Brevet FR2277482A1 — publié le 19760130

La présente invention a pour objet un agencement pour la transmission d'images sous forme digitale et plus particulièrement sous forme de modulation par impulsions codées dites différentielles. De maniee connue la transmission d'images sous forme numérique s'effectue après conversion de la suite des signaux de brillance recueillis en une suite d'échantillons représentatifs. Ces échantillons sont ensuite codés et transmis par exemple sous forme de modulation par impulsions codées (PCM) ou selon un autre exemple; seule la différence par rapport à l'impulsion respective précédente est transmise sous forme d'une valeur codée selon le procédée de modulation par impulsions codées dirférentielles (DPcM). De manière générale le procédé DPCM exige un moindre nombre de bits pour la transmission d'une valeur représentant une différence que celui nécessaire à la transmission sous forme PCM et ceci peut avantageusement etre appliqué à la transmission des images du fait que les valeurs correspondant aux dif- férences sont très faibles dans la plupart des cas en raison de la redondance occasionnée par les zones de meme brillance Cependant lorsque la difference entre deux valeurs d'échantillonnage est importante ce qui est le cas à la frontière entre une zone blanche et une zone noire, si l'on choisit un faible pas de quantification, comte il serait souhaitable pour la reproduction de zones de brillances voisines, il devient impossible de reproduire une transition marquée de brillance. Par contre, si l'on choisit un pas de quantification important, les zones peu differenciées sont médiocrement reproduites et il peut apparaîture des i nstabilités au niveau des bords, si dans le cas d'images successives, les valeurs d'échantillonnage quantifiées au niveau des bords sautent d'un pas de quantification. Pour remédier à cette difficulté on a déjà proposé des agencements dont les stations d'émission et de réception comportant des dispositifs pour surveiller les amplitudes des valeurs de différents de manière à provoquer le détermination et la mémorisation de l'amplitude pour un point d'échantillonnage lorsque un seuil déterminé d1 amplitude a été franchi, les informations caractéristiques de l'emplacement de ce point dans la ligne ou l'image qui le comportent étant égalent mémorisées.Dans ces agencements d'autres dispositifs assurent la comparaison de ces valeurs avec les valeurs correspondantes de la ligne ou de l'image précédente, la prévision de l'en- placement et de l'amplitude du point correspondant de la prochaine ligne an image à partir de deux points correspondants, ainsi que la mémorisation de cet emplacement et de cette amplitude prevue. Durant l'échantillohnage de la ligne ou de l'imange suivante, la boucle de contre-réaction destinte à la modulation DPCM est ouverte au point prévu et l'amplitude prévue est injectée de la boucle par exemple comme décrit dans la demande de brevet Allemand P23094442. Pour améliorer la prevision, il est gaiement possible d'employer une pluraliste de points image combinées linéairement selon un algorithme déterminé. Tous ces algorithmes de prévision rixe ont pour inconvénient soit d'avoir une réponse excellente mais unidirectionnelle soit d'avoir une réponse moyenne sinon médiocre mais pluridirectionnelle. Par ailleurs, on peut concevoir qu'il y ait des bords de contour pour lesquels ces algorithmes fournissent la même prévision médiocre et par exemple la plus simple, c'est-à-dire prévoient que la brillance d'un point sera celle du point correspondant précédent La présente invention a pour objet un agencement de transmission d'images sous forme DPCM dans lequel,tant la station d'émission que la station réception sont équipées d'une boucle contre-réactive temporisée, grâce à quoi la prévision des points images est effectuée de manière adaptative. Selon une caractéristiRue de l'invention, la boucle contre-réaetive comporte - un réseau de temporistion recevant les signaux de brillance entrants, muni de points de prélèvements des valeurs de brillance relatifs aux points d'image à prendre en compte - des étages soustractifs recevant d'une part les signaux de brillance entrants et d'autre part les signaux issus des points de prélèvements, de manière à fournir des signaux de différence absolue - des comparateurs recevant deux x deux les signaux de différence absolue, déterminant la plus petite des valeurs reçues à l'aide d'une logique et produisant un signal de localisation ;; - un élément de temporisation du signal de localisation pour une durée correspondant a la distance entre le point d'image concerné et un point de référence; - des portes reliées d'une part ,aux points de prélèvements dru réseau de temporisation et,de l'autre, à l'élément de temporisation qui les contrôle par