Brevet FR2005254A1 — publié le 19691212

i 2005254 La présente invention a essentiellement pour objet des systèmes de télévision et concerne plus particulièrement un dispositif d'égalisation d'ouverture du signal video, à la fois dans la direction horizontale et dans la direction verticale, dans un système de télévision qui reproduit une image en 5 trames successives à lignes horizontales entrelacées. La dimension finie des spots des faisceaux de balayage utilisés dans les tubes de prise de vues et dans les tubes images de télévision, ainsi que l'aberration des lentilles des systèmes optiques habituellement utilisés avec de tels tubes, provoquent une distorsion d'ouverture de l'image. Cette 10 distorsion d'ouverture entraîhe une perte de résolution lorsque les spots de balayage sont suffisamment importants pour couvrir plus d'un élément d'image à la fois. La distorsion d'ouverture est commune aux systèmes de télévision en noir et blanc et au système de télévision en couleurs. Divers procédés ont 15 été utilisés pour réduire la distorsion d'ouverture et restituer les détails des bords des signaux video représentatifs de l'image à reproduire. On sait que l'on peut ajouter un signal de correction au signal video pour restituer les détails dudit signal video. Dans un système de télévision en couleurs compatible , il est souhai« 20 table de maintenir les composantes de luminance et de chrominance du signal video séparées, de façon que le bruit associé à l'un des signaux n'apparaisse pas comme bruit sur l'autre signal par suite de l'effet hétérodyne des circuits du récepteur. Selon les normes de radiodiffusion appliquées aux Etats-Unis d'Amérique pour les systèmes de télévision en 25 couleurs, une sous-porteuse de fréquence choisie est modulée par les signaux video de couleurs de façon que l'information video de couleur soit contenue essentiellement dans les parties du spectre de fréquence intercalées entre les parties dudit spectre de fréquence contenant l'information de luminance. 2Q Selon ïss procédés connus, le signal de correction de la distorsion d'ouverture peut traverser un filtre en peigne pour éviter d'introduire un bruit dans la composante video qui nsest pas corrigée. Il convient de remarquer que l'énergis de luminance apparaît en groupes de bandes latérales sëoarées en fréquence par la fréquence de balayage de ligne. De la 69 09309 2 2005254 même façon, l'énergie de chrominance apparaît en groupes de bandes latérale s séparées en fréquen_ce par la fréquence de balayage de ligne, mais elle est décala» eptre les groupes de bandes latérales de luminance. Un filtre en peigne atténue, de façon sélective, Puu des signaux de luminance 5 ou de chrominance relativement à l'exclusion de l'autre. Une telle action de filtrage est appelée !l peignage". En "peignant" le signal de correction à la fréquence de la sous-porteuse, le signal de correction présente v"«= réponse minimale pour cette fréquence de sous-porteuse ainsi que pùu-, les multiples des intervalles de fréquence de ligne de ladite fréquence de 10 sous-porteuse. On sait que la correction d'ouverture dass la direction horizontale peut être faite par un procédé de soustraction utilisant un filtre passe-bas ayant une fréquence limite à une valeur se trouvant dans la bande de îvé" quence du signal video. Par ce procédé, on fait passer un signal video 15 inversé par un filtre passe-bas et on le combine avec un signal video non inversé. De cette façon, les composantes basse fréquence de polarité opposée sont supprimées, ce qui entrafhe une accentation efficace des composantes de fréquence élevée du signal video» Cependant, un tel filtre a une caractéristique de phase non linéaire dans la région se trouvant entre 20 la réponse maximale et la fréquence limite et signal video passait dans un tel filtre est soumis à un changement de phase de ses composantes de fréquence selon les caractéristiques du filtre» Par conséquent, le signal video combiné a des caractéristiques de phase non linéaires qui en -traîïient une correction d'ouverture assymétrique non souhaitable. 