Brevet FR2371112A1 — publié le 19780609

La présente invention se-rapporte à la commande de l'affichage vidéo d'un récepteur de télévision en couleur, et elle concerne plus particulièrement un dispositif susceptible d'être relié aux bornes d'antenne d'un récepteur de télévision en couleur standard de façon qu'un affichage couleur puisse être produit. L'affichage couleur comprend des images d'objets pouvant être manipulées sélectivement par un utilisateur de l'appareil. Ces dispositifs de commande sont particulièrement utiles en tant que jeux, bien que cette application ne soit pas limitative. I1 est désirable, pour un appareil de commande de l'affichage en télévision, d'engendrer les signaux d'affichage couleur nécessaires pour produire une image d'aspect plus plaisant, et dont la couleur soit susceptible de varier. Avec un appareil de commande de télévision extérieur pour jeux, par exemple un recepteur de télévision en couleur standard peut présenter des images d'objets correspondant à un terrain de jeu, des joueurs, un objet de jeu, le score, et un fond sur ltécran, le tout en des couleurs différentes ou partiellement en noir et blanc. En conséquence, l'invention a pour objet un appareil perfectionne de commande de l'affichage en télévision pour engendrer des signaux porteurs d'informations couleur (informations de chrominance). On atteint les objectifs ci-dessus, ainsi que d'autres objectifs, en définissant une multiplicité de positions ou portions discrètes de balayage de la trame, et en at-tribuant au moins deux bits de mémorisation, dans une mémoire à accès aléatoire, à chacune de ces portions discrètes. En lisant les informations mémori- sées dans les bits de mémorisation en synchronisme avec le balayage de la portion discrète de trame correspondant à ces bits de mémorisation, on peut réaliser une commande de la couleur. Les informations mémorisées dans les deux bits de mémorisation défi- nissent une couleur à afficher.Ainsi , les informations contenues dans les deux bits de mémorisation (ou plus) sont décodées pour identifier la couleur à afficher à la position de trame correspondante, et un signal vidéo approprié est engendré par appareil de commande. Un micro-processeur peut manipuler les images d'objets à afficher sur la trame en ajustant les valeurs mémorisées dans les bits de mémorisation pour la trame. Le micro-processeur est commandé par programme pour calculer le mouvement des images d'ob ets à afficher. Un mot de commande de saturation, ou commande de couleur, du type décrit dans le brevet nO 7723589 de Wallace Kirschner, du ler Août I977, par ligne d'affichage sur la trame, peut être prévu pour ajouter un autre signal à chacune des portions dis crèves sur une ligne d'affichage correspondante. Ce signal peut représenter une couleur de fond et est appliqué à un décodeur pour identifier la couleur appropriée et engendrer -un signal approprié. On va décrire à présent avec davantage de détails un exemple d'exécution non limitatif de Itinvention, en se référant au dessin annexé dont La figure 1 est un schéma symbolique simplifié d'un appareil de commande de télévision selon l'invention utilisant deux mémoires à accès aléatoire pour engendrer des signaux porteurs d information couleur;; La figure 2 est un diagramme fonctionnel d'un appareil de commande de télévision selon l'invention, comprenant un appareil à mots de commande de saturation pour engendrer des signaux porteurs d'information couleur La figure 3 est un diagramme fonctionnel d'un réseau de déphasage numérique utilisé dans un mode d'exécution de l'invention La figure 4 reprdsénte une onde carrée déphasée numériquement La figure 5 est un diagramme fonctionnel d'un réseau de déphasage analogique utilisé dans un autre mode d'exécution de l'invention Dans le mode d'exdoution préféré, un appareil de commande de télévision extérieur définit une multiplicit de positions discrètes de balayage de la trame, attribue au moins deux positions d'une mémoire à accès aléatoire à chaque position de balayage définie, lit les informations mémorisées dans les bits en synchronisme avec le balayage de la trame, détermine l'identité d'une couleur provenant des informations ainsi lues, et engendre le signal