Brevet FR2080890A1 — publié le 19711126

La présente invention concerne la superposition automatique de plusieurs trains de signaux générés sous un format analogue et, respectivement, relatifs à des composantes différentes d'un sujet commun. On entend par format de signaux l'allure ou 5 la structure générale de ces signaux. L'invention est particulièrement applicable aux caméras de télévision en couleur du type utilisant une série de tubes de prise de vues agencés de manière à balayer une scène en superposition et à générer ainsi des trains de signaux relatifs aux composantes de couleur respecti-10 ves de la scène. Dans de telles caméras, même si la superposition des trainB de signaux respectifs est correctement réglée à l'origine, au cours du fonctionnement, les trains respectifs de signaux tendent à se décaler entre eux, ce qui risque de provoquer un défaut de 15 superposition entre les divers trains de signaux. L'invention a notamment pour objet de créer un appareil de superposition automatique de signaux, au moyen duquel les défauts de superposition précités peuvent être réduits ou même éliminés. Suivant l'invention, il est prévu un- appareil de superposi-20 tion automatique de signaux comprenant une première borne d'entrée pour un premier train de signaux, une seconde borne d'entrée pour un second train de signaux généré sous le même format et relatif au même sujet que le premier, des moyens pour comparer les deux trains de signaux d'entrée et des moyens pour tirer 25 du résultat de cette comparaison un signal de correction capable de corriger un défaut de superposition entre les deux trains de signaux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui 30 en représentent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation. Sur ces dessins : La figure 1 est un schéma symbolique d'un appareil de superposition automatique de signaux construit suivant un mode de 35 réalisation de l'invention ; la figure 2 représente de façon plus détaillée un générateur de profil pouvant être utilisé avec le dispositif de la figure 1 ; 70 44960 2 2080890 la figure 3 représente la partie détecteur d'erreur de direction lignes et intégrateur de correction du montage de la figure 1 ; les figures 4 (a) et (b) représentent des formes d'onde 5 expliquant le fonctionnement du montage de la figure 3; la figure 5 représente un symbole présentant un défaut de superposition dans la direction trame; la figure 6 représente de façon plus détaillée les circuits de détection de pente, de pilotage et de correction trame de la 10 figure 1 ; la figure 7 représente des formes d'onde expliquant le fonctionnement du montage de la figure 6, et la figure 8 est un schéma symbolique d'un appareil de superposition automatique de signaux suivant un autre exemple 15 d1exé eut ion de 11 invent ion. On va tout d'abord examiner la figure 1 sur laquelle est représenté, sous forme de schéma symbolique simplifié, un appareil de superposition automatique de signaux construit suivant un exemple d'exécution de l'invention. Des signaux vidéo représen-20 tant, par exemple, les composantes de couleur rouge et de couleur verte d'une scène télévisé sont appliqués aux bornes 1 et 2, respectivement, les signaux appliqués à l'une des bornes 1, 2 sont retardés d'une période de ligne et appliqués à la borne 3« Dans l'exemple considéré, ce sont les signaux vidéo représentant 25 la composante de couleur,verte de la scène télévisée qui sont retardés et appliqués à la borne 3. Dans certaines caméras, les signaux de retard nécessaire sont déjà disponibles à la sortie des cii'cuits de correction de contour, les bornes 1, 2 et 3 sont couplées, respectivement, avec les générateurs de profil 4, 5 et 6 30 qui sont utilisés pour générer des signaux relatifs aux flancs des divers signaux vidéo. Un exemple d'un tel générateur de profil est représenté sur la figure 2. Sur cette figure, la borne d'entrée 15 correspond à l'une des bornes d'entrée 1, 2 ou 3 de la figure 1. ladite borne 15 est couplée avec un circuit 16 de type 35 connu capable de différentier la tension du signal vidéo par rapport au temps. Si l'on adopte ce moyen, les points d'inflexion ou flancs abrupts du signal