Séquentiel couleur à mémoire [] (SECAM oder SÉCAM []) war eine vor allem in Frankreich, Osteuropa und Teilen Afrikas gebräuchliche analoge Fernsehnorm für die Farbübertragung im analogen Fernsehen. Sie wurde von Henri de France entwickelt und 1956 vorgestellt. In die deutsche Sprache lässt sich die vollständige Bezeichnung etwa als „Farbabfolge mit Speicher“ übersetzen.
mini|hochkant=1.5|Weltkarte mit der Verteilung der Fernsehverfahren vor der Digitalisierung (spätestens bis 2005): Länder mit SECAM-Standard sind gelb
Grundidee Genau wie NTSC und PAL ist SECAM ein System zur schwarzweißfernseh-kompatiblen Farbübertragung. Gegenüber NTSC war das Ziel des neuen Systems eine Verbesserung der Farbwiedergabe unter nicht-idealen Empfangsbedingungen. Im Vergleich zu PAL wurde dafür mit SECAM eine andere Methode gefunden.
Gemeinsamkeiten mit NTSC und PAL Wie bei NTSC und PAL werden die zusätzlich zum Helligkeitssignal Y (also dem Schwarzweiß-Bild) benötigten Farbinformationen in Form zweier Farbdifferenzsignale DR und DB übertragen. Die Buchstaben stehen für das zugrundeliegende YDbDr-Farbmodell, das dem bei PAL und NTSC verwendeten YUV-Farbmodell sehr ähnlich ist und sich nur durch unterschiedliche „Streckungsfaktoren“ der beiden Farbdifferenzsignale unterscheidet.
Für die Grundlagen der Farbübertragung siehe auch unter Fernsehsignal.
Funktionsweise SECAM verwendet statt der bei NTSC und PAL verwendeten Quadraturamplitudenmodulation die Frequenzmodulation zur Übertragung der beiden Farbdifferenzsignale. Der Vorteil liegt darin, dass Phasenfehler der Farbdifferenzsignale zu keinerlei Farbfehlern führen. Allerdings können nicht wie bei der Quadraturamplitudenmodulation zwei Signale orthogonal und ohne gegenseitige Beeinflussung auf nur einer Trägerfrequenz untergebracht werden.
SECAM überträgt daher abwechselnd pro Zeile jeweils eines der beiden Farbsignale DR und DB. Im Empfänger wird dieses Signal zusätzlich um eine Zeile verzögert, sodass trotzdem in jeder Zeile beide Farbartsignale dem Decoder zur Verfügung stehen. Die vertikale Auflösungsreduzierung der Farbsignale hat für das menschliche Auge kaum nachteilige Effekte, da es für Farbinformationen eine geringe Auflösung aufweist.
Die beiden Farbdifferenzsignale werden zunächst auf etwa 1,3 MHz bandbegrenzt und einer Vorverzerrung unterzogen, um die Störungen auf das Helligkeitssignal zu reduzieren. Die Funktion dieser Vorverzerrung ist je nach konkreter Version leicht unterschiedlich und wurde je nach konkretem Standard adaptiert. Bei der Version SECAM I erfolgte die Vorverzerrung der Farbhilfsträger nach folgender komplexer Gleichung:
Nach der Vorverzerrung wurden die beiden Farbsignale abwechselnd pro Zeile auf zwei unterschiedliche Trägerfrequenzen mit 4,25 MHz und 4,40625 MHz moduliert, wobei DR mit einem Hub von 280 kHz und DB mit 230 kHz frequenzmoduliert wird. Der bei der Frequenzmodulation typische Modulationsindex ist kleiner 1, was einer spektralen Stauchung entspricht, und liegt bei etwa 0,21 bzw. 0,18. Für einen größeren Modulationsindex steht im Frequenzraster der Fernsehsender im Rahmen von SECAM kein Platz zur Verfügung und infolgedessen ist das Farbsignal störungsempfindlich. Für die Träger ist der Frequenzbereich zwischen 3,9 MHz und 4,756 MHz reserviert.
Vor dem Mischen mit dem Helligkeitssignal Y erfolgt noch eine weitere Vorverzerrung des in der jeweiligen Zeile zu übertragenden modulierten Farbdifferenzsignals. Bei dieser zweiten, ebenfalls komplexen Vorverzerrung wird die Amplitude des modulierten Trägersignals als Funktion des Momentanhubs des jeweiligen Farbdifferenzsignals verzerrt. Der Grund dafür besteht darin, die Auswirkungen der Farbhilfsträger auf Bildinhalte mit niedriger Helligkeit zu minimieren und das Signal-Rausch-Verhältnis bei gesättigten Farben zu verbessern. Auch gibt es in gewissen Encodern einen Bandpass vor der Vorverzerrung, um zu verhindern, dass Komponenten der Frequenzmodulation Auswirkungen im Lumabereich haben. Danach wird das jeweilige modulierte Farbdifferenzsignal zu dem Helligkeitssignal Y addiert und das so gebildete Summensignal ausgestrahlt.
