Brevet FR2257116A1 — publié le 19750801

La présente invention se rapporte aux montages d'affichage de données et concerne, en particulier mais non exclusivement des montages de ce type dans lesquels des données fournies par un dispositif d'analyse à infra-rouges sont appliquées, par l'intermédiaire d'un système de conversion d'analyse, à un dispositif d'affichage à tube à rayons cathodiques, dont le balayage s'effectue suivant un format analogue à celui d'une trame de télévision. I1 est désirable, dans certains cas, que le dispositif d'affichage, au lieu de présenter la totalité du champ de prise de vue du dispositif d'analyse à infra-rouges, puisse être réglé de manière à présenter sur une trame de mêmes dimensions une partie seulement du champ de prise de vue, de manière à permettre en fait ce qu'on appelle un"effet de zoom". L'invention a, notamment pour objet de créer un montage d'affichage de données permettant d'obtenir l'effet qui vient d'être mentionné. Suivant l'invention, il est prévu un montage d'affichage de données comprenant un banc de détecteurs sensibles a un rayonnement, disposés de manière à recevoir le rayonnement auxquels ils sont sensibles à partir de zones linéaires respectives d'une scène observée émettant ce rayonnement dans lesdites zones, un dispositif d'affichage à tube à rayons cathodiques agencé de manière à visualiser des signaux en relation avec les signaux de sortie desdits détecteurs sous la forme d'une trame les différentes lignes de la trame correspondant aux zones linéaires respectives, et des moyens de conversion pour traiter lesdits signaux de sortie, ces moyens comprenant des moyens d'échantillonnage pour échantillonner les signaux de sortie, des moyens de commande pour contrôler la fréquence à laquelle ces moyens d'échantillonnage fonctionnent et des moyens de comptage agencés de telle façon qu'un nombre fixe d'échantillons de chaque signal de sortie soit appliqué au dispositif d'affichage, quelle que soit la fréquence d'échantillonnage, moyennant quoi un effet de zoom électronique peut être obtenu dans une direction parallèle aux lignes de la trame. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui en représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ce dessin - la figure 1 représente, sous forme de schéma symbolique un montage d'affichage de données constituant un exemple de réalisation de l'invention - les figures 2(a) et 2(b) représentent schématiquement deux modes différents d'échantillonnage des signaux de sortie des détecteurs de la figure 1 - la figure 3 représente, également,- sous forme de schéma symbolique, une partie du montage de la figure 1 de façon plus détaillée, et - la figure 4 représente un montage d'interpolation utilisé suivant l'invention. On va, tout d'abord, examiner la figure 1. Un rayonnement infra-rouge, émis dans un champ de prise de vue bien défini, par exemple de 140 en élévation ét de 200 en azimut, est reçu par le montage à travers une fenêtre d'entrée 1 qui peut être munie de moyens (non représentés) permettant de la chauffer. Le rayonnement est analysé en azimut au moyen d'un dispositif d'exploration horizontale 2, qui peut être par exemple un dispositif à tambour à facettes multiples, et ce rayonnement vient frapper un banc 3 disposé verticalement de deux cents détecteurs sensibles aux infra-rouges. En conséquence, ces détecteurs reçoivent du rayonnement de régions linéaires respectives du champ de prise de vue, ces régions étant espacées en élévation, et un élément en forme de coin réfracteur 4 est prévu et agit en synchronisme avec le fonctionnement du dispositif d'exploration horizontale 2 pour assurer un léger décalage en élévation après chaque exploration horizontale complète, de manière à permettre l'obtention de données entrelacées à partir des détecteurs. Les signaux de sortie des détecteurs sont échantillonnés séquentiellement à une fréquence rapide au moyen d'un système de multiplexage 5, l'agencement étant tel que le signal de sortie de chaque détecteur soit échantillonné, dans l'exemple considéré, 512 fois au cours de chaque exploration horizontale effectuée par le dispositif 2. On voit donc que les signaux de sortie fournis par le banc de détecteurs sont échantillonnés "verticalement", c'est-à-dire que le système de multiplexage 5 prélève, en séquence, un premier échantillon du premier détecteur, un premier échantillon du second détecteur, un premier échantillon