vidéo sont représentés par une valeur 70 44960 3 2080890 maximale» la sortie du circuit 16 est redressée sur ses deux alternances dans le circuit 17 et est ensuite appliquée au circuit 18 qui effectue une seconde differentiation par rapport au temps et représente, par conséquent, les points d1influxion lors 5 des passages par zéro, les passages par zéro sont détectés par le circuit 19 et appliqués à une porte ET 20 qui n'est validée que si le signal présent à la sortie du circuit redresseur 17 dépasse un niveau de seuil. Cet expédient empêche le circuit de fonctionner lorsque le signal vidéo est faible. Les signaux que 10 la porte 20 laisse passer sont appliqués à un circuit conformateur d'impulsions 22 et, de là, à la borne de sortie 23o Dans l'exemple considéré, des signaux vidéo représentant les composantes verte et rouge de la scène télévisée sont appliqués aux bornes 1 et 2, respectivement, et les signaux appliqués 15 à la borne 2 sont retardés d'une période de ligne de la caméra et appliqués à la borne 3o En conséquence, dans la description qui va suivre les symboles R pour le rouge, G- pour le vert, et Gt-q pour le vert retardé seront utilisés pour représenter les formes d'onde présentes aux sorties des générateurs de profil 4, 20 5 et 6, respectivement. Dans une variante qui ne constitue d'ailleurs pas le mode de réalisation préféré, seule la dérivée première du signal vidéo par rapport au temps peut être utilisée dans le générateur de profil, des signaux supérieurs à un seuil fixe étant alors utili-25 ses pour déclencher le circuit 22. Pour revenir à la figure 1, on peut voir sur celle-ci que les sorties des générateurs de profil 4 et 5 sont appliquées aux entrées respectives du circuit détecteur d'erreur 7 et, de là, par l'intermédiaire d'un intégrateur de signaux de correction 8, 30 à la borne de sortie de correction lignes 9. Les circuits 7 et 8 sont représentés de façon plus détaillée sur la figure 3, où les bornes d'entrée 25 et 26 correspondent aux bornes de sortie des générateurs de profil 4 et 5, respectivement. Les signaux indiqués par la forme d'onde R sur la figure 4 sont appliqués à la 35 borne 25 et, de là, en parallèle, aux portes ET 27 et 30 et à la porte OU 28 ainsi qu'à la porte ET 29 mais, dans ce dernier cas, après inversion par le circuit 31o Les signaux indiqués par la 70 44960 4 2080890 forme d'onde G- de la figure 4 sont appliqués à la borne 26 et, de là, en parallèle aux portes ET 27 et 29 et à la porte OU 28 ainsi qu'à la porte ET 30 mais, dans ce dernier cas, après inversion par le circuit 32. Les signaux fournis par ces portes sont 5 identifiés sur la figure 4 par la fonction logique d'algèbre booléenne utilisé pour produire le signal; par exxmple, le signal R.G est tiré de la porte ET 27» Le signal R.G de la porte ET 27 est utilisé pour actionner un circuit basculeur 33 et le signal R+G- de la porte 28 est utilisé pour rétablir ce circuit dont le 10 signal de sortie est indiqué en A sur la figure 4» Le signal A est appliqué en parallèle à deux portes ET 34 et 35, la porte 34 recevant également le signal S..G- et la porte 35 recevant également le signal R.G. La sortie de la porte 35, c'est-à-dire le signal (R.G)„ A est inversé dans le circuit 36 et appliqué au circuit 15 de maintien de niveau ou de verrouillage 38 et la sortie de la porte 34, c'est-à-dire le signal (R.G). A, est appliqué au cur-cuit de maintien de niveau ou de verrouillage 37. On obtient ainsi des sorties sur deux conducteurs 41 et 42, des impulsions apparaissant sur l'un de ces conducteurs pour des décalages du 20 signal vidéo "rouge" vers la gauche du signal vidéo "vert", et sur l'autre conducteur, lorsque le signal vidéo rouge est décalé vers la droite du signal vidéo vert, les formes d'onde de la figure 4 (a) correspondant au premier cas et celles de la figure 4 (b), au second cas. 25 Les sorties apparaissant sur les conducteurs 41 et 42 sont intégrées dans le circuit 39 et le signal de correction lignes apparaît à la borne de sortie 40. Les signaux de sortie des portes 34 et 35 sont également appliqués, par l'intermédiaire de conducteurs 70 et 71, respectivement, en tant que signaux de eor-30 rection pour la direction trame mais, pour assurer cette correction, les circuits détecteurs de pente 10 et de pilotage 11 de la figure 1 sont nécessaires. La raison de la nécessité de ces circuits est mise en évidence sur la figure 5 qui représente une croix présentant un défaut de superposition dans la direction 35 trame. 