Details dieser komplexeren zweiten Vorverzerrung und Abbildungen der Einhüllenden des daraus gebildeten Spektrums finden sich in und Keith Jack: Video Demystified. LLH Technology Publishing, 3. Auflage, 2001, ISBN 1-878707-56-6, S. 287–290.. Im Fernsehempfänger werden die Vorverzerrungen wieder rückgängig gemacht und die beiden Farbdifferenzsignale DR und DB für die weitere Signalverarbeitung gewonnen.
Identifikationssignale Damit der Empfänger die Zeilen den richtigen Farben zuordnen kann, gibt es zwei unterschiedliche Identifikationssignale: die Linienidentifikation (Burst) die Bildidentifikation (Flaschen)
Ersteres ist die heute verwendete Methode. Dafür startet das Trägersignal vor der Bildinformation und enthält die Basisträgerfrequenz (also 4,25 MHz bei DB oder 4,40625 MHz bei DR). Bei der Bildmethode wird in die Zeilen 6 bis 15 sowie 313 bis 322 ein Identifikationssignal eingefügt. In den DB-Zeilen startet das Signal bei 4,25 MHz und geht dann herunter auf 3,9 MHz. Bei den DR-Zeilen startet es bei 4,406 und geht bis auf 4,756 MHz. Da dieses Signal durch die Trägervorverzerrung muss, steigt die Amplitude des Signals von jeweils etwa 200 mV auf etwa 500 mV. Der Name „Flasche“ kommt von der Form des Signals, wenn man dieses auf einem Oszilloskop betrachtet. Dieses Signal wird heute nicht mehr benutzt, da die Zeilen für das französische Teletextsystem Antiope verwendet werden sollten. Bis zur Abschaltung der letzten Flaschen im Jahr 2007 war aber das System nicht mehr in Betrieb.
Verzögerungsleitungen Für SECAM benötigt man zwingend einen Speicher, um das Farbsignal für die Dauer einer Zeile zu speichern, während man bei PAL darauf verzichten kann (Simple-PAL). Dieser Speicher wurde bei älteren Empfangsgeräten in Form einer Verzögerungsleitung im Empfangsgerät realisiert. Ultraschall-Verzögerungsleitungen standen seit Anfang der 1960er-Jahre zur Verfügung. In seit dem Ende der 1990er-Jahre verbreiteten digitalen Fernsehempfängern, die meist mehrere – auch analoge – Fernsehnormen empfangen können, werden hingegen meist digitale Speicher eingesetzt.
Kompatibilität mit Schwarzweiß-Bildern Halb-bild Zeilen-nummer Über-tragenes Farb-differenz-signal Phasen-lage des Farb-trägersungerade 1 DR 0°ungerade 2 DB 0°ungerade 3 DR 180°ungerade 4 DB 0°ungerade 5 DR 0°ungerade 6 DB 180° … … … …gerade 314 DB 180°gerade 315 DR 0°gerade 316 DB 180°gerade 317 DR 180°gerade 318 DB 0°gerade 319 DR 180° … … … … Der Farbhilfsträger ist aufgrund der verwendeten Frequenzmodulation unabhängig von der Farbintensität immer mit gleicher Intensität im Bild vorhanden – im Gegensatz zu PAL und NTSC, wo er bei nichtfarbigem Bildinhalt auf Amplitude 0 schrumpft, also praktisch verschwindet und daher nicht mehr übersprechen kann. Bei SECAM wird der Träger deswegen regelmäßig in der Phasenlage nach einem Muster, wie in nachfolgender Tabelle dargestellt, umgeschaltet, um Störmuster zu reduzieren. Da diese Unterdrückung nicht hinreichend störungsarm funktioniert, wird SECAM eine schlechtere Schwarzweiß-Kompatibilität nachgesagt. Bei reinen Schwarz-Weiß-Sendungen wurde der Farbträger im Fernsehen der DDR deshalb komplett abgeschaltet, also ein echtes Schwarzweiß-Signal gesendet, was bei westdeutschen Sendern mit der Fernsehnorm PAL schon lange nicht mehr üblich war (man musste daher den Farbkontrast am Empfänger auf Null stellen, damit man bei Schwarz-Weiß-Sendungen kein Farbrauschen sah).
