Brevet FR2028183A1 — publié le 19701009

Cette invention concerne le domaine des systèmes d'identification de caractères optiques, et plus particulièrement un système de balayage préalable de format qui élimine les bruits vidéo produits par la décharge de l'écran d'un tube à balayage à rayons cathodiques. 5 Les systèmes à balayage préalable de format de l'art antérieur dans un système d'identification de caractères utilise une configuration de balayage qui a une nature aléatoire; c'est-à-dire que, la configuration de balayage dépend de la donnée particulière qui est balayée et est différente pour chaque champ balayé. De tels systèmes de pré-balayage de format aléatoires ne 10 peuvent être utilisés avec des analyseurs à tube vidicon car l'image électronique emmagasinée sur la surface de balayage serait partiellement déchargée seulement dans les surfaces aléatoires couvertes par le balayage de format. Ces surfaces partiellement déchargées produiraient alors du bruit pendant le balayage d'identification suivant. 15 Cette invention peut être grossièrement résumée comme étant un système de pré-balayage de format utilisant un tube à rayons cathodiques ayant une configuration de balayage qui est indépendante du type particulier de données balayées mais qui fait encore des mesurages de format nécessaire. Le faisceau de balayage utilisé dans le balayage préalable de format commence sa configu-20 ration de balayage au sommet de la surface utilisable ou fenêtre d'un système de balayage ayant un champ de caractères à lire. Toute la fenêtre de balayage du tube est couverte par une série de balayages horizontaux étroitement espacés couvrant toute la largeur de la fenêtre. Ce champ d'application uniforme de la fenêtre de balayage se traduit par une légère décharge électrique unifor-25 me sur toute sa surface, et, par conséquent, aucun bruit n'est introduit, dans le tube vidéo, qui interférait avec le balayage d'identification. Une série de discriminateurs de tension est utilisée pour déterminer quand le faisceau de balayage est entre les limites du champ de caractères spécifique pour être lu. Pendant ce temps la porte d'un filtre discriminateur est ouverte. L'entrée 30 de ce filtre est une série d'impulsions à haute fréquence correspondant à l'information vidéo résultant des faisceaux de balayage interceptant les lignes de caractères du champ. La constante de temps du filtre est réglée pour être approximativement égale au temps requis par le faisceau de balayage pour faire un balayage vertical complet de la ligne de caractères. La sortie du filtre 35 est une impulsion de sortie unique correspondant à une suramplification brusque des impulsions vidéo d'entrée ayant tous les pics de haute fréquence filtrés. Cette impulsion d'entrée est analysée pour déterminer le sommet, le centre et le bas de la ligne de caractères, et des circuits d'emmagasinage analogiques sont utilisés pour emmagasiner les tensions analogiques qui re-40 présentent les positions de ces trois points à l'intérieur du champ de carac 69 44486 2 2028183 tères. Une réalisation spécifique de l'invention sera maintenant décrite avec référence aux dessins annexés. La figurB 1 représente toute la fenêtre de balayage, les limites du champ 5 de caractères, et la forme d'onde des sorties résultant des interceptions des caractères par les balayages horizontaux. La figure 2 est un bloc diagramme du système de balayage préalable de format. La figure 3 est un circuit schématique d'un filtre discriminateur à uti-10 liser dans le système de balayage préalable. Sur la figure 1, la fenêtre de balayage d'un tube vidicon de balayage est montrée. Bien que la réalisation spécifique révélée concerne le balayage du tube vidicon, le système décrit pourrait être utilisé effectivement dans des analyseurs de tubes à rayons cathodiques aussi bien que dans d'autres 15 tubes de balayage. Trois lignes de caractères, 19, 22 et 27, apparaissent sur la fenêtre de balayage 10, mais il sera évident pour l'homme de l'art qu'un grand nombre de lignes de caractères pourrait être balayé avec cette méthode. Il est également évident que ce système est indépendant du format; c'est-à-dire, que ce système développera et emmagasinera des représentations 