Brevet FR2186793A1 — publié le 19740111

La présente invention concerne des dispositifs de traitement des signaux vidéo délivrés par des caméras de télévision et plus particulièrement les dispositifs permettant de délivrer des signaux vidéo à niveau noir constant. Pour effectuer un mixage ou un découpsqe de deux images de télévision, il est intéressant de présenter, à ltentrze d'une régie, des signaux identiques en niveau noir. Le niveau noir d'un signal vidéo correspond au niveau de moindre luminosité d'une image de télévision vocalisée sur la cible du tube analyseur d'une caméra de télévision. I1 est aussi intéressant que- l'amplitude du signal vidéo ait une valeur moyenne sensiblement constante pour éviter, notamment des variations trop grandes de teintes et de contrastes sur les écrans récepteurs des télJviseurs. Les différences de niveau noir entre plusieurs caméras de télévision proviennent généralement de la variation du courant d'obscurité des tubes analyseurs, tels que des tubes vidicon. En effet, le courant d'obscurité des tubes dépend généralement de la tension cible et de la température ambiante c'est dire deux paramètres qu'il est très difficile de maintenir constants, et c'est pourquoi les niveaux noirs des signaux vidéo de deux caméras de télévision qui, théoriquement devraient autre égaux n'ont jamais ou presque la même valeur. Lorsque les caméras de télévision fonctionnent méme en commande automatîmi de cible, dans une ambiance dont la température varie et que l'éclairement du sujet à téléviser varie, le niveau noir et l'amplitude moyenne des signaux vidéo ne sont pas constants. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif permettant de maintenir le niveau noir d'un signal vidéo de télévision à un niveau constant. La présente invention a aussi pour but de réaliser un dispositif permettant d'obtenir en sortie un signal vidéo d'amplitude moyenne sensiblementco,'n La présente invention a aussi pour but de réaliser un dispositif permettant d'obtenir un signal vidéo de caméra de télévision dont les impulsions de synchronisation ligne et image sont le moins déformées possible et dont l'amplitude moyenne est la plus constante possible.La présente invention a pour objet un dispositif de traitement d'un signal vidéo, délivré à la sortie d'une caméra de télévision, ce signal vidéo comprenant au moins une impulsion dite impulsion de synchronisation, un palier de niveau noir définissant une portion d'image de moindre luminosité sur la cible du tube analyseur de ladite caméra, le dispositif comprenant des moyens pour recevoir ledit signal vidéo, des moyens commandables pour l'alignement sur une tension dite tension d'alignement, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens pour isoler ladite impulsion de synchronisation dudit signal vidéo, et, des moyens de commande dudit alignement par ledit signal de synchronisation.D'autres avantages de la présente invention apptrattront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel : - la figure 1 représente un schéma très simplifié d'une caméra de télévision, - la figure 2 représente la forme des signaux vidéo obtenus à la sortie de la caméra de télévision selon la figure 1, et, - la figure 3 un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention. La caméra de télévision très schématiquement illustrée sur la figure 1 comprend un tube analyseur 1 comportant une surface photo-sensible sur laquelle est focalisée l'image à téléviser. Cette surface photo-sensible constitue la cible 2 du tube analyseur 1, la sortie du tube analyseur est reliée à l'entrée d'une électronique 3 permettant d'élaborer et de délivrer à sa sortie des trains de signaux vidéo, chaque signal vidéo correspondant à l'analyse de l'image focalisée sur la cible du tube analyseur suivant une ligne. La cible 2 du tube analyseur comprend une bande noir 4 permettant d'occulter une partie des faisceaux lumineux tombant sur la cible 2. Cette bande opaque verticale cache, aux rayons lumineux tombant sur la cible, une partie relativement étroite de la cible, cette partie se situant en début d'analyse d'une ligne de l'image focalisée sur cette cible.La