Brevet FR2280274A1 — publié le 19760220

La présente invention est du domaine des circuits de transmission images. Elle se rapporte plus particulièrement à la restitution correcte d'images transmises dans un récepteur de type quelconque, notamment un récepteur à tube cathodique, tel que récepteur de télévision, ou un récepteur à reproduction d'images sur un papier, tel que récepteur de fac-similé. Dans de tels circuits, la transmission d'images est faite par 11 émission à partir d'un circuit émetteur d'un signal vidéo porteur des informations concernant l'image à restituer et réception de ce signal vidéo dans un circuit récepteur. Les circuits de transmission d'images connus font appel de manière connue à des tubes de prises de vue et à des récepteurs à tubes cathodiques, ou en variante à un émetteur et un récepteur de type fac-similé. On assure ainsi la transmission images d'objets ou de documents, photographies.., appelés d'une manière générale objets, que ceux-ci soient en relief ou plans ; l'objet est analysé par l'émetteur qui élabore le signal vidéo porteur d'informations qui y sont contenues. Le récepteur recevant ce signal vidéo en restitue les informations et forme l'image de l'objet analysé. On sait que dans les circuits de transmission d'images faisant utilisation de tunes cathodiques à l'émission comme à la réception, une certaine distorsion des informations transmises est introduite par le tube de prise de vue et le tube récepteur. La qualité de la restitution de l'objet analysé ou qualité de l'image dépend notamment des caractéristiques de transfert des tubes cathodiques.Ces caracteristiques de transfert sont des courbes qui, d'une manière très générale, relient entre elles deux grandeurs à l'entrée et à la sortie du tube et traduisant des amplitudes, lumineuses ou électriques, l'une se rapportant à l'objet ou à l'image et l'autre au signal vidéo, La caractéristique de transfert, d'un tube cathodique, donnée en coordonnées logarithmiques, est une courbe à partie inter médiaire sensiblement linéaire présentant deux coudes d'extrémité l'un correspondant aux faibles valeurs de luminance et l'autre aux valeurs élevées de luminance0 La pente de cette courbe est appelée le gamma (20 du tube, elle définit le facteur de qualité liant le signal vidéo et l'objet ou l'image et le signal vidéo. On sait donc que dans un tube de prise de vue, l'amplitude du signal vidéo V est proportionnelle à la luminance de l'objet Lo, avec comme exposant le gamma du tube de prise de vue émetteur ou caméra trie, soit V = f(Lolre), f étant la fonction liant les deux grandeurs. De manière analogue, la luminance de l'image Li est une fonction de l'amplitude du signal vidéo V avec comme exposant le gamma du tube récepteur , soit Li " Le gamma de la channe complète liant l'objet et l'image sera : MS = # e. M7r. On l'appelle le gamma d'image, la luminance de l'image est Li = f (Lo #e.#r). La majorité des tubes récepteurs a un gamma voisin de 2, Mrr = 2 ; la majorité des tubes émetteurs a un gamma de 0,5 à 0,65, Ke = de 0,5 à 0,65. Le gamma d'image est alors voisin de 1,3, Br = 1,3. Les constructeurs se sont efforcés d'obtenir pour les tubes de prise de vue un lre voisin de 0,65. Cependant, dans certains cas ils adjoignent, aux tubes de prise de vue notamment, des correcteurs de gamma. On connatt en particulier un circuit correcteur constitué par des réseaux à diodes recevant une tension analogique de la brillance de l'objet et attaquant le wehnelt du tube de prise de vue0 Au fur et à mesure que l'amplitude des signaux d'entrée augmente ou court-circuite les diodes successives pour modifier la pente de la caractéristique de transfert du tube de prise de vue. Cependant de tels circuits correcteurs présentent une dérive en température et sont peu précis. Dans la chaîne de transmission d'images, faisant appel à un émetteur et à un récepteur de types fac-similé, une telle distorsion n'apparat pratiquement pas entre l'objet qui est par exemple un document et l'image qui est une reproduction de ce document sur papier. Bien que cette distorsion n1 apparaisse pas, des relations analogues aux précitées relient la lumière renvoyée par 11 objet éclairé et l'amplitude du signal vidéo et la lumière reçue par le moyen photosensible associé au papier (tel que tambour au sélénium) ou le papier photosensible sur lequel est formée l'image et l'amplitude du signal vidéo. Ces relations définissent le gamma propre à l'émetteur et le gamma propre au récepteur.Cependant, comme les amplitudes du signal