Brevet FR2008032A1 — publié le 19700116

La présente invention concerne un système d'enregistrement et de reproduction d'images, muni d'un dispositif d'enregistrement comportant une série de détecteurs sensibles au rayonnement d'une scène à enregistrer, cette série de détec-5 teurs convertissant sous forme de trames, la scène se déplaçant le long de cette série, les éléments d'image de la scène enregistrés par les détecteurs étant reproduits par un dispositif reproducteur, également sous forme de trames, alors qu'au moins deux trames forment une image. L'invention concerne en parti-10 culier, mais non exclusivement, l'enregistrement d'une scène à l'aide de chaleur, cas dans lequel les détecteurs sont sensibles au rayonnement infrarouge. Une méthode actuellement utilisée pour engendrer une image visible à partir d'une série de détecteurs disposés en 15 ligne et sensibles aux rayons infrarouges consiste à déplacer une image infrarouge de la scène à reproduire le long d'une série de cellules à l'aide d'un miroir explorateur de trames. Les signaux de sortie des détecteurs sont alors amplifiés dans des amplificateurs de canal individuels et les signaux 20 obtenus sont transmis à un montage multiplex dans le temps pour engendrer un signal vidéo présentant la structure des lignes de la scène. Les détecteurs sont explorés séquentiellement et le signal vidéo est utilisé pour moduler en intensité le faisceau électronique d'un tube cathodique et produire 25 ainsi, de la scène, une image visible qui est constituée séquentiellement ligne par ligne. Dans un tel système, la fréquence multiplex est généralement élevée, en particulier lorsqu'il est souhaitable de reproduire une image de la scène exempte de scintillement. Les 30 fréquences multiplex normalement utilisées sont de l'ordre de grandeur de 1,5 Mîz et le besoin s'impose d'augmenter ce nombre d'un ordre de grandeur. Dans un tel système, utilisant une fréquence multiplex de 1,5 MHz, avec 20 images par seconde et une image de la scène 35 constituée par 100 x 250 éléments d'image, la période de discrimination est de 660 ns, mais, par suite d'un temps d'accroissement dans le canal de signal d'environ 100 ns, lors de la commutation entre des canaux de signal successifs, la période de discrimination utile est réduite à environ 450 ns. Des 40 phénomènes de transition se produisant pendant la commutation, 69 14404 2 2008032 ont également tendance à raccourcir la période de discrimination utile. Aussi serait-il avantageux de prolonger la période de discrimination afin de réduire l'effet du temps d'accroissement et des phénomènes transitoires. 5 Comme il sera exposé par la suite, la discrimination de l'élément d'image dans un système enregistreur est en corrélation avec la fréquence d'exploration d'image. La condition imposée à un système d'enregistrement est d'offrir à l'observateur une image qui soit subjectivement acceptable, par exemple 10 une image exempte de scintillement pouvant montrer des variations dans la scène à une vitesse qui est acceptable pour l'oeil humain. Donc, si l'image d'une scène exepte de papillottement était offerte à l'observateur à une fréquence de répétition de 5 images par seconde, celle-ci pourrait 15 contenir toute l'information requise. Aussi la fréquence de discrimination des éléments d'image dans un tel système sera réduite au quart en admettant qu'une image de la scène constituée par 20 images par seconde était initialement acceptable. Une telle basse fréquence de répétition de l'image, peut 20 provoquer un effet perturbateur dû à une succession nettement perceptible de la configuration de l'image. L'invention fournit un système d'enregistrement d'images et des dispositifs d'enregistrement et de reproduction d'images correspondants, permettant l'emploi d'une basse fréquence 25 de répétition de l'image tout en assurant à l'observateur une image pratiquement exempte de scintillement, dans laquelle la succession des images n'est pas nettement perceptible. Le système conforme à l'invention présente la particularité que l'exploration de trames successives s'effectue dans des sens 30 opposés, tandis que la discrimination des détecteurs s'effectue suivant une configuration pseudo-arbitraire, alors que le nombre de fois que la configuration pseudo-arbitraire se produit pendant un temps de trame est un nombre fractionnaire. Par "discrimination suivant une configuration pseudo-35 arbitraire", il y a lieu d'entendre ici que la discrimination ne se produit pas d'une manière réellement arbitraire, mais d'une manière telle que le complètement d'une configuration d'images formée dans le dispositif de reproduction semble arbitraire pour l'oeil humain lorsque la configuration est 40 visible à la basse fréquence d'exploration. Une reproduction 69 14404 3 2008032 de la scène comporte donc une configuration ponctuelle (éléments d'image). La série de détecteurs peut être constituée par des détecteurs disposés en ligne, chaque détecteur enregistrant 5 un élément d'image le long de la ligne de la série. Une telle série de détecteurs peut être perpendiculaire à la direction de déplacement de la trame ou former avec celle-ci un angle aigu. La série de détecteurs peut également être disposée en zigzag. 