0e défaut de superposition du signal peut être contrôlé d'après une information tirée de la direction lignes à condition seulement que la direction de pente des traits formant le symbole 70 44960 5 2080890 puisse être détectée# Pour des traits inclinés vers le haut et vers la gauche et présentant un décalage ligues sur le canal rouge vers la droite du vert, l'erreur trame résultante est orientée vers le haut mais, pour des traits inclinés vers le haut et 5 vers la droite, une erreur trame orientée vers le haut provoque un décalage lignes sur le canal rouge vers la gauche du vert• Il est donc nécessaire de piloter les impulsions d'erreur obtenues lors du balayage dans la direction lignes vers un circuit intégrateur d'erreur trame en fonction de la direction de pente du trait 10 dont ces impulsions ont été tirées. La figure 6 représente de façon plus détaillée les circuits détecteur de pente et de pilotage du dispositif de la figure 1. Les bornes 50 et 51 correspondent aux bornes de sortie des circuits 5 et 6 de la figure 1, respectivement. Les signaux G appli-15 qués à la borne 50 sont transmis en parallèle aux portes 53 54 et 55 et, après inversion dans le circuit 56, à la porte 52. Les signaux &D, appliqués à la borne 51, sont transmis en parallèle aux portes 52 54 et 55 et, après inversion dans le circuit 57, à la porte 53» Les portes 52, 53 et 54 sont' des portes ET et 20 produisent à leurs sorties respectives les signaux G^.G, Gq.G et (figure 7), respectivement. A la sortie de la porte OU 55 apparaît le signal G^+G+R.Le signal est utilisé pour valider un circuit basculeur bistable 58 qui est actionné par le signal Gjj.G et rétabli par le flanc arrière du signal Gp+G+B., le signal 25 £ provenant de la borne 73 qui correspond à la sortie du circuit 4# Le fonctionnement du circuit basculeur bistable 59 est analogue à celui du circuit 58, à cela près qu'il est validé par le signal Gjj.G. Les signaux X et Y sont ainsi obtenus sous la forme des sorties des circuits 58 et 59, respectivement. Les signaux X et Y 30 sont utilisés pour piloter les signaux de correction sur les conducteurs 70, 71 vers le conducteur d'entrée correct de l'intégrateur 69, en fonction de la direction de pente du trait qui a été détecté. Si ce trait est incliné vers le haut et vers la gauche, ce qui correspond au cas dans lequel G^ apparaît avant G, alors 35 le signal X valide les portes ET 60 et 63, tandis que le signal Y est au niveau zéro. En conséquence, une sortie apparaissant sur le conducteur 70 est appliquée, par l'intermédiaire de la porte 70 44960 6 2080890 OU 64, au circuit de maintien de niveau ou de verrouillage 66 et, de là, à l'intégrateur 68. D'une manière analogue, toute sortie apparaissant sur le conducteur 71 est appliquée à l'intégrateur, par l'intermédiaire de la porte 65 du circuit inverseur 5 72 et du verrou 6 7. Par contre, si le trait est en pente vers le haut et vers la droite, alors le signal T valide les portes ET 61 et 62, de sorte qu'une sortie, apparaissant sûr le conducteur 70, est appliquée à l'intégrateur, par l'intermédiaire de la porte 65, du circuit inverseur 72 et du verrou 67, tandis que le 10 conducteur de sortie 71 est connecté à l'intégrateur, par l'intermédiaire de la porte 64 et du verrou 66. la fonction de correction trame apparaît à la borne 69. Les formes d'onde, représentées sur la figure 7, apparaissent aux points de la figure 6 indiqués par les fonctions boolé-15 ennes entre parenthèses. Par Simplification,, la composante R est omise du signal (G^+G) sur la figure 7, étant donné que le signal R peut prendre un certain nombre de positions différentes par rapport au signal G et qu'il est peu pratique de ne représenter qu'une seule de ces positions sur la figure 7. On comprendra 20 aisément que l'effet qu'on obtient en complétant le signal (G^+G) par le signal R, est d'assurer qu'à tous moments les signaux de pilotage X et T valident les portes respectives 60 à 63 pendant un temps suffisant pour permettre aux signaux d'erreur, présents sur les conducteurs 70 et 71; d'être transmis à l'intégrateur 68. 