du troisième détecteur etc.. et, après avoir prélevé un premier échantillon du deux centième détecteur, recommence une nouvelle séquence en prélevant un second échantillon du premier détecteur.Cette séquence d'opérations est effectuée, dans l'exemple considéré, 512 fois au cours de chaque période d'exploration horizontale. Les signaux de sortie multiplexés sont convertis en signaux numériques par l'un ou l'autre de deux convertisseurs analogique-numérique 6 et 7, dont l'un traite les signaux de sortie tirés des détecteurs de numéro impair et dont l'autre traite les signaux de sortie tirés des détecteurs de numéro pair. Les signaux de sortie digitalisés sont ensuite acheminés à des adresses respectives d'un dispositif de mémorisation 8 qui fait partie d'un convertisseur de standard 9. Le convertisseur de standard 9 est capable de convertir les signaux de sortie des détecteurs en un format compatible avec un standard de télévision usuel du C.C.I.R. (Comité Consultatif International des Radiocommunications) comportant 625 lignes par image (585 lignes actives) et une fréquence d'exploration verticale de 50 trames par seconde.Le dispositif de mémorisation 8 du convertisseur 9 comprend, de préférence, une pluralité d'unités de mémoire à accès direct (RAM) qui peuvent être remplies avec les signaux digitalisés à une première fréquence et dans un premier ordre et peuvent être interrogées de telle manière qu'elles restituent l'information mémorisée à une autre fréquence et dans un ordre différent. Les signaux de sortie convertis sont appliqués, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique 10, à un dispositif d'affichage à tube à rayons cathodiques Il qui est un tube de télévision classique. Les fonctionnements des circuits 5, 6, 7 et 9 sont déterminés sous la commande d'une horloge principale 12 qui est, également, utilisée de préférence pour commander la génération des formes d'onde de balayage appliquées aux bobines de balayage du tube d'affichage 11. Tel qu'il a été décrit jusqu'à présent, le montage est incapable d'assurer un effet de zoom, c'est-à-dire que la relation entre le champ de prise de vue et la trame affichée est constante. Toutefois, l'une des caractéristiques du montage décrit jusqu'à présent réside en ce que la définition des signaux de sortie des détecteurs est supérieure à la définition nécessaire pour les 512 échantillons précédemment mentionnés et suffit pour permettre de porter la fréquence d'échan- tillonnage à 1024 échantillons par exploration horizontale. En d'atres termes, et plus simplement, la moitié seulement de la définition disponible en direction horizontale est utilisée comme on en voit un exemple sur la figure 2(a), qui représente schématiquement une bande du champ de prise de vue telle qu'elle est "vue" par un détecteur, cette bande étant subdivisée en cercles et carrés alternés, qui représentent chacun un élément décomposable. Les cercles représentent des éléments décomposables fournissant des signaux de sortie qui sont échantillonnés par le multiplexeur 5, tandis que les carrés représentent des éléments qui ne sont pas échantillonnés. Sur la figure 2(a), huit éléments décomposables seulement sont représentés pour plus de clarté, mais il est bien entendu qu'en pratique, il existe 1024 éléments décomposables de ce genre. La sensibilité globale du système est de 512 éléments par ligne et, dans cet exemple de l'invention, on obtient un effet de zoom horizontal en échantillonnant 512 éléments décomposables adjacents disposés centralement dans le champ de prise de vue. Autrement dit, les 206 éléments décomposables présents sur chacun des côtés de la région centrale ne sont pas échantillonnés. Cette particularité est indiquée sous une forme simplifiée sur la figure 2(b), où le groupe de quatre cercles adjacents disposé centralement sur la ligne représente les eléments échantillonnés tandis que les deux paires de carrés disposées de part et d'autre du groupe de cercles représentent les éléments non échantillonnés. En comparant les nombres de cercles respectifs, des figures 2(a) et 2(b), on peut voir que le même nombre d'éléments décomposables est échantillonné dans les deux cas. On voit donc que, par une temporisation et une variation convenables de la fréquence d'échantillonnage du multiplexeur 5, la totalité des 512 échantillons, qui occuperont toute la largeur de la trame sur le tube d'affichage 11, peuvent être tirés de la zone