Brevet FR2028345A1 — publié le 19701009

Les signaux de synchronisation d'un signal vidéo composite conventionnel exigent une bande passante supplémentaire du canal au-delà et au-dessUs de la composante vidéo analogique du signal. On a tenté par le passé de réduire la largeur de cette bande supplémentaire en passant les signaux de synchroni-5 sation dans un filtre passe-bas. Cela a bien pour effet de réduire la bande passante mais cela réduit également le rapport signal/bruit de la synchronisation en détériorant ainsi le signal. La présente invention a pour objet un système nouveau et amélioré et une méthode d'établissement d'un signal vidéo composite. 10 La présente invention a également pour objet un système et une méthode d'établissement d'un signal vidéo composite exigeant une bande passante relativement étroite. La présente invention a également pour objet une méthode nouvelle et améliorée pour l'établissement d'un signal vidéo composite dans lequel les 15 signaux de synchronisation présentent un rapport signal/bruit relativement élevé. La présente invention a également pour objet un système et une méthode pour l'établissement d'un signal vidéo composite dont les signaux de synchronisation présentent un rapport signal/bruit relativement élevé pour une bande 20 passante donnée. Les objets sus-mentionnés de la présente invention sont réalisés par un système et une méthode dans lesquels les signaux vidéo sont établis dans une plage d'amplitude déterminée à l'avance. Les signaux composites de synchronisation s'inscrivent également dans cette même plage d'amplitude. Ces signaux 25 sont combinés pour produire un signal composite qui varie en fonction du signal vidéo et du signal de synchronisation de telle manière que ces deux signaux s'inscrivent dans la même plage d'amplitude. En conséquence la largeur de bande requise pour conserver le signal est réduite d'environ 30% tout en conservant le même rapport signal/bruit qu'un signal vidéo composite conventionnel 30 comparable. En variante, on peut utiliser la même largeur de bande en réalisant ainsi une amélioration notable du rapport signal/bruit du signal considéré. La figure 1 représente un diagramme schématique d'un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 représente le graphique d'un signal vidéo composite convention-35 nel et La figure 3 représente un signal vidéo composite tel qu'obtenu dans le mode de réalisation de la présente invention illustré par la figure 1. Un signal vidéo composite conventionnel est émis par la caméra vidicon 10. Un circuit 20 établit les signaux de synchronisation à partir du signal 40 composite inversé et amplifié selon un facteur de trois. Le circuit 30 produit 69 44500 2 2028345 la partie vidéo analogique tnon synchronisée) de ce signal composite provenant de la caméra 10, qui est ensuite composé avec les signaux de synchronisation inversés provenant du circuit 20 dans un dispositif de superposition 40. Il en résulte un signal composite dont la partie vidéo et la partie synchro s'ins-5 crivent dans la m6me plage d'amplitude. Ce signal combiné est alors appliqué à une unité de mémoire régénératrice 50, telle qu'un disque 51, d'un mode approprié, par modulation de fréquence par exemple, de telle manière que les parties vidéo et synchro soient dans la même plage de fréquence. La lecture de la caméra vidicon 10 est conditionnée par une piste chronométrique du dis-10 que 51 cette piste servant à engendrer des signaux de synchronisation dans le dispositif de synchronisation 60 et ces signaux servant alors à la lecture ou à la commande de la caméra 10. Le signal vidéo composite de l'unité de mémoire 50 est lu à travers un démodulateur fm 70 pour produire le signal vidéo composite analogique avec ses 15 signaux de synchronisation inversés. Un circuit 80 fournit, à partir du signal synchro inversé, un signal qui inverse le signal de synchronisation inversé et réduit l'amplitude au tiers de sa valeur. Le circuit 90 fournit la partie analogique du signal en éliminant le signal de synchronisation Inversé que l'on compose alors dans le circuit OU 95 avec le signal synchro produit par le 20 dispositif 80. En conservant les signaux synchro sous forme inversée comme indiqué sur le graphique de la figure 3 la plage de fréquence des signaux de synchronisation est