20 de tension analogiques du sommet, du centre et du bas de n'importe quelle ligne de" caractères figurée sur l'écran vidicon, que l'information soit composée de lettres, de nombres ou d'une combinaison des deux, ou qu'elle soit imprimée sous une forme spéciale. A l'intérieur de la fenêtre de balayage 10 un champ spécifique de carac-25 tères 20 est déterminé par une série de coordonées rectangulaires , X2 et Y2 où les coordonnées Y représentent le déplacement dans la direction verticale et les coordonnées X le déplacement dans la direction horizontale. Ces coordonnées seront pré-établies dans le système de balayage préalable de format soit manuellement soit par une unité centrale de traitement et seront 30 représentées sous forme de tensions analogiques. Ces tension vont être utilisées, comme il sera plus spécifiquement déterminé, pour limiter l'entrée d'information, pour le système de balayage préalable, au champ de caractères déterminé. La dimension du champ de caractère montré à la figure 1 est seulement un exemple, elle pourrait être étendue pour couvrir toute la surface, 35 sur la fenêtre de balayage utilisable, qu'un usage particulier pourrait nécessiter. Un champ de caractères défini par X^, Y'^, X'2, Y'2 est également figuré sur la figure 1. La ligne de caractères 27 contenue dans ce champ est nettement décalée. Si une réalisation particulière exige que le degré de déca-40 lage soit déterminé, ceci peut être fait en divisant le champ horizontalement 69 44486 3 20-28183 en 2 moitiés et en mesurant la distance de la ligne centrale dans les champs gauche et droit indépendants l'un de l'autre. Ceci est réalisable en dédoublant les circuits nécessaires pour faire une série unique de mesures de hauteurs de la ligne et des caractères centraux. 5 Le balayage préalable de format consiste en une série de balayages hori zontaux 32 couvrant toute la largeur de la fenêtre 10. Dans cette réalisation servant d'exemple, la séparation de ligne centrale entre des balayages horizontaux est 0,13mm. Quand l'information de caractère est interceptée à l'intérieur du champ 10 de caractères par un balayage horizontal, un train d'énergie de haute fréquence est produit. Quand une ligne entière de caractères 22 est interceptée par une série de balayages horizontaux 32, il en résulte une courbe de sortie telle que la courbe 40. Cette courbe dont les composantes de haute fréquence ont été sup-15 primées par un filtre qui sera décrit montré ci-dessous, représente l'énergie totale produite pendant le balayage préalable du format de la ligne de caractères 22. La courbe 42 est la dérivée première de la courbe 40j cette dérivée première est égale à zéro au-moment où le balayage passe par le centre approximatif de la ligne de caractères; celui-ci étant le point où la pente de 20 la courbe 40 est nulle. La dérivée seconde 44 de la courbe 40 représente le gradient de la pente de cette courbe; les deux intersections au zéro de cette courbe 44 détermine les points moyens en temps, et positions verticales, d'interceptions par le faisceau vidicon du sommet et du bas de la ligne de caractères soumise au balayage préalable. 25 La figure 2 est un bloc diagramme du système de balayage préalable de format. Le système comprend une série de discriminateurs de tension 71, 72, 73 et 74 et une porte ET 86 qui participe au conditionnement de l'entrée du signal vidéo 01 dans le filtre discriminateur 88 quand le faisceau vidicon balaie le champ de caractères 20; les circuits différentiateurs 92 et 94 dont 30 les sorties sont les dérivées première et seconde des sorties du filtre 88, et les détecteurs de passage par zéro 102, 104 et 106 qui déterminent la position de la ligne centrale, les sommets et bas moyens de la ligne de caractères balayés et font entrer les représentations analogiques de ceux-ci dans les cellules d'emmagasinage 110, 112 et 114. Ce système de balayage préalable 35 de format sera maintenant plus particulièrement décrit en se référant à ces composantes. La tension de déviation verticale est une tension de rampe utilisée pour employer les bobines de déviation verticale d'un tube vidicon Cnon montré) d'une manière bien connue dans l'art. Les tensions analogiques et 40 \/2 