25 La présente invention a pour objet de prévoir un dispositif amélioré pour restituer les détails du signal video» La présente invention, ayant en vue es qui précède, concerne un dispositif permettant d'obtenir des signaux de correction de la distorsion d'ouverture de façon à corriger les signaux video dBun système de télé-30 vision à la fois dans la direction horizontale et dans la direction verticale* Le dispositif comporte une borne d'entrée pour uns source de signaux vidsc» et une borne de sortie» Il comporte en outre des moyens constituant un premier cheminement de signal ou circuit de sig&si entre les bernes daentrêe et de sortie pour impartir aux sig£»£tî% -video un retard sensible™ 69 09309 3 2005254 ment égal au temps de balayage de deux lignes horizontales du système de télévision. Il comporte également des moyens constituant un second cheminement de signal ou circuit de signal entre les bornes d'entrée et de sortie sans introduction de retard. Il comporte également des moyens constituant 5 un troisième cheminement de signal ou circuit de signal entre les bornes d'entrée et de sortie pour impartir aux signaux video un retard sensiblement égal à la durée de balayage dfune ligne horizontale. Les moyens mentionnés en dernier lieu comportent un dispositif à retard délivrant un retard d'une demie onde à une fréquence proche de l'extrémité supérieure de la gamme 10 de fréquence du signal video et égale à un multiple impair de la moitié de la fréquence de balayage de ligne horizontale. Le dispositif précité comporte enfin des moyens pour inverser la polarité des signaux apparaissant dans le troisième circuit de signal par rapport aux signaux apparaissant dans le premier et le second circuit de signal. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple : - la figure 1 représente un diagramme fonctionnel d'un mode de réalisation de l'invention ; 20 - la- figure 2 représente un diagramme fonctionnel d'un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente les composants d'un système de télévision qui sont nécessaires pour obtenir un signal de correction de la distorsion d'ouverture filtré . Les signaux video venant d'une source convenable, 25 par exemple d'un tube de prise de vues d'une caméra de télévision par exemple, sont amenés à la borne d'entrée du signal video 12. La borne 12 est reliée à un circuit d'entrée A d'un amplificateur 20. La borne 12 est également reliée à un dispositif à retard 14. Le retard du dispositif à retard 14 est sensiblement égal au temps requis pour balayer une ligne de la trame 30 entrelacée , soit environ 63,5 microsecondes selon les normes adoptées aux Etats-Ihis d'Amérique. Le dispositif de retard 14 peut être tout dispositif de retard convenable , ayant de préférence une largeur de bande d'au moins O à 4 mega-cycles pour laisser passer les composantes du signal video. Les bornes 35 de sortie du dispositif de retard 14 sont reliées à un circuit d'entrée B 09309 4 2005254 d'un amplificateur 18. Les bornes de sortie du dispositif de retard 14 sont également reliées à la borne d'entrée d'un second dispositif de retard 16. Le dispositif de retard 16 a également un retard sensiblement égal au temps nécessaire pour balayer une ligne de la trame de télévision entrelacée et il peut être identique au dispositif de retard 14. Les bornes de sortie du dispositif de retard 16 sont reliées à un circuit d'entrée C d'un amplificateur inverseur 20., L'amplificateur 20 peut être tout amplificateur prévu pour mélanger et régler l'amplitude des signaux d'entrée. Dans ce mode de réalisation de l'invention chacun des signaux d'entrée aux circuits d'entrée A et C peut être atténué selon un rapport de quatre et les signaux sont ajoutés l'un à l'autre. L'amplificateur 18 peut être tout amplificateur qui inverse le signal apparaissant à son circuit d'entrée B. On a représenté également à la figure 1 un commutateur jumelé comportant des contacts 25 a et 25 _b. Lorsque le commutateur 25 est dans la position pour laquelle le contact 25 a est fermé et le contact 25_b ouvert ( non représenté ), les circuits de sortie des amplificateurs 18 et 20 sont tous les deux couplés à la borne de sortie 26 du signal de correction d'ouverture. De cette façon, le signal apparaissant à la borne 26 est représenté par B - l/4 (A+C). Cette fonction est le signal de correction d'ouverture verticale. Ceci a été décrit dans le brevet délivré aux Etats-Unis d'Amérique sous le n° 3,030,440. Un "peignage" et une correction d'ouverture horizontale sont réalisés en insérant un dispositif de retard 22 entre le circuit de sortie de l'amplificateur 18 et la borne de sortie 26. L'extrémité réceptrice du dispositif de retard 22 est fermée par une résistance 24 dont la valeur relativement à l'impédance du dispositif 22 est prévue pour empêcher les reflexions de l'onde appliquée à l'extrémité émettrice dudit dispositif. L'extrémité émettrice du dispositif de retard 22est fermée par une impédance plus élevée que l'impédance du dispositif de retard lui-même de façon à provoquer des réflexions de l'onde appliquée à l'extrémité réceptrice du dispositif. On connecte le dispositif de retard 22 et la résistance terminale 24 dans le circuit en mettant le commutateur^5 dans la position de fonctionnement représentée pour laquelle le contact 25 a est 69 09309 5 2005254 ouvert et le contact 25 b est fermé. Le dispositif de retard 22 peut être une partie d'une ligne de trans» mission artificielle ou une ligne à retard constant compact^ mais il doit être choisi pour avoir un temps de retard sensiblement égal à un demi 5 cycle de la fréquence à filtrer. Dans ce cas, selon les normes améri caines, la fréquence sous-porteuse, approximativement 3,58 mégacycles, doit être "peignée" de telle façon que la longueur de la ligne à retard soit égale à la moitié de la période de cette fréquence, soit environ Og138 microsecondes. 