la mSme que la plage de fréquence du signal vidéo analogique. En conséquence, on constate que la largeur de bande exigée sur le disque magnétique 51 25 est réduite de 30% par rapport à celle qu'exige un signal vidéo conventionnel tel que représenté sur la figure 2. Description détaillée La caméra vidicon 10 fournit un signal vidéo composite conventionnel aux circuits 20 et 30. La caméra vidicon est commandée par le système de syn-30 chronisation 60. Le système de synchronisation 60 reçoit un certain nombre d'impulsions de la piste chronométrique 53 du disque 51. Ces impulsions sont lues par une tête magnétique 61 et envoyées à un générateur de top de synchronisation. La tête 61 lit les impulsions enregistrées sur la piste 53 au moyen *d'un générateur d'impulsions non représenté sur la figure. De préférence le 35 nombre d'impulsions de cette piste divisées par le générateur de synchronisation 62 fournira 525 impulsions de synchronisation horizontale et deux impulsions de synchronisation verticale. Ainsi donc, le générateur de top de synchronisation fonctionne de la même manière que le dispositif qui engendre les tops de synchronisation dans une caméra de télévision classique. A titre d'exem-40 pie, la piste 53 contiendra 6300 impulsions; ce nombre divisé par douze à 69 44500 3 2028345 la sortie permettra d'obtenir 525 impulsions de synchronisation horizontales et divisé par 3150 permettra d'obtenir deux impulsions de synchronisation verticales. La vitesse de rotation du disque 51 sera de préférence de 1800 tours par minute de sorte que chaque tour du disque dure normalement le temps 5 que prend l'enregistrement ou la restitution d'une image vidéo Cdeux balayages entrelacés). On concevra toutefois que dans la présente invention, au lieu d'utiliser un disque pour l'enregistrement d'une image vidéo en peut utiliser un magnétoscope classique avec piste chronométrique pour transmettre les signaux vidéo d'autant d'Images que l'on désire. Le mode de réalisation de la 10 figure 1 représente l'enregistrement d'une image vidéo exclusivarient à titre d'exemple. Le générateur de top de synchronisation 62 établit les signaux de synchronisation composites; de manière plus précise, le top horizontal et le top vertical, désignés par "a", de même que les signaux d'effacement vertical 15 et d'effacement horizontal. Comme il a été indiqué précédemment, ce générateur applique les quatre signaux à la caméra 10 pour la lecture ou la commande du tube vidicon de manière conventionnelle et en outre pour établir le signal de synchronisation composite pour la sortie de la caméra 10. La caméra 10 est reliée aux circuits 20 20 et 30. Le signal vidéo composite provenant de 10 tel qu'illustré sur la figure 2 est appliqué à l'inverseur amplificateur 21 qui amplifie le signal composite selon un facteur de trois et de plus l'inverse. Le signal sortant de l'amplificateur 21 est appliqué à une porte 22 qui comporte une autre entrée recevant les signaux de synchronisation de commande horizontale et verticale 25 provenant du générateur 62, qui traverse la porte OU 63, le circuit de retard 65 pour arriver à la porte 22. La porte 22 est une porte analogique qui n'est ouverte que par la présence des signaux de synchronisation horizontaux ou verticaux du générateur 62. Mais le signal qui passe, grâce à ces signaux, est le seul signal provenant de l'amplificateur 21. Ainsi donc, le circuit 30 de retard 65 est d'une valeur telle que lorsque les signaux de synchronisation de commande (a) sont émis par 62 et arrivent à l'entrée de la porte 22, il apparaît à la sortie de 22 les signaux composite de synchronisation (sans signal vidéo analogique) provenant de la caméra 10, inversés et amplifiés par un facteur de trois. La sortie de 22 est appliquée au circuit d'intégra-35 tion 40 et de manière plus précise à la porte OU 41. Le circuit 30 comporte un amplificateur 31, d'un gain de un, qui reçoit le signal vidéo composite de la caméra 10 et l'applique à une porte 32. L'autre entrée de cette porte 32 reçoit les signaux de commande horizontale et verticale Ca) du générateur 62, retardés d'un temps déterminé à l'avance par le 40 circuit 65, inversés par l'inverseur 33 (a) puis appliqués à la porte 32. 