ou DV, lecteurs de DVD).
Connectique Cinch ou BNC : 3 conducteurs (1 par signal) plus 1
masse
Le format Y/C = S-vidéo = S-VHS



Pour le stockage (magnétoscope S-VHS et HI-8)
Y est la luminance définie selon le format YUV. C est construit à
partir des chrominances : « C = U + V »
Connectique : prise « Ushiden » ou « mini-DIN », prise Péritel
dédiée. 2 conducteurs (1 pour Y et 1 pour C) plus 1 masse.
Fiche mini-DIN
Cordon Y/C
Signal Vidéo
Prise Péritel
26
Les formats associés : Le format
composite ou CVBS



Il résulte du mélange de la luminance Y et de la chrominance C
pour le transport sur un même câble ou par diffusion
hertzienne.
Le signal C est modulé : son spectre est translaté dans les
hautes fréquences. Il est contenu dans la bande de fréquence
de Y.
Question : A votre avis, quelle est l’influence sur la qualité de la
superposition des spectres de Y et C dans la même bande de
fréquence?
Signal Vidéo
27
Le format composite ou CVBS


Le signal Y a la propriété d’avoir un spectre de raies. Le spectre
du signal C « s’imbrique » entre les raies de haute fréquence du
spectre de Y.
Pour séparer les signaux Y et C



filtres « en peigne », coûteux, pour améliorer la qualité
ou simplement un filtre passe-haut et un filtre passe-bas
Défaut possible : le cross-color = abondance de détails dans la
luminance qui augmentent le contraste (petits cailloux, mailles
…)  Qualité dégradée par rapport au Y/C
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28
Le format composite ou CVBS



Il est utilisé dans tous les magnétoscopes VHS, la réception hertzienne
et le laserdisc.
Câblage : prise RCA ou Péritel.
1 seul câble pour les informations Y et C.
NE JAMAIS utiliser un câble composite lors d’un tournage vidéo,
toujours préférer un câble Y/C !!!
Vidéo composite
Audio
Prise RCA (ou Cinch)
Signal Vidéo
Prise Péritel
29
Récapitulatif
Signal Vidéo
30
Les standards de la télévision
couleur




Constitution de l’image de télévision
Le format NTSC
Le format PAL
Le format SECAM
Signal Vidéo
31
Géométrie de l’image



L'image de télévision, formée à la synthèse par le spot balayant
l'écran du tube image, est un rectangle de hauteur V et de
largeur H.
Le format de l'image est le rapport : C  H
V
La normalisation internationale définit les formats suivants :


C = 4/3 pour la télévision standard
C = 16/9 pour le cinéma et la télévision « du futur ». Meilleur
réalisme qu’en 4/3.
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32
Géométrie de l’image

Nombre minimum de lignes constituant l’image
Il faut tenir compte du pouvoir séparateur de l’œil :  = 1’
 On se base sur une distance œil/écran d = 5  diagonale de
l’écran. Le cône de vision de l’œil vaut 8°40’.
 Nombre de lignes juste discernables :

840' 8  60  40
N

 520
1'
1

Exemples


Format NTSC : 525 lignes
Format PAL : 625 lignes
Signal Vidéo
33
Géométrie de l’image



Attention ! Du fait de contraintes liées aux tubes images à
balayage (cadrage, synchronisation et retour du spot), l'image
visible a une définition moindre que celle transmise !
Certaines lignes et colonnes ne sont pas affichées à l’écran. Les
lignes affichées sont appelées lignes actives.
Les lignes coupées sont utilisées pour transmettre les
informations de synchronisation.
Ligne active
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34
Durée d’une ligne – Bande passante du
signal vidéo



On se place dans le cas du format PAL : 25 im/s et 625 lignes.
1
Durée d’une ligne :
= 64 µs
625  25
Bande passante : On se place dans le pire cas, i.e. une image
constituée d’une alternance de pixels noirs et de pixels blancs.



625 lignes

Au format 4/3, 1 ligne est constituée de 625  4/3 = 833 pixels
Une image est donc constituée de 625  833 = 520833 pixels
Il y a 520833 / 2 = 260417 périodes dans 1 image.
Or il y a 25 images par seconde. Donc la fréquence du signal vidéo (nombre
de périodes en 1 seconde) est 25  260417 = 6510416 Hz
625  4/3 colonnes

520833 pixels  520833 / 2 =
260417 périodes
…
T
Au format PAL, la bande passante du signal vidéo vaut 6,5 MHz.
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35
Cas du format NTSC

30 im/s et 525 lignes

Durée d’une ligne : 63,5µs

Bande passante :





Au format 4/3, 1 ligne est constituée de 525  4/3 = 700 pixels
Une image est donc constituée de 525  700 = 367500 pixels
Il y a 367500 / 2 = 183750 périodes dans 1 image.
Or il y a 30 images par seconde. Donc la fréquence du signal vidéo
(nombre de périodes en 1 seconde) est 30  183750 = 5512500 Hz
La bande passante du signal vidéo au format NTSC est
plus étroite qu’au format PAL : 5,5 MHz au lieu de 6,5
MHz.
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36
Cadencement des images


Le principe d'affichage des
images de télévision est
l'entrelacement de trame : on
affiche successivement une
trame contenant les lignes paires
puis une trame contenant les
lignes impaires.
Pourquoi ?