25 Les bornes de sortie 9 et 13 de la figure 1 correspondant, respectivement, à la borne 40 de la figure 3 et à la borne 69 de la figure 6, peuvent être couplées, par l'intermédiaire de circuits additionneurs respectifs, aux circuits de décalage lignes et trame qui peuvent, également, recevoir des entrées de moyens 30 de réglage manuel respectifs, pour permettre d'établir manuellement la superposition initiale. Les moyens de génération de signaux représentant les fonctions logiques décrites ici ne sont mentionnés qu'à titre d'exemple seulement, et des dispositifs de variante se présente-35 ront d'une manière évidente .à l'esprit des spécialistes. En outre, les détecteurs d'erreur et de pente, 7 et 10, respectivement, de la figure 1 peuvent être remplacés par un banc de quatre portes 70 44960 7 2080890 ET et trois circuits à retard analogiques similaires disposés comme suit : Le signal R est appliqué directement à une première desdites portes et, après avoir traversé un premier desdits circuits à retard, à une seconde desdites portes Le signal G- est 5 appliqué directement à ladite seconde porte et à une troisième desdites portes et, après avoir été retardé dans un second desdits circuits à retard, à ladite première porte et à la quatrième desdites porteso Le signal est appliqué directement à ladite quatrième porte et, après avoir été retardé, dans ledit troisième 10 circuit à retard, à ladite troisième porte» Les circuits à retard mentionnés ci-dessus sont agencés de manière à introduire des retards égaux ou légèrement inférieurs à la largeur des impulsions du signal A (figure 4) et, par conséquent, les signaux d*erreur apparaissent aux sorties des première et seconde portes 15 respectivement et les signaux de pilotage, aux sorties des troisième et quatrième portes, respectivement. Oes signaux sont ensuite appliqués aux portes 60 à 63, comme représenté sur la figure 6® Une variante non préférée de l'invention va maintenant 20 être décrite en se référant à la figure 8. Des trains de signaux vidéo relatifs, par exemple, aux composantes verte et rouge d'une scène analysée sont appliqués aux bornes 81 et 82, respectivemento Les signaux vidéo des canaux vert et rouge sont différentiés dans les circuits 83 et 84, 25 respectivement, de manière à indiquer les flancs de signaux faisant partie de la scène» Les trains d'impulsions de sortie des circuits 83 et 84 sont appliqués à des circuits redresseurs des deux alternances 85 et 86, respectivement et, de là, à des circuits conformateurs d'impulsions 87 et 88, respectivement. Des circuits 30 89 et 90 sont utilisés pour combiner par paire les impulsions respectives des trains qui leur sont appliqués à partir des circuits 87 et 88, respectivement, de façon que seules des impulsions présentes à peu près simultanément aux sorties des circuits 87 et 88 soient appliquées aux deux entrées d'un circuit de sous-35 traction 91 » Ceci empêche les circuits de tenter de traiter des impulsions, par exemple, du canal vert, qui n'ont pas de contrepartie dans le canal rougeo La sortie du circuit 91 est écrêtée 70 44960 8 2080890 dans le circuit 92 qui produit une sortie zéro lorsque les deux trains de signaux sont en superposition parfaite, du fait que les flancs enregistrés tant sur le canal rouge que sur le canal vert coïncident . 5 Une oscillation sinusoïdale est générée au moyen d'un oscillateur 100 et, pour la superposition horizontale ou dans la direction lignes, elle est appliquée en tant que perturbation aux circuits d'excitation de lignes du tube de prise de vues couplé avec le canal rouge ainsi qu'à une entrée d'un circuit 10 d'échantillonnage 96e Les deux trains d'impulsions des canaux rouge et vert passent périodiquement par une superposition parfaite étant donné que les signaux rouge se déplacent, en fonction de la perturbation sinusoïdale appliquée, par rapport aux signaux vert et que les signaux de sortie du circuit 92, après avoir 15 traversé le circuit à seuil 93, et après