forme des signaux obtenus à la sortie de l'électronique 3 est repr- sentée schématiquement sur la figure 2. Chaque signal vidéo comme celui compris par exemple entre les temps t1 et t2 comprend une première impulsion 5 dite impulsion de synchronisation ligne suivie d'un palier 6 représentant le signal correspondant à la partie noir de la cible du tube analyseur ctest-à-dire la partie cachée par l'écran opaque 4. Ce palier 6 représente le palier de niveau noir définissant une image de moindre luminosité sur la cible du tube analyseur, puisque la cible ne reçoit pas sur cette partie, derrière cette bande opaque, de faisceau lumineux. Ce palier de niveau noir est ensuite suivi de signaux modulés qui sont les images électriques relatives à l'analyse de l'image optique focalisée sur la cible du tube analyseur suivant une ligne. Le dispositif illustré sur la figure 3 permet notamment de maintenir le niveau noir d'un signal vidéo à une valeur constante en prenant comme référence une tension appelée ci-après tension d'alignement, et ce, quelle que soit la caméra de télévision qui délivre le signal vidéo tel que défini ci-dessus. Le dispositif permet aussi d'avoir une amplitude de signal vidéo sensiblement constante et, des impulsions de synchronisation ligne ou image d'amplitude sensiblement constante et ne présentant pas de déformations notables, l'impulsion de synchronisation image permettant le passage de l'analyse d'une image à une autre. Le dispositif comprend à partir d'une entrée 10 premier amplificateur à gain variable 11 dont la sortie est connectée à travers une ligne à retard 12, dont la fonction sera explicitée ci-après, à un systeme d'alignement 13 pouvant comprendre par exemple une capacité 14 dont la borne non connectée à la sortie de la ligne à retard 12, est connectée à l'entrée d'une impédance très élevée 15 pouvant être constituée par exemple par le circuit base collecteur d'un transistor.La sortie de ce circuit d'alignement est connectée à l'entrée d'un écrêter 16 permettant d'éliminer du signal vidéo l'impulsion de synchronisation ctest-à-dire de ne conserver la partie du signal, en se référant à la figure 2, qui est au-dessus de-la ligne ayant pour ordonnée Ves c'est-à-dire la partie du signal vidéo qui comprend uniquement le palier de niveau noir et la modulation du signal vidéo. La sortie de l'écrêteur 16 est reliée d'une part à un détecteur 17 du niveau moyen du signal vidéo, ce détecteur pouvant comprendre notamment une capacité chargée à travers une diode par le signal vidéo obtenu à la sortie de l'éclateur 16, et, d'autre part à une première entrée d'un additionneur 18, la sortie de cet additionneur 18 étant de préférence connectée à l'entrée d'un amplificateur de sortie 19. La sortie du détecteur 17 est;cennectée à une premier entrée d'un ampli- ficateur différentiel 31 dont la seconde entrée est connectée à une source de tension de référence VR . La sortie de cet amplificateur dìfférentiel 31 est reliée à l'entrée de commande du gain de l'amplificateur d'entrée à gain variable 11. L'entrée 10 du dispositif est aussi connectée à l'entrée d'un amplificateur 20 dont la sortie est connectée à un séparateur 21 permettant d'obtenir a sa M sortie uniquement le sommet de l'impulsion de synchronisation 5 c'est-àdire la partie de l'impulsion de synchronisation qui est la moins déformée, et,-en se référant à la figure 2, la partie le l'impulsion qui se trouve en dessous de la droite ayant pour ordonnée Ve. La sortie de ce séparateur est reliée d'une part à l'entrée d'un générateur d'impulsions 22, à déclenchement retardable, permettant de délivrer à Sa sortie à X un instant donné, une impulsion de commande de durée constante. Ce générateur 22 pewt autre constitué par exemple d'un premier dérivateur 24 dont la sortie est connectée à Itentrée d'un premier monostable 25, d'un second dérivateur 26 dont l'entrée est connectée à la sortie du monostable 25 et dont la sortie est connectée à l'entrée d'un second monostable 27. Ainsi en appliquant à l'entrée du premier dérivateur 24, la partie de l'impulsion de synchronisation obtenue à la sortie du séparateur 21, il délivre à sa