Effet stroboscopique qui gène l’œil. 2 trames = 2 fois plus d’éclairs par
seconde.
Rémanence insuffisante du tube à 25 images/s  2 trames =
rafraîchissement de l'écran d'au moins 50 Hz.
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37
Le signal vidéo noir et blanc

Le signal électrique est composé de 2 parties


L'information vidéo : amplitude de 0,7 V. Le noir est codé par la tension
la plus basse.
L'information de synchronisation : une impulsion négative de 0,3 V,
destinée à asservir le déplacement du spot.
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38
Le signal vidéo noir et blanc



Il faut aussi synchroniser verticalement l’image : « synchronisation
trame ».
25 lignes par trame ne sont pas visibles et sont exploitées pour la
synchro trame.
Pendant 2,5 trames, le top de synchro est inversé, ce qui constitue le
top de synchro trame.
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39
Le signal vidéo noir et blanc

Synchro trame et synchro ligne
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40
Le signal vidéo composite (couleur)


La télévision exploite le mode de représentation de la couleur
sous forme composantes Y/C, où C est obtenu après codage de
la différence rouge Dr et de la différence bleue Db.
Génération d'une mire de barres couleur :
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41
Le signal vidéo composite (couleur)

L’information C de chrominance est modulée, tandis que la
luminance Y est transmise en bande de base.
Signal Vidéo
42
Le signal vidéo composite (couleur)


Le signal de chrominance subit une modulation (différente
selon le format choisi : PAL, SECAM, NTSC), puis est
superposé au signal de luminance.
La séparation se fait par filtres peignes ou passe-bas et
passe-haut.
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43
Les standards de codage de la couleur


3 standards dans le monde : NTSC, PAL, SECAM
+ Des variantes de ces standards. EX. : MESECAM
Pourquoi 3 standards ?





Volonté de certains pays (ou continents) à prouver leur supériorité
technologique
Le premier système : nord-américain (NTSC)
Puis : adaptation/amélioration du NTSC en Europe (PAL)
Enfin, la France, associée à l'URSS, a défini son propre standard
(SECAM)
Ce sont des standards de la TV grand-public. Il existe d’autres
standards professionnels (EX. : Betacam)
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44
Les standards de codage de la couleur
dans le monde
Signal Vidéo
45
Les standards de la télévision
couleur




Constitution de l’image de télévision
Le format NTSC
Le format PAL
Le format SECAM
Signal Vidéo
46
Le format NTSC




National Television Systems Committee
Le premier standard couleur inventé (1953) par les
américains pour garder la compatibilité avec les postes
noir et blanc de l'époque 60Hz
525 lignes au total, 30 images/s
Définition de l'image : 640 pts x 475 lignes utiles (x 30 par
seconde).
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47
Base de couleur / Transport de la couleur

Le format NTSC utilise la base YIQ
Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B
I = 0,27(B - Y) + 0,74(R - Y)
Q = 0,41(B - Y) + 0,48(R - Y)

Le signal de luminance Y est émis tel quel, tandis que les
signaux I et Q sont modulés par une « Modulation d’amplitude
double en quadrature de phase (MAQ) à porteuse supprimée »

Principe : On fait varier l’amplitude et la phase d’un signal
sinusoïdal en fonction des signaux I et Q. A la réception, le
démodulateur mesure l’amplitude et la phase du signal reçu et en
déduit la valeur de I et Q.
Sauts de phase
Allure d’un signal
modulé en MAQ
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48
Modulation de la couleur en NTSC


A titre purement indicatif, étude dans le module M2122 au
semestre 2
La porteuse modulée s’écrit : pt   M cos2f0 t  


Avec M  I2  Q2

 I 
    arctg  si Q  0
Q


 

 I 

 
      arctg Q  si Q  0

 

 et f0 sont des constantes imposées par le standard



 = 33°
f0 = 4,43 MHz
p(t) est appelée la sous-porteuse chrominance.
Signal Vidéo
49
Exemple : Calcul de M et  dans une
image toute rouge