vidéo prises par valeurs croissantes correspondent à des points images tendant vers le noir maximal, une inversion du signal vidéo est nécessaire entre émetteur et récepteur. C'est du fait de cette inversion que les distorsions entre image et objet dans une chaîne fac-similé sont pratiquement supprimées. La présente invention a pour but d'éviter des distorsions entre image et objet dans une chaîne de transmission d'images, faisant appel à un émetteur de type quelconque et un récepteur également de type quelconque, pouvant être de meme type ou de type différent de celui de l'émetteur0 La présente ivnention a pour objet une chaîne de transmission d'images à distance comportant un émetteur assurant l'analyse d'un objet pour élaborer un signal vidéo porteur des informations contenues dans l'objet, un circuit de mise en forme numérique assurant la conversion dudit signal video émis en des premiers signaux de données binaires, une ligne de transmission des données binaires à distance, un circuit de décodage régénérant le signal vidéo et un récepteur permettant la représentation de l'image à partir du signal vidéo reçu, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un circuit de transcodage assurant la transposition desdits premiers signaux de données binaires en des seconds signaux de données binaires selon une loi de transposition préétablie, de façon à cons tituer un correcteur de ganta de la chaîne de transmission permettant d'obtenir une valeur de g ~ a d'image prédéterminée, ces séconds signaux de données binaires étant appliqués audit circuit de decodage. Selon une autre caractéristique ledit circuit de transcodage assure la transposition desdits premiers signaux, à n bits chacun et définissant 2n niveaux d'entrée, en seconds signaux définissant 2 niveaux de sortie, m étant supérieur à n, compris dans des limites de luminance définies de l'image, la loi préétablie faisant correspondre 2n niveaux de sortie parmi les 2m niveaux, aux 2n niveaux d'entrée, le circuit de transcodage étant réalisé au moyen de mémoires mortes programmables. Selon une autre caractéristique ledit circuit de transcodage est constitué par un ensemble de portes logiques, connectées entre elles pour assurer ladite transposition des signaux selon la loi préétablie. D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention apparattront dans la description donnée ci-après en regard du dessin ci-annexé, dans lequel : - la figure I représente le schéma synoptique de la channe de transmission d'images conforme à l'invention. - les figures 2 à 4 sont des courbes permettant de mieux faire comprendre le fonctionnement des circuits rentrant dans cette chaîne de transmission d'images. Dans la figure 1, la chatne de transmission d'images comporte un émetteur I constitué par une caméra de prise de vue permettant en réponse à l'analyse d'un objet d'élaborer un signal vidéo porteur des informations relatives à l'objet. Ce signal vidéo est échantillonné et codé sous forme binaire dans un circuit de mise en forme numérique 2 le délivrant sous la foré de signaux de données binaires à n bits, par exemple à 4 bits. Les signaux de données binaires élaborés du c8té émission, sont transmis par ligne téléphonique 3, à un ensemble de réception comportant, ici un récepteur de type fac-similé 4. L'ensemble de réception comporte un circuit de traitement et de transcodage 5 des signaux de données binaires reçus de la ligne téléphonique 3 en d'autres signaux de données binaires. Ce circuit de transcodage 5 comporte un soustracteur numérique 6 suivi d'un transcodeur numérique 7. Le soustracteur reçoit un signal Vn codé en binaire représentant la luminance du noir maximal image. Le transcodeur 7 assure une transposition de signaux selon une loi de transposition prédéterminée ainsi qu'il sera vu ci-après. Un décodeur 8 reçoit les signaux de données binaires du circuit 5 et assure la régénération du signal vidéo corrigé qui permet la restitution correcte de l'image de l'objet analysé, dans le récepteur fac-similé 4. Le récepteur fac-similé est ici du type à modulation d'un faisceau laser par le signal vidéo corrigé. Il comporte un laser 9, un modulateur 10 assurant la modulation du faisceau laser par le signal vidéo. C'est ce signal lumineux modulé qui assure la formation de l'image sur un papier photosensible 11. Bien entendu, le principe de formation de l'image sur le papier dans un récepteur fac-similé, mettant en oeuvre un mouvement rotatif d'une hélice réfléchissante donnant un balayage par ligne du document, qui