avoir subi une différen-tiation dans le circuit 94 et une conformation dans le circuit 95 sont appliqués à l'entrée de commande du circuit d'échantillonnage 96. L'agencement est tel que l'oscillation sinusoïdale appliquée au circuit 96 est échantillonnée chaque fois que les 20 deux trains de signaux passent par une superposition parfaite, c'est-à-dire chaque fois que le signal de sortie du circuit 92 est inférieur au seuil fixé par le circuit 93» Les signaux de sortie du circuit 96, qui sont constitués par les parties échantillonnées des oscillations, sont appliqués à un circuit intégrateur 25 98 et, de là, en tant que signal de correction, au circuit d'excitation lignes, par l'intermédiaire de l'additionneur 102» En ce qui concerne la superposition verticale ou dans la direction trame, les opérations ci-dessus sont répétées au moyen de l'oscillateur 101, du circuit d'échantillonnage 97, du circuit 30 intégrateur 99 et du circuit additionneur 103. On remarquera que, bien que dans ce cas, la perturbation soit appliquée aux bobines trame, l'information d'erreur est encore fournie par la direction horizontale ou direction lignes. L'amplitude de la perturbation sinusoïdale appliquée au 35 tube de prise de vue couplé avec le canal rouge est rendue suffisamment faible pour être pratiquement invisibleo Toutefois, selon une variante, on peut appliquer une perturbation plus forte et la 70 44960 9 2080890 rendre invisible en lui appliquant seulement une trame sur n, n étant un nombre entier compris entre 10 et 50. Une autre variante consiste à n'appliquer ladite perturbation que quand la caméra n'est pas utilisée pour une transmission et, dans ce cas, des contacts interrupteurs 106 et 107 peuvent être incorporés, comme représenté, et ils peuvent être actionnés par le dispositif de commande de la lampe témoin de tournage 111, de manière à n'être fermé (pour permettre le passage de signaux) que si ladite lampe témoin est éteinte. Avant de perturber et de corriger la superposition trame ou verticale, il faut tout d'abord s'assurer que la superposition lignes ou horizontale est correcte; à cet effet, les circuits 109, 110, 111 et 112, respectivement, coopèrent avec un relais temporisé 113 pour maintenir le contact interrupteur 104 fermé (de manière à permettre le passage de signaux) jusqu'à ce que la superposition horizontale soit correcte et pour fermer alors, et alors seulement, le contact interrupteur 105, de manière à permettre l'application d'une compensation de superposition dans la direction trame ou verticale. Le montage qui a été décrit ci-dessus peut être modifié pour tenir compte de différences d'amplitude entre les signaux vidéo appliqués aux bornes 81 et 82, respectivement, et de pentes de flancs différents correspondantes, par exemple, entre les deux trains de signaux en différentiant les formes d'onde respectives de manière à obtenir la dérivée seconde par rapport au temps au lieu de la dérivée première. Le montage peut alors être, en outre, modifié de manière à permettre une comparaison de la coïncidence des passages par zéro des signaux différentiés respectifs et la superposition peut alors être corrigée sur cette base. Dans une autre variante de cet exemple qui peut être utilisée soit avec le montage décrit en se référant à la figure 8 soit avec une modification de celui-ci, l'amplitude des oscillations sinusoïdales peut être rendue variable dans le même sens que les signaux d'erreur fournis par les circuits 98 et 99» respectivement et en fonction de ces signaux. Pour citer encore une autre variante possible de cet exemple de l'invention, variante qui est applicable à des appareils 70 44960 2080890 dans lesquels sont utilisé soit la dérivée première, soit la dérivée seconde par rapport au temps des formes d'onde vidéo la fréquence de 1*oscillateur 100 est choisie sensiblement égale à dix fois celle de 1'oscillateur 101. Les défauts de superposition lignes et trame peuvent alors être corrigés simultanément et l'on peut se dispenser du relais 113 et de ses contacts 104 et 105 ainsi que de son circuit de commande» Bien que l'invention ait été décrite dans une application permettant de corriger la superposition entre les canaux des couleurs rouge et verte, il est clair que le canal bleu peut également être superposé à l'un quelconque de ces deux canaux, au lieu ou en plus de la superposition entre ceux-ci. En outre, dans une caméra utilisant un canal de luminance séparé, les canaux de chro-minance peuvent être adaptés en tout ou partie au canal de luminance au moyen de l'invention. 