10 La fréquence sous-porteuse est un multiple impair de la moitié de la fréquence de balayage de ligne et est par conséquent déphasée de 18O ° sur les lignes alternées dans une trame déterminée. Comme il a été décrit dans le brevet susmentionné, les signaux video appa rai s sant aux entrées A, C_ et B des amplificateurs 20 et 18 sont dérivés de la 15 ligne considérée, de la ligne qui précède immédiatement et de la ligne qui suit immédiatement la ligne considérée. Le dispositif de retard 22 est inséré dans le circuit d'entrée B avant que n'apparaisse la sommation des signaux aux circuits d'entrée A, B et C, Ainsi, le signal apparaissant au circuit d'entrée B est 20 retardé de 180° par rapport à la fréquence de sous-porteuse. Pour la fréquence de sous-porteuse et les multiples des inter= valles de fréquence de balayage de ligne^ladite fréquence de s ou s -par teu s e s la fonction B - l/4 (A + _G) est nulle . Les signaux de l'amplificateur 20 sont appliqués au dispositif de retard 22, ils vont jusqu'à l'extrémité 25 émettrice à partir de laquelle ils sont réfléchis vers l'extrémité récep trice où ils s'additionnent avec les signaux non réfléchis de l'amplificateur 20 et avec les signaux de l'amplificateur 18. Il convient de remarquer que le retard du dispositif de retard 22 est très faible relativement au retard des dispositifs de retard 14 et l6s 30 de telle sorte que la correction d'ouverture verticale n'est pas sensible ment affectée. Cependant» le signal de correction d'ouverture a été "peigné " aux fréquences de couleur et est par conséquent contenu unique*» ment dans les parties de luminance du spectre de fréquence video0 De cette façon, le "bruit haute fréquence dans le signal de correction est évité Jnséquent il ae se manifeste pas comme bruit basse fréquence 69 09309 6 2005254 dans le signal de couleur par suite de l'effet hétérodyne dans le démodulateur chromatique du récepteur. La correction d'ouverture horizontale est réalisée par accentation des fréquences les plus élevées dans la largeur de bande video, ce qui rend plus 5 précis les détails du signal video dans la direction horizontale. Un signal de correction d'ouverture horizontale est engendré et apparaît à la borne 26, Le signal de correction est la résultante de trois composantes. La première . composante est le signal apparaissant à la sortie de l'amplificateur 20^ Ua . seconde composante est le signal inverse venant de l'amplificateur 18 qui a 10 été retardé par le dispositif de retard 22. La troisième composante est le résultat d'une reflexion de la composante(à l'extrémité réceptrice fermée du dispositif de retard 22)venant de l'extrémité émettrice à circuit ouvert. Le retard du dispositif de retard 22 étant égal à la moitié de la période de la fréquence sous-porteuse, les trois composantes donnent un signal de 15 correction nul à la fréquence de sous-porteuse et l'addition des composantes donne une accentation maximale du signal de luminance au voisinage de la fréquence de sous-porteuse qui est due à la réponse fréquence-amplitude du dispositif 22, excepté pour les points nuls périodiques mentionnés plus haut résultant du peignage. Les composantes d'une fréquence quelconque apparais-20 sant à l'une ou l'autre extrémité de la ligne à retard qui est sensiblement accordée en impédance à l'une de ses extrémités et qui est réfléchissante à l'autre, sont toujours soit en phase, soit déphasées de 180° les unes par rapport aux autres. Cette caractéristique de la ligne à retard qui entraftie une réponse phase-fréquence linéaire permet au signal de correction d'ouverture 25 d'avoir une caractéristique phase-fréquence linéaire. IL en résulte une correction symétrique du signal video pour toutes les fréquences dans la largeur de bande video» II convient de remarquer qu'un compromis entre l'effet de "peignage1* et l'accentation peut être obtenu en choisissant le dispositif de retard 22 3 0 de telle façon que son retard soitaufre qu'une demi-période de la sous- porteuse. Le signal de correction n'est pas alors égal à zéro à la fréquence de sous-porteuse, mais on obtient une accentation maximale à une fréquence ayant une période double du temps de retard du dispositif de retard 22. 