sortie des in, pulsions de tension en opposition correspondant respectivement au front avant et arrière de la partie de l'impulsion de-synchronisation obtenue à la sortie du séparateur 21. L'impulsion obtenue par dérivation et correspondant au front arrière de la partie de l'impulsion de synchronisation, déclenche le monostable 25 qui délivre, à sa sortie, une impulsion rectangulaire de durée constante qui est elle aussi appliquée au second dérivateur 26 qui délivre lui aussi à sa sortie deux impulsions en - opposé correspondant respectivement au front avant et arrière de l'impulsion délivrée par le monostable 25. La deuxième impulsion délivrée par le second dérivateur 26 déclenche le second monostable 27 qui délivre alors à sa sortie une impulsion rectangulaire calibrée de durée constante ayant un retard, par rapport à l'impulsion obtenue à la sortie du séparateur 21, égal à la durée de l'impulsion rectangulaire délivrée par le monostable 25. Ainsi l'impulsion délivrée par le monostable 27, en ajustant la durée de l'impur sion du premier monostable, est en phase avec le signal correspondant au palier de niveau noir 6. L'impulsion délivrée par le générateur 22 est appliquée à l'entrée de commande d'un interrupteur 28 dont une borne est connectée à une source dite source de tension d'alignement 29 et dont l'autre borne est connectée à l'entrée de coB"*nde du dispositif d'alignement 13 c'est-à-dire à la borne commune de la capacité 14 et de l'impédance élevée 15 La sortie du séparateur 21 est aussi connectée à travers unaiplificateur 30 pouvant autre si nécessaire aussi inverseur, à la deuribme entrée de l'addi- tionneur 18 pour pouvoir appliquer de façon correcte, au signal obtenu à la sortie de l'écrêteur 16, l'impulsion de synchronisation nécessaire pour obtenir à la sortie du dispositif, un signal vidéo complet qui puisse autre utilisé normalement par exemple en régie, avant d'strie envoyé sur les récepteurs de télévision. Le fonctioxrme'nt du dispositif est le suivant en 10 est appliqué simultanément sur les deux entrées des amplificateurs 11 et 20 le signal issu d'une caméra de télévision. A la sortie de l'amplificateur il le signal obtenu est retardé dans la ligne à retard 12 et à la sortie de l'am plificateur 20, le séparateur 21 élimine toute la partie du signal vidéo, pour ne garder en sa sortie, que le sommet 5 de l'impulsion de synchronisation. Cette impulsion de synchronisation déclenche le générateur déclenchable à retard va râble 22 qui délivre une impulsion de durée constante légèrement inférieure à la durée du palier de niveau noir 6.Cette impulsion délivrée par le générateur 22 commande l'interrupteur 28 pour le fermer c'est-à-dire lorsqu'il est constitué par exemple par un transistor de le rendre passant pendant toute la durée de l'impulsion délivrée par le générateur 22. Lorsque l'interrupteur 28 est fermé; à l'instant où le signal correspondant au palier de niveau noir 6 arrive sur la capacité 14, celle-ci se charge pendent cette durée du palier de niveau noir 6 à la tension d'alignement délivrée par la source 29, comme illustré sur la figure 2 où on voit que le palier de niveau 6' noir est fixé sur la tension VA. La capacité étant connectée à une impédance 15 très élevée reste chargée sensiblement à la même valeur pendant toute la durée du signal vidéo correspondant à une analyse ligne d'une image de télévision, et ce jusqu'à la commande suivante de l'interrupteY7r 28. La modulation du signal vidéo traverse la capacité sans formation et son niveau noir est alors fixé par la tension d'alignement V a qui est la tension à laquelle la capacité 14 est chargée.Ce signal vidéo aligné sur la tension d'alignement Va, est alors écrêté dans l'écrêteur 16 pour éliminer toute la partie du signal inférieur à la tension Ves,figure 2, c'est-àdire en fait la partie du signe vidéo correspondart à l'impulsion de synchronisation qui est généralement déformée en passant dans le système d'alignement 13. Le signal vidéo obtenu à la sortie de ltéerêteur 16 est appliqué à un détecteur de niveau moyen pour commander le gain de l'amplificateur d'entrée et maintenir le niveau moyen de modulation