Brevet FR2134046A1 — publié le 19721201

La présente invention se rapporte d'une manière générale aux générateurs d'effets spéciaux pour 1*équipements de studios, et concerne plus particulièrement un générateur d'images en iris. Un grand nombre d'équipements de différents types sont actuellement utiliséspour assurer la représentation simultanée de plusieurs scènes télévisées suivant diverses combinaisons de formats. les équipements ainsi utilisés pour engendrer de tels formats d'images sont habituellement classés dans l'appareillage pour effets spéciaux. Un type particulier d'appareillage pour effets spéciaux permet de combiner deux images vidéo en les présentant respectivement l'une à l'intérieur et l'autre à l'extérieur d'un cercle. Un tel appareillage est habituellement dénommé "générateur d'iris", en raison de la similitude de l'image avec la configuration classique d'un iris. La formation d'images en iris, de la manière qui sera décrite ci-après, est bien connue dans la technique. Toutefois, les générateurs d'images eniris de l'art antérieur ont pour inconvénient inhérent à leur mode de fonctionnement que le diamètre du cercle séparant les deux images ne peut pas être réduit à volonté. Cette limitation se traduit visuellement lorsque le diamètre de ce cercle devient petit, auquel cas des circuits de conception classique ne peuvent plus répondre convenablement, de sorte que le cercle est défini par des lignes variables et présente de sévères perturbations qui confèrent à l'image un caractère très déplaisant. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, un générateur d'effets spéciaux du type destiné à la production d'images en iris inclut un commutateur électronique assurant le passage d'un premier signal vidéo à un second signal lorsqu'il reçoit une impulsion de commande appropriée. Cette impulsion de commande est engendrée par un circuit comparateur excité par un signal parabolique composite comprenant une parabole verticale à laquelle 72 14305 2T34046 sont superposées de nombreuses paraboles horizontales. A ce générateur est avantageusement■combiné un montage destiné à accroître la sensibilité dudit comparateur lors de la formation d'images en iris de faible diamètre . Ce montage comprend 5 un amplificateur à gain variable à l'entrée duquel est appliqué le signal parabolique composite précité, et dont la sortie est reliée audit comparateur. lie. gain de cet amplificateur est contrôlé au moyen d'un circuit intégrateur sensible à la largeur des impulsions engendrées par le circuit comparateur. 10 Ce circuit intégrateur fournit en sortie une tension continue proportionnelle à la largeur desdites impulsions, cette tension étant utilisée pour contrôler le gain de l'amplificateur, et par suite l'amplitude du signal parabolique composite appliqué au comparateur . 15 D'autres caractéristiques et avantages du générateur con forme à l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une image en iris, 20 telle qu'on pourrait la voir sur l'écran d'un poste de contrôle ; - la figure 2 représente so.us forme de schéma-bloc quelques circuits essentiels incorporés aux générateurs d'effets spéciaux; - les figures 3A à 3Î1 donnent les représentations graphiques de divers signaux classiquement utilisés pour la production 25 d'images en iris du type de celle montrée sur la figure 1 ; - la figure 4 donne le schéma-bloc d'un générateur d'images en iris incluant les perfectionnements objet de la présente invention ; et - la figure. 