Überblenden SECAM-modulierte Signale (Composite-Video-Signal) lassen sich wegen der Frequenzmodulation nicht direkt überblenden, da die Frequenzmodulation eine nichtlineare Modulation darstellt und daher die Addition zweier FM-Signale kein sinnvoll nutzbares Signal ergibt. Möglich ist die Überblendung nur über den Umweg der Demodulation und anschließende Überblendung der einzelnen Komponenten.
Aus diesem Grund arbeiten Sendeanstalten in SECAM-Ländern im Studio mit Signalformaten, die nativ überblendbar sind, beispielsweise PAL, Komponenten oder mit digitalen Videoschnittstellen wie dem Serial Digital Interface, und wandeln das Signal erst vor der Ausstrahlung in SECAM um. Deshalb konnte auch das DDR-Fernsehen nach der Wende problemlos auf PAL umgestellt werden.
Weitere Nachteile Cross-Color-Störungen sind bei SECAM am unangenehmsten. Sie machen sich als blaue und rote Streifen („SECAM-Feuer“) bemerkbar, die an scharfen Kanten hervorblitzen bzw. als intensiv rote Farbflächen bei feinen Mustern in Erscheinung treten. Das kann verhindert werden, wenn das Luma-Signal begrenzt wird, so dass keine Information ins Trägersignal überlappen kann.
Anders als bei NTSC- und PAL-Signalen können diese Störungen nicht durch den Einsatz von Kammfiltern gemindert werden. Da der SECAM-Farbträger wegen der Frequenzmodulation immer mit vollem Pegel im Luminanzanteil des Bildsignals steht, kann dessen Auflösung, also Detailtreue, nicht höher sein als die Frequenz des Farbträgers. Während mit PAL (genau: den darunterliegenden Fernsehnormen) trotz des Farbträgers bei 4,43 MHz eine Luminanzauflösung bis 5 MHz zu realisieren ist, ist die Luminanzauflösung bei SECAM mit ca. 4 MHz limitiert.
Um diese Probleme sowie die grundsätzlichen Schwächen der bis dahin genutzten Farbfernsehsysteme zu beseitigen und einen einheitlichen europäischen Standard zu realisieren, wurde Anfang der 1980er Jahre das MAC-Verfahren () entwickelt, das aber in Folge scheiterte. Erst DVB löste viele nationale Insellösungen für Farbfernsehen ab.
Verbreitung Die Entwicklung von SECAM in Frankreich war politisch motiviert, um die einheimische Geräteindustrie vor Importen zu schützen. In diesem Zusammenhang wird die Abkürzung scherzhaft als „Système élégant contre l’Amérique“, (deutsch „Elegantes System gegen Amerika“) gedeutet. Bei der Einführung von SECAM in den ehemaligen Ostblockstaaten haben ebenfalls politische Gründe eine Rolle gespielt. Frankreich befand sich in einer Annäherung an diese Staaten. Weiterhin wollte es eine Verbreitung seines Systems erreichen und gab Studio- und Sendetechnik günstig ab. Im Übrigen hatte während der Phase der Vorbereitung und Einführung des Farbfernsehens in den 1960er-Jahren der französische Präsident Charles de Gaulle gute Kontakte zum damaligen sowjetischen Staatschef Nikita Chruschtschow. De Gaulle konnte Chruschtschow für SECAM gewinnen – unter anderem, indem man der Sowjetunion Unterstützung beim Bau einer neuartigen Farbbildröhre mit Streifenmaske versprach. Dies misslang; Jahre später realisierte Sony dieses Prinzip erfolgreich in seinen Trinitron-Bildröhren.https://www.spiegel.de/politik/graue-bilanz-a-28a48a9e-0002-0001-0000-000045845458?context=issuehttps://www.heise.de/news/50-Jahre-PAL-Farbfernsehen-eine-Grabrede-zum-Geburtstag-3809178.html Trotz dieses Fehlschlags führten auch alle anderen Ostblockländer SECAM ein. Die Techniker des DDR-Fernsehens waren zwar der Überzeugung, dass das PAL-System das bessere sei, jedoch war es politisch nicht durchsetzbar, PAL in der DDR einzuführen.
Es ist zu vermuten, dass die fehlende Kompatibilität mit dem Westfernsehen den Verantwortlichen nicht ungelegen kam. Dass es in der DDR nur schwarz-weiß empfangen werden konnte, war nur von kurzer Dauer, da sehr bald PAL-Decoder in Eigenbau entstanden und später Farbfernsehgeräte teilweise schon ab Werk mit SECAM- und PAL-Decodern ausgestattet wurden. PAL-Decoder wurden auch in für den Export in den Westen bestimmte Fernsehgeräte eingebaut.
In den 1990er-Jahren stellten Griechenland und viele Länder des ehemaligen Ostblocks ihre Fernsehsysteme von SECAM auf PAL um.