représentent, respectivement, les limites supérieure et inférieure du champ 69 44486 4 2028183 de caractères 20. Comme le faisceau de balayage de vidicon est dirigé verticalement vers de la bas de la fenStre de balayage 10 par la tension de rampe d'entrée A^, cette tension de déviation est continuellement comparée aux tensions analogiques et Par des discriminateurs de tension 71 et 72. Ces 5 discriminateurs de tension, qui sont des dispositifs de seuil classiques de caractéristiques appropriées, produisent un niveau de sortie UN ou HAUT quand le résultat de la comparaison indique que le faisceau vidicon est à l'intérieur des limites que leur tension de référence établit. Dans cette réalisation, le discriminateur 71 nécessite une tension de déviation A^ dépas-10 sant la tension de référence pour mettre en circuit son niveau de sortie haut 51, indiquant que le faisceau balaie sous la limite supérieure Y^ du champ de caractères 20. Le discriminateur 72 établit la limite inférieure Y^ du champ de caractères 20; sa sortie 53 est un niveau haut Jusqu'à ce que la valeur de la rampe d'entrée A^ dépasse la référence la sortie de niveau 15 haut est coupée, indiquant que le balayage est maintenant à l'extérieur du champ de caractères. D'une manière identique, l'entrée de tension analogique du discriminateur 73 établit la limite du côté gauche du champ de caractères, et la tension H^ établit la limite du côté droit Y^; la valeur de la tension de déviation horizontale en dents de scie B. doit être à l'intérieur 1 20 de ces deux limites pour produire une sortie de niveau haut à partir des discriminateurs 73 et 74. Quand les quatre sorties 51, 53, 55 et 57 des discriminateurs 71, 72, 73 et 74 respectivement, ont des niveaux hauts, la porte ET 86 produit un niveau haut. Cette sortie sert d'impulsion de déclenchement à l'entrée B7 25 pour le filtre à déclenchement périodique 88. Ce filtre à déclenchement périodique, dont le circuit est décrit en détail ci-dessous, est maintenant capable d'accepter les signaux vidéo appliqués à l'entrée vidéo C^ par le faisceau de balayage balayant à travers le champ de caractères. Cette information de signal vidéo consiste en un train d'impulsions de haute fréquence produites 30 lorsque le faisceau de balayage intercepte une ligne de caractères 22. Un train similaire se produit chaque fois que la ligne de caractères est interceptée par le faisceau de balayage. Ce filtre 88 a une constante de temps égale à l'intervalle de temps requis par le faisceau de balayage, lequel balaie dans une direction horizontale, pour faire un balayage vertical complet de 35 la ligne de caractères. Dans cet exemple spécifique l'intervalle de temps requis pour le nombre de balayages horizontaux qui font un balayage vertical complet d'une ligne de caractères est 800 microsecondes; la constante de temps du filtre est par conséquent fixée à 800 microsecondes. Comme le balayage progresse verticalement vers le bas à travers la ligne de caractères, chaque 40 interception de la ligne produit un nouveau train d'impulsions de haute fré 69 44486 5 2028183 quence. A cause du grand intervalle de temps requis pour charger le filtre, on applique à l'entrée du filtre non pas un train unique, mais une série de trains pendant le temps de charge. Comme le filtre se décharge lentement, la sortie vidéo filtrée FV sera une impulsion atténuée dépourvue de toute 5 interférence de bruit de haute fréquence. La position verticale de la ligne centrale moyenne d'une ligne de caractères est indiquée par la sortie maximum FV du filtre SB, c'est-à_dire quand la pente de la courbe 40 est nulle. La position verticale des sommet et bas moyens de la ligne de caractères sont les points où le gradient de la pente de la courbe de sortie 40 est nul, car 10 c'est l'instant de l'apparition des premier et dernier balayages horizontaux pour intercepter les caractères. Pour emmagasiner une représentation analogique dur centre d'une ligne de caractères on utilise la combinaison d'un différentiateur 92, d'un détecteur de passage par zéro 102, et d'un circuit d'emmagasinage analogique 110. 