est bien connu en tant que tel et ne rentre pas dans le cadre de cette invention, n'est pas décrit. Le fonctionnement de la channe selon la figure I est donné ci-apres en regard des figures 2 a 4. On sait que l'amplitude du signal vidéo délivré par l'émetteur est proportionnel à la luminance de l'objet analysé, avec comme exposant le gamma de l'émetteur, soit V1 w f (Le ) où V1 est l'amplitude du signal vidéo émis, Lo la luminance de l'objet et rye le gamma de la caméra de prise de vue, la lettre f traduisant la fonction liant ces grandeurs. Dans la figure 2, on a représenté l'allure générale de la courbe de transfert de la caméra de prise de vue, cette courbe est donnée en coordonnées logarithmiques et représente les variations d'amplitude du signal vidéo, VI, avec les variations de luminance de l'objet Lo. La pente de cette courbe est le ge de la caméra de prise de vue ; cette courbe est sensiblement linéaire dans sa partie centrale et présente deux coudes d'extrémité pour les faibles et fortes valeurs de luminance Le. Du côté réception, une équation analogue relie la luminance de l'image, Li, et l'amplitude du signal vidéo, V2, appliqué au récepteur, soit Li - f (V2M ) dans laquelle l'exposant gr est le gamma du récepteur et la lettre f indique la fonction liant les deux grandeurs Li et V2 Dans exemple donné dans la figure 1, la valeur du gamma du récepteur fac-similé 4, #r, est fonction du gamma de l'illuminateur ils, constitué ici par le laser, et du gamma du papier utilisé p ; Dans les récepteurs, tels que le récepteur de fac-similé 4, on sait que la restitution correcte de l'image de l'objet analysé dépend également du contraste d'image possible. Le contraste entre une plage claire et une plage sombre d'image etant donné par le rapport des luminances de ces plages, ou la valeur logarithmique de ce rapport, le contraste maximal d'image est limite par les valeurs extrêmes de luminance de 1 image qui correspondent respectivement au noir maximal image et au blanc maximal d'image sur le papier utilisé. Dans ce cas, en vue de ne pas perdre d'informations de l'objet lors de sa restitution de son image il y a lieu effectivement d'adapter les niveaux limites du signal vidéo V2 appliqué au récepteur. Dans un récepteur particulier utilisé dans la chaîne de transmission d'images, ces facteurs # s et fp et les limites de luminance sont bien définies. Le rôle du transcodeur 7, précédé du soustracteur 6 est de permettre une restitution convenable de l'image de l'objet examiné, compte tenu des valeurs du gamma de l'émetteur 1 et du gamma du récepteur 4, du gamma propre de l'objet (donné par la courbe liant 11 intensité lumineuse reçue et celle renvoyée) et compte tenu des limites de luminance de l'image. Le circuit 5 assure la transposition des signaux de données binaires élaborées à partir du signal vidéo V1 en d'autres signaux de données binaires définissant le signal vidéo V2 appliqué au récepteur 4. Le fonctionnement précis du circuit 5 est donné ci-après en désignant par V1 l'amplitude du signal vidéo issu du récepteur aussi bien que sa valeur en binaire, par V2 l'amplitude du signal vidéo à l'entrée du récepteur aussi bien que sa valeur en binaire, par V3 la valeur binaire des signaux délivrés par le soustracteur 6, et par Vn la valeur binaire du signal vidéo correspondant au noir maximal d'image.Le soustracteur 6 élabore, un signal V3 = Vn - VI. Compte tenu du type du récepteur 4 (récepteur de fac-similé) on sait qu'unie variation par valeurs croissantes du signal vidéo modulant le faisceau laser correspond à une variation de teintes de l'image tendant vers les noirs La caméra de prise de vue 1, élabore par contre un signal vidéo dont les variations d'amplitude V1 par valeurs croissantes sont obtenues pour des variations de luminance d'objets considérées par valeurs croissantes (correspondant a des points tendant vers les blancs).En conséquence, le soustracteur 6 réalise une inversion du signal vidéo Vi par rapport à l'amplitude Vn, V3 - Vu - V1, de manière qu'il fasse correspondre à une amplitude croissante du signal vidéo VI, une amplitude V3 décroissante, nécessaire pour obtenir dans le récepteur de fac-similé des variations de teintes d1 image tendant vers le blanc maximal. Le transcodeur 7 réalise une transposition des niveaux V3 des signaux issus du soustracteur 6 en des niveaux V2 de signaux de données assurant, après conversion numérique analogique dans le décodeur 8, la restitution correcte d'image. Cette transposition répond à une loi préétablie