Brevet FR2266381A1 — publié le 19751024

La présente invention est du domaine des codeurs différentiels destinés à assurer la transmission de signaux, en particulier la transmission de signaux vidéo sur une ligne téléphonique. Le but essentiel des codeurs différentiels est de réduire la quantité dtinfor- mations à envoyer en ligne lors de la transmission de signaux0 Ils effectuent la comparaison entre la valeur que prend le signal à transmettre, à un instant donné, constituant l'information d'entrée, et la valeur de ce signal à l'instant précédent, constituant l'information mémorisée. Dans une solution connue, on détecte le signe de la différence entre ces deux informations codées en binaire et on transmet en ligne le bit de signe donné par cette différence tandis qu'on ajoute un incrément ou un décrément, selon que le signe est positif ou négatif, à l'information précédemment mémorisée0 Le dispositif correspondant fonctionne par approches successives des informations mémorisées vers les informations d'entrée. Cependant si l'écart entre une information d'entrée et l'information mémorisée est important, le bit de signe sera significatif du sens de l'écart mais n'intervient pas pour modifier la valeur de l'incrément. L'incrément ou le décrément ajouté dans la solution précédente peut être rendu variable sous l'effet de la prédominance des I ou des O dans une séquence de bits de signe. Le dispositif résultant sera cependant d'autant plus complexe que les informations mémorisées seront plus proches des informations d'entrée Une autre solution connue consiste à comparer l'information d'entrée et l'information mémorisée, toutes deux analogiques, pour mesurer leur différence 80US forme analogique. Cette différence analogique est numérisée pour la transmission sous forme binaire tandis qu'elle est ajoutée à l'information precedemment mémorisée pour une nouvelle comparaison.L'inconvénient essentiel que présente le dispositif correspondant réside dans le manque de précision qutil peut fournir lorsque la différence analogique est de faible valeur. En effet, cette différence analogique doit s'ajouter ou se retrancher à l'information analogique précédemment mémorisée par un état de charge d'un condensateur conduit à un état de charge résultant peu précis. La présente invention a pour but de réaliser un codeur différentiel effectuant un compromis entre le nombre aussi peu élevé que possible d'informa tions envoyées en ligne et la précision quant à l'information mémorisée. Elle a pour objet un codeur différentiel numérique comportant un soustracteur d'entrée et un accumulateur, pour assurer le codage de la différence entre une première information A appliquée au soustracteur, et une deuxieme information B issue de l'accumulateur également au soustracteur, caractérisé en ce que ledit soustracteur (I) est numérique et est relié audit accumulateur (2) à travers un premier organe de traitement (3) assurant une compression de bits de la différence A-B, selon une loi pseudo-logarithmique préétablie définissant une suite de plages de valeurs données, pour délivrer des informations i, représentant la différence A-B, sur une voie de transmission, accompagnées d'un bit de signe s, et un second organe de traitement (4) assurant un transcodage de l'information binaire i issue du premier organe de traitement (3) et délivrée en ligne, en une autre information binaire C égale a une valeur prédéterminée, contenue dans la plage correspondante et attribuée à cette plage. D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention apparattront au cours de la description d'un mode de réalisation représenté schématiquement dans la figure unique annexée. Dans la figure, oI1 a représenté en 1, un soustracteur numérique et en 2 un accumulateur. Le soustracteur reçoit une première information A sous forme binaire, par exemple codée en 7 bits, dite information d'entree, constituée à partir d'un signal vidéo à transmettre-, et une seconde information B également sous forme binaire, à 7 bits, issue de l'accumulateur 2 et dite information mémorisée. L'information binaire A-B, issue du soustracteur 1, formée de 7 bits plus un bit de signe s, est appliquée à un premier organe de traitement 3 assurant une compression de l'information de différence à transmettre. Cet organe de traitement 3 comporte un premier circuit 30 commandé par le bit de signe s issu du soustracteur 1 pour délivrer sur ses sorties des informations binaires a b c d e f g à partir des informations binaires a' b' c' d' e' f' g' constituant l'information binaire A-B élaborée par le soustracteur 1. Ces informations binaires a b c d e f g sont respectivement identiques aux informations a' b' c' d' e' f' g' si le signe de A-B est positif. Ces informations a b c d e f g sont les inverses respectifs de a' b' c' dl e' f' g' si le signe de A-B est négatif.L'organe 3 comporte en outre un circuit 31 constitué par un assemblage de portes logiques