Brevet FR2023198A1 — publié le 19700807

La présente invention se rapporte au multiplexage à répartition temporelle de signaux numériques et plus particulièrement, quoique non exclusivement, au multiplexage à répartition temporelle de signaux vidéo produits par un système de réduction de la redondance. La demande de brevet belge numéro 77.435 du ler aoat 1969 décrit un système destiné à réduire la redondance d'un signal vidéo dans lequel sont seuls transmis les signaux ou mots nu merdiques qui sont essentiels pour restituer le signal vidéo dans un appareil récepteur.Dans ce système, les mots numériques pour une image entière d'échantillons vidéo sont emmagasinés dans une mémoire d'image de-référence ét un nouveau mot numérique n'est transmis que s'il diffère du mot correspondant, emmagasiné en mémoire, d'une différence déterminée, les mots numériques qui diffèrent ainsi de cette valeur étant transmis à une mémoire tampon afin d'y être emmagasinés avant leur transmission. De cette façon, les nouveaux mots numériques engendrés d'une façon aléatoire peuvent autre appliqués à une voie de transmission avec une vitesse de bits uniforme. Le nombre de mots emmagasinés dans la mémoire tampon est mesuré par un compteur réversible et utilisé afin d'établir la différence déterminée.Pour un nombre très petit de mots dans la mémoire tampon, la différence est petite tandis que pour un nombre élevé de mots, la différence est accrue. Cette façon de procéder empêche la mémoire tampon d'être surchargée ou pas suffisamment chargée. En moyenne, la vitesse avec laquelle les nouveaux mots numériques vidéo sont engendrés pour être transmis est égale à la vitesse de la voie de transmission. Pendant les périodes durant lesquelles la scène télévisée a un degré d'activité élevé cependant, le nombre de nouveaux mots numériques qui diffèrent des mots numériques emmagasinés précédemment a cru et'ra mémoire tampon est très rapidement remplie à sa capacité maximale. Il en résulte que la différence augmente et seuls sont transmis les nouveaux mots de données présentant de grandes différences par rapport aux mots de données emmagasinés antérieurement. Cela entraîne une dégradation importante de la qualité de l'image à moins que la capacité de la mémoire tampon ne soit augmentée afin de 5?adapter aux scènes à variations rapides.Des mémoires de plus grande capacité content cependant plus cher et introduisent un retard supplémentaire peu souhaitable du signal transmis. Le dispositif selon lYinvention pour transmettre des signaux numériques comprend plusieurs mémoires tampons pour emmagasiner les signaux numériques en vue de leur transmission, une voie de transmission, un commutateur multiplex à répartition tem porelle pour connecter sélectivement chacune des mémoires à la voie de transmission, et des moyens répondant au nombre de signaux dans chacune des mémoires afin de commander le commutateur en sorte de connecter de préférence la mémoire contenant un plus grand nombre ou le plus grand nombre de signaux, à la voie de transmission. Dans un exemple de forme de réalisation que l'on va décrire en détails ultérieurement, à chacune des mémoires tampons sont associés une source de signaux numériques, une mémoire dlima- ge pour emmagasiner une séquence de signaux numériques, et un circuit de comparaison pour comparer chaque signal engendré par la source avec le signal correspondant emmagasiné dans la mémoire image et pour transmettre ce signal à la mémoire tampon sgil diffère dudit signal correspondant. Le circuit de comparaison est prévu de préférence pour ne transmettre chaque signal engendré par la source à la mémoire tampon que sgil diffère du signal correspondant contenu dans la mémoire image, de plus dSune quantité prédéterminée. Le niveau de seuil augmente de préférence d9une manière prédéterminée à mesure quSaugmente le nombre de signaux emmagasinés dans la mémoire tampon. Au cours de la transmission de signaux vidéo, un signal vidéo correspondant à la mémoire tampon