centrale du champ de prise de vue et qu'on obtient ainsi un effet de zoom horizontal. Une partie du mécanisme permettant dtobtenir l'effet de zoom horizontal est représentée sur la figure 3. Un dispositif de commande d'effet de zoom, représenté symboliquement par le rectangle 13, comporte deux éléments de commande a et b l'un pour déterminer la distance, à partir du bord du champ de prise de vue, à laquelle l'échantillonnage doit commencer et l'autre pour déterminer la fréquence d'échantillonnage. Un codeur (non représenté) prévu dans le dispositif d'exploration horizontale est agencé de manière à produire 1280 impulsions pour chaque exploration horizontale. Ces impulsions sont utilisées pour accrocher en phase un oscillateur 14 qui produit (dans l'exemple considéré) huit fois plus d'impulsions pour à fréquence chaque exploration horizontale, soit 10.240.Les impulsions/ de répétition rapide de l'oscillateur 14 sont appliquées, par l'intermédiaire d'un circuit diviseur modulo n, 15 et d'une porte ET 16, au multiplexeur 16 (voir figure 1). Le rapport de division du circuit 15 est déterminé par l'6lément de commande d'effet de zoom. Les impulsions de l'oscillateur 14 sont comptées dans un circuit compteur 17 et comparées, dans un circuit comparateur 18, avec un nombre qui est déterminé par le réglage de l'élément de commande d'effet de zoom a. Lorsque le circuit comparateur 18 détecte une égalité entre les deux signaux qui lui sont appliqués, il produit un signal de sortie qui déclenche ou met à l'état 1 un circuit bistable 19; dans cet état, le circuit bistable applique un signal de déverrouillage à la porte ET 16.Ce signal permet la transmission d'impulsions de commande, du diviseur 15 au multiplexeur. Les impulsions de commande sont, également, appliquées à un circuit compteur 20, agencé de manière à compter jusqu'à 512 (nombre d'échantillons qui reste fixe) et à appliquer alors un signal de remise à l'état 0 au circuit bistable 19. La transmission d'impulsions de commande au multiplexeur est ainsi interrompue. On remarquera que les éléments de commande d'effet de zoom a et b sont indépendants parce qu'il est nécessaire que la fréquence d'échantillonnage du multiplexeur augmente à mesure que le début de la période d'échantillonnage se rapproche de la colncidence avec le centre de l'exploration horizontale (colncidence qui, bien entendu, n'est jamais atteinte). L'effet de zoom horizontal est ainsi obtenu avant que la conversion de l'analyse n'ait lieu. L'effet de zoom vertical concomittant, par contre, n'est obtenu qu'après le conversion de l'analyse (et avant la conversion numérique-analogique) par interpolation entre les lignes d'information vidéo émanant du convertisseur d'analyse. On va maintenant se référer à la figure 4 qui représente, sous forme de schéma symbolique, un montage permettant d'obtenir un effet de zoom vertical et qui peut être utilisé dans l'exemple décrit de l'invention. Les données provenant du convertisseur d'analyse (non représenté sur la figure 4) sont appliquées à un registre à décalage 21 qui présente une capacité de stockage de 512 points d'image, soit une ligne d'information vidéo. L'information présente dans ce registre à décalage peut, soit être recyclée au moyen d'une connexion 22, soit être appliquée à l'entrée d'un autre registre à décalage analogue 23 par l'intermédiaire d'une connexion 24. Le registre à décalage 23 comporte, également, un chemin de recyclage 25. Si les deux chemins de recyclage sont coupés, les données sont introduites dans le registre d'interpolation 21 sous la forme d'une ligne déterminée d'une trame paire du canevas d'affichage et d'une ligne adjacente d'une trame impaire adJacente, l'agencement étant tel que la première des deux lignes traverse le registre à décalage 21 et parvient dans le registre à décalage 23. La seconde des deux lignes est maintenue dans le registre 21. Les signaux de sortie des deux registres à décalage sont appliqués à un circuit soustracteur numérique 26, dans lequel les données contenues dans l'un des registres peuvent être retranchées, point d'image par point d'image, des données contenues dans l'autre registre.L'unique ligne d'information de sortie du soustracteur 26 est divisée par un nombre entier, par exemple 16, dans un circuit de division 27, le diviseur 16 étant choisi par commodité dans cet exemple particulier, étant donné qu'il donne suffisamment de précision au processus