Brevet FR2125448A1 — publié le 19720929

La présente invention se rapporte à la réduction ou à l'élimination des harmoniques d'un signal vecteur d'informations situé dans une plage du spectre de fréquences qui pourraient créer par intermodulation des distorsions d'un signal vecteur 5 d'informations situé"dans une-autre plage du spectre. Un signal en lui-même utile' dans la mesure où 11 sert de support à des informations peut par ailleurs interférer de manière néfaste avec un autre signs.1 porteur d'informations en \ provoquant sa distorsion par intermodulation lorsquLon doit 10 construire un signal composite formé de plusieurs signaux vecteurs d'informations situés dans différentes plages du spectre de fréquences, il est "bien connu que les sources engendrant respectivement ces signaux composites doivent être pourvues de moyens en assurant le filtrage de telle manière 15 que seules les fractions utiles des signaux composants soient mélangées pour construire le signal composite. Toutefois, lorsqu'une même source engendre plusieurs- des signaux .. composants, les harmoniques existant dans l'un de ces signaux peuvent être confondues avec un autre signal 20 composant, et en présence d'une telle intermodulation, certains au moins des signaux composants ne peuvent plus être considérés comme véritablement représentatifs de l'information qui'leur était attachée. Dans ces conditions, il est donc difficile.--de traiter le signal- composite de 25 manière à extraire correctement l'information portée par chacun de ces signaux composants. Un exemple typique de dispositif particulièremoat -, exposé au risque d'intermodulation susmentionné est une caméra de télévision en couleurs., du type comprenant un unique * 30 organe capteur d'images et un filtre spatial à "bandes assurant l'encodage des couleurs de 1'image.avant sa projection sur l'électrode photosensible dudit organe capteur. Une caméra de télévision à codage de couleur de ce type est décrite dans le brevet américain ÏT° 3 378 633 accordé à 35 Monsieur Albert MACOVSKI le 1 6 Avril 1 968 et ayant pour titre "MONOCHROME PHOTOG-RAPHY SYSTEM FOR C0I0R TELEVISION". 72 04857 2125448 La caméra décrite comporte un système optique incluant un filtre spatial d'encodage des couleurs par lequel les composantes jaune et cyan de l'image sont projetées sur des zones différentes de l'électrode cible d'un tube capteur d'images, 5 de manière que le balayage de ladite électrode permette d'engendrer deux ondes porteuses distinctes et leuis bandes latérales respective^ représentatives des deux couleurs encodées. L'intensité moyenne de la lumière transmise à travers le filtre optique d'encodage est représentative de la luminance de 10 l'image, et par suite peut être traduite lors du balayage en un signal situé dans une bande de base. Les habituels signaux de différence de couleurs R-Y et B-Y peuvent être obtenus par combinaison judicieuse du signal représentatif de la luminance avec les deux ondes porteuses "issues de l'encodage 15 des couleurs. De manière classique, -l'"une des ondes porteuses de couleurs occupe une bande large d'1 MHz centrée sur une onde porteuse à 3,5 MHz, tandis que l'autre onde de couleur occupe une bande de même largeur centrée sur 5 MHz, le signal de luminance étant pour sa part filtré de -manière à être 20 confiné dans une bande de base de largeur égale à 3 MHz. Les harmoniques, et particulièrement les second harmoniques du signal de luminance tombent donc dans les bandes de-fréquence affectées aux signaux de couleur, et par suite constituent des composants'd'intermodulation indésirables 25 qui sont détectés en même - temps que les signaux de couleur, . de sorte que ces derniers ne sont plus vraiment représentatifs des couleurs originales de l'image télévisée. L'invention a donc pou^objet la réalisation d'un dispositif pour la réduction de l'intermodulation entre les différents 30 composants vecteurs d'informations d'un signal composite. Selon l'invention, on sépare en deux fractions les signaux composants respectivement contenus dans une première et une seconde gammes du spectre de fréquences. Parmi les signaux de la première fraction, ceux dont les harmoniques pourraient 35 créer par intermodulation une distorsion indésirable des signaux de la seconde fraction sont appliqués à des moyens 72 04857 3 2125448 dans lesquels sont engendrés des signaux pour l'annulation de cette intermodulation. Ces signaux d'annulation sont eux-mêmes appliqués à d'autres moyens par lesquels ils sont combinés avec les signaux de la seconde fraction de manière à 5 supprimer toutes les composantes d'intermodulation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de deux exemples de mises en oeuvre illustrés par les \ dessins annexés, sur lesquels : 10 - les figures 1 et 2 représentent respectivement sous forme de schéma bloc deux dispositifs de compensation d'intermodulation