70 44960 11 2080890 REVENDICATIONS 1 - Appareil de superposition automatique de signaux, caractérisé en ce qu'il comprend une première borne d'entrée pour 5 un premier train de signaux, une seconde borne d'entrée pour un second train de signaux généré sous le même format et relatif au même sujet que le premier, des moyens pour comparer ces deux trains de signaux et des moyens pour tirer du résultat de cette comparaison un signal de correction capable de corriger un défaut 10 de superposition entre ces deux trains de signaux» 2 — Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour tirer de chacun desdits trains de signaux des signaux d'identification respectifs représentatifs de caractéristiques identifiables de ces trains, les moyens de 15 comparaison précités étant capables de comparer lesdits signaux d1identification0 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits signaux d,identification sont représentatifs de points d'inflexion des trains de signaux. 20 4 — Caméra de télévision en couleurs comprenant une série de tubes de prises de vues capables d'analyser une scène commune et de générer des trains de signaux respectifs relatifs à différentes composantes de couleur de la «cène, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un appareil de superposition automatique 25 de signaux suivant l'une quelconque des revendications précédentes pour superposer les balayages desdits tubes. 5 - Caméra suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les trains de signaux fournis par deux desdits tubes sont appliqués respectivement auxdites première et seconde bornes 30 d'entrée, et en ce que les moyens de comparaison précités comprennent des composants permettant de tirer des signaux qui leur sont appliqués quatre fonctions logiques, un circuit capable de générer, à partir de deux de ces fonctions, une fonction logique de datum, des moyens permettant de comparer les deux autres fonctions logi-35 ques individuellement avec ladite fonction de datum, de manière à obtenir des signaux de sortie respectifs des moyens de comparaison individuels, et des moyens pour combiner ces signaux de sortit 70 44960 2080890 respectifs de manière à former un premier signal de correction. 6 - Caméra suivant la revendication 5, agencée de manière à permettre la correction de défauts de superposition dans les directions horizontale et verticale entre des trames balayées sur les tubes de prise de vues respectifs, caractérisée en ce que ledit premier signal de correction est utilisé pour la direction horizontale, les signaux de sortie respectifs étant également appliqués, par l'intermédiaire de circuits de pilotage, à des moyens permettant de les combiner pour produire un second signal de correction réservé à la direction verticale. 7 - Caméra suivant la revendication 4» comprenant des moyens permettant d'appliquer une première perturbation périodiquement variable à l'un des trains de signaux par rapport à l'autre dans la direction lignes ou horizontale, cette correction étant utilisée chaque fois que les trains de signaux précités passent par une superposition correcte, pour échantillonner la forme d'onde provoquant cette perturbation et pour tirer, des échantillons ainsi obtenus, un signal de correction modifié capable de compenser un défaut de superposition. 8 - Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que une seconde perturbation périodiquement variable est appliquée, dans la direction trame, au premier train de signaux mentionné par rapport à l'autre, ledit signal de correction étant également capable d'échantillonner la forme d'onde provoquant cette seconde perturbation, et des moyens étant prévus pour tirer de cet échantillonnage un second signal de correction modifié capable de compenser tin défaut de superposition dans la direction trame.