combinant les informations a b .... g pour élaborer une compression de bits selon une loi de compression pseudo-logarithmique. Cette loi pseudo-logarithmique définit pour toutes les valeurs possibles de la différence A-B une suite de plages prédéterminées choisies au nombre de sept, d'étendue d'autant plus petite que l'écart entre A et B est faible. La différence A-B est donc à la sortie de l'organe de traitement 3, envoyée en ligne sous forme d'une information i à trois bits sl, s2 et s3 accompagnée d'un bit de signe s. L'organe de traitement 3 assurant la compression des informations envoyées en ligne est relié à l'accumulateur 2 à travers un deuxieme organe de traitement 4. Cet organe 4 assure un transcodage de l'information i à trois bits qu'il reçoit en une autre information binaire C égale à une valeur prédéterminée, contenue dans la plage correspondante et attribuée à cette plage de la courbe de compression définie par l'organe 3. L'organe de traitement 4 délivre l'information i sous la forme d'une autre information à six bits correspondant sensiblement à la valeur moyenne de la plage considérée de la courbe de compression0 Cet organe 4 est constitué de portes logiques. L'accumulateur 2 comporte un additionneur-soustracteur numérique 21, conditionné par le bit de signe s reçu du soustracteur d'entrée 1, et un ensemble de mémoires 22, ici au nombre de sept. Les sorties des mémoires 22 sont reliées au soustracteur d'entrée 1 et a l'additionneur-soustracteur 21o L'additionneursoustracteur 21 reçoit ainsi l'information présente dans les mémoires 22 et l'information C issue de l'organe de traitement 4, le résultat binaire de l'opé- ration arithmétique étant alors appliqué aux mémoires 22, où il se substitue à l'information précédente emmagasinée, pour constituer la nouvelle information mémorisée B qui sera comparée à une nouvelle information A d'entrée, Un circuit logique non représenté sera interposé entre l'additionneur- sous tracteur 21 et les mémoires 22 pour assurer le blocage des mémoires à leur capacité minimale (0) ou à leur capacité maximale (127) en cas de débordement du résultat donné par l'additionneur-soustracteur de part et d'autre de l'étendue 0 à 127. Dans exemple décrit, la différence A-B est transmise sous forme binaire en 128 niveaux de quantification distincts. Par l'organe de traitement 3 ces 128 valeurs possibles de A-B sont réparties d'une manière pseudo-logarithmique en sept plages d'étendue d'autant plus petite que les valeurs considérées sont plus faibles0 L'information i transmise en ligne correspond alors à une numérotation arbitraire des plages de la courbe de compression, ces plages étant codées de manière arbitraire entre O et 7.Le deuxième organe de traitement assure alors un transcodage inverse est-à-dire fait correspondre à l'informa- tion i à 3 bits qutil reçoit une valeur prédéterminée de préférence la valeur moyenne, codée sur 6 bits attribuée à cette plage Ce codeur différentiel numérique assure donc une réduction des informations envoyées en ligne par la compression de bits qu'il effectue. De plus il tient compte des erreurs entre la valeur réelle de la différence A-B qui élabore et la valeur approchée C qu'il attribue à cette différence A-B, par sa contreréaction entre l'accumulateur 2 et le soustracteur d'entrée 1. De plus, par le choix de cette compression selon une loi sensiblement pseudo-logarithmique, il permet d'obtenir une excellente qualité finale de transmission de signaux vidéo : l'oeil étant capable d'apprécier de petites différences de luminosité dans une plage à faibles variations possibles de luminosité, tandis qu'il est peu sensible au degré de luminosité dans une plage à variations importantes de luminosité. Dans la figure, les organes de traitement 3 et 4 ont été simplement représentés sous forme schématique Ces deux organes 3 et 4 seront constitués essentiellement de portes logiques. Dans l'organe 3 ces portes logiques combinent les poids binaires de la différence A-B, ou leurs inverses logiques si la difference A-B est négative, pour obtenir une suite de plages codées d'étendues d'autant plus petites que les valeurs de cette différence A-B sont plus faibles.Dans l'organe 4 les portes logiques combinent les poids binaires de l'information i et leurs inverses logiques, pour faire correspondre a chacune des plages une valeur de la différence A-B qu'elle continent, Le tableau ci-après donne un exemple de la correspondance choisie par la demanderesse et effectuée par deux organes de traitement, dans ce tableau la différence A-B est donnée en valeur numérique variant en valeur positive de O à 127 et en valeur négative de -1 à -127. Elle est répartie par plages selon une loi pseudo-logarithmique. sl, s2 et s3 sont les poids binaires de O à 3 de l'information i et C est la valeur moyenne attribuée à chacune des plages, donnée ici en valeur numérique décimale. A-B C S1 S2 53 1 à 2 -2 a -3 1 O 0 2 3 à 4 -4 à -5 1 1 