conformes à l'invention. La figure 1 donne lé schéma bloc fonctionnel d'une caméra de télévision à encodage de couleurs pourvue d'un *15 dispositif de réduction d'intermodulation conforme à l'invention. Les rayons lumineux 12 issus de l'objet à téléviser 11 sont concentrés par un objectif 13 sur l'électrode photosensible 15 d'un organe capteur d'images Î6. Cet organe peut être par exemple un tube du type vidicon dont la cible 20 constituerait l'électrode photosensible 15- Au voisinage de cette électrode est disposé un filtre spatial d'encodage de couleurs du type à bandes 14, semblable à celui décrit dans le brevet américain cité en référence. Un tel filtre d'encodage est formé de deux réseaux optiques superposés 25 et angulairement décalés, par lesquels la lumière issue de l'objet 11 et focalisée par l'objectif 13 est filtrée avant d'être projetée sur la cible 15 du vidicon 16. lorsque cette cible photosensible est balayée suivant le format habituel en télévision par un faisceau d'électrons engendré et dévié 30 P;:-r un dispositif non représenté, un signal composite vidéo apparaît à 1t. borne de sortie 17 du vidicon. Ce signal composite comprend une onde porteuse représentative de la couleur rouge centrée sur 3,5 MHz et ses bandes latérales, c.inoi qu'une onde porteuse représentative de la couleur bleu 35 centrée our 5 Kïïs, -_.insi que ses bandes latérales. Le s ignal composite inclut en outre dans sa bande de base un signal 72 04857 4 2125448 représentatif de la luminance de la scène, c'est-à-dire de la valeur moyenne de la lumière après traversée du filtre d'encodage 16. Le signal composite ainsi fourni à la borne de sortie17 du vidicon 16 est sujet au problème d'intermodulation déjà 5 mentionné. En particulier, les harmoniques du signal de luminance situées dans la bande de base tombent dans les gammes du spectre de fréquence occupées par les signaux représentatifs des couleurs bleu et rouge. Un filtre passe-bas 18 dont la bande passante s'étend de 10 0 à 3 MHz est relié à la borne de sortie 17 pour séparer la signal de luminance des autres signaux contenus dans le signal composite. Le signal de luminance ainsi séparé est appliqué à une borne de sortie 19 comme signal "Y". A la borne de sortie 17 du vidicon sont en outre relié un filtre passe-bas 24 15 et des filtres passe-bande 20, 21, 22 et 23 présentant les caractéristiques indiquées dans les blocs correspondanis. Le filtre passe-bande 20, qui sert à séparer les signaux représentatifs de la couleur rouge, est relié à un détecteur 25 assurant la détection d'amplitude desdits signaux. Dans les signaux 20 de couleur rouge ainsi détectés sont présents ies second harmoniques du signal de luminance, qui créent une intermodulation indésirable du signal détecté. Ce dernier est "transmis par l'intermédiaire d'un circuit de retard 26 à l'entrée d'un additionneur 27, le retard introduit par le circuit 26 étant 25 propre à assurer la simultanéité des signaux appliqués aux deux entrées de l'additionneur 27. Le filtre passe-bande 21 a pour rôle de sélectionner les composants du signal de luminance centrés sur une fréquence égale à la moitié de la fréquence centrale de la porteuse de œ uleur rouge. La 30 fraction du signal de luminance ainsi séparée est traitée par'un doubleur de fréquence 28 dont le signal de sortie se situe en conséquence dans la même gamme de fréquence que le signal représentatif de la couleur rouge. La fraction du signal de luminance de fréquence ainsi doublée fait ensuite 35 l'objet d'une détection d'amplitude au moyen d'un détecteur 29 dont la sortie est reliée à la seconde borne d'entrée de l'additionneur 27. Dans ce dernier, les signaux de luminance 72 04857 2125448 à fréquence doublée sont combinés avec les signaux représentatifs de la couleur rouge entachée d'intermodulation, la polarité relative des deux signaux ainsi combinés étant telle que les signaux de luminance à fréquence doublée annulent les composants 5 d'intermodulation contenus dans les signaux représentatifs de la couleur rouge. De la sorte, le signal obtenu en sortie de ■ 1'additionneur 27 ne comportent pratiquement que des signaux détectés effectivement représentatifs de la couleur rouge. Ces signaux sont appliqués à'l'une des entrées d'un soustracteur 35, -jO à l'autre entrée duquel est appliquée une fraction du signal de luminance séparée par le filtre passe-bas 24. En conséquence, le signal de sortie du soustracteur 35 constitue le signal de différence de couleur R-Y, qui est appliquée à la borne de sortie" 35. Le dispositif d'encodage représenté sur la figure 1 comporte •) 5 un second canal au moyen duquel les signaux représentatifs de la couleur bleu sont traités de la même manière .que les signaux représentatifs de la couleur rouge. Les signaux de bleu entachés d'intermodulation extraits par le filtre- passe-bande 22 et détectés par le détecteur 31 sont retardés