10 De préférence, le nombre de trames formant une image est plus grand que deux et, de préférence même, un multiple de deux. Dans une forme de réalisation préférée, le nombre de trames par image sera de dix, c'est-à-dire cinq dans la direction progressive et cinq dans la direction opposée. 15 Dans une telle forme, chaque trame peut être considérée comme étant constituée par un nombre fractionnaire de domaines de scène enregistrés, alors qu'un nombre entier de ces domaines se présente pendant chaque image. De cette manière, le domaine incomplet existant à la fin d'une trame est poursuivi au 20 début de l'exploration de trame suivante, exploration qui s'effectue dans le sens inverse. Dans un tel dispositif, les détecteurs de la série sont discriminés chacun une fois pendant leur exploration dans un domaine, alors que la configuration de discrimination pseudo-25 arbitraire est la même pour chaque domaine. L'emploi d'un nombre fractionnaire de tels domaines par trame et l'utilisation d'une configuration de discrimination appropriée, de préférence la même pour chaque domaine, empêchent la coïncidence d'éléments d'image discriminés pendant une seule image 30 qui constitue un multiple de deux trames, alors que chaque élément d'image est cependant discriminé une fois pendant ladite image. Lors de l'enregistrement du rayonnement infrarouge d'une scène, le détecteur doit être sensible aux rayons infra-35 rouges et peut être constitué par un composé d'indium et d'antimoine. Toutefois, lorsqu'il est souhaitable d'enregistrer une scène à l'aide de lumière visible, les détecteurs peuvent être des cellules photo-électriques ou d'autres détecteurs sensibles à la lumière visible. 69 14404 4 zuubujz L'invention fournit également des dispositifs d'enregistrement et de reproduction pour l'utilisation dans le système précité. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, 5 donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures 1 et 2 sont des schémas servant à expliquer le système conforme à l'invention. La figure 3 représente, sous forme de schéma synoptique, 10 les dispositifs pouvant être utilisés dans un système fonctionnant suivant le schéma représenté sur la figure 1. La figure 4 est le schéma synoptique d'une partie du dispositif représenté sur la figure 3* La figure 5 est un schéma servant à expliquer le 15 fonctionnement de la partie représentée sur la figure 4. La forme de réalisation selon l'invention, expliquée à l'aide des figures 1 et 2, peut fournir une image à 253 élé-nents d'image E dans la direction horizontale et 256 éléments d'image P dans la direction verticale; la fréquence d'images 20 est, par exemple, de 5 par seconde. Chaque image est constituée par dix trames R1-R10; les trames successives sont explorées dans des directions opposées et la direction de déplacement de la trame est, soit de la gauche vers la droite, soit de la droite vers la gauche sur la figure 1. Une série de détecteurs 25 alignés dont chacun explore une trame R peut être placée parallèlement au côté vertical sur les figures 1 et 2 et le nombre de détecteurs est égal au nombre d'éléments d'image P dans la direction verticale (c'est-à-dire 256). Chaque trame R est considérée comme étant subsdivisée en un nombre fractionnaire 30 de domaines verticaux parallèles A, chaque domaine A ayant, dans la direction verticale une hauteur de 256 éléments d'image P et dans la direction horizontale une largeur de 10 éléments d'image P. Une trame R forme donc 25,3 de ces domaines A, et une partie d'un domaine A (0,7) qui subsiste à la fin d'une 35 trame se produit dans le sens inverse, dans la trame suivante. Etant donné qu'une série de détecteurs disposés suivant une droite balaie un domaine A, alors que chaque détecteur est discriminé une fois, on obtient, dans chaque trame, 1/10 de l'information d'image contenue dans un domaine A. Les détecteurs 40 sont discriminés d'une manière pseudo-arbitraire, la configuration 69 14404 5 2008032 de discrimination étant la même pour