Brevet FR2328338A1 — publié le 19770513

L'invention concerne un dispositif analyseur de signaux Le dispositif comprend un tube dans lequel est inscrite, sur une cible, l'image à analyser. Cette image est lue au moyen d'un ou plusieurs faisceaux d'électrons balysÙ: la cible point par point ; des moyens associés zu tube aonr.ent, pour chacun des points balayés, un signal ; l'ensemble de ces signaux fournit une analyse de l'image inscrite sur la rible. Un exemple. de tels discositifs est celui des dispositifs GC prise de vues à tube vidicon dont la cible, exposée au rayonnement incident émanant de la scène à filmer, est balayée en permanence par le même faisceau d'électrons. Le faisceau est concentré, ou focalisé, sur la cible en un impact de section minimale définissant le point analysé. On obtient ainsi au cours du déplacement de l'impact sur la cible, dans les conditions bien connues, les signaux de chacun des points, ou signaux de point, de l'image formée sur la cible par le rayonnement incident. Le degré de concentration du faisceau sur la cible, c'est-à- dire la surface de l'impact qu'il produit sur celle-ci, détermine la définition de l'image lue : plus la surface de cet impact est petite, plus, toutes choses égales, la définition de l'image est grande. On cherche donc, en premier lieu, par la focalisation du faisceau, à réduire au maximum la surface de cet impact, pour avoir la meilleure définition possible.Il arrive, cependant, qu'au cours de cette lecture, l'on cherche à obtenir aussi, en plus du signal (ou information) de point précédent, un signal (ou information), dit de voisinage , concernant outre le point luimeAme, les points situés dans son voisinage plus ou moins immédiat. Stexpérience montre, en effet, que dans ce genre de dispositifs - par suite des imperfections du système optique notamment, dans le cas de la prise de vues la modulation du signal aux fréquences spatiales élevées se trouve progressivement réduite par rapport à celle aux fréquences spatiale basses, et qutune-correction, dite correction de contour, est nécessaire pour compenser cette inégalité. La fréquence spatiale en question est analogue à celle définie dans le temps pour les signaux alternatifs ; elle est égale à l'in- verse de la période de répétition du sisal dans un espace donné, et s1 exprime en paires de lignes par millimbtre, ou, en télévision, en nombre de lignes par hauteur de trave.L'infozmation de voisinage est utilisée pour obtenir cette correction dans les conditions connues de la technique des prises de vue et décrites dans la littérature. Elle permet en partieulier le renforcement des contours. Dans les dispositifs de l'invention, l'information de voisinage est obtenue en dé-focalisant le faisceau de lecture de façon qu'il ne converge plus sur la cible en son point de section mini male,mais qu'il produise sur celle-ci un impact de surface p2us grande, englobant un certain nombre de points au voisinage du point de section minimale en question. On a proposé, dans le passé, diverses dispositions utilisant une telle dé-focalisation pdur l'obtention de l'information de voisinage, conteuses ou d'efficacité limitée. La présente invention concerne un dispositif analyseur de signaux à compensation par dé-focalisation du faisceau de lecture, simple et de réalisation peu onéreuse. L'infohmation du point et l'information de voisinage sont prélevées consécutivement par balayage de la cible du tube, dans un temps, par le faisceau focalisé et, dans un autre temps, par le faisceau dé-focalisé,dans les conditions qui seront décrites cidessous. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description qui suit et aux figures jointes qui représentent - figure 1 : un schéma synoptique des dispositifs de ltinvention - figure 2 : une vue explicative partielle du tube analyseur des dispositifs de l'invention. La figure 1 est une vue schdmatique montrant la structure des dispositifs de l'invention. Une logique 3 fixe les temps t1 et t2 pendant lesquels la cible du tube analyseur 1 du dispositif, un tube vidicon dans l'exemple, est balayée parle faisceau focalisé et le faisceau dé-focalisé. A cette fin la logique 3 commande un générateur 4 dont les signaux sont appliqués au focalisateur 2 du tube. Ce focalisateur est par exemple une électrode contenue dans le tube ou un bobinage extérieur au tube, comme il est connu dans la pratique des tubes électroniques. O'est le focalisateur en question qui commande la surface de l'impact du faisceau d'électrons sur la cible du tube analyseur 1 .On ne reviendra pas sur les conditions connues de l'art dans lesquelles a lieu cette commande, ni sur l'ensemble de la structure des tubes analyseurs, connue également, dont une partie seulement est représentée sur la figure 2 montrant l'impact du faisceau focalisé (flèches en trait plein) et du faisceau dé-focalisé (flèches pointillées) sur la cible 10 du tube placée à l'opposé du canon à électrons par rapport à l'anode 11, dans l'enveloppe à vide 12. Le signal vidéo du tube analyseur est appliqué à ltentrée du préamplificateur 5 dont la sortie est reliée aux entrées de deux amplificateurs à porte 6 et 7 commandés par la même logique 1 et transmettant l'un (6) le signal de point (faisceau focalisé) et l'autre (7) celui de voisinage (faisceau défocalisé),les signaux des deux amplificateurs sont appliqués à un-mélangeur 9, l'un d'eux après transit daaq la mémoire 8. Dans l'exemple, selon une disposition préforée de l'invention, ctest l'amplificateur 7 qui est relié à la - mémoire 8. A 1 a sortie du mélangeur 9 (flèche) est recueilli le signal vidéo composite résultant de la superposition des deux signaux de point et de voisinage. La part et le signe de chacun des si gnauxja etb,dans le signal résultant est réglée par action sur le mélangeur 9 dans les conditions connues de la technique, le signal résultant se présentant alors sous la forme a+Kb, K étant un nombre algébrique. On obtient ainsi un signal de point corrigé par le signal de voisinage et la correction de contour dont il a été question. L'étendue de la surface de voisinage utilisée à la correction , c'est-à-dire la section de l'impact du faisceau dé-focalisé sur la cible, est elle-même déterminée par le degré de dé-focalisation du faisceau, c'est-à-direi pour une logique donnée, par les caractéristiques de l'ensemble 2, 4.Avec un.générateur de signaux 4, et un focalisateur 2 donnés, il est possible par contre de pondérer les informations de point et de voisinage fournispar le tube ana lyseur,. par réglage des temps t1 et t2 de la logique 3, car le niveau de signal correspondant à ;un point balayé dépend, toutes choses égales d'ailleurs, de la-durée de l'impact du faisceau de balayage sur ce point ; à la limite, pour t2 = il n'y a aucune correction de voisinage. Le dispositif de l'invention tel que décrit ci-dessus peut donner lieu à diverses variantes de mise en oeuvre suivant les valeurs des temps t1 et t2 et leur distribution séquentielle un certain nombre de ces variantes sont données ci-dessous à titre non limitatif. Dans une première variante appliquée à la télévision, le balayage des lignes est fait alternativement par le faisceau focalisé et par le faisceau dé-focalisé : le faisceau est maintenu focalisé pendant le balayage d'une'ligne et défocalisé pendant le balayage de la ligne suivante . On a t1 = t2 . Le retard de la mémoire 8 est choisi égal aussi à la période de balayage ligne du standard dans lequel on opère, c'est-à-dire à t1 et t2 . Dans une autre variante, le balayage par faisceau dé-focalisé a lieu pendant le retour de ligne ; t2 est alors égal au temps du retour du balayage ligne ; dans ce cas, il est à noter que la mémoire doit être vidée dans l'ordre opposé à celui de son remplissage et à cadence adaptée, vu l'inégalité entre la durée du balayage ligne et celle du retour (environ 50 et 14/us dans le standard à 625 lignes), pour synchroniser les informations de point d'une ligne avec ses informations de voisinage. Dans une troisième variante,applicable de façon générale à tout balayage où la bande passante du signal vidéo est limitée à on os choisit t1 t2 = 2fx Puis on fait suivre le balayage de chaque point d'un balayage de voisinage de durée égale; le balayage de chaque point ne dure donc que la moitié du temps de balayage normal, en l'absence de correction. Par exemple, pour le standard de télévision à 625 lignes et 25 images par seconde, dont la durée normal-e de balayage du point, c'est-à-dire le temps que l'impact du faisceau focalisé met à balayer la surface du point en l'absence de toute correction,est d'environ 100 nanosecondes pour f = 5 IDHz, on focalise et d-tocn se le faisceau toutes~les 50 nanoseeondes. Dans une variante voisine, t1 + t2 étant choisi égal à 1 , tl et t2 sont choisis de façon à pondérer l'information fM de point et celle de voisinage conformément aux considérations qui précèdent, selon lesquelles le niveau de chacun de ces signaux dépend des temps que dure le passage des impacts des faisceaux focalisé et défocalisé sur le point balayé. Enfin, dans une autre variante, t1 et t2 sont choisis aléatoires avec des valeurs moyennes t et t et des écarts e1 et e2 . La mémoire 8 fournit un signal présentant alors le retard t2 2 o u u n retard aléatoire de caractéristiques t3 et e3 voisines de t et e2 2 Dans tous les cas, le signal de voisinage présente un spectre de fréquences spatial et temporel plus étroit que le signal de point. La mémoire 8 à laquelle ,dans la variante de la figure 1, est appliqué le signal de voisinage sera donc à faible capacité ; si c'est une ligne à retard, ce sera donc une ligne à bande relativement étroite et donc de réalisation économique. On notera également que ,le