par 20 un circuit de retard 32 pour être appliqués à l'une des entrées d'un additionneur 30. Le filtre passe-bande 23 transmet une fraction du signal de luminance centrée sur une fréquence correspondant à la moitié de la fréquence centrale d-es signaux représentatifs de la couleur bleu. Les signaux ainsi 25 extraits sont traités par un doublë.ur de fréquence 33 puis par un détecteur 34 avant d'être appliqués à la seconde entrée de l'additionneur 30, dans lequel ils sont combinés, avec les signaux représentatifs de couleur bleu entachés d'intermodulation. Par l'action de l'additionneur 30 les composants d'inter-30 modulation sont annulés. Les signaux de couleur bleu,ainsi épurés issus de l'additionneur 30 sont appliqués à l'une des entrées d'un soustracteur 37 dont l'autre entrée reçoit la fraction du signal de luminance extraite par le filtre passe-bas 24. En conséquence, il apparaît en sortie du soustracteur 37 35 un signal de différence de couleurs B-Y qui est appliqué à la borne de sortie 38. 72 04857 2125448 La figure 2 donne le schéma-bloc fonctionnel d'une partie d'un dispositif d'encodage de couleur incorporant un autre exemple de réalisation du dispositif de réduction d'intermodulation conforme à l'invention. La "borne 17 de la figure 2 5 est destinée à être raccordée à l'électrode cible du tube capteur d'images de la figure 1, étant entendu que ce dispositif capteur et les organes associés, dont le filtre d'encodage de couleurs et le dispositif de balayage électronique, sont semblables à ceux mentionnés en relation 10 avec la figure 1. L'entrée d'un filtre passe-bas 18 dont la bande passante s'étend de 0 à 3 MHz est reliée à la borne 17 en me d'extraire le' signal de luminance Y, qui apparaît à la borne de sortie 19- A la borne 17 est également couplé un filtre passe-bas 17 dont la bande passante est de largeur -] 5 sensiblement égale à la plage de fréquence occupée par les signaux de couleurs détectés, en vue d'extraire une fraction du signal de luminance propre à être combinée avec lesdits signaux de couleurs. La sortie de ce filtre passe-bas à bande étroite est reliée à l'une des entrées d'un soustracteur 35-20 la borne 17 est en outre relié un filtre passe-bande 20 destiné à extraire les signaux représentatifs de la couleur' rouge, constitués par la porteuse correspondante de fréquence centrale et ses bandes latérales. Les signaux de couleur rouge ainsi extraits font l'objet d'une détection d'amplitude 25 dans un détecteur 25 puis sont transmis par un circuit de retard 26 à l'une des entrées d'un additionneur 27. Les signaux de couleur rouge ainsi détectés et retardés sont entachés d'intermodulation, pour les raisons précédemment indiquées. Le retard introduit par le circuit 26 est choisi 30 telle manière que tous les signaux appliqués aux entrées de l'additionneur 27 se présentent en coïncidence. AHaborne 17 est encore couplé- un autre filtre passe-bande 45 par lequel sont extraits les signaux centrés sur une fréquence sensiblement égale à la moitié de la fréquence centrale du 35 signal de couleur rouge, égale à 3,5 MHz. La fraction des signaux de luminance extraite par le filtre passe-bande 45 72 04857 2125448 fait l'objet d'une détection d'amplitude par un détecteur 46 avant d'être traitée par un circuit de quadrature 47. Ce circuit de quadrature, qui peut être de tout type classique, fournit à sa sortie des harmoniques des signaux appliqués à 5 son entrée, les signaux ainsi obtenus en sortie du circuit de quadrature 47 sont appliqués à un circuit accordé 48 dont la fréquence de résonance correspond à la fréquence centrale de la porteuse de couleur rouge, soit 3,5 MHz. les signaux de sortie du circuit accordé 48 font l'objet d'une 10 détection d'amplitude par un détecteur 49 avant d'être appliqués à la seconde entrée de l'additionneur 27, dans lequel ils sont combinés sous la polarité relative voulue avec les signaux représentatifs de la couleur rouge de manière à éliminer les composants d'intermodulation contenus dans ces derniers. Les 15 signaux de couleur rouge ainsi détectés et épurés sont appliqués à l'entrée d'unsoustracteur 35 dans lequel ils sont combinés avec la fraction du signal de luminance extraite par le filtre passe-bas 24 pour engendrer le signal de différence de couleur R-Y, qui apparaît à la borne de sortie 36. 