dtaffichage vidéo approprié à la position de balayage définie. Un système définissant également une multiplicité de positions de balayage discrètes est décrit dans le brevet nO 76.07029 intitulé "Appareil de commande de l'affichage d'images sur un téléviseur2' , au nom de la demanderesse. Ltappareil dcrit dans ce brevet comprend chacun des éléments représentés sur la figure 1 du dessin annexé, sauf en ce qui concerne les portions d'identification, de génération et de mélange de couleurs, ctest-à-dire la mémoire à accès aléatoire (RAM) 232, le décodeur 114, le réseau de déphasage 110, et le mélangeur 112.Comme on l'expliquera, ces adjonctions pour la couleur peuvent supprimer au moins la nécessité du générateur vidéo 56 représenté sur la figure 3 du brevet nO 76.07029 précité. Ce système non perfectionné ne produit que des informations de luminance aux fins d'affichage sur des récepteurs de télévision standard et il.pro- duit des impulsions standard de retour horizontal du spot et de suppression du faisceau, des impulsions de suppression du faisceau et de retour synchronisé vertical du spot, des informations vidéo étant entremêlées de la même façon que si le signal avait été engendré par un émetteur de télévision éloigné. Aux Etats-Unis, une trame de télévision comprend 525 lignes horizontales répétées à 30 Hz (en fait, 262,5 lignes imbriquées pair/impair et se répétant à une fréquence de 60 Hz). Chaque ligne horizontale prend 63,5 microsecondes pour le balayage de gauche à droite et le retour du spot pour commencer la ligne suivante. A la fin de chaque ligne horizontale, une impul- sion de retour horizontal du spot et de suppression du faisceau est appliquée au récepteur pour synchroniser le poste pour la ligne suivante, et la séquence se répète. A la finies 262,5 lignes, le faisceau est au bas de la trame, et une impulsion de retour vertical du spot et de suppression du faisceau est émise pour ramener le faisceau en haut de la trame La zone d'afficha- ge active, lorsque le faisceau se déplace horizontalement de gauche à droite, existe pendant environ 53 microsecondes. Le système décrit dans le brevet nO 76.07029 précité"numérise" la trame de télévision en subdivisant chacune des périodes de balayage horizontal en plusieurs périodes discrètes. Ainsi, chaque ligne horizontale est subdivisée en plusieurs barres ou positions discrètes. Chacune des barres horizontales subit la commande par programme pour moduler une porteuse radio-fréquence (RF) communiquant au récepteur une instruction d'eclairement ou de non éclairement. Ainsi, un système avec lequel la présente invention peut être appliquée comprend une mémoire à accès aléatoire d'affichage RAM 32, mémoire à accès aléatoire pouvant mémoriser au moins autant d'informations ou de bits de données qu'il a de barres horizontales dans une image complète du récepteur de télévision. Dans chacune des positions de mémoire de la mémoire à accès aléatoire (appelée RAM) 32, un "l" ou "O" binaire est mémorisé avec les bits en corrélation avec l'image désirée devant être affichée sur l'écran de télévision. En conséquence, la RAM 32 peut être considérée comme une représentation numérique de l'image effective à afficher dans le système en noir et blanc. Les informations mémorisées dans la RAM d'affichage peuvent être extraites de la RAM 32 et y être introduites bit par bit. Le dispositif de commande comprend un circuit 34 d'adressage de RAM qui peut adresser sélectivement chaque position de mémoire individuellement dans la RAM 32 pour permettre l'extraction des données de la RAM 32 aux fins d'affichage, ou leur introduction dans la RAM 32 pour changer l'image existante. Un circuit d'interface de télévision 36 fait balayer séquentiellement au circuit d'adressage 34 chacune des positions de mémoire de la RAM 32. Le circuit d'interface de télévision 36 engendre également les impulsions de synchronisation horizontale et verticale requises pour le récepteur de télévision 30. Ainsi, les circuits d'interface de télévision 36 traduisent la multiplicité de bits de données de la RAM 32 en un signal vidéo composite compatible avec le récepteur de télévision 30, ce qui permet au récepteur 30 d'afficher "l'image" mémorisée dans la RAM 32. Un