l'intermédiaire du signal de localisation, de manière B fournir la valeur appliqué en tant que valeur de prévision Ceci permet la reproduction de contours arbitraires de manière identique pour un investissement technique pratiquement équivalent Selon un mode d'exécution de l'invention, le réseau de temporisation comporte d'autres points de pre'lèvement sur lesquels on obtient des signaux qui, copte tenu de leur retard par rapport au signal effectif du point dtimage, correspondent à d'autres points d'image voisins à considérer Un autre mode d'exécutien est caractérisé par la présence d'une unité supplèmentaire comportant une section de reconnaissance et une section d'évaluation.La section de reconnaissance est excitée par plusieurs signaux de différence qui proviennent des étages soustracteurs et qui sont inférieurs à une valeur prédéterminée ; cette section envoie une instruction d'indentification d'emplacement à la section d'évaluation, la section d'évaluation est reliée aux points de prélèvement du réseau et prend, en réaction à l'instruction d'identification de positionnement, la moyenne de certains signaux d'entrée, et en ce que la moyenne calculée apparaît à la sortie en tant que valeur de prévision. Cela a pour avantage que l'on peut encore améliorer la qualité de l'image. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 presente l'emplacement des points et lignes d'image près d'un point à traiter, ainsi qu'un tableau indiquant quelques combinaisons lin;; possibles avec des algorithmes de prévision fixes La figure 2 représente la forme d'onde de tension d'un signal d'image dans une zone limite le long d'une ligne La figure 3 représente les lignes de niveau de l'amplitude dans le plan d'image qui appartiennent à la projection de la forme d'onde de tension de là figure 2 La figure 4 est un schéma synoptique d'un agencement DPCM à prévision adaptative selon l'invention La figure 1 représente schématiquement la structure de lignes et l'emplacement des points d'image appropriés près d'un point d'image X à traiter. Les lignes de l'image précédente qui apparaissent en cas d'exploration entrelacée, sont représentées en traits mixtes. Pour déterminer une valeur prévue # pour le point d'image réel X, un certain nombre d'algorithmes sont possibles, dont certains sont indiqués sur le tableau de la figure 1 La valeur prévue x provient d'une combinaison linéaire-des valeurs d'echan- tillonnage des points d'image voisins. En utilisant plusieurs points d'image, om améliore la prévision, mais, comme on l'a indiqué plus haut, cela n'est pas possible dans tousles cas. La figure 2 représente la forme d'onde de tension d'un signal d'image le long d'une ligne en présence d'un bord. On a représenté également les points d'échantillonnage. Si un bord passant par l'image doit être représenté en deux dimensions dans le plan de l'image,, on peut le faire avec les lignes de niveau d'amplitude (comme les lignes de niveau dans une carte géographique). Par projection des Doints o le signald d'image et ces lignes de niveau se rencontrent, on obtient les lignes de niveau d'amplitude représentées sur la figure 3. Si ces lignes sont très espaces, la monte a une faible nente ; si elles sont très rapprochées, la pente de montée est forte. L'allure des bords représentée sur la figure 8 sous la forme de lignes de niveau doit Illustrer l'invention. Il apparaît que la direction du bord au point X peut être déduite de la direction du bord de tout point voisin, par exemple Xi-1, de la ligne précédente. Ainsi, si le point convennant le mieux pour la prévision à cause de sa différence par rapport au point Xi-1 est déterminé dans le ligne précedente, on peut également utiliser cette direction pour le point Xi de la ligne actuelle. Dans l'exemple de la figure 8, le point Bi-1 est obtenu comme meilleure prévision pour Xi-1. Ainsi, si, dans la lime actuelle, le point Bi- (point Ai-i de la ligne i-1) est utilisé comme prédiction pour le point Xi, on obtient également une bonne prévision pour le point d'image Xi actuel, t cause de la position mutuelle sensibiliment parallèle des lignes de niveau dans le petit détail considéré. Dans l'exemple, le point Ci (Xi-1 de la ligne i-1), retardé d'une période de ligne, a été utilisé comme Doint de référence pour la détermination de la direction du bord. Les quatre directions possibles (A, B, C, D) peuvent être marquées par deux bits de direction et elles sont disponibles pour le point Xi anrs un retard d'une ligne Tz. Selon la figure d cependant, il est également possible d'utiliser un autre point, c'est-à-dire A, B ou D, comme point de référence pour la détermination de la direction, le point A apparaissant favorable du fait que, si les intervalles de lignes et de points d'image sont représentés l'échelle, il est plus prés du point