69 09309 Le signal de correction d'ouverture verticale et horizontale peigné, apparaissant à la borne 26, peut être ajouté à un signal video pour corriger ce signal. On se reférera maintenant à la figure 2 qui représente un autre mode de 5 réalisation de l'invention. Les composants de la figure 2 qui ont la même fonction que dans le mode de réalisation de la figure 1 ont les chiffres de référence utilisés dans la figure 1. Un modulateur 28 est relié entre la.borne d'entrée du signal video 12 et l'entrée du dispositif de retard 14. Un oscillateur 30 est relié au modulateur 10 28 et envoie au dit modulateur une onde sinusoïdale générée localement à une fréquence de 25 mégacycles par exemple. Le modulateur 28 heterodyne le signal video et l'onde sinusoïdale délivrée par l'oscillateur 30 pour donner un signal qui est compatible avec les caractéristiques des dispositifs de retaid 14 et 16. On peut utiliser dans ce but des dispositifs de retard ultrasoniques 15 faisant emjloi d'un élément de retard en quartz ou en verre . Les dispositifs de retard doivent être choisis de telle façon qu'ils aient une largeur de bande aussi importante que la largeur de bande du signal video. La fréquence de l'oscillateur 30 doit être choisie de telle façon que la fréquence centrale du signal video heterodyne corresponde à la fréquence centrale des dispositifs 20 de retard 14 et 16. Des démodulateurs 32 et 34 respectivement sont insérés entre la sortie du dispositif de retard 16 et l'entrée C de l'amplificateur 20 et la sortie du dispositif de retard 14 et l'entrée B de l'amplificateur 18. Les démodulateurs 32 et 34 démodulent les signaux après qu'ils aient passé dans les dispositifs 25 de retard 14 et 16. L'emploi de démodulateurs pour héterodyner un signal video avec une fréquence d'oscillateur pour un fonctionnement compatible avec les dispositifs ultrasoniques disponibles dans le commerce a été décrit dans le brevet susmentionné. Le fonctionnement des amplificateurs 18 et 20 et du dispositif de retard 30 22 est le même que celui qui a été décrit dans le mode de réalisation de la figure 1. La figure 2 montre également un circuit d'accentation supplémentaire comprenant des amplificateurs 36 et 40 , une résistance d'affaiblissement 38, un dispositif de retard 42 et une résistance terminale 44. Il peut être souhai~ 09309 8 2005254 table de maintenir la réponse du signal de correction d'ouverture à une valeur minimale pour une fréquence donnée telle que la fréquence de sous-porteuse de couleur par exemple et d'accentuer la réponse du signal de correction d'ouverture pour une autre fréquence quelconque. Dans ce cas, le retard du dispositif de retard 22 doit être choisi de telle façon qu'il soit égal à la moitié de la période de la sous-porteuse. Le dispositif de retard 42 du circuit d'accentation supplémentaire paît être choisi de telle façon que son retard soit égal à la moitié de la période de la fréquence pour laquelle on désire réaliser l'accentation. Les amplificateurs d'inversion 36 et 40 inverse^Le signal de correction apparaissant à leurs entrées respectives de telle sorte que le signal apparaissant à la borne de sortie 46 a la même polarité que le signal à la borne 26, Le fonctionnement du circuit d'accentation supplémentaire est le même que celui du circuit d'accentation décrit précédemment. Une résistance variable 38 commande l'amplitude du signal de correction. La composante de signal apparaissant à la sortie de l'amplificateur 40 est ajoutée à la composante passant dans le dispositif de retard 42 et à la composante réfléchie par l'extrémité émettrice du dispositif de retard 42. Il convient de remarquer que le circuit d'accentation supplémentaire est monté en cascade avec la borne 26 et que l'accentation supplémentaire est indépendante du peignage et de l'accentation due au dispositif de retard 22. L'accentation indépendante est également obtenue avec une caractéristique phase-fréquence linéaire car le dispositif de retard 42 est à circuit ouvert à son extrémité émettrice et il est à boucle ferméà son extrémité réceptrice. Il convient de remarquer que le dispositif de retard unique 22 représenté aux figures 1 et 2 peut être remplacé par deux dispositifs de retard montés en série, chacun de ces dispositifs ayant un retard égal à la moitié de la période de la fréquence à peigner et chacun étant fermé à ses extrémités d'entrée et de sortie. L'amplificateur 20 doit être réglépour atténuer les signaux A et C selon un facteur deux et la sortie de l'amplificateur 20 doit être reliée à l'entrée du premier dispositif de retard ainsi qu'à la borne 26. La sortie unique de l'amplificateur 18 doit être reliée à la jonction entre les deux dispositifs de retard montés en série. De cette façon on obtient un signal de correction de la forme B - l/2 (A+C). 