0 4 5 à 7 -6 à -8 0 1 0 6 8 à 15 -9 à -16 0 1 l 12 16 à 31 -17 à -32 i 1 1 24 32 à 63 -33 à -64 1 0 1 48 64 à 127 -65à -127 0 0 1 96 Dans ce tableau, l'écart d'une unité entre les valeurs numériques positives et négatives des différentes plages, tient compte de l'écart d'une unité apportée dans le traitement de l'information binaire accompagnée de son signe, délivrée par le soustracteur 1. Cette information binaire issue du soustracteur 1 est simplement inversée dans le circuit inverseur 30 de l'organe de traitement 3 lors d'une différence détectée négative ; cette information binaire inversée correspond alors à un nombre inférieur d'une unité à la différence A-B o Ainsi par exemple, la valeur numérique de la différence A-B étant +6, c'est le nombre binaire 0000110 délivré à la sortie de 1 et de 30 qui sera transcodé par le circuit de compression 31.Par contre si la valeur de la différence A-B est -6, c'est le nombre binaire 1111010 qui sera délivré par le soustracteur I accompagné du bit de signe s = i ; après l'inversion en 30 c'est le nombre binaire 0000101 (5), inférieur d'une unité à la valeur absolue de cette différence, qui sera transcodé par le circuit de compression. L'organe de compression 31 reçoit en pratique une information exempte de bit de signe, seul le tableau de correspondance tient compte de ce décalage d'une unité que l'organe 3 introduit sur les plages négatives. Dans le tableau de correspondance donné on remarque en outre que les valeurs possibles choisies pour l'information C sont toutes des nombres pairs, cette information C peut donc être transmise en six bits. Compte tenu du tableau de correspondance précédent choisi à titre d'exemple par la demanderesse, les informations i et C sont définies par les équations logiques suivantes, permettant de définir plus clairement le circuit logique de compression 31 et le circuit logique de transcodage inverse 4. Ces équations sont pour l'information i, accompagnée de l'information s de signe si =gfedcb +gf e d cba+g f e dca b +g fe +gf s2 = g f e d c a b + g f e d c + g f e d + g f e s3 g f e pour l'information C, codée sur six bits ml à m6 selon les poids binaires croissants ml = s3 (si + s2) m2 = s2 73 + s3 s2 7i m3 = s2 s3 m4 = si s3 m5 = s3 s2 m6 = sl s2 s3 Bien entendu, la réalisation des circuits logiques dépend essentiellement de la table de correspondance entre les deux transcodages effectués. REVENDICATIONS 1/ Codeur différentiel numérique comportant un soustracteur d'entrée et un accu- mutateurs pour assurer le codage de la différence entre une première information A appliquée au soustracteur, et une deuxième information B issue de l'accumulateur, également au soustracteur, caractérisé en ce que ledit soustracteur (1) est numérique et est relié audit accumulateur (2) à travers un premier organe de traitement (3) assurant une compression de bits de la différence A-B, selon une loi pseudo-logarithmique pré-établie définissant une suite de plages de valeurs données pour délivrer des informations i, représentant la différence A-B sur une voie de transmission accompagnées d'un bit de signe s, et un second organe de traitement (4) assurant un transcodage de l'information binaire i issue du premier organe de traitement (3) et délivrée en ligne, en une autre information binaire C égale à une valeur prédéterminée, contenue dans la plage correspondante et attribuee à cette plage. 2/ Codeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur attribuée à chaque plage est choisie sensiblement égale à la valeur moyenne de la plage considérée. 3/ Codeur selon l'une des revendications l et 2, caractérisé en ce que ledit accumulateur est constitué par un additionneur-soustracteur (21), conditionné par le bit de signe de la différence A-B et par un ensemble de mémoires (22) dont les entrées et les sorties sont reliées respectivement aux sorties et aux entrées de l'additionneur-soustracteur 4/ Codeur selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que ledit premier organe de traitement (3) comporte un organe inverseur (30) conditionné par le bit de signe de la différence A-B recevant les informations issues du soustracteur (i) pour assurer leur inversion binaire lorsque ledit bit de signe est significatif d'une différence négative et un circuit de compression (31) constitué par des portes logiques combinant les informations directes ou inverses représentant la différence A-B selon une loi pseudo-logarithmique définissant pour les valeurs de cette différence une suite de plages d'étendue d'autant plus faible que la valeur de ces informations est plus petite. 5/ Codeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit organe de traitement (4) est constitué par des portes logiques combinant les bits de l'information i issue du premier organe de traitement (3) et leurs inverses logiques, pour attribuer à chaque plage, définie par la loi de compression pseudo-logarithmique ladite valeur prédéterminée.