chaque domaine A, lorsque celui-ci est considéré dans une direction d'exploration (mouvement de trame). Lorsque la configuration de discrimination est judicieusement choisie, il ne se produit pas de 5 coïncidence d'éléments d'image discriminés pendant les trames d'une image, même pas pendant la cinquième trame R5 et la sixième R6 lorsque les domaines A se chevauchent, car ces trames sont explorées dans des sens opposés. Après dix trames R1-R10, (une image), chaque élément 10 d'image P est discriminé une fois et le processus d'exploration pour les domaines AR est répété après l'achèvement de chaque image de la scène. La figure 1 représente schématique ment la position des domaines A pendant la première exploration de trame d'une image, cette première exploration s'effectuant 15 dans le sens considéré comme progressif, c'est-à-dire de la gauche vers la droite sur la figure 1. La configuration de discrimination, pseudo-arbitraire, est indiquée par des croix dans le premier domaine 1; sur cette figure, P1 et P230 représentent l'élément d'image P enregistré par le 20 premier et par le 230ème détecteur. La même configuration de discrimination se répète pendant l'exploration des domaines A restants et est à nouveau représentée sur la figure 1 dans un domaine complet, indiqué par 2, de la première trame R1, c'est-à-dire le vingt-cinquième domaine A 25 qui se termine 25 à la ligne en pointillé 3. Les trois éléments d'image 3? subsistant dans la direction horizontale (trois lignes d'éléments d'image) sont utilisés, ensemble avec les sept premiers éléments d'image P dans la direction horizontale de la seconde trame (qui est explorée dans le sens opposé c'est-à-dire de 30 la droite vers la gauche sur la figure 1) pour former ainsi un domaine complet, c'est-à-dire le vingt-sixième domaine A 26, La même configuration de discrimination pseudo-arbitraire est utilisée, mais les positions des éléments discriminés dans les sept lignes d'éléments d'image de la seconde trame R2 35 sont inversées spatialement, l'exploration des trames s'effectuant dans des sens opposés. Les positions des éléments P discriminés au début de la seconde trame R2 sont représentés sur la figure 1 par les croix encerclées, la limite du domaine formé par les sept lignes d'éléments d'image de la 40 seconde trame R2 étant formée par la ligne 4 en trait mixte. 69 14404 6 2008032 Comme le montre schématiquement la figure 3* ce procédé d'exploration de domaines et de chevauchement partiel est poursuivi jusqu'à ce que lesdites trames R1-R10 de l'image soient explorées, après quoi.le procédé est répété image par 5 image. Le choix d'un nombre de trames par image multiple de deux garantit que pendant une période d'image tous les éléments d'image P ne sont explorés q'une seule fois. Dans le cas de deux trames par image, on explore sans chevauchement la moitié 10 du nombre d'éléments d'image P. La figure 3 représente un dispositif d'enregistrement, et de reproduction approprié à fournir une image et à la reproduire suivant le système précité. Sur la figure 3* 256 détecteurs alignés forment une série 5 agencée pour explorer 15 une scène 6 à l'aide d'un miroir d'exploration 7. Les détecteurs de la série 5 sont raccordés à des amplificateurs de canal séparés, insérés dans un bloc 8.; les amplificateurs de canal séparés sont connectés à des portés de commutation 9 d'une manière qui est déterminée par la configuration de discrimi-20 nation pseudo-arbitraire requise. Le passage de portes 9 est déterminé par une série d'impulsions qui est déduite d'un circuit de discrimination 10 qui est commandé de la manière exposée ci-après. Les sorties des portes 9 sont séparées et sont reliées à deux circuits sélecteurs. Les tensions de 25 sortie des portes à numérotation impaire sont conduites vers un sélecteur de groupe impair 11, tandis que celles des portes paires sont conduites vers un sélecteur de groupe paire 12, alors que les portés 9 sont numérotées séquentiellement en code décimal. Les tensions de sortie des deux sélecteurs de groupe 30 11 et 12 sont transmises à des amplificateurs vidéo séparés 13 et 14, dont les sorties sont raccordées à une porte 15 à action très rapide. Les sélecteurs de groupe 11 et 12 et la porte 15 sont commandés par le circuit de commande 10 de la discrimination. Les deux groupes sélecteurs 11 et 12 servent 35 à simplifier lés circuits de commande, à empêcher les couplages parasites entre les canaux et à améliorer le temps d'accroissement des trajeté de signal. La sortie de la porte 15 est connectée à un amplificateur vidéo terminai 16 qui module,' dans un dispositif de reproduction 40 17i un faisceau électronique engendré dans un tube cathodique. 