09309 9 2005254 reliée La source de signaux video/a la borne d'entrée des signaux video 12 doit être obtenue du système de télévision avant la correction de gamma du sfjial et le signal de correction d'ouverture doit être ajouté au signal video après la correction de gamma. De cette façon, le signal de correction, et un bruit quelconque concomitant du signal video d'entrée, n'est pas augmenté au niveau du noir et par conséquent il diminue tout bruit pouvant être ajouté au signal video à corriger. Bien que les signaux video de niveau du noir ne sont pas augmentés autant que les niveaux du gris et du blanc avec ce mode de réalisation il n'y a pas de détérioration de l'accroissement général car la correction des détails au niveau du no_ir est moins importante que la correction des détails aixniveaux du gris et du blanc du signal video. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. E'ji particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 69 09309 ÎO 2005254 REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour délivrer des signaux de correction de distors-ion d5 ouverture pour corriger des signaux video d®un système de télévision dans la direction horizontale et dans la direction verticale s du type comportant, entre sa borne d'entrée reliée à la source des signaux video et sa borne de 5 sortie 9 un premier circuit de signal donnant aux dits signaux vMeo-un rsiard sensiblement égal au temps nécessaire pour balayer deux ligne» îiarizom-afes du svtème de télévision et des moyens constituant un second circuit dé signal n'introduisant aucun retard,, ledit dispositif êt&zil caractérisé en ce qu':!l comporte en outre des moyens constituant^ entre l&dite borne d'entrée et la« 10 dite borne de sortie,un troisième circuit de signal donnant aux_dits signaux video un retard sensiblement égal au temps nécessaire pour balayer une ligne horizontale » ces moyens comportant un dispositif de retard donnant un retard d'une demi-onde pour la fréquence proche de l'extrémité supérieure de la gamme de fréquence dudit signal video et égal à un multiple impair de la 15 moitié de la fréquence de balayage de ligne horizontale ainsi que des moyeB.3 pour inverser la polarité desdits signaux apparaissant dans ledit troisième circuit de signal relativement aux signaux apparais sant dans le premier et le second circuit » 2. - Dispositif selon la revendication t caractérisé en ce que le ^ dispositif de retard précité monté dans ledit troisième circuit de signal a l'une de ses extrémités reliée à la borne de sortie précitée et est fermé par une impédance ayant une valeur telle qufeUe empêche sensiblement les reflexions vers l'autre extrémité dudit dispositif de retard qui se trouve à l'opposé de ladite borne de sortie, ladite awtre extrémité étant fermée sur une impédance ayant une valeur telle qu'elle réfléchit l'onde appliquée s ladite borne de sortie. 3« - Dispositif selon l'une des revendications 1 eu 2 caractérisé en ce que les moyens précités pour inverser la polarité des signaux appasaîs= saut dais le troisième circuit de signal relaii'-rssisat aux signaux apparais-^ sant dans le premier et le second circuits de sîgiasJ. comportent des moyens pou? amplifier lesdits signaux inversés relativamoisf. aux dits signaux non inversé#. 09309 ii 2005254 4. - Dispositif selon l'une des revendications 1 , 2 ou 3 caractérisé en ce que les moyens pour inverser la polarité desdits signaux sont montés dans ledit troisième circuit de signal entre la borne d'entrée précitée et l'extrémité du dispositif de retard qui est la plus éloignée de ladite borne de sortie. 5. - Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que les moyens précités pour inverser la polarité des signaux sont montés dans ledit premier circuit de signal entre ladite borne d'entrée et ladite borne de sortie et dans le second circuit de signal entre ladite d'entrée et ladite borne de sortie. 6. - Dispositif selon l'une des revendications lâ 2 ou 3 caractérisé en ce que le dispositif de retard précité monté dans le troisième circuit de signal donne un retard sensiblement égal à la moitié de la période de la fréquence de sous-porteuse de couleur dudit système de télévision. 7. - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens pour inverser les signaux apparaissant dans le troisième circuit de signal amplifient lesdits signaux selon un facteu^uatre relativement aux signaux apparaissant dans le premier et le second circuit de signal.