en fonction des valeurs définies de gamma d'objet Ko, d'émetteur 1, et de récepteur 4, pour obtenir un gamma d'image fi pour la chatne donnée. Cette transposition de niveaux constitue donc un correcteur de gamma pour la channe utilisée : % o. V2 = f(Vç c) soit V2 = f(Vn - VI)#c Le circuit 5 de traitement et de transcodage du signal V1 en signal V2 est avantageusement réalisé au moyen d'une mémoire morte programmée pouvant assurer soit l'inversion du signal V1 en V3 et la transposition du signal V3 en V2, soit simplement la transposition du signal V3 en V2. Dans le dernier cas le sous tracteur 6 précède la mémoire programmée, dans le premier cas elle l'englobe. Dans l'exemple choisi où les échantillons du signal vidéo Vt sont des signaux de données binaires chacun à 4 bits (n = 4) les signaux de données binaires VI définissent 16 niveaux. La valeur Vn est également donnée sous forme d'un signal à 4 bits. La mémoire morte programmée du circuit 5 permet alors d'élaborer par exemple 256 niveaux différents de sortie compris entre les limites correspondant au blanc maximal d'image et au noir maximal d'image. La loi de programmation préétablie selon la valeur du gamma de correction, trc, fait correspondre 16 niveaux du signal vidéo V2 ; parmi les 256 niveaux possibles, aux 16 niveaux du signal d'entrée de la mémoire soit V1 ou V3.Dans ce transcodage les 16 niveaux du signal vidéo V2 sont choisis pour permettre une reproduction de l'objet c'est-à-dire une restitution correcte de son image avec une distinction convenable entre demi-teintes qui la composent. Afin de mieux faire apparattre l'intérêt de la présente invention, des résultats d'essais sont donnés dans le tableau suivant, pour des conditions de mesure qui sont : - le gamma d'image désiré est 1,3, vi = 1,3; - les valeurs de gamma définies dans la chaîne sont : pour l'objet Limax - 1 pour VI max Limin est déterminé par l'opacité maximale de l'image obtenue pour VI = O, l'opacité étant le rapport entre la lumière renvoyée par un point d'image sur le papier utilisé et la lumière reçue, - les mesures ont été effectuées sur deux types de papier un papier auto-développant, à contraste d'image égal à 0,3, le contraste étant défini par la valeur logarithmique du rapport de la luminance maximale à la luminance minimale, la luminance minimale étant donc alors telle que Limas 0,3 = Log Li i soit Limin = 0,5 un papier à développement, à contraste d'image égal à 1,7 (Limin = 0,02) Contraste = 0,3 Contraste = 1,7 Vi (volts) Vn - V1 V2 (nit) V2 Li (volts (volts) (volts) (nit) o (noir) 5 5 0,5 5 0,02 0,5 4,5 4,9 0,505 3,3 0,03 1 4 4,29 0,52 1,6 0,06 1,5 3,5 4,17 0,545 0,83 0,11 2 3 3,62 0,58 0,46 0,18 2,5 2,5 3 0,625 0,28 0,265 3 2 2,35 0,68 0,17 0,37 3,5 1,5 1,71 0,745 0,10 0,5 4 1 1,1 0,82 0,055 0,65 4,5 0,5 0,52 0,905 0,024 0,81 5 0 0 1 0 l La figure 3 représente les courbes de transfert liant V2 et Vn - V1 dans le cas d'utilisation des deux types de papier ci-dessus. On en déduit que pour les papiers à tres faibles contrastes, il faut réduire les plages mires, tandis que pour les papiers à forts contrastes, il faut les dilater. Le transcodeur 7 est donc adapté aux éléments rentrant dans la channe de transmission. La loi de transcodage est déterminée en fonction - du gamma du papier utilisé et du contraste du papier, - de la nature del'objet, donc de son gamma ( go = I pour un objet réel, #o # 1 pour un document, une photographie...) - du gamma des équipements cathodiques et/ou de fac-similé. Une variante de réalisation non illustrée est déduite de la chaîne selon la figure 1 ; dans cette variante le circuit 5 est constitué par un transcodeur suivi du soustracteur. La loi de transcodage, dans ce cas, est définie, en désignant par V'3 le signal élaboré par le transcodeur qui sera suivi du soustracteur, par la formule : V'3 = f (V1)#'c c- désignant le gamma du transcodeur. Le soustracteur élabore alors le signal V2 qui est V2 ~ Vn - f(Vî)c La figure 4 représente les courbes qui définissent des lois de transcodage liant les deux grandeurs de sortie et d'entrée soit f(V1)3 c et V1, pour des conditions de mesure analogues à celles donnant les courbes de la figure 3. Ce transcodeur sera également de préférence réalisé pour une mémoire programmée, la mémoire morte programmée peut englober les deux traitements effectués à partir du signal V1 en élaborant directement le signal V2 soit V2 = Vn - f(VI)#'c. En variante, non illustrée dans le dessin, mais dont un agencement se déduit des equations ci-après, le transcodeur peut être de