69 14404 2008032 Un circuit de déviation horizontale, ou de ligne 18 fournit la déviation progressive et la déviation horizontale opposée aux bornes du tube de reproduction du dispositif de reproduction 17 selon le sens d'exploration de la série de détec-5 teurs 5- La déviation verticale n'est cependant pas du type normal car, lors de la reproduction, la configuration pseudo-arbitraire doit être reproduite. A cet effet, un générateur d'impulsions d'horloge 19 fournit des impulsions qui commandent un générateur 20 fournissant des signaux d'exploration pseudo-10 arbitraires et comportant un diviseur binaire 21 et un générateur de fonction numérique 22. Les impulsions d'horloge du générateur 19 commandent directement le diviseur binaire 21 dont le fonctionnement sera décrit en détail à l'aide de la figure 4, tout comme le fonctionnement du générateur de fonction 15 numérique 22 qui est commandé par le diviseur binaire 21. Une autre sortie du diviseur binaire 21 est utilisée pour commander tin convertisseur binaire-décimal 23; celui-ci commande à son tour le circuit de commande de discrimination 10. La tension de sortie du générateur 20 fournissant le signal d'exploration 20 assure la déviation verticale pour le dispositif de reproduction 17 afin que les domaines requis de la scène s'illuminent tels qu'ils sont déterminés par la configuration de discrimination pseudo-arbitraire. En pratique, la configuration de discrimination pseudo-25 arbitraire est engendrée par le générateur 20 qui assure un positionnement correct des éléments d'image sur le dispositif de reproduction 17. Cette configuration détermine les interconnexions requises entre le bloc 8 comportant les amplificateurs de canal et les portes de commutation 9 pour que le 30 passage séquentiel des portes 9 assure la discrimination requise des détecteurs, et de ce fait des éléments d'image, pour obtenir la reproduction correcte sur le dispositif de reproduction 17. La figure 4 représente d'une manière plus détaillée le 35 générateur 20 qui fournit un signal d'exploration pseudoarbitraire selon la figure 3. Le diviseur binaire 21 comporte un circuit diviseur binaire 24 constitué par huit étages SI-S81 ce circuit est commandé par les impulsions d'horloge G19 du générateur d'impulsions d'horloge 19. Les sorties séparées 40 pour chaque étage binaire S1-S8 sont connectées à des circuits 69 14404 8 zuuouoz Y1-Y8 séparés déterminant le courant qui, à leur tour, sont reliés aux électrodes d'émetteur de transistors séparés Tr1, Tr2. Les électrodes de base de ces transistors sont interconnectées et sont raccordées à une borne à tension de pola-5 risation -V, tandis que les électrodes de collecteur interconnectées sont raccordées, par l'intermédiaire d'un montage additionneur 25, à la borne positive +V d'une source de courant non représentée sur le dessin. Les sorties des étages binaires S1-S8 sont combinées de manière binaire et le signal de sortie 10 est déterminé par le numéro de l'impulsion d'horloge G19* compté à partir du début de la discrimination. Chaque signal de sortie d'un étage binaire S1-S8 rend conducteur son transistor correspondant T21-T28, et le courant, qui est déterminé par le circuit Y1-Y8 correspondant est transmis au circuit 15 additionneur de courant 25. Les électrodes de collecteur interconnectées des transistors T21 - T28 sont reliées au dispositif de reproduction 17 auquel est fourni ,un courant de déviation G17. Les signaux de sortie des étages diviseurs binaires S1-S8 apparaissent soit individuellement soit en 20 combinaison, et lorsqu'ils apparaissent en combinaison, les courants sont additionnés dans le circuit additionneur de courant 25. La première impulsion d'horloge G19 fait en sorte que l'étage binaire S1 fournisse un signal de sortie qui porte le transistor Tr1 à l'état conducteur. L'impulsion S19 suivante 25 amène le transistor Tr2 à l'état conducteur par un signal de sortie de l'étage binaire S22, tandis que, par un signal de sortie,tant de l'étage S1 que de l'étage S2, la troisième impulsion S19 rend conducteurs les transistors Tr1 et Tr2. Cela s'effectue, dans l'ordre de succession binaire, jusqu'à ce 30 que l'équivalent binaire 256 soit atteint et que les courants additifs soient utilisés pour la déviation verticale maximale. Ensuite, le comptage binaire se répète. Le tableau ci-après donne la relation entre le courant de déviation G17 et le signal de sortie des étages binaires 35 S1 - S8 et l'ordre de succession des impulsions d'horloge pour les huit premières impulsions d'horloge G19. 