Xi, et que l'information de direction ne doit être retarde que de l'interval- le d'échantillonnage Ts.On peut montrer que la direction de bord se trouvant dans la direction du point de référence est toujours traite particulièrement bien. Avec Ai comme point de référence, par conséquent, on prévoiera des bords horizontaux sans erreur; avec Ci, ce seront le bords verticaux qui seront prévus sans erreur. Dans le cas d'autres lirections, une prévision de la direction défavorable Delit avoir lieu pour le premier oint et le ernier point d'un bord, du fait que des images de niveau sont très espacées au début et à la fin du bord, et cela rend peu sûre une détermination de la direction sur la base de la plus petite différence. Cependant, on peut liminer ces incertitudes en développant le procédé de base. En consénquence, on peut effectuer cette prévision adaptative selon la règle simple suivante. A un point de référence, on détermine le point A, B, C ou D dont la prévision aurait été effectuée de la façon la plus favorable. Comme prévision du point d'image actuel, on choisit alors la prévision des points voisins A, B, ou D qui a la même position nar rapport à X que le Doint choisi nour point de référence. Cette régle est appliquée dans le mode d'exécution représenté sur la figure 4. Les extrémités d'emission et de réception sont séparées par une ligne en tirets courts. Au-dessous de la ligne en tirets longs, le dispositif de prévision adaptatif est représenté avec son entrée m et sa sortie n. Le dispositif de prévision n'est pas représenté à ltextrémité de réception, du fait qu'il est identique à celui de l'extrémité d'émission ; il est relié à l'entrée m' et à la sortie n On a représenté au-dessus de la ligne en tirets longs les éléments d'un système DPCM classique dont le fonctionnement est supposé connu. Il y a lieu de noter que le système DPCM connu comprend un élément de retard dont l'entrée et la sortie sont reliées aux points m, m' et n, n'.Dans l'agencement selon l'invention, ltélément à retard connu est remplacé par le dispositif de prévision adaptatif Tous les signaux d'image parvenant a l'entrée m du dispositif de prévision passent par un réseau de temporisation calculé pour des signaux de 8 bits et comprenant quatre éléments selon les quatre points d'image A...D considérés dans le présent exemple. Au bout d'un retard Ts (cette dune correspond à l'intervalle d'échantillonnage d'un point d'image à l'autre), on effectue un prélèvement sur le réseau de temporisation après le Dremier élément au point désigné par A. Avec ce retard, le rattachement local du point d'image A par rapport au point d'image actuel X est fixé. Les points d'image B, C et D sont obtenus au moyen d'éléments supplémentaires correspondants de temporisation. Il y a lisu de noter que les points d'image A...D ne sont pas, bien entendu, des points d'image fixes, mais des joints qui sont en relation avec le point d'image actuel X. Tout signal analogue à une position prélevé sur le réseau de temporisation est envoyé à un étage soustracteur Diff 2.. .5 dans lequel les valeurs absolues des différences |X-A|, |X-B|, |X-C| sont formées, ces valeurs apparaissant aux points a, b, c et d. La plus petite difference par rapport è la valeur d'échantillonnage du point d'image actuel7doit être choisie et le point d'image associé doit être marqué d'une information de positionnement à 2 bits. Dans ce but, les difrerences aux points a et b sont transmises à un comparateur K1 et les différences aux points c et d a un comparateur K2. L'une des sorties du comparateur K1 fournit un signal si a > b ; l'autre sortie un signal si a ç b. De façon analogue, le eomparateur K2 fournit des signaux de sortie c > d et c b, un signal d'activation binaire correspondant est appliqué à I'une des entrées de la porte ET, U1. Du fait que le signal inférieur b est applique à l'autre entrée de la porte ET, U1, ce signal est transmis à l'entrée e d'un troisième comparateur K3. Ainsi, le signal inférieur b transmis tar le comparateur K1 est apDliqué à l'entrée e. Dans e comparateur S3, les signaux apparaissant aux points e et f sont comparés ; une sortie fournit un signal OB2 si e > f. Pour marquer les quatre directions possibles, il faut deux bits de position (cf tableau de la figure 4).L'un est le bit de position OB2 et l'autre OB1, fourni par une porte OU O qui est commandée par les signaux a > b provenant du comparateur Ki, et c > d provenant du comparateur K2. Les informations de position à deux bits ont pour rôle de transmettre la valeur de prévision x à la sortie n. Du fait que la prévision est effectuée en l'un des points A, B, C ou D, l'activation doit avoir lieu à un instant de localisation analogue. On y parvient au moyen d'un élément temporisé To. Selon que A, B, C ou D est pris comme point de référence