Brevet FR2343384A1 — publié le 19770930

La transmission numérique d'une image de télévision en couleur consiste à utiliser une modulation par impulsions codées pour transmettre les informations relatives à la structure de l'image à transmettre. Elle présente l'avantage autre exempte des risques de distorsions et de troubles inhérents à la transmission analogique. Mais elle nécessite en contrepartie une bande de transmission beaucoup plus large. Différentes techniques dites de compression permettent de diminuer cette largeur de bande en opérant un choix sur les informations à transmettre. La présente invention a pour but une transmission numérique d'une image de télévision en couleur qui soit simple à mettre en oeuvre et qui permette un certain rapport de compression. Elle a pour objet un procédé dans lequel l'image ou la scène à transmettre est analysée grâce à un balayage point par point, où l'on ne reproduit qu'un nombre limité de couleurs discrètes, l'information numérique transmise relativement à un point de l'image étant un code identifiant la couleur discrète à laquelle a été assimilée la couleur réelle dudit point. a 8 également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédg. précédent comportant - à l'émission, à la suite d'une caméra de télévision en couleur à balayage point par point, fournissant des signaux de synchronisation de balayage et trois signaux analogiques, trichromes, et synchrones appelés vidéo, dont les valeurs instantanées dependent des brillances du point analysé dans l'instant par la caméra à travers des filtres de différentes couleurs : rouge pour le premier signal vidéo, bleue pour le deuxième et verte pour le troisième, . trois convertisseurs analogique-digital recevant chacun l'un des signaux vidéo émis par la caméra et le transformant en une suite d1 échantillons numériques, . un codeur de synchronisation convertissant les signaux de synchronisation émis par la caméra en nombres binaires, une mémoire digitale de codage ordonnée en mots de N bits ayant une sortie lecture à N digits et une entrée d'adressage à plusieurs digits connectés aux sorties des convertisseurs analogique-digital et du codeur de synchronisation, . un convertisseur parallèle série disposé à la suite de la mémoire digitale de codage et fournissant en un train série les N digits reçus de la mémoire digitale, . un circuit de transcodage d'émission NIC connecté à la suite du convertisseur parallele série et formant à partir des trains d'impulsions qu'il reçoit de ce dernier, les signaux envoyés en ligne, - à la réception, pour la commande d'un tube cathodique tricolore muni d'un générateur de balayage produisant. un balayage analogue à celui de la caméra, . un circuit de transcodage de réception MIC réciproque du circuit de transco dage d'emission MIC, connecté à la ligne de transmission et restituant en sortie les trains d'impulsions appliqués à l'entrée du circuit de transcodage d'émission, . un convertisseur série-parallele disposé à la suite du circuit de transcodage d'émission et fournissant en parallèle les digits des mots de N bits lus dans la mémoire de codage, . une mémoire digitale de transcodage qui est organisée en mots de M digits, qui comporte une sortie lecture à M digits en parallèle et qui est adressée, au niveau des mots, par les mots de N digits disponibles à la sortie du convertisseur série-parallèle, . trois convertisseurs digital-analogique connectés, en entrée, chacun à des digits distincts de la sortie lecture de la mémoire de transcodage et, en sortie, aux entrées vidéo du tube cathodique tricolore, et un circuit de synchronisation connecté, en entrée, aux digits restants de la sortie lecture de la mémoire de transcodage et, en sortie, au générateur de balayage du tube cathodique tricolore. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications jointes et de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dont la figure unique représente un schéma bloc d'un dispositif de transmission numérique d'une image en couleur conforme à l'invention. Ce dispositif comporte deux parties situées aux extrémités d'une ligne de transmission 1 : une première partie émission, disposée à la suite d'une caméra de télévision en couleur 2, assurant la conversion numerique et la compression des signaux vidéo trichromes et des signaux degrnchronisation émis par la caméra de télévision en couleur 2 avant leur émission sur la ligne de transmission 1, et une deuxième partie réception reconstituant, à partir des signaux numériques reçus de la ligne de transmission 1, des signaux vidéo trichromes et des signaux de synchronisation pour un tube cathodique tricolore 3 et son générateur de balayage 19. La caméra de télévision en couleur 2 est de conception classique. Elle procède à l'analyse point par point de l'image ou de la scène à transmettre grâce à un balayage suivant des lignes groupées en trames et produit d'une part des signaux de synchronisation (début de ligne et de trame) et d'autre part trois signaux analogiques synchrones, appelés signaux vidéo R, V, B, dont les valeurs instantanées représentent les brillances du point analysé dans l'instant par la caméra de trois manières différentes : à travers un filtre rouge pour le signal vidéo R, à travers un filtre vert pour le signal vidéo V et à travers un filtre bleu pour le signal vidéo B. La partie émission proprement dite du dispositif de transmission comporte - un codeur de synchronisation 4 connecté, en entrée, à la sortie synchronisation de la caméra de télévision en couleur 2, - trois convertisseurs analogique digital 5, 6, 7 connectés, en entrée, chacun à l'une des sorties vidéo de la caméra de television en couleur 2, - une mémoire digitale à lecture seulement (ROM) 8 dont l'entrée dtadressage est connectée aux sorties du codeur de synchronisation 4, et des trois convertisseurs analogique digital 5, 6 et 7, - une horloge de synchronisation 10, el le-mrne synchronisée par les signaux de synchronisation émis par la caméra en couleur 2, qui agit sur les convertisseurs analogique-digital 5, 6, et 7, - un convertisseur parallèle série 9 disposé à la suite de la mémoire 8, - et un circuit de transcodage d'émission MIC Il connecté à la sortie du convertisseur parallèle série 9. Le codeur de synchronisation 4 a pour rôle de coder en binaire les signaux de synchronisation émis par la caméra de télévision en couleur 2. Sa structure dépend de la forme de ces derniers. Dans le cas d'une camera de télévision en couleur 2 fonctionnant selon les standards européens à 625 lignes, les signaux de synchronisation émis sont des impulsions qui peuvent être différenciées par leurs durées (4,7 Us pour une impulsion de début de ligne et 27,3 us pour une impulsion de début de trame) ; le codeur de synchronisation peut être réalisé à la façon d'un périodemètre, à l'aide d'un compteur attaqué par une horloge rapide, la largeur de ltimpulsion de synchronisation reçue définissant la fenêtre de comptage.La sortie du codeur de synchronisation est par exemple à deux digits ce qui est suffisant pour coder en binaire soit la présence d'un signal de début de ligne, soit celle d'un signal de début de trame soit l'absence d'un signal de synchronisation. Les convertisseurs analogique-digital 5, 6, 7 connectés aux sorties vidéo R, V, B de la caméra de télévision en couleur 2 convertissent les signaux vidéo R, V, B en des suites de nombres binaires dont les digits sont disponibles en parallèle à leurs sorties. Leurs fréquences d'échantillonnage sont synchronisées entre elles par l'horloge 10. La mémoire digitale à lecture seulement (ROM) 8 présente une sortie de lecture ayant N digits, connectée à l'entrée du circuit convertisseur parallèle série 9. Elle est organisée en mots de N bits.