5 donne le schéma détaillé d'un générateur 30 d'iris conforme à l'invention. La figure 1 représente schématiquement une image de télévision en iris 10 de type classique. Une telle image en iris est divisée par un cercle 12 en deux parties correspondant à deux informations vidéo distinctes : la-partie intérieure au 35 cercle 12 correspond à une information A, et est superposée à la partie extérieure ou image de fond correspondant à une autre information vidéo B. Une telle présentation de deux 72 14305 3 2134046 informations vidéo combinées a également été appelée dans l'art antérieur "image à division circulaire", les deux séries de flèches partant du cercle 12 indiquent que le diamètre de ce cercle peut être modifié, et donc que des images circulaires 5 A de plus ou moins grand diamètre peuvent être superposées sur l'image de fond B. la figure 2 représente schématiquement l'équipement nécessaire pour la production d'une telle image en iris : cet équipement inclut un commutateur électronique 1.5 pouvant être consti-^ tué, par exemple, par un multivibrateur ou autre circuit de porte approprié . Ce commutateur 15 est commandé par un générateur 16 d'impulsionsde commutation de motif de balayage, qui agit sur ledit commutateur 15 pour en assurer le basculement selon une séquence temporelle déterminée sous contrôle des ^ 5 signaux pilotes de balayage horizontal et vertical, issus des signaux de synchronisation horizontale et verticale communs aux deux informations vidéo A et B. Ainsi, deux entrées 17. et 18 du générateur d'impulsions 16 reçoivent respectivement des signaux pilotes de balayage horizontal H et vertical Y. 20 le fonctionnement du générateur de motif de balayage 16 peut être par ailleurs contrôlé par l'action d'un tableau de commande 20 qui, comme il sera décrit ci-après, permet de modifier le diamètre du cercle. le commutateur électronique 15 comporte pour sa part deux entrées supplémentaires respectivement 25 reliées à deux sources distinctes de signaux vidéo, par exemple deux caméras différentes. Ces signaux vidéo sont respectivement désignés par les références A et B, pour correspondance avec le format d'image montré sur la figure 1. Par exemple, la source du signal vidéo B peut être constituée 50 par une caméra assurant la prise de vue d'un spectacle sportif, la source du signal vidéo A étant pour sa part constituée par une autre caméra assurant la prise de vue d'un tableau de résultais Dans ces conditions, le directeur du programme peut commander de temps à autre la mise en service du générateur 55 d'effets spéciaux de la figure 2 pour produire une image du type montré sur la figure 1 » Dans ce cas, l'état de la marque 72 14305 4 2î34046 se trouve superposé à la représentation visuelle du spéctacle sportif, ce gui permet aux spectateurs de connaître les résultats sans être pour autant distraitsdu spectacle sportif. Bien entendu, un tel équipement pourrait faire l'objet de nombreuses f 5 autres applications, dont beaucoup sont bien connues. Avant de décrire les différentes formes d'ondes représentées sur la figure 3, il convient de rappeler que les procédés classiques pour la production d 'une image en iris mettraienb en oeuvre la génération électronique d'un cercle. l'équation mathématique 10 définissant un cercle dans un système de coordonnées rectangulaires X et Y est : 2 2 2 X + Y = H où R est le rayon du cèrcle. Dans un système de télévision à deux dimensions, la coordon- 15 nééX correspond au balayage horizontal de l'écran, tandis que la coordonnée Y correspond au balayage vertical. En conséquence, si t^ et t sont les périodes respectives de balayage horizontal et vertical, l'équation du cercle "électronique" peut s'écrire : 20 25 30 35 2 2 j>2 K. . t ' + K . t = h h v v où et Kv sont des constantes représentatives de l'amplitude de balayage. 2 le premier terme de cette équation, à savoir . t^ définit le signal parabolique horizontal 25 montré sur la figure 3A, où la période de balayage horizontal t^ répond aux normes NTSC notamment, c'est-à-dire correspond au temps nécessaire pour le balayage- d'une ligne horizontale, à savoir environ 64 microsecondes. £ D'une manière similaire, le terme K . t définit le ' v v signal parabolique vertical 26 de la figure 3B. La période t de ce signal correspond donc à la période de balayage vertical , à savoir environ 16,7 millisecondes dans le système ÏÏTSC à 525 lignes. La première opération que doit accomplir le générateur d'effets spéciaux est donc d'engendrer les signaux paraboliques horizontal 25 et vertical 26 des figures 3A et 3B respectivement. Les techniques employées pour la