contenant le plus grand nombre de signaux ou mots, sans l'incorporation de liinvention, subirait la plus grande dégradation puisque sa différence est à son niveau le plus élevé. Par contre, en connectant à la mémoire la plus remplie de préférence une voie de transmission de capacité élevée, les mots emmagasinés dans la mémoire sont rapidement éliminés, abaissant la différence présentée aux données vidéo entrantes.Comme il est peu probable que les différentes voies vidéo entrantes soient actives durant les mêmes intervalles, les voies qui correspondent aux mémoires tampons autres que celle qui contient le plus grand nombre de mots, ne sont habituellement dégradées que faiblement par une diminution quelconque du nombre de mots emmagasinés dans leurs mémoires tampons respectives durant les intervalles pendant lesquels elles ne sont pas connectées à la voie de transmission. En vautres mots, pour une capacité donnée de mémoire tampon, le taux de dégradation image élevé que subit ordinairement lVun quelconque des signaux vidéo durant une période de grande activité, est fortement réduit moyennant un léger accroissement de la dégradation d'image dans chacune des voies vi- déo. L'invention va être décrite ci-apres en se référant au dessin joint qui est un schéma fonctionnel d'une forme de réalisation décrite et illustrée à titre doexemple non limitatif. Sur le dessin une source de aonnées numériques vidéo 10 comprend une caméra vidéo et un convertisseur analogique-numéri- que qui fournit des signaux ou mots numériques sur le conducteur omnibus 11, chacun de ces signaux indiquant lVamplitude vidéo dtun élément d'image échantillonné par la caméra. Chaque ligne sur le dessin, que l'on appellera conducteur omnibus, consiste en plusieurs trajets de transmission acheminant chacun un bit du mot numérique. Un second mot numérique est fourni par un générateur adresse et de synchronisation 12 sur le conducteur omnibus 13 pour chacun des mots numériques engendrés par la source 10.Le mot adresse appliqué au conducteur omnibus 13 est unique pour chaque élément d'image échantillonné et indique la position de son mot numérique correspondant sur le conducteur omnibus 11 dans l'image vidéo totale. Un couplage synchrone par 19intermédiaire d'une ligne 14 reliant la source 10 et le générateur 12 assure que liadres- se transmise sur le conducteur omnibus 13 correspond toujours au mot de donnée numérique correct appliqué au conducteur omnibus 11. Cette synchronisation peut-avoir pour origine soit la source 10, soit le générateur d'adresse 12. Le générateur 12 fournit également un signal d'excitation sur une ligne 15 un intervalle de temps prédéterminé après que le mot d'adresse ait été appliqué au conducteur omnibus 13. Le mot numérique sur le conducteur omnibus 11, qui correspond à l'échantillonnage le plus récent d'un élément d'image dans la source 107est est acheminé vers une entrée d9un circuit de comparaison 16 à deux entrées. La seconde entrée du circuit de comparaison est connectée à la sortie deune mémoire d'image 17 qui fournit un mot numérique représentatif de lwamplitude du même élément image dans une image vidéo antérieure. Le circuit de comparaison 16 développe l'amplitude absolue de la différence entre les mots numériques appliqués à ses deux entrées et applique à la ligne 19 un signal de déclenchement si cette amplitude absolue de la différence est plus grande qu'un niveau de seuil fixé. La valeur de ce niveau de seuil est une fonction de l'amplitude du mot numérique acheminé sur un conducteur omnibus 18 vers l t entrée de commande du circuit de comparaison 16. Si la différence entre les deux mots numériques est supérieure au niveau de seuil un si gnalde déclenchement appliqué à la ligne 19 excite l'entrée décri ture d'une mémoire tampon 20 et le nouveau mot numérique acheminé sur le conducteur omnibus 11 et son adresse correspondante sur le conducteur omnibus 13 sont ainsi emmagasinés.De plus, le signal de déclenchement acheminé sur la ligne 19 