Image toute rouge :
R=1, V=0, B=0




On en déduit M et  :

Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B = 0,3
I = 0,27(B - Y) + 0,74(R - Y) = 0,6
Q = 0,41(B - Y) + 0,48(R - Y) = 0,21

M  I2  Q2  0,62  0,212  0,63
 I 
    arctg 
Q
 
 0,6 
 33  arctg

 0,21 
Valeur moyenne
du signal
Amplitude  33  71  104 
du signal
Phase du
signal
Signal Vidéo
50
Spectre du signal au format NTSC



Bande passante utile du signal vidéo : 4,2MHz
Fréquence de la sous-porteuse chrominance : 3,58 MHz
Fréquence de la sous-porteuse son : 4,5 MHz. Le son est
modulé en fréquence
Signal Vidéo
51
Performances du format NTSC

Modulation choisie relativement robuste au bruit mais :


Cross-Color : la fréquence de la sous porteuse chrominance (3,58
MHz) est relativement basse  une partie du signal de
chrominance peut générer des défauts sur l’image.
Dérive de couleur : une très bonne synchronisation en phase entre
le démodulateur et l’émetteur est nécessaire car une dérive de
phase se traduit par une restitution infidèle des couleurs
particulièrement sensible pour le rose (teinte « chair ») ; les
textures dans ce ton peuvent être altérées  l’utilisateur peut
régler les couleurs grâce à la fonction Hue (teinte) du téléviseur.

Format surnommé Never Twice the Same Color !

Mais bon standard de post-production

Le format PAL corrige ces défauts.
Signal Vidéo
52
Le format PAL


Phase Alternate Line
Format européen, mis en application en 1962, qui s’est fortement
inspiré du modèle américain (NTSC) en en prenant les avantages et en
essayant d’en gommer les défauts.

Compatible avec le format européen Noir et blanc 50 Hertz

625 lignes, 25 images/s

Définition de l'image : 720 pts x 576 lignes utiles (x 25 par seconde).
Signal Vidéo
53
Base de couleur / Transport de la couleur

Le système PAL utilise une base de couleurs YUV
Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B
U = 0,493 (B - Y) (~ DB)
V = 0,877 (R - Y) (~ DR)

Transport du signal chrominance par Modulation d’amplitude double en
quadrature de phase à porteuse supprimée comme en NTSC. La
porteuse modulée s’écrit : pt   M cos2f0 t  

Avec
M  U2  V 2


 V 
 si U  0
  arctg
 U 





 V 



    arctg U  si U  0




f0 est imposée par le standard : f0 = 4,43 MHz
Signal Vidéo
54
Correction de la distorsion de phase

Pour réduire les distorsions de couleurs liées à des dérives de phase
entre émission et réception, on alterne la phase de la sous porteuse
chrominance à chaque ligne




 Si erreur de synchronisation de phase de 10° entre émetteur et
récepteur,




Ligne N : On transmet 
Ligne N+1 : On transmet -
Le récepteur calcule : (phase ligne N) – (phase ligne N+1) = 2, et en
déduit 
Ligne N : Le récepteur reçoit  +10°
Ligne N+1 : Le récepteur reçoit - +10°
Le récepteur calcule : ( +10°) – (- +10°) = 2, l’erreur est corrigée
 En réalité, le récepteur mesure (N - N+1). Or, d’une ligne à l’autre,
l’information couleur peut avoir de fortes variations (contour horizontal,
par ex.)  apparition de fausses couleurs
Signal Vidéo
55
Exemple : Calcul de M et  dans une
image toute verte

Image toute verte :
R=0, V=1, B=0

On en déduit M et  :

Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B =
0,59
U = 0,493 (B - Y) = -0,49
V = 0,877 (R - Y) = -0,88

M  U2  V 2  0,49 2  0,88 2  0,60
 V 

    arctg
U


  0 ,88 
 180   arctg

 0 ,49 
 180    61    241 
Inversion de phase
à la ligne suivante
Signal Vidéo
56
Spectre du signal au format PAL
4,8 5,5



Bande passante utile du signal vidéo : 4,8 MHz
Fréquence de la sous-porteuse chrominance : 4,43 MHz
Fréquence de la sous-porteuse son : 5,5 MHz. Le son est
modulé en fréquence
Signal Vidéo
57
Performances du format PAL


Comparé au système NTSC, le système PAL permet une
restitution de couleurs plus fidèle car il est moins sensible
aux écarts de phase.
Parmi les défauts générés, on peut noter l’apparition de
fausses couleurs sur les contours.
Signal Vidéo
58
Les standards de la télévision
couleur




Constitution de l’image de télévision
Le format NTSC
Le format PAL
Le format SECAM
Signal Vidéo
59
Le format SECAM