génération de tels signaux 72 14305 5 2134046 paraboliques à partir des impulsions de synchronisation ou/et des signaux de déviation sont "bien connues,et ne forment pas partie intégrante de l'invention. l'opération suivanteest de former le signal composite 5 montré sur la figure 30, qui correspond à l'addition des signaux paraboliques horizontal et vertical . En plus de détail, le signal composite de la figure 30 est obtenu en ajoutant le signal 25 de la figure 3A au signal 26 de la figure 3B. le signal composite obtenu,dont la représentation sur la 10 figure 30 n'est à l'échelle ni en amplitude ni en durée, comprend quelques 256 paraboles horizontales25 superposées à une unique parabole verticale 26. Le signal composite de la figure 30 est habituellement appliqué à un circuit comparateur intégré au générateur 16 15 d'impulsions de commutation du motif de balayage, qui engendre une impulsion chaque fois que l'amplitude dudit signal composite dépasse une valeur prédéterminée. Le mode particulier de fonctionnement d'un tel circuit comparateur sera plus facilement compris en se référant aux 20 figures 3B et 3E : La figuré 3D représente à plus grande échelle une fraction du signal composite de la figure 30. La référence 28 identifie -v le niveau de tension auquel agit le circuit comparateur, ce niveau étant déterminé par une tension de référence appliquée 25 à l'une des entrées du circuit comparateur, par exemple à partir du tableau de commande 2 0. Le signal composite de la figure 3C est appliqué à une autre entrée du circuit comparateur, qui fournit en sortie le signal montré sur la figure 3E. Le fonctionnement dœ circuits/Somparateursest le suivant : 30 lorsque l'amplitude du signal composite atteind le niveau de référence 28, le circuit comparateur passe d'un premier. état I à un second état II, comme montré sur la figure 3E. Tant que le niveau du signal composite reste supérieur au niveau de référence, le circuit comparateur reste dans l'état II. 35 Dès que l'amplitude du signal composite retombe au-dessous du niveau de référence, le circuit comparateur retourne à son premier état I , puis cette suite d'opérations se répète» Un 72 14305 6 2134046 circuit capable d'engendrer des impulsions du type montré sur la figure 3E est habituellement constitué par un trigger de Schmitt, bien que de nombreux autres montages puissent être utilisés à cet effet. Un tel circuit ne forme donc pas 5 partie intégrante de l'invention. Comme montré sur la figure 3E, la sortie du circuit comparateur consiste en une série d'impulsions d'amplitude constante mais de durées variables. la fréquence de récurrence de ces impulsions correspond à la fréquence de balayage 10 horizontal , comme le montre la figure 3E. Pour la commodité de la description, les impulsions correspondant aux lignes de balayage horizontal consécutives ont été désignées par les références ÏT-2, N-1, ÎT, N+1 et ÏT+2 de la gauche vers la droite. Si ces impulsions étaient appliquées au commutateur 15 électronique, il se formerait sur l'écran l'image montrée sur la figure 3F. On supposera que le commutateur électronique 15 fonctionne par exemple pour transmettre le signal vidéo A ou le signal.vidéo B, selon que le circuit comparateur fournit en sortie le niveau II ou le niveau I. 20 Comme montré sur la figure 3F, pendant la ÏT-2ième ligne, le signal vidéo B est restitué sur l'écran jusqu'à ce que la parabole horizontale 31 superposée à la parabole verticale (figure 3D) dépasse le niveau de référence 28. Depuis cet instant, le commutateur électronique transmet le signal vidéo 25 A, jusqu'à ce que l'amplitude du signal parabolique composite retombe au-dessous du niveau de référence è8 ; de la sorte, pendant le balayage de la ligne ÏT-2, le signal vidéo A est substitué au signal vidéo B pendant la durée de l'impulsion ET-2 du signal de la figure 3E„ D'une manière similaire, pendant 30 le balayage de la ligne horizontale suivante correspondant à la parabole 32, le signal vidéo B est restitué jusqu'à ce que le comparateur soit porté à l'état II, ce qui provoque la substitution au signal B du signal vidéo A pour toute la durée de l'impulsion ÏT-1 . Ce processus se poursuivant, on 35 obtient sur l'écran le- motif circulaire représenté sur la -figure 33?