à une valeur sensiblement constante fixée par le tension de référence appliquée à l'une des entrées de l'amplificateur différentiel 31. Le signal vidéo à la sortie de l'écrdteur 16 est aussi appliqué à une entrée de l'additionneur 18 dont une autre entrée est connectée à travers l'amplificateur 70 à la sortie du séparateur 21 délivrant uniquement le sommet de l'impulsion de synchronisation. Ainsi, à la sortie de l'additionneur 18 on obtient un signal vidéo ayant un niveau noir fixé sur une tension VA constante, une impulsion de synchronisation ligne ou image ayant une amplitude aensiii ent constante mais surtout non déformée du fait qu'elle n'est pas passée par l'amplificateur à gain variable et par le dispositif d'alignement, et de plus un signal vidéo ayant une amplitude moyenne sensiblement constante. La ligne à retard 12 disposée à la sortie de l'amplificateur 11 permet de retarder légèrement le signal pour pouvoir superposer, en phase, la partie de l'impulsion de synchronisation amplifiée dans l'amplificateur 30 et le signal vidéo écrêté en sortie de l'écrêteur 16. Cette ligne à retard n'est d'ailleurs pas absolument nécessaire étant donné que l'impulsion de synchronisation subit qu'un très léger retard dans la channe constitude par les éléments 20, 21 et 30. I1 va sans dire que la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple.explicatif mais non limitatif. REVEyDICATIONS 1/ Dispositif de traitement d'un signal vidéo, délivré à la sortie d'une caméra de télévision, ce signal vidéo comprenant au moins une impulsion dite impul sion de synchronisation, un palier de niveau noir définissant une portion d'image de moindre luminosité sur la cible du tube analyseur de ladite caméra le dispositif comprenant des moyens pour recevoir ledit signal vidéo, des moyens commandables pour l'alignement sur une tension dite tension d'aligne ment, caractérisé par le fait qutil comporte en outre des moyens pour isoler ladite impulsion de synchronisation dudit signal vidéo et des moyens de com mande dudit alignement par ledit signal de synchronisation. 2/ Dispositif selon la revendication t caractérisé par le fait que lesdits moyens pour isoler ladite impulsion de synchronisation dudit signal vidéo comporte un premier écrfiteur ne laissant passer que le sommet de l'impulsion de synchronisation. 3/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande dudit alignement par ledit signal de synchronisation com porte un générateur d'impulsions commandables dont la sortie est reliée à une borne de commande d'un interrupteur connectée d'une part à une source déli ruant ladite tension d'alignement et d'autre part à l'entrée de commande des moyens permettant l'alignement du niveau noir dudit signal vidéo. 4/ Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte un second écrêter permettant d'éliminer au moins l'impulsion de synchroni sation du signal aligné sur ladite tension d'alignement, un additionneur dont une première entrée est connectée à la sortie dudit second écrêter et des moyens pour appliquer sur sa seconde entrée la partie de ladite impulsion de synchronisation rEperSe dudit signal vidéo. 5/ Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que ledit généra teur commandable dtimpulsions comporte au moins un premier dérivateur, un premier monostable dont l'entrée est reliée à la sortie dudit premier dériva teur, un second dériwtteur dont l'entrée est connectée à la sortie dudit premier monostable et un second monostable dont l'entrée est connectée à la sortie dudit second dérivateur. 6/ Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait qu'il comporte un détecteur de niveau du signal amplifié connecté à la sortie dudit premier écrêter, un amplificateur différentiel dont une premier entrée est connec tée à la sortie dudit détecteur et dont une autre entrée est connectée à une source de tension de référence, à la sortie dudit amplificateur étant connec tée à l'entrée de commande du gain d'un amplificateur à gain variable dont la sortie est connectée à l'entrée dudit premier écrêter et sur l'entrée du qu.l sont appliqués les signaux vidéo délivrés par la caméra de télévisision.