« Séquentiel à mémoire »
Format français, développé concurrentiellement au
système PAL (1962), basé sur une approche
fondamentalement différente
Compatible avec le format européen Noir et blanc 50
Hertz
Définition de l'image : 720 pts x 576 lignes utiles (x 25 par
seconde).
Signal Vidéo
60
Base de couleurs / Transport de la couleur

Le système SECAM utilise une base de couleurs YDrDb
Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B
Dr = -1,902 (R - Y)
Db = 1,505 (B - Y)


Le système SECAM adopte la transmission séquentielle de
la chroma ; ainsi une ligne transportera le ROUGE et la
suivante le BLEU.
Le choix de la modulation s’est porté sur la modulation de
fréquence en raison de son meilleur comportement vis à
vis du bruit (de luminance, essentiellement).
Signal Vidéo
61
Principe de la modulation de fréquence



A titre purement indicatif, étude dans le module M2122 au
semestre 2
La porteuse modulée s’écrit : pt   M cos2f0 t 
Où M est constant, tandis que la fréquence f0 varie selon le
signal de chrominance :



f0 = FR + FRDr pour la chrominance rouge
f0 = FB + FB Db pour la chrominance bleue
FR = 4,4 MHz
FB = 4,25 MHz
FR = 280 kHz
FB = 230 kHz
Pour limiter la visibilité des signaux de chrominance par un
récepteur N&B, il est pratiqué une inversion de phase sur la
porteuse suivant une séquence prédéfinie sur 3 lignes (0 0  0 0
 ... ou 0 0 0    ...) ; de même en trame, on inverse la phase
à chaque trame (0  0  ...).
Signal Vidéo
62
Exemple : Calcul de M et  dans une
image magenta

Image magenta :
R=1, V=0, B=1


Y = 0,30R + 0,59V + 0,11B = 0,41
DR = -1,902 (R - Y) = -1,22
DB = 1,505 (B - Y) = 0,885
M
On en déduit les fréquences
f0R = 4,454MHz

Chrominance rouge :
f0R = 4,4 + 0,28(-1,22)
f0R = 4,454MHz
Chrominance bleue :
f0B = 4,25 + 0,23 0,885
f0B = 4,091 MHz
f0B = 4,091 MHz
Y=0,41
Ligne x
Ligne x+1
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63
Spectre du signal au format SECAM
son
6,5




Bande passante utile du signal vidéo : 6 MHz
Fréquence de la sous-porteuse chrominance bleue : 4,25 MHz
Fréquence de la sous-porteuse chrominance rouge : 4,406 MHz
Fréquence de la sous-porteuse son : 6,5 MHz.
Signal Vidéo
64
Performances du format SECAM



Le choix de la modulation de fréquence permet d’obtenir
une meilleure immunité aux perturbations (bruit ou
transition de luminance) mais il présente l’inconvénient de
ne pas pouvoir dissocier les spectres de luminance et de
chrominance ; cela impose un filtrage plus sévère de la
luminance, au détriment de la résolution de l’image.
Le principal défaut du système SECAM vient de la perte de
résolution en couleur liée à la transmission séquentielle de
la chroma.
Mauvais pour les trucages.
Signal Vidéo
65
Utilisation du format SECAM


Production
PAL
Initialement, le format SECAM était le format de
production en France. Cependant, il n’est pas gérable en
montage.
Désormais en France, le format de production est le PAL,
tandis que la diffusion est réalisée en SECAM.
Conversion
en SECAM
SECAM
Studio TV
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66
La chaîne de diffusion en France
Tube
analogique
Correction
gamma
R
Tube
analogique
Correction
gamma
V
Tube
analogique
Correction
gamma
B
Optique de la caméra
Matriçage
Y
Dr
Diffusion
SECAM
Y
-
Db
+
SECAM
Electronique de la caméra
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67
La chaîne de réception en France
SECAM
« Y+(Dr+Db)modulés »
R
Filtre
Y
Matriçage
Dr
Filtre
(Dr+Db)modulés
Db
V
B
Canon à
électrons
Canon à
électrons
Canon à
électrons
Démodulateur
SECAM
Écran
Réception et affichage sur l’écran de télévision
Signal Vidéo
68
Bibliographie
 « Télévision, Signal vidéo », J. Weiss, Supélec, 1998
 « Culture scientifique et traitement de l’information »,
Daniel Giraud, SRC Blois, 2005
 « Multimédia : Les Fondamentaux », Ioan Roxin, Daniel
Mercier, ed. Eyrolles
 « Les technologies optoélectroniques », document du
Ministère de l'Economie, des Finances et de l'Industrie, Juillet
2002, www.telecom.gouv.fr
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