15 L'entrée du détecteur de passage par zéro 102 sera la dérivée première de la sortie du filtre FV, représentée par la courbe 42. Le détecteur de zéro 102 est d'une étude classique, il fournit une impulsion de sortie pour conditionner l'entrée d'un circuit d'emmagasinage analogique 110 quand la valeur de la courbe 42 est égale à zéro. Le circuit d'emmagasinage 110 est un cir-20 cuit classique de poursuite et de maintien d'une conception approrpiée. Le circuit trace la tension de la bobine déviation verticale apparaisant à l'entrée A1 Cette sortie différentiée 93 est également l'entrée d'un différentiateur classique 94, dont le signal de sortie, comme il est expliqué ci-dessus, et comme le montre la courbe 94, contiendra deux points zéro. Ces points zéro 30 seront détectés par les détecteurs de passage par zéro 104 et 106 qui fournissent les signaux de conditionnement aux portes des circuits de poursuite et d'emmagasinage analogique 112 et 114. L'examen de la courbe 42 révèle que le premier point de passage par zéro, celui qui correspond au sommet moyen de la lignB de caractères, se trouve 35 sur une pente négative de la courbe. La porte ET 107 sera ouverte seulement par une impulsion de sortie négative du différentiateur 105 ( indiquant une pente négative de la courbe 44), inversée par l'inverseur 109, quand la portion négative de la courbe 44 passe par zéro. Quand la pente de cette courbe sera 44 sera positive et passera par zéro, la porte ET 119 seule/ouverte. Cet 40 ensemble de circuits de contrôle a pour but d'empêcher les cellules analogi >9 5 10 15 20 25 30 35 40 44486 6 2028183 ques d'emmagasinage 104 et 106 d'emmagasiner des représentations analogiques des deux points zéro. Une représentation analogique de la position verticale du sommet moyenne et la position verticale Pg du bas sont emmagasinées respectivement dans les cellules d'emmagasinage 112 et 114. La figure 3 est une représentation schématique d'un filtre à, déclenchement périodique 88 qui sera maintenant décrit en se référant aux détails de l'ensemble des circuits particuliers. L'entrée est une série de trains d'impulsions vidéo à haute fréquence représentant les interceptions de la ligne de caractères. Un filtre RC comprenant un condensateur C est une résistance R^ ou R& et ayant une constante de temps de 800 microsecondes est utilisé" pour filtrer ces trains d'oscillations haute fréquence; et puisque la constante de temps est grande comparée au emps nécessaire pour achever un balayage horizontal simple de la ligne de caractères, la sortie du filtre sera une courbe atténuée ayant simplement une légère ondulation de haute fréquence. Le filtre sera chargé à travers les transistors de charge T3 et T^; le filtre se déchargera à travers les transistors de décharge Tg et qui maintiennent également le courant de fuite à un bas niveau. L'entrée du signal vidéo C^ Cqui est la sortie du courant du faisceau du tube vidicon) est tourjours. sur l'émetteur du transistor connecté à l'émetteur suiveur . Les transistors de commutation T2 et mettent en service le réseau du filtre RC chaque fois qu'un signal de déclenchement appa-rait à l'entrée de contrôle numérique B^. Deux transistors de charge sont utilisés, T"3 étant du type PNP et du type NPN de telle sorte que le condensateur puisse être chargé à la fois positivement et négativement. Les transistors T2 et T,. sont polarisés quand l'entrée Gy est mise à la masse; leurs collecteurs sont alimentés à +6 volts (T2) et -6 volts CT^) ce qui inverse les polarités des bases et et qui fait que la tension sur la capacité C est maintenue constante. A cet instant la tension sur le condensateur C sera constante ou chutera légèrement à travers la base de T„. Les transistors T„ et T_ sont prévus pour b b / maintenir le courant de fuite à un bas niveau et pour agir comme conducteurs de sortie. Le potentiomètre de 5000 ohms, R13, peut être employé pour compenser le léger déphasage, qui résulte de la constante de temps de ce circuit RC du premier ordre. Un signal d'entrée à la porte B-, (d'au moins +3 volts) mettra hors de service le transistor T2 et après une inversion par le transistor inverseur TQ mettra hors de service T.. (Tc étant un transistor NPN). Les transistors o b □ - à émetteurs suiveurs T. et T,- peuvent maintenant charger le condensateur C 4 b avec 1b signal de sortie de apparaissant à travers les résistances de charge 69 44486 7 2028183 Les diodes Dc, D» et D., fixent les tensions de base de leurs transistors O D / associés et empêchent les tensions inverses de chute relativement faibles de ceux-ci de devenir excessives. Les diodes sont utilisées pour con trôler le courant à travers les réseaux de polarisation des transistors 5 et T8. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur le dessin, les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans 10 pour autant sortir du cadre de ladite invention. 69 44486 8 2028183 REVENDICATIONS 1.- Système de détermination de format utilisant un faisceau de balayage pour le balayage préalable d'une ligne de caractères dont l'image est formée sur une fenêtre de balayage d'un tube, caractérisé par la combinaison des *5 éléments suivants: - a) un moyen pour balayer ladite ligne de caractères par une série de balayages horizontaux étroitement espacés et pour créer un train d'impulsions de haute fréquence correspondant à chaque interception de la ligne de caractères par ledit faisceau de balayage, 10 -b) un filtre ayant une constante de temps qui est très grande comparée au temps requis pour achever un balayage horizontal simple, et sensible aux-dits trains de haute fréquence pour créer une impulsion de sortie ayant un maximum d'amplitude à l'instant où le faisceau de balayage parcourt la ligne horizontale médiane de ladite ligne de caractères. 15 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que ladite impulsion de sortie a un maximum de vitesse de variation d'amplitude à l'instant de l'interception du sommet ou du bas de ladite ligne de caractères. 3.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit filtre comprend un filtre série RC. 4.- Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit filtre a une constante de temps dont la durée est égale au temps requis pour faire un balayage vertical complet d'une desdites lignes de caractères. 5.- Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en outre par un moyen de déclenchement périodique créant un signal de champ pour commander l'action du filtre quand le faisceau de balayage est positionné à l'intérieur d'un champ de caractères dans ladite fenêtre de balayage, caractérisé en ce que ledit moyen de déclenchement périodique comprend: - plusieurs discriminateurs de tension, chacun ayant une première et une deuxième entrée, - un moyen de couplage d'une tension analogique, représentant une limite d'un champ de caractères spécifique occupant une partie de la fenêtre de balayage, avec chacune desdites premières entrées, - un moyen de couplage d'une tension analogique, représentant la position dudit faisceau de balayage à l'intérieur de ladite fenêtre, avec chacune des-dites deuxièmes entrées, 25 30 44486 9 2028183 - un générateur d'impulsions couplé auxdits dicriminateurs de tension pour produire ledit signal de champ indiquant que le faisceau de balayage est à l'intérieur dudit champ de caractères. 6.- Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en flutre en ce que ledit moyen de balayage est un tube vidicon. 7.- Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour engendrer des signaux à déclenchement périodique comprennent: a) un premier différentiateur couplé à la sortie du filtre pour engendrer un premier signal proportionnel à la pente de l'impulsion de'sortie b) un second différentiateur couplé à la sortie du filtre pour engendrer un deuxième signal proportionnel au taux de variation de la pente de l'impulsion de sortie, c) un premier détecteur de zéro, sensible audit premier signal de sortie pour détecter le centre de ladite ligne dé caractères par lequel un signal de déclenchement périodique est engendré pour conditionner ledit moyen d'emmagasinage de déclenchement périodique et d) un second détecteur ëe zéro sensible audit deuxième signal de sortie pour détecter le sommet et le bas d'une ligne de caractères par lequel les signaux de décleanhement périodique sont engendrés pour conditionner ledit moyen d'emmagasinage de déclencheaent périodique, de telle sorte que les représentations de tensions analogiques de la position du sommet, du centre et du bas de la ligne de caractères soient emmagasinées.