se trouve appliqué à l'entrée de commande d'un circuit de transfert 21 qui dirige le nouveau mot numérique qugil reçoit du conducteur omnibus 11 vers 1' entrée de la mémoire image 17. Si la différence ne dépasse pas le niveau de seuil, un signal de déclenchement npest pas appliqué à la ligne 19, l'entrée dinhibition dpun circuit de transfert 22 ne reçoit pas de signal, et le mot numérique provenant de la sortie de la mémoire d'image 17 et correspondant à l'amplitude vidéo dans une image antérieu re, est dirigé par le circuit 22 vers l'entrée de la mémoire d'ima- ge 17. De cette façon, une image entière de mots numériques est constamment emmagasinée dans la mémoire d'image 17 et circule dans celle-ci, chaque mot numérique étant mis à jour lorsqueun nouveau mot numérique provenant du conducteur omnibus 11 diffère sensiblement de celui qui a été emmagasiné antérieurement. Chaque fois qu'un signal de déclenchement sur la ligne 19 est appliqué à l'entrée d'écriture de la mémoire tampon 202 l'en- trée directe d'un compteur réversible 23 reçoit également un signal augmentant ainsi d'une unité le contenu du compteur 23, appliqué au conducteur omnibus de sortie 24. Chaque fois qu'un signal de déclenchement est envoyé sur la ligne 72 vers 1' entrée de lecture de la mémoire tampon 20, l'entrée inverse du compteur 23 re çoit également un signal, diminuant ainsi d'une unité le contenu du compteur, appliqué au conducteur omnibus 24. Le mot numérique appliqué par le compteur 23 au conducteur omnibus 24 est donc une indication continue du nombre de mots emmagasinés dans la mémoire tampon 20.Ce mot numérique est dirigé par un conducteur omnibus 18 vers l'entrée de commande du circuit de comparaison 16. Le niveau de seuil établi par le circuit de comparaison 16 est une fonction monotoniquement croissante de l'amplitude du mot numérique sur le conducteur omnibus 18. Lorsque le mot numérique sur ce conducteur est grand, indiquant ainsi qu'un grand nombre de mots est emmagasiné dans la mémoire tampon 20, le circuit de comparaison 16 requiert une grande différence. Lorsque le mot numérique sur le conducteur omnibus 18 est petit, le circuit de comparaison 16 requiert une très petite différence. En conséquence, lorsque la mémoire tampon 20 se rapproche de sa capacité ma ximale, il doit exister une différence beaucoup plus grande entre le nouveau mot numérique acheminé sur le conducteur omnibus 11 et le mot numérique emmagasiné antérieurement dans la mémoire 17 avant que le nouveau mot ne soit dirigé vers la mémoire tampon pour être transmis au récepteur.Auparavant, un des critères principaux intervenant dans le choix de la capacité de la mémoire tampon était que le niveau de seuil ne croisse pas durant les périodes de grande activité dans la scène télévisée jusqu'au point où il se produit une dégradation appréciable de la qualité de ltima- ge. Plusieurs appareils de réduction de la redondance 70, 80 et 90, ont leurs sorties connectées aux entrées d'un commutateur multiplex à répartition temporelle 30 par l'intermédiaire de conducteurs omnibus 71., 81 et 91. Les appareils 80 et 90, qui sont représentés par de simples rectangles sur le dessin, sont identiques à l'appareil 70 représenté avec plus de détails. Les mots numériques correspondant aux signaux vidéo engendrés dans les appareils 80 et 90, sont disponibles sur les conducteurs omnibus 81 et 91, respectivement, en réponse à des signaux de déclenchement sur les lignes 82 et 92, respectivement, appliqués aux entrées de lecture des mémoires tampons respectives (non représentées séparément). Le commutateur à répartition temporelle 30, en réponse à 1' information qu9il reçoit à son entrée de commande par le conducteur omnibus 31, connecte un des conducteurs omnibus 71, 81 et 91 à l'entrée d'un transmetteur numérique 33 parlPintermédiaire du conducteur 32.Les mots numériques acheminés sur les conducteurs omnibus 73, 83 et 93 > indiquant le nombre de mots emmagasinés dans les mémoires tampons que contiennent