-, qui permet la superposition du signal vidéo A au signal vidéo B selon le format montré sur la figure 1-„ Il 72 14305 7 2134046 ressort de la description qui pécède que le diamètre du cercle est une fonction de la valeur du niveau de référence 28 appliqué au circuit comparateur et de 1*amplitude des paraboles verticale et horizontale . En conséquence, il est possible de prévoir des commandes (non représentées) permettant de contrôler l'amplitude de ces paraboles et donc le diamètre du cercle de l'image en iris. La description qui vient d'être faite avait pour but essentiel de fournir les éléments nécessaires à la bonne compréhension du mode de formation d'une image en iris, et en outre de montrer comment la formation de cette image peut être en partie contrôlée par le niveau de référence continu appliqué au comparateur. En résumé, et en se reportant à la figure 2, on retiendra que le générateur 16 des impulsions de commutation de balayage est essentiellement constitué par un circuit comparateur fonctionnant de la manière décrite, tandis que le tableau de commande 20 permet de modifier le niveau de référence continu correspondant à la ligne 28 de la figure 3D. Au généra- . teur d'images en iris réalisé selon cette technique antérieure sont inhérents les problèmes suivants : Tout d'abord, lorsqu'on souhaite former sur l'écran ton iris de faible diamètre (par exemple inférieur à 20fo de l'amplitude du balayage horizontal), la qualité de l'image obtenue devient inacceptable, car le circuit comparateur ne peut convenablement séparer les paraboles horizontales "chevauchant" la crête de la parabole verticale. In effet, si l'on considère que la parabole est une courbe dont la dérivée s'annule progressivement au voisinage de-son amplitude de crête, et que quelques 260 paraboles horizontales sont superposées à une unique parabole verticale, la discrimination électronique entre les paraboles horizontales médianes devient extrêmement difficile . Les générateurs de l'art antérieur sont par ailleurs très sensibles aux parasites de fréquence basse ou intermédiaire, qui dans ces conditions peuvent provoquer l'excitation intempestive du comparateur» 72 14305 8 2134046 Le fonctionnement des générateurs de l'art antérieur est en outre sérieusement affecté par d'autres conditions opératoires, telles que les variations de la tension d'alimentation» 5 La combinaison de tous ces effets néfastes a pour effet d'engendrer des cercles tremblottants dont le diamètre varie de manière aléatoire lorsque le générateur est réglé pour engendrer un iris de faible diamètre. Il se présente en outre un second problème en relation avec 10 le fonctionnement des commandes permettant de modifier le diamètre de l'iris. Comme déjà indiqué, une telle commande peut agir sur l'amplitude du signal parabolique composite (figure 3C), ou bien sur l'amplitude du niveau de référence 28 (figure 3D). 1 5 Toutefois, considérant que seulss legfcrêtes des paraboles sont concernées, une faible variation de l'une ou l'autre commande peut entraîner une modification considérable du diamètre de l'iris. Ce fait a des conséquences très néfastes sur le fonctionnement du système, et en particulier introduit 20 pour l'opérateur une sensation très déplaisante de "sensibilité de réglage exagérée". La figure 4 donne le schéma-bloc d'un générateur d'images en iris pourvu de perfectionnements conformes à l'invention, propres à remédier aux inconvénients susmentionnés. 