type logique. Pour un transcodeur à portes logiques (circuit 7) rentrant dans la channe de transmission de la figure 1, la table de transposition entre les signaux d'entrée V3, chacun à 4 bits appliqués sur 4 entrées désignées par A, B, C et D, et les signaux de sorties, chacun à 8 bits délivrés sur 8 sorties désignées par S1 à S8, est donnée dans le tableau suivant :: V3 V2 V2 C D B A 58 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 0000 00000000 0 000 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0000001 0 2 0 0 1 1 000000 1 1 3 0 1 0 0 00000 1 0 0 4 0 1 0 1 00000 1 1 0 6 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 8 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 12 1 0 O 0 0 0 0 1 0 0 0 0 16 1001 0 0 0 1 0 i 0 0 20 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 26 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 36 1 1 0 0 O 0 i 1 0 i 0 0 52 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 76 1 1 i 0 1 0 0 0 0 0 1 0 130 i 1 1 i 1 0 0 0 0 240 Cette transposition est donnée pour des conditions analogues à celles données en regard du tableau précédent et dans le cas d'utilisation d'un papier présentant un contraste égal à (laisser un blanc). Dans ce tableau, les sorties du transcodeur logique S1 à S8 sont liées à ses entrées A, B, C et D, par les équations suivantes 51 = S2 = D.B.A + D.C.B + D,C,B,A S3 = C.B + D.C.A + D.C.A.B S4 = D.C.B + D.C.B.A + D.C.B.A S5 = D.C.A + D.C.B + D.C.A.B + D.C.A.B S6 = D.A.B + D.C.A.B S7 = D.C.A S8 = D.C.B La présente invention a été décrite en regard d'un type de channe de transmission comportant un émetteur constitué par un tube de prise de vue et un récepteur de type fac-similé. il est évident que la channe peut comporter un émetteur de type quelconque a tube ou de type fac-similé et un récepteur également de type quelconque. Bien entendu la chaîne de transmission peut être équipée de deux types différents d'émetteur montés commutables sur le circuit de mise en forme numérique 2 et/ou de deux types différents de récepteur montés également commutables sur le décodeur. REVENDICATIONS 1/ Chaîne de transmission d'images à distance comportant un émetteur assurant l'analyse d'un objet pour élaborer un signal vidéo porteur des informations contenues dans l'objet, un circuit de mise en forme numérique assurant la conversion dudit signal vidéo émis en des premiers signaux de données binaires, une ligne de transmission des données binaires à distance, un circuit de décodage régénérant le signal vidéo et un récepteur permettant la représentation de l'image à partir du signal vidéo reçu, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un circuit de transcodage assurant la transposition desdits premiers signaux de données binaires en des seconds signaux de données binaires selon une loi de transposition préétablie, de façon à constituer un correcteur de gamma de la channe de transmission permettant d'obtenir une valeur de gamma d'image prédéterminée, ces seconds signaux de données binaires étant appliqués audit circuit de décodage. 2/ Channe de transmission d'images selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit de transcodage assure la transposition desdits premiers signaux, chacun à n bits et auxquels correspondent 2n niveaux d'entrez dudit circuit de transcodage, en seconds signaux correspondant a 2m niveaux de sortie dudit circuit de transcodage, m étant supérieur à n, parmi lesquels la loi préétablie fait correspondre 2n niveaux de sortie aux 2n niveaux d'entrée. 3/ Chaîne de transmission d'images selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit circuit de transcodage est constitué d'une mémoire morte programmable. 4/ Channe de transmission d'images selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit de transcodage est constitué de portes logiques connectées entre elles pour assurer la transposition desdits signaux selon la loi de transposition préétablie. 5/ Channe de transmission d'images selon l'une des revendications I à 4, dans lequel le récepteur est de type à reproduction image sur un papier, caractérisée en ce que ledit circuit de transcodage est associé à un soustracteur recevant un signal de référence représentant d'une valeur limite de luminance d'image0 6/ Chaîne de transmission d'images selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le récepteur est de type à reproduction d'images sur un papier, caractérisée en ce que ledit circuit de transcodage englobe un inverseur de signaux par rapport à une valeur limite de luminance d'image.