signal de voisinage étant à spectre étroit,on pourra faire fonctionner les dispositifs de l'invention avec des signaux de voisinage de faible niveau tout en conservant un rapport signal/bruit acceptable et, en particulier, comparable à celui d'un signal de point de niveau sensiblement plus élevé. Cela signifie que le nombre de charges à déposer sur la cible, par élément de surface,pour engendrer le signal de voisinage lors'du balayage par le faisceau dé-focalisé pourra autre relativement faible ; il n'altérera donc que peu la valeur des charges électriques stockées en chaque point de la cible lors du balayage par le faisceau focalisé, dont le reliquat, après le balayage par le faisceau dé-focalisé, sert à la génération du signal de point. A égalité de niveau, le raprort signalXbruit du préamplifica- teur 5 est, pour la même raison, sensiblement plus élevé pour le signal de voisinage que pour le signal de point. Enfin, dans les dispositifs de l'invention, gracie à la mémoire 8, il est possible, dans le cas de prises de vues de télévision, par exemple,et quel que soit le mode de balayage, en particulier celui à trames entrelaeéeE, de constituer toujours le voisinage par des points aussi voisins que possible-du point considéré, des points de la même ligne notamment,et d'améliorer ainsi la correction de contour; ce point est important car plus la correction de contour est bonne et plus se trouve atténue le phénomène de traînage inhérent aux tubes de prise de vue. L'invention a été décrite en faisant référence aux tubes de prise de vue de télévision. Elle s'applique de façon générale à tous les tubes analyseurs quelle que soit leur destination, les tubes à mémoire analyseurs et enregistreurs notamment. REVENDICATIONS 1. Dispositif analyseur des signaux constitutifs d'une image, comportant un tube dans lequel sont inscrits, sur une cible, lesdits signaux, laquelle cible est lue par au moins un faisceau d'électrons la balayant point par point, ledit dispositif comportant des moyens faisant correspondre à chacun des points balayés par le faisceau un signal, ledit dispositif comportant en outre des moyens pour assurer ledit balayage consécutivement par le faisceau focalisé en un point d'impact de section minimale sur la cible,et par le faisceau dé-focalisé dont l'impact sur la cible déborde le précédent, et des moyens engendrant un signal composite formé par la combinaison du signal (de point) correspondant au point d'impact du faisceau focalisé et par le signal (de voisinage) correspondant à l'impact du faisceau dé-focalisé, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits derniers moyens consistent en - une logique fixant les temps tl -et t2 - un focalisateur commandé par ladite logique assurant ladite focalisation pendant le temps t1 et ladite dé-focalisation pendant le temps t2 - deux amplificateurs à porte à l'entrée de l'un desquels sont appliqués lesdits signaux de point pendant le temps t1 , lesdits signaux de voisinage étant appliqués à l'autre de ces amplificateu 3 pendant le temps t2 - une mémoire de transit montée à la sortie de l'un desdits amplificateurs imprimant à chacun des signaux appliqués à cet amplificateur un retard donné, - un mélangeur recevant simultanément ,sur une première entrée ,le signal d-'un point donné et, sur l'autre de ses entrées le signal de voisinage correspondant audit point , et à la sortie duquel est recueilli ledit signal composite, a+Xb, K étant un nombre algie brique, a et b désignant les desdits signaux. 2. Dispositif analyseur de signaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mémoire est montée à la sortie de celui desdits amplificateurs à l'entrée duquel sont appliqués les signaux de voisinage. 3. Dispositif analyseur de signaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube est un tube de prise de vues de télévision, en ce que ledit faisceau est focalisé pendant le balayage d'une ligne et dé-focalisé pendant le balayage de la ligne suivante,et en ce que ledit retard est égal pour tous les points balayés à'la durée de balayage d'une ligne, les temps t1 et t2 étant alors égaux entre eux et égaux à la durée de ce balayage ligne. 4. Dispositif analyseur de signaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube est un tube de prise de vues de télévision et en ce que ledit faisceau est focalisé pendant le balayage des lignes et dé-focalisé pendant le retour des lignes. 5. Dispositif analyseur de signaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le balayage de chaque point est suivi d'un balayage de voisinage de durée égale du même point, lesdits temps t1 et t2 et ledit retard étant alors égaux tous deux à la moitié du temps de balayage normal du point ,en l'absence de correction. 6. Dispositif analyseur. de signaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits temps t et t2 sont choisis aléa toises0