69 5 10 15 20 25 30 35 40 44500 4 2028345 La porte 32 est une porte analogique similaire à la porte 22 et étant donné que les signaux de synchronisation tels que les signaux de commande horizontaux illustrés sont Inversés Ca), et ensuite appliqués à la porte 32, la porte 32 ne laissera passer les signaux de l'amplificateur 31 que lorsqu'il y a des signaux de synchronisation inversés l à l'autre entrée de la porte 32. Le circuit 65 est d'une valeur telle que le signal de sortie de la porte 32 est le signal vidéo analogique avec les tops de suppression mais sans signaux de synchronisation. La sortie de la porte analogique 32 est également appliquée au circuit OU 41 et s'ajoute au signal de synchronisation inversé provenant de la porte 22 pour produire un signal vidéo composite tel qu'illustré sur la figure 3. Ce nouveau signal composite est transmis au modulateur fm 42 puis à une tête d'enregistrement 43 qui enregistre le signal vidéo composite avec la synchronisation inversée sur une piste 52 du disque 51. Dans le signal vidéo composite analogique que l'on envoie sur le modulateur 42, la plage d'amplitude des signaux dë synchronisation horizontaux et verticaux est la m6me que la plage d'amplitude de la partie vidéo. On le constate sur la figure 3, sur laquelle on a porté l'amplitude du signal en fonction du temps. Après que ce signal ait modulé la porteuse du modulateur 42 on obtient également le graphique de la figure 3, qui représente de môme la fréquence instantanée du signal en fonction du temps. Dans ce cas, les plages de fréquence des parties synchro et vidéo sont les mômes. A titre d'exemple, la piste vidéo 52 peut Être lue par la tête 43 et démodulée par le démodulateur fm 70. Le démodulateur 70 produit ainsi le même signal que celui qui se trouve à la sortie de la porte OU 41 (figure 3) signal que l'on applique aux circuits 60 et 90. Le circuit 80 comporte un inverseur amplificateur 81 qui inverse le signal composite et l'amplifie par un tiers c'est-à-dire le divise par trois et applique le signal réduit et inversé à la porte 82. La porte 82, comme la porte 92, sont les mêmes portes analogiques et que les portes 22 et 32. Les signaux de synchro a, provenant du générateur 62, sont appliquées par l'intermédiaire du circuit de retard 64 à la porte 82 de manière à laisser passer les signaux provenant de l'onplificâeur 81 par la porte 82 seulement lorsque des signaux de synchronisation se présentent à l'entrée de la porte 82. Ainsi donc, les , signaux sortant de la porte 82 sont des signaux de synchronisation tels que ceux qui sont illustrés sur la figure 2 dans le signal vidéo composite. On obtient ce résultat du fait que le circuit de retard 64 ou tout autre dispositif de retard approprié sont de valeur telle que les signaux de synchro provenant de 62 arrivent à la porte 82 pratiquement en coïncidence avec les signaux de synchronisation de l'amplificateur 81. Seuls les signaux synchro de 81 passent donc par la porte 82 et non pas les parties vidéo et suppression des 69 44S00 5 2028345 signaux sortant de l'ampli 81. Ces signaux de synchronisation sont appliqués à la porte OU 95. Le signal vidéo composite analogique provenant du démodulateur 70 est également appliqué à l'amplificateur 91 qui n'inverse pas le signal et présen-5 te un gain de un. La sortie de l'amplificateur 91 est appliquée à la porte 92. La porte OU 63 applique les signaux de synchronisation, a, provenant du générateur 62 à l'inverseur 93 par l'intermédiaire d'un circuit de retard 64 pour produire a. La porte 92 laisse passer le signal de l'amplificateur 91 lorsque les signaux de synchronisation inversés provenant de l'inverseur 10 93 ne sont pas présents à l'entrée de la porte 92. Le circuit de retard 64 a une valeur tells que le signal de sortie de la porte 92 est constitué de signaux vidéo analogiques conventionnels avec top de suppression mais sans synchronisation inversée. On ajoute alors le signal sortant de la porte 92 aux signaux de synchronisation provenant de la porte 62 et de la porte OU 95 15 pour obtenir à nouveau le signal vidéo composite conventionnel tel qu'illustré sur la figure 2 qui a été émis par la caméra 10. Fonctionnement de l'invention La figure 2 représente un signal vidéo conventionnel, les ordonnées du graphique étant soit 1*amplitude, soit la fréquence instantanée lorsqu'il 20 est établi sous forme de fréquence modulés ainsi qu'il est