pour la détermination de la direction, le retard TO doit être égal à Ts, Tz+Ts, Tz ou Tz-Ts. Ce retard est prédéterminé. La transmission de la valeur de prévision est effectuée par l'une des portes ET U5, U6, U7 ou U8. -L'instruetion de transmission est l'information de position à deux bits qui est fournie par l'élément à retard To et transmise, séparément pour chacun des deux bits OB1 et OB2, à toutes les premières et secondes entrées des portes ET U5.. .u8. Pour empêcher une instruction/transmission d'ouvrir plus d'une porte particulière, les premières et secondes entrées des portes ET U5...U8 sont différentes; ce sont par exemple des entrées inversées.Ainsi, l'instruction OB1, par exemple, ouvre la porte U6 et fait passer la valeur de prévision ae la prise C du réseau à retard au point n auquel toutes les sorties des portes U5...U8 se combinent, et qui est la sortie du dispositif de prévision. On peut, bien entendu, généraliser le principe décrit à d'autres directions moins inclinées en incorporant des points à gauche et à droite de B et D et à des bords presque verticaux en insérant des points supplémentaires entre B...C et C...D. En outre, l'incertitude précitée de la déeision sur la direction au début et à la fin d'un bord peut etre réduite ou complètement supprimée Dans ce but, on utilise tous les points A, B, C et D comme points de prévision pour la détermination de la direction. On obtient une réduction de l'incertitude en prenant la moyenne des informations de positionnement établies, ce que l'on peut faire d'une façon très simple en ajoutant les quatre nombres binaires et en de calant le nombre binaire représentant la somme de deux rangs vers la droite, ce qui correspond à une division par quatre.Dans des zones situées au début et à la la fin d'un bord, il y a en général plusieurs points pouvant servir pour une bonne prévision parmi lesquels on choisit un point sur la base de la décision grossière "supérieur-inférieur" de la figure 4 Si cependant, tous les points, dont la différence par rapport au point d'image actuel ne dépasse pas une grandeur prédéterminée, sont compris dans le groupe des points prévus possibles et si l'on prend la moyenne de tous ces points prévus possibles pour les quatre points de référence, on obtiendra une direction Dréférée de la prévision qui ne peut etre faussée par des décisions limitées en faveur d'une seule direction. Cependant, ces dévelopnements impliquent des frais supplémentaires. Bien que les principes de la présente invention aient té décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers ue réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention REVENDICATIONS 1. Agencement de transmission sous forme DPCM dans lequel tant la station d'émission que celle de réception sont équipées d'une boucle contre-ractive temporisée, caractérisé en ce que ladite boucle contre-réactive comporte - un réseau de temporisation recevant les signaux de brillance entrants et muni de points de prélèvement de valeurs de brillance relatifs aux points d'image prendre en compte ;; - des étages soustractifs recevant,d'une part, les es signaux de brillance entrants et,d'autre nart,les signaux issus des points de prélèvements de manière a fournir des signaux de différence absolue - des comparateurs et une logique, les comparateurs recevant deux par deux les signaux de différence, déterminant la plus faible différence t l'aide de la logique et produisant un signal de localisation - un élément de temporisation du signal de localisation pour une durée corresron-- dant à la distance entre le point d'image concerné et un point de référence - des portes reliées par leurs entrées,d'une nart,aux points de prélèvements du réseau de temporisation et,de l'autre, l'élément de temporisation qui les contrôle par l'intermédiaire du signal de localisation, de manière à fournir la valeur appliquée en tant que valeur de Drévision. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de temporisation comporte de plus des points surplémentaires de nrélèvements fournissant des signaux correspondants a d'autres noints voisins d'image en ce qui concerne leur décalement dans le temps par rapport au signal du point d'image considéré. 3.-Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte de plus - une unité de reconnaissance activée par les signaux de différence semis par les étages soustractifs lorsque ceux-ci sont inférieurs à une valeur choisie de seuil de manière a mettre une instruction d'identification de localisation - une unité d'évaluation connecte aux points de prélvement du réseau de temporisation et déclenchée par les instructions d'identification de localisation de manière à faire la moyenne de certains- signaux de brillance entrants, cette valeur moyenne tant fournie comme valeur de provision en sortie le boucle