les équipements 70 80 et 90, respectivement, sont dirigés vers les entrées 41, 42 et 43 d9un circuit logique de commande 44 qui échantillonne séquentiellement les mots numériques qu'il reçoit à ses entrées et qui détermine celui qui a été reçu avec lQamplitude la plus grande. Cela étant, le circuit logique 44 fournit alors une série d'impulsions de commande à celle des lignes 72, 82 et 92 qui correspond à la mémoire tampon.contenant le plus grand nombre de mots numériques. Par exemple, si le conducteur omnibus 73 achemine vers l'entrée 41 le plus grand mot numérique, le circuit logique 44 fournit à la mémoire tampon 20 une série d'impulsions décommande par l'intermédiaire delta ligne 72cconnectée à sua sortie 51. D'une manière similaire, les impulsions'apparaissent aux sorties 52 et 53 selon que-le mot numérique le plus grand est appliqué aux en- trées 42 et 43 respectivement. Le~nombre prédéterminé d'impulsions de commande fournies par -le circuit logique 44- à une mémoire-tampon sélectionnée provoque I'extrarrrcion de cellé-ci, d'un nombre prédéterminé de mots numériques qui sont acheminés sur le conducteur omnibus 71, 81 ou 91 correspondant. Le circuit logique 44 fournit- également un signal de commande à ltentrée de commande du commutateur à répartition temporelle 30 par l'intermédiaire du conducteur omnibus 31; le commutateur 30 connecte alors sa sortie (conducteur omnibus 32) à l'entrée correspondant à la mémoire tampon qui a été sélectionnée. Le nombre prédéterminé de mots extraits de la mémoire tampon sélec tionnée se trouve alors acheminé à travers le commutateur 30 vers l'entrée du transmetteur numérique 33. Un générateur de code 55 répond au signal de commande acheminé sur le conducteur omnibus 31 en fournissant au transmetteur 33 un mot de code qui identifie l'appareil de réduction de la redondance 70, 80 ou 90 dont émane le nombre prédéterminé de mots numériques. Ce mot de code provenant du générateur 55 et les mots numériques sur le conducteur omnibus 32 sont convertis par le transmetteur 33 en un train de bits série qui est ensuite appliqué à l'entrée d'un canal de transmission 34. Le mot de code provenant du générateur 55 est de préférence transmis-le premier dans le train de bits, suivi par les mots numériques provenant -du conducteur omnibus 32. L'appareil récepteur (non représenté) connecté à l'autre extrémité du canal de transmission 34 peut ainsi identifier dfabord la mémoire tampon prévue à la réception, vers laquelle les mots transmis doivent être acheminés et il introduit ensuite dans cette mémoire tampon, le nombre prédéterminé de mots numériques qui suit le mot de code. Après avoir fourni au transmetteur 33 le nombre prédéterminé de mots numériques, le circuit logique de commande 44 est programmé pour échantillonner de nouveau séquentiellement les entrées 41 à 43 afin de déterminer celui des appareils 70, 80 et 90 qui contient ia mémoire tampon dans laquelle est emmagasiné le plus grand nombre de mots de données numériques.Le nombre prédéterminé de mots numériques qui suit chaque échantillonnage peut ëtre avan tageusement sélectionné en sorte d'être un pourcentage donné de la capacité totale dgune seule mémoire tampon. Vautre part, le circuit logique 44 peut ètre programmé en sorte de fournir au commutateur 30 un nombre de mots numériques qui a une certaine relation avec leur position dans lalgne ou trame du signal vidéo original. Si un échantillonnage par le circuit logique 44 révèle que la même mémoire tampon doit étre connectée au transmetteur 33 par lintermédiaire du commutateur 30, le générateur de code 55 est de nouveau actionné afin d engendrer et rappliquer au conducteur omnibus 56 le mot de code qui identifie la meme mémoire tampon. Toutefois, si une autre mémoire tampon est choisie, son mot de code correspondant est engendré par le générateur 55 afin dsinformer le récepteur qu?une distribution différente des mots de données doit être effectuée au récepteur. En maintenant ie méme nombre prédéterminé