classique pour l'enregistrement vidéo. On voit que le signal synchro exige environ un tiers de la bande passante. La figure 3 représente en fonction du temps l'amplitude ou la fréquence instantanée d'un signal composite conforme à la présente invention et comportant les signaux de synchronisation inversés. On constate que 25 l'on peut augmenter l'amplitude du top synchro, ce qui accroît le rapport signal/bruit de la synchronisation cependant qu'en même temps et/ou si on le désire on réduit notablement la largeur de la bande passante. On en conclut donc que si le graphique de la figure 2 représente le signal émis par la caméra vidicon 10 la largeur de la bande requise pour l'enregistrement peut être 30 réduite de 35% environ. Le signal provenant du tube de la caméra 10 est envoyé à l'amplificateur 21 qui est inverseur et présente un gain de trois. La porte 22 ne transmet que les signaux synchro inversés de 21 à la porte OU 41 et la porte 32 ne transmet que le signal vidéo analogique avec top de suppression horizontal et ver-35 tical mais sans signaux synchro à la porte OU 41. Ce signal est combiné dans la porte OU 41 pour produire le signal vidéo composite tel que représenté sur la figure 3 avec la synchronisation inversée. On remarque sur la figure 3 que du fait de l'amplification produite par 21 l'amplitude de l'impulsion de synchronisation est considérablement augmentée sans accroître la largeur 40 de la bande exigée par le signal vidéo. De manière plus précise, l'amplitude 69 44500 6 2028345 des tops de synchro s'inscrit dans la plage de valeur de l'amplitude du signal vidéo analogique. Lorsque le signal provenant du modulateur fm 42 est appliqué à la piste 52, les signaux synchro tels que les tops synchro horizontaux portés sur la figure 3 auront la même plage de fréquence que les signaux vidéo analo-5 giques. Cette disposition diffère des signaux vidéo composites conventionnels représentés sur la figure 2 pour lesquels la plage d'amplitude de tops de synchronisation ne s'inscrit pas dans la plage d'amplitude du signal vidéo. En conséquence sous forme de modulation de fréquence, la plage de fréquence du top de synchro est extérieure ou ajoutée à la plage de fréquence du signal 10 vidéo analogique. Il est donc évident que l'on accroît ainsi grandement la capacité de mémoire du disque et que la nouvelle disposition exige une bande passante beaucoup plus réduite ou une mémoire de dimension plus faible. Le signal vidéo composite à synchronisation inversée représenté sur la figure 3 peut être lu grâce à une commutation appropriée non représentée sur 15 les figures par la même tête 43 et démodulé en fréquence par le démodulateur 70. Ainsi donc, le signal de sortie de 70 est le même signal composite qui se trouve à la sortie de la porte OU 41. Bans le circuit 80 ce signal est inversé et réduit au tiers par l'amplificateur 81, la porte 82 ne transmettant à la porte OU 95 que les signaux de synchronisation de l'ampli 81. Dans le 20 circuit 90 la porte 92 ne transmet à la porte OU 95 que le signal analogique avec l'effacement horizontal et vertical (sans top de synchronisation) provenant de l'ampli 91. De cette manière, le signal vidéo composite initialement émis par la caméra 10 sera reproduit à la sortie de la porte OU 95. Ce signal peut ensuite être envoyé à un contrôleur de télévision classique. 25 On constate donc qu'au moyen d'une quantité minimum de composants on parvient à réduire dans une large mesure la largeur de la bande exigée pour la conservation du signal vidéo, ce qu'il est souvent très difficile d'obtenir. En outre, au moyen d'une quantité minimum de composant, on inverse facilement ce signal vidéo à synchronisation inversée pour retrouver le signal vidéo 30 composite conventionnel initial que l'on utilise de la manière désirée. Comme indiqué plus haut le générateur 62 fournit à la caméra 10 des signaux de commande horizontaux et verticaux aussi bien que des signaux d'effacement horizontaux et verticaux. Ces signaux commandent le tube de la caméra vidicon v10 de manière conventionnelle. En outre les tops et les signaux d'effacement 35 horizontaux et verticaux agissent sur le signal sortant du tube vidicon pour produire un signal vidéo composite et cela est effectué de manière classique. Le générateur 62 fournit les tops de commande