-Les digits de son entrée d'adressage sont partagés en quatre groupes connectés aux sorties des convertisseurs analogique-digital 5, 6, 7 et du codeur de synchronisation. La compression des signaux numériques est obtenue en prenant le nombre N inférieur à la somme des digits des sorties des convertisseurs analogique digital 5, 6, 7. En outre certaines valeurs du mot de'J bits sont réservées aux signaux de synchronisation qui ne subissent pas de compression. Le convertisseur parallèle série 9 est de type classique. Il permet l'émission à sa sortie, sur ordre de l'horloge 10, d'une suite naturelle de N nombres binaires permettant le balayage lecture des N digits du mot issu de la mémoire digitale ROM 8. Il est déclenché par l'horloge 10 à la même cadence que les échantillonnages effectués par les convertisseurs analogique digital mais avec un certain déphasage de manière à permettre la lecture d'un mot de N bits de la mémoire digitale ROM 8 entre deux changements d'état des sorties des convertisseurs analogique-digital. Le circuit de transcodage d'émission MIC 11 utilisé pour la mise en forme des signaux envoyés sur la ligne de transmission 1 est connu dans la technique de modulation par impulsions codées MIC et ne sera pas détaillé. il compose une trame MIC à partir de signaux reçus de l'horloge 10 et du train d'impulsions reçus du convertisseur parallèle série 9, et transcode les impulsions unipolaires qui la composent en impulsions bipolaires. La partie réception du dispositif de transmission qui est connectée à l'extrémité de la ligne 1 et qui contrôle le tube cathodique tricolore 3 et son générateur de balayage 19 comporte : - un circuit de transcodage de réception MIC 12 connecté à l'extrémité de la ligne 1 - un convertisseur série-parallèle 13 disposé à la suite du circuit de transcodage de réception EIC 12 - une mémoire digitale de transcodage 14 à lecture seulement (ROM) organisée en 2N mots de M bits, ayant une entrée d'adressage à N digits connectée à la sortie du convertisseur serie-parallèle 13 et une sortie à M digits - trois convertisseurs digital analogique 15, 16, 17 connectés, en entrée, à des digits de la sortie lecture de la mémoire digitale de transcodage 14 et, en sortie, aux entrées vidéo R, V, B du tube cathodique tricolore 3 - et un circuit de synchronisation 18 connecté, en entrée, à des digits de la sortie lecture de la mémoire digitale de transcodage 14 et pilotant le générateur de balayage 19. Le circuit de transcodage de réception MIC 12 est de structure classique. il est le réciproque du circuit de transcodage d'émission MIC 1 1 et restitue à sa sortie les trains d'lapulsions de même polarite présents à la sortie lecture de la mémoire digitale de codage 8 avec éventuellement des impulsions de synchronisation permettant de délimiter chaque train d'impulsion dans ladite suite. Le convertisseur série-parallèle 13 connecté à la suite du circuit de transcodage de réception 12 permet de disposer sous forme parallèle des N bits de chaque train dtilnpulsion qui servent adresser la mémoire digitale de transcodage 14. Cette derniers fournit en reponse des mots de 1' bits dont les digits sont partages entre les entrées des convertisseurs digital analogique 15, 15, 17 et du circuit de synchronisation 13. Les convertisseurs digital-analogique 15, 16 et 17 commandent chacun le niveau de brillance affecté à l'une des couleurs fondamentales rouge, vert, bleu du tube cathodique tricolore 3. Le circuit de synchronisation 18 remet en phase le genërateur de balayage 18 du tube cathodique tricolore 3 avec celui de la caméra 2. Sa structure dépend de la nature des signaux de synchronisation voulus par le générateur de balayage 19. Si ces derniers sont des impulsions de diverses durées il peut être réalisé à partir d'un décodeur digital dont les sorties déclenchent des circuits monostables de périodes diverses. Dans le dispositif qui vient d'être décrit, les informations numériques transmises sur la ligne 1 sont des mots binaires à N digits. Elles peuvent prendre N valeurs distinctes. P d'entre elles sont affectées aux signaux nécessaires à la synchronisation des balayages de la caméra 2 et du tube cathodique tricolore. Les 2N valeurs restantes caractérisent la couleur des points de la scène ou de l'image à transmettre. Elles correspondent sur l'écran du tube cathodique tricolore 3 à des couleurs discrètes dont les teintes exactes sont définies par les valeurs des mots binaires contenus dans la mémoire digitale de transcodage 14. La mémoire digitale de codage 8 assure une certaine