de mots numériques dans chaque groupe qui suit le mot de code engendré par le générateur 55, la synchronisation du récepteur se trouve simplifiée. Toutefois, comme on va le voire la même mémoire tampon peut occuper plusieurs intervalles de temps adjacents sur le canal de transmission 34 contrairement à un système de multiplexage à répartition temporelle synchronisé dans lequel les mots numériques provenant de sources différentes occupent des intervalles de temps adjacents. En accordant la priorité à la mémoire tampon qui contient le plus grand nombre de mots numériques, le canal de transmission 34, de capacité élevée est, utilisé pour vider rapidement cette mé moire tampon de manière à provoquer une réduction rapide de son niveau de seuil.Il en résulte que l?on peut utiliser des mémoires tampons plus petites sans introdulre la dégradation importante qui accompagne les niveaux de seuils élevés Comme il est peu probable que les différentes sources vidéo lasso idées aux appareils 70, 80 et 90 aient des périodes de grande aCti-çíté simultanées,. les mémoires tampons qui ne sont pas séle tionnées pour être connectées au canal de transmission ne subissent quYun faible accroissement de dégradation pendant les intervalles durant lesquels elles ne sont pas connectées au transmetteur numérique En conséquence méme en utilisant des mémoires tampons de plus petite capacité que celles qui étaient nécessaires antérieurement, la probabilité de rencontrer une dégradation appréciable dans un canal quelconque est réduite au prix d9un léger accroissement de la dégradation dans chacun des canaux. Dans la forme de réalisation décrite, le commutateur à répartition temporelle ne comporte que trois entrées. Il va de soi cependant que l'on peut obtenir un rendement supérieur dans le sens dpune probabilité plus faible de dégradation élevée, dans un système comportant un plus grand nombre d'entrées. De plus, bien que dans la forme de réalisation décrite, le signal vidéo ait une adresse unique pour chaque élément image dans l'image vidéo, il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à son application avec des signaux vidéo ou au procédé d'adressage très simple qui a été décrit. On pourrait tout aussi bien utiliser, par exemple le procédé dvadressage plus efficace décrit dans la demande de brevet citée dans l'introduction de description. REVENDICATIONS. 1.- Dispositif pour transmettre des signaux numériques, caractérisé en ce qugil comprend plusieurs mémoires tampons pour emmagasiner les signaux numériques en vue de leur transmission9 une voie de transmission, un commutateur multiplex à répartition temporelle pour connecter sélectivement chacune des mémoires à la voie de transmission, et des moyens répondant au nombre de signaux dans chacune des mémoires afin de commander le commutateur en sorte de connecter de préférence la mémoire contenant un plus grand nombre ou le plus grand nombre de signaux, à la voie de transmission. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu?à chacune des mémoires tampons sont associés une source de signaux numériques, une mémoire d'image pour emmagasiner une séquence de signaux numériques, et un circuit de comparaison pour comparer chaque signal engendré par la source avec le signal correspondant emmagasiné dans la mémoire d'image et pour transmettre ce signal à la mémoire tampon sgil diffère dudit signal correspondant. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de comparaison est prévu pour ne transmettre chaque signal engendré par la source,à la mémoire tampon que s'il diffère du signal correspondant contenu dans la mémoire dgimage, de plus d'une quantité prédéterminée. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est agencé en sorte d'augmenter le niveau de seuil d'une maniere prédéterminée à mesure qu'augmente le nombre de signaux emmagasinés dans la mémoire tampon. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux numériques sont des signaux numériques vidéo dérivés d'une caméra vidéo.