69 14404 9 2008032 TABLEAU S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 G19 (Y1 ) (Y2) (Y3) (Y4) (Y5) (Y6) (Y7) (Y8) G17 0,5 0,25 0,125 0,0625 • » • ... ... • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0.5 2 0 1 0 0 0 0 0 0 0,25 3 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0,75 4 0 0 1 0 0 0 0 0 0,125 5 1 0 1 0 0 0 0 0 0,625 6 0 1 1 0 0 0 0 0 0,375 7 1 1 1 0 0 0 0 0 0,875 8 0 0 0 1 0 0 0 0 0,0625 La figure 5 donne la relation entre les éléments d' image P 15 dans la direction verticale, donc le courant de déviation G17, pour les huit premières impulsions d'horloge G19 qui sont indiquées au tableau ci-dessus. La figure 5 représente également, pour ces huit premières impulsions d'horloge, le courant de déviation G17 en fonction du temps t. 20 II s'avère que, dans un dispositif d'enregistrement et de reproduction utilisant le système décrit ci-dessus, on obtient une reproduction pratiquement exempte de scintillement, d'une scène à une fréquence de cinq images par seconde. 25 69 14404 10 2008032 REVENDICATIONS 1.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images, muni d'un dispositif d'enregistrement comportant une série de détecteurs sensibles au rayonnement d'une scène à enregistrer, 5 cette série de détecteurs convertissant sous forme de trames, la scène se déplaçant le long de cette série, les éléments d'image de la scène enregistrés par des détecteurs étant reproduits par un dispositif reproducteur, également sous forme de trames, alors qu'au moins deux trames forment une 10 image, caractérisé en ce que l'exploration de trames successives s'effectue dans des sens opposés, tandis que la discrimination des détecteurs s'effectue suivant une configuration pseudoarbitraire, alors que le nombre de fois que la configuration pseudo-arbitraire se produit pendant un temps de trame est 15 un nombre fractionnaire. 2.- Système d'enregistrement et de reproduction d'image selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de trames par image est un multiple de deux. 3.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images 20 selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque détecteur de la série de détecteurs est discriminé une fois à chaque exploration par ladite série d'un domaine d'une trame, chaque trame comportant un nombre fractionnaire de ces domaines, tandis qu'une image comporte un nombre entier de domaines et 25 la partie d'un domaine qui subsiste à la fin d'une trame est complétée dans la trame suivante et est explorée dans le sens inverse. 4.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images salon la revendication 3* caractérisé en ce que la série de 30 détecteurs est discriminée suivant une conformation pseudoarbitraire pendant l'exploration d'un domaine, et cette configuration est la même pour l'exploration de chaque domaine. 5.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 35 Que le rayonnement de la scène est un rayonnement infrarouge, et que les détecteurs sont sensibles au rayonnement infrarouge . 6.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le 40 rayonnement de la scène est de la lumière visible et que les 69 14404 n 2008032 détecteurs sont des cellules photo-électriques. 7.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la scène enregistrée par le dispositif d'enregistrement 5 est reproduite par un dispositif de reproduction dans lequel la forme d'onde pour l'exploration, perpendiculaire au mouvement de la trame, est engendrée par un générateur fournissant un signal d'exploration pseudo-arbitraire. 8.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images 10 selon la revendication 7, caractérisé en ce que le générateur fournissant un signal d'exploration pseudo-arbitraire comporte un étage diviseur binaire qui est commandé par un générateur d'impulsions d'horloge. 9.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images 15 selon la revendication 8, caractérisé en ce que la commande de portes insérées dans lesdits dispositifs est faite à partir dudit diviseur binaire. 10.- Système d'enregistrement et de reproduction d'images selon les revendications 7, 8 ou 9» caractérisé en 20 ce que la configuration de discrimination pseudo-arbitraire pour ladite série de détecteurs est déterminée par le générateur fournissant ledit signal d'exploration pseudo-arbitraire. 11.- Dispositif d'enregistrement approprié à l'utilisation dans un système tel que spécifié dans l'une des revendications 25 4 à 6 ou dans la revendication 9 ou 10. 12.- Dispositif d'enregistrement approprié à l'utilisation dans un système tel que spécifié dans l'une des revendications 1, 2, 7» 8 ou 9»