horizontaux et verticaux en m&me temps qu'il fournit les tops de commande horizontaux et verticaux qui sont envoyés à la porte OU 63. Les circuits de retard 64 et 65 ne sont représen-40 tés que pour indiquer qu'il sera nécessaire d'apporter une certaine compensa 44500 7 2028345 tion chronologique de manière à ce que les signaux de commande, a, provenant de la porte OU S3 soient en coïncidence avec les signaux inversés de synchronisation ^provenant de 21 à l'entrée de la porte 22 et en coïncidence avec les signaux inversés de synchronisation provenant de 81 à la porte 82. Pour 5 la môme raison, on devra disposer d'une compensation de manière à ce que le signal de commande inversée ¥ provenant de la porte 63 soit en coïncidence avec les signaux inversés de synchronisation correspondant provenant de 33 à l'entrée de la porte 32 et en coïncidence avec les signaux inversés de synchronisation correspondant provenant de 91 à l'entrée de la porte 92. Pour 10 obtenir cela, selon le système de circuit de retard adopté, il peut être nécessaire de régler les éléments 64 et 65 à des valeurs différentes ou d'ajouter des circuits de retard supplémentaires. De préférence, on enregistre une image vidéo (deux balayages vidéo) sur une piste complète du disque 51 correspondant à un tour du disque, on peut 15 réaliser cela de bien des manière différente, par exemple un interrupteur à l'entrée de la téte 43 qui ne conduit que pendant un tour du disque 51. Un tel interrupteur pourra Stre commandé par l'impulsion de synchronisation verticale par 62 ou par un top porté par une piste du disque 51 lui-mSme. De mSme un top porté par une piste du disque 51 ou le top de synchronisation 20 vertical peuvent servir à ne lire qu'une seule image vidéo du tube vidicon de la caméra 10. Bien que l'invention ait été décrite et représentée sous un certain mode de réalisation particulier, il va de soi qu'elle peut recevoir diverses variantes, aussi bien dans la forme que dans les particularités, rentrant dans 25 l'esprit et la portée de la présente invention. 69 44500 8 2028345 REVENDICATIONS 1.- Système pour l'établissement d'un signal vidéo composite caractérisé en ce qu'il comprend: - un générateur pour établir un signal vidéo analogique d'origine 5 - un premier dispositif pour extraire de ce signal vidéo analogique des signaux de synchronisation et porter le signal vidéo restant dans une plage d'amplitude prédéterminée, - un deuxième dispositif pour reformer lesdits signaux de synchronisation dans ladite plage d'amplitude et, 10 - un troisième diaposlrif pour établir un signal vidéo composite qui regroupe ledit signal vidéo restant et lesdits signaux de synchronisation. 2.- Système tel que revendiqué dans la revendication 1, dans lequel ledit signal composite est mis sous forme d'une onde modulée en fréquence. 3.- Système tel que revendiqué dans la revendication 2, caractérisé en ce 15 qu'il comporte - un dispositif de mémoire permettant de conserver ledit signal composite modulé en fréquence et comportant un dispositif de lecture permettant de lire, ledit signal composite conservé sur ladite mémoire - un dispositif de démodulation permettant de démoduler ledit signal com-20 posite modulé en fréquence pour obtenir à nouveau le signal vidéo composite non modulé 4.- Système tel que revendiqué dans la revendication 3, comportant un dispositif de mémoire à pistes permettant de conserver ledit signal composite modulé en fréquence, et caractérisé en ce que 25 - la lecture d'une piste de synchronisation de ladite mémoire commande à la fois le générateur de tops de synchronisation du générateur de signaux vidéo et les portes permettant le passage respectivement du signal vidéo restant et des signaux de synchronisation reformés composant ledit signal composite à moduler en fréquence et à enregistrer sur une piste de ladite mémoire 30 ^ - la reproduction du signal vidéo à partir du signal composite modulé enregistré est obtenue à partir de la lecture simultanée de ladite piste de synchronisation et de la piste d'enregistrement dudit signal composite modulé, la lecture de la piste de synchronisation commandant les portes permettant le passage respectivement du signal vidéo restant et des signaux de synchro-35 nisation rétablis en leur premier état pour reconstituer le signal vidéo d'origine.