25 Dans ce générateur encore, un commutateur électronique 40 permet de transmettre soit l'information vidéo A, soit l'information vidéo B, selon le niveau du signal de commande appliqué à son entrée par le circuit comparateur 41. Ce circuit comparateur 41 reçoit sur l'une de ses entrées 30 le signal parabolique composite (figure 3C) par l'intermédiaire d'un amplificateur à gain variable 42, dont la sortie est couplée à l'entrée du comparateur 41. La sortie du circuit comparateur 41 est reliée de manière classique au commutateur électronique 40 pour lui transmettre 35 le train d'impulsions de commutation montré sur la figure 3E« La sortie du circuit comparateur 41 est par ailleurs reliée à l'entrée d'ion amplificateur tampon 43, dont la sortie est reliée 72 14305 9 2134 046 à un circuit intégrateur 44 lui-même relié à un amplificateur continu 45. la sortie de cet amplificateur continu 45 est appliquée à la borne de commande de gain de l'amplificateur à gain variable 42. 5 le fonctionnement du système décrit est le suivant : le train d' impuisiors produit en sortie du circuit comparateur 41 est appliqué par l'intermédiaire de l'amplificateur tampon à l'intégrateur 44 ; ce dernier engendre en réponse une tension continue proportionnelle à la somme des 10 surfaces des impulsions. Cette tension continue est utilisée, après amplification par l'amplificateur 45, pour commander le gain de l'amplificateur 42. les déphasages internes du dispositif sont réglés de telle manière que lorsque la largeur des impulsions engendrées 15 par le circuit 41 diminue (ce qui correspond à des cercles d'iris de diamètresdécroissants), la tension continue disponible à la sortie de l'intégrateur 44 décroît, ce qui a pour effet d'augmenter le gain de l'amplificateur 42. De la sorte, le circuit comparateur reçoit un signal de 20 niveau plus élevé, et donc peut assurer une discrimination plus sûre, ce qui permet d'obtenir une image en iris de meilleure qualité. Par ailleurs, du fait que le gain d'amplification est accru, les variations de la dérivée du signal parabolique sont moins importantes, ce qui permet d'améliorer encore la 25 discrimination entre les impulsions et la qualité de l'image. la figure 5 donne le schéma détaillé de circuitsutilisés pour la réalisation des organes représentés sur la figure 4 : le signal parabolique composite de la figure 30 est appliqué à la base d'un, transistor 51'monté en amplificateur à 30 émetteur commun, le gain de cet amplificateur 51 est contrôlé à l'aide d'un transistor 52, qui agit pour contrôler l'impédance d'émetteur et par suite la réduction du gain de l'amplificateur 51. lorsque le transistor 52 devient plus conducteur, 35 l'impédance d'émetteur du transistor 51 est shuntée, de sorte que le gain dudit transistor s'accroît. 72 14305 10 2134046 Le signal parabolique composite d'amplitude ainsi contrôlée est appliqué à l'une des entrées du comparateur 53 par l'intermédiaire de l'émetteur d'un transistor 54 monté en émettodyne, la base de ce transistor 54 étant couplée au 5 collecteur du transistor 51. A l'autre entrée du comparateur 53 est appliqué un signal de référence prélevé par l'intermédiaire d'une résistance 56 sur l'émetteur d'un transistor 55 monté en émettodyne, La polarisation de la base du transistor 55 et assurée 10 par un pont diviseur de tension monté entre les bornes +1 Ov et -10v de ^alimentation. Une résistance variable 57 incorporée au pont diviseur permet de régler le diamètre de l'iris, en déterminant le niveau de référence appliqué au comparateur (référence 28 sur la figure 3D). Une résistance 58 15 et un condensateur 59 montésentre la résistance 57 et la masse permettent de stabiliser la tension appliquée à la base du transistor 55. Le train d'impulsions obtenu en sortie du comparateur 53 est appliqué à la base d'un transistor 60 monté en émettodyne. 20 L'émetteur de ce transistor est couplé à la base d'un transistor 61 monté en amplificateur à émetteur commun et dont le collecteur est couplé à un circuit intégrateur formé d'une résistance 62 et d'un condensateur 63. La connexion entre la résistance 62 et le condensateur 63 25 est reliée à la base d'un transistor 64 couplé en montage cas-code avec un transistor 65. Lorsque la largeur des impulsions décroît, la tension aux bornes du condensateur 63 décroît également, ce qui fait que le transistor 64 est plus largement porté à conduction. 