20 À la borne 17 est enfin couplé un ensemble de circuits de traitement 39 comportant des circuits semblables à ceux de l'ensemble déjà décrit débutant par les circuits 20 et 45 et servant à traitér de la manière précédemment décrite les signaux représentatifs de la couleur bleu. C'est dire qu'à la 25 borne de sortie 38 apparaît un signal de différence de couleurs B-Y pratiquement exempt de toute distorsion d'intermodulation provoquée par les harmoniques du signal de luminance tombant dans la gamme de fréquence correspondant à celle des signaux de couleur bleu. 30 Bien que l'invention ait été décrite et illustrée en association avec un dispositif d'encodage de couleurs comprenant un filtre optique spatial à bandes pour engendrer deux ondes porteuses distinctes de signaux de couleurs de fréquence supérieure à la bande de base du signal de 35 luminance, il est bien évident que l'invention pourrait être aussi bien appliquée à d'autres types de dispositifs d'encodage 72 04857 2125448 de couleurs, tels que ceux dans lesquels plusieurs sous-porteuses de couleurs modulent une même onde porteuse de fréquence supérieure à la bande de base. L'invention peut en outre être utilisée avec profit en association avec tout 5 système dans lequel plusieurs informations distinctes- sont véhiculées dans différentes gammes du spectre de fréquence, et dans lequel les harmoniques des signaux à plus basse fréquence pourraient provoquer par intermodulation des distorsions des signaux situés dans les gammes de plus haute 10 fréquence. C'est dire d'une manière générale que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation et au genre d'application qui ont été décrits et illustrés, mais qu'au contraire elle comprend tous les moyens techniques équivalents 15 à ceux décrits et illustrés et toutes les applications restant dans le cadre des revendications qui suivent. 72 04857 9 2125448 REVENDICATIONS 1. - Dispositif pour la compensation de distorsions par intermodulation, comportant un premier et un second filtres passe-bande destinés à extraire d'un signal composite des sigiiaux vecteurs d'informations respectivement situés dans 5 deux gammes distinctes du spectre de fréquence et destinés à être séparément traités, les harmoniques des signaux situés dans la gamme de fréquence inférieure étant suàxceptible_s d'affecter par intermodulation les signaux situés dans la gamme supérieure, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre 10 21 , 45, relié à la source 17 du signal composite pour en extraire les signaux situés dans une plage de fréquence correspondant à une fraction de la gamme de fréquence inférieure (0,3 MHz) et en relation harmonique avec les signaux situés dans la bande de fréquence supérieure (3-4MHz), 15 un convertisseur de fréquence par lequel les signaux transmis par ledit filtre sont transformés en signaux tombant dans la gamme de fréquence supérieure, et un circuit combinateur 27 relié d'une part audit convertisseur de fréquence et d'autre part au filtre passe-bande assurant 20 l'extraction des signaux situés dans la gamme de fréquence supérieure,ledit circuit agissant pour réduire ou annuler les composants d'intermodulation indésirables. 2. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la relation harmonique précitée est du simple au double, 25 et qu'en conséquence le convertisseur de fréquence 28, 47, 48 double la fréquence des signaux transmis au filtre 21 , 45. 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit combinateur 27 est un additionneur qui reçoit des signaux de polarité relative telle 30 que les composants d'intermodulation soient réduits ou annulés. 4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un second ensemble de circuits fonctionnels de même structure que l'ensemble des circuits précités, destiné à assurer de la même manière la 35 72 04857 2125448 réduction ou l'annulation des composants d'intermodulation affectant des signaux situés dans une troisième gamme de fréquence, supérieure à la première gamme mais distincte de la seconde. 5 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source du signal composite est une caméra de tslévision en couleurs du type comportant un filtre optique spatial d'encodage de couleurs formé de bandes colorées disposées suivaïit des fréquences spatiales différentes, à travers 10 lequel l'image à téléviser est formée sur la cible d'un organe capteur engendrant par balayage un signal composite, caractérisé en ce qu'il comporte trois filtres passe-bande 18, 20, 22 agissant respectivement pour extraire du signal composite un signal de luminance situé dans ladite première 15 gamme de fréquence 0-3MÏÏZ et des signaux de couleur rouge et bleu respectivement situés dans des gammes distinctes de fréquences supérieures, ainsi que d'autres filtres passe-bande et des convertisseurs associés agissant respectivement pour extraire du signal composite deux signaux situés dans des plages 20 dont les fréquences centrales.respectives sont égales à la moitié des fréquences centrales des signaux de couleurs rouge et bleu et pour doubler la fréquence des signaux ainsi extraits, afin de permettre la compensation de la distorsion d'intermodulation affectant lesdits signaux de rouge et de bleu. 25 6. — Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fréquence des signaux extraits par les derniers filtres passe-bande cités est doublée au moyen d'un circuit de quadrature 47 suivi d'un circuit accordé 48.