d'interpolation. On comprendra toutefois que le facteur 16 n'est nullement essentiel pour la mise en oeuvre de l'invention. Le signal de sortie du circuit de division 27 est ensuite multiplié dans un circuit 28, par un nombre entier compris entre un et seize (inclus) déterminé par un nombre extrait d'une mémoire morte 29 préalablement agencée de manière à enregistrer le coefficient d'interpolation correct pour chaque circuit de ligne par des moyens (non représentés) couplés avec le compteur de lignes d'affichage. Le signal de sortie du circuit de multiplication 28 est ajouté, dans un circuit d'addition 30, au signal de sortie actuel du registre 23, ce qui crée une nouvelle ligne interpolée dJinformation vidéo qui est alors convertie sous la forme analogique et transmise au dispositif d'affichage à tube à rayons cathodiques. Il est clair que chaque échelon de lteffet de zoom exige une mémoire morte, de sorte que, par exemple, pour un effet de zoom à huit échelons, huit mémoires mortes sont nécessaires le choix de la mémoire morte appropriée pour chaque réglage d'effet de zoom particulier étant assuré par le dispositif de commande d'effet de zoom 13. Il est nécessaire, dans certaines conditions d'effet de zoom (en particulier pour le grandissement maximal), de tirer deux nouvelles lignes d'affichage d'une seule paire de lignes adjacentes appliquées aux registres à décalage. C'est à cet effet que les registres 21 et 23 sont munis de leurs connexions de recyclage respectives 22 et 25. Ces chemins de recyclage sont contrôlés, au moyen d'une connexion 31, à partir du circuit de mémoire morte 29. Le circuit- 29 est adressé individuellement pour chaque ligne d'affichage : la valeur du coefficient de multiplication approprié à chaque ligne est déterminé à l t avance dans le circuit 29. Bien qu'on ait fait mention ci-dessus d'élevation et d'azimut, ainsi que de directions horizontale et verticale d'exploration, il va de soi que l'invention n'est nullement limitée à l'orientation dans laquelle I'anpareil est utilise. REVENDICATIONS 1) Montage d'affichage de données, caractérisé en ce qu'il comprend un banc de détecteurs sensibles à un rayonnement disposés de manière à recevoir le rayonnement auxquels ils sont sensibles à partir de zones linéaires respectives d'une scène observée et mettant ce rayonnement dans lesdites zones, un dispositif d'affichage à tube à rayons cathodiques agencé de manière à visualiser des signaux en relation avec les signaux de sortie desdits détecteurs sous la forme d'une trame, les différentes lignes de la trame correspondant aux zones linéaires respectives et des moyens de conversion pour traiter lesdits signaux de sortie, ces moyens comprenant des moyens d'échantillonnage pour échantillonner les signaux de sortie, des moyens de commande pour contrôler la fréquence à laquelle ces moyens d'échantillonnage fonctionnent et des moyens de comptage agencés de telle façon qu'un nombre fixe d'échantillons de chaque signal de sortie soit appliqué au dispositif d'affichage quelque soit la fréquence d'échantillonnage, moyennant quoi un effet de zoom électronique peut être obtenu dans une direction parallèle aux lignes de la trame. 2) Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'exploration agencés de manière à balayer les détecteurs sensibles à un rayonnement avec le rayonnement reçu. 3) Montage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'exploration comprennent un dispositif à tambour à facettes multiples. 4) Montage suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de conversion comportent un dispositif de mémorisation comprenant une pluralité de dispositifs de mémoire à acces direct. 5) Montage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commande sont, en outre, agencés de manière à commander la génération de formes d'onde de balayage appliquées au dispositif d'affichage à tube à rayons cathodiques. 6) Montage suivant l'une des revendications 1 à 5, comprenant des moyens d'interpolation entre des lignes d'information sensiblement équivalentes à des lignes respectives de la trame, ce qui permet d'obtenir un effet de zoom dans une direction perpendiculaire aux lignes de la trame. 7) Montage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'interpolation comprennent des moyens permettant de tirer deux lignes d'affichage supplémentaires d'une seule paire de lignes d'affichage adjacentes obtenues à partir des moyens de conversion.