30 En conséquence, la tension de collecteur de ce transistor devient moins négative, ce qui fait que la polarisation négative de l'émetteur du transistor HTPET 65 est réduite. De ce fait, le transistor 65 est rendu moins conducteur, puisque sa base est désormais moins négative par rapport à son émetteur. 35 En conséquences la tension de collecteur du transistor 65 s'accroît, ou devient plus positives ce qui a pour effet d'augmenter la conduction du transistor 52, et donc de provoquer 72 14305 2134046 un shuntage plus efficace de l'émetteur du transistor 5*1 , dont le gain s'accroît. Au total, le niveau du signal parabolique composite appliqué au comparateur 53 s'accroît, ce qui correspond à l'effet désiré. En d'autres termes, lorsque la largeur des impulsions décroît pour commander une réduction du diamètre de l'iris, le gain de l'amplificateur 51 s'accroît. D'un point de vue pratique, les valeurs convenables des composants des circuits représentés sont indiqués sur la figure 5. Les transistors 51 et 64 peuvent être du type 210906, tandis que les transistors 52, 55, 60, 61 et 65 peuvent du type 213904 ; le comparateur 53 est avantageusement constitué par un circuit intégré du type TJA710C. Dans un exemple concret de réalisation, le signal parabolique composite appliqué à la base du transistor 51 présentait une amplitude de crête à crête de 6 volt. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnésqu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans, le cadre de revendications qui suivent» 72 14305 12 2134046 REVENDICATIONS 1 . Générateur d'effets spéciaux pour la production d'une image en iris, comportant un commutateur électronique destiné à transmettre sélectivement un premier ou un second signal vidéo selon le niveau d'impulsions de commande qui lui sont 5 four nie Sy£>ar un circuit générateur d'impulsions excité par un signal parabolique -composite formé par superposition à une onde parabolique à la fréquence de balayage vertical de piuaieurs .ondes paraboliques à la fréquence de balayage horizontal, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif pour 10 accroître la sensibilité dudit comparateur lorsque doit être formée une image en iris de faible diamètre , ce dispositif incluant un amplificateur à gain variable dont l'entrée reçoit ledit signal parabolique composite tandis que sa sortie est reliée audit circuit générateur d'impulsions, la borne de 15 commande dudit amplificateur étant couplée à'la sortie d'un intégrateur fournissant une tension de. commande continue proportionnelle à la largeur maximale des impulsions appliquées à son entrée. 2. Générateur d'effets spéciaux selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que l'amplificateur à gain variable précité est formé d'un premier transistor dont la base, l'émetteur et le collecteur constituent respectivement les électrodes d'entrée, de commande et de sortie. 3. Générateur d'effets spéciaux selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que la base d'un second transistor monté en émettodyne est reliééà l'intégrateur précité, tandis que son émetteur est relié à celui du premier transistor cité pour shunter ce dernier et par suite contrôler le gain dudit premier transistor en fonction de l'amplitude du signal de 30 commande continu précité. 4. Générateur d'effets spéciaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un amplificateur continu dont l'entrée est reliée à l'intégrateur précité et qui fournit en réponse au signal de commande 35 continu précité un signal de commande amplifié, ainsi que des 72 14305 13 2134046 moyens pour relier la sortie dudit amplificateur continu à la borne de commande de l'amplificateur à gain variable précité. 5. Générateur d'effets spéciaux selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intégrateur précité comprend une résistance et un condensateur. 6. Générateur d'effets spéciaux selon l'une, quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le gain de l'amplificateur à gain variable précité croît lorsque la tension 10 continue de commande issus de l'intégrateur précité décroît.