compression du signal numérique en permettant d'assimiler à chaque couleur discrète une partie de la gamme des couleurs que la caméra associée aux convertisseurs analogique-digital est capable de différencier. La présente invention s'applique aux transmissions d'images en couleur. Elle est particulièrement adaptée à la transmission de plans, cartes ou graphiques comportant un petit nombre de coloris. Elle permet notamment, par une transposition des couleurs qui est obtenue dans le dispositif décrit par un contenu adequat de la mémoire digitale de transcodage, de donner un contraste beaucoup plus important à la réception qu'à l'émission. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVE^DICATIONS 1/ Procédé de transmission numérique d'vinages de télévision en couleur dans lequel les images à transmettre sont analysées grâce à un balayage point par point, caractérisé en ce qu'il consiste à ne reproduire qu'un nombre limité de couleurs discrètes et à transmettre relativement à chaque point exploré d'une image, une information numérique identifiant la couleur discrète à laquelle a été assimilée la couleur réelle dudit point. 2/ Dispositif de transmission numérique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte : - à l'émission, à la suite d'une caméra de télévision en couleur (2) à balayage point par point fournissant des signaux de synchronisation de balayage et trois signaux analogiques trichromes (R, V, B) appelés vidéo, dont les valeurs instantanees dépendent des brillances du point analysé dans l'instant par la caméra à travers des filtres de couleur rouge pour le premier signal vidéo (R), verte pour le second (V) et bleue pour le troisième (B), . trois convertisseurs analogique digital (5, 6 et 7) connectés chacun à lune des sorties vidéo de la caméra de télévision en couleur (2), . un codeur de synchronisation connecté à la sortie synchronisation de la caméra de télévision en couleur (2) et codant en binaire les signaux de synchronisation de balayage émis par cette dernière (2), . une mémoire digitale de codage à lecture seulement (8) ordonnée en mots de N bits, ayant une sortie lecture à N digits et une autre d'adressage à plusieurs digits connectés aux sorties des convertisseurs analogique-digital (5, 6, 7) et du codeur de synchronisation (4), . un convertisseur parallèle série (9) émettant en un train série 8 des N bits d'un mot de la mémoire digitale de codage (8), . un circuit de transcodage d'émission l4IC (11) connecté en entrée à la sortie du convertisseur parallèle série (9) et en sortie à une ligne de transmission (1), - à la réception, pour la commande d'un tube cathodique tricolore (3) muni d'un générateur de balayage (19) produisant un balayage analogue à celui de la caméra (2), . un circuit de transcodage de réception MIC (12) réciproque du circuit de transcodage d'émission EC (11) recevant le signal en provenance de la ligne de transmission (1) et restituant les trains d'impulsions appliqués à l'entrée du circuit de transcodage d'émission MIC (11), . un convertisseur série-parallèle (13) connecté à la sortie du circuit de transcodage de récepteur }EC (12) fournissant en parallèle les digits des mots de N bits lus dans la mémoire digitale de codage (8), . une mémoire digitale de transcodage (14) organisée en mots de M bits, ayant une sortie lecture à M digits en parallèle, et une entrée adresse connectée à la sortie du convertisseur série-parallèle (13), . trois convertisseurs digital analogique (15, 16, 17) connectés, en entrée, à des digits distincts de la sortie lecture de la mémoire digitale de transcodage (14) et, en sortie, aux entrées vidéo du tube cathodique tricolore (3), et un circuit de synchronisation (18) pilotant le générateur de balayage (19) et connecté, en entrée, à des digits de la sortie lecture de la mémoire digitale de transcodage (14). 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qutil comporte en outre, à l'émission, une horloge (10) synchronisant les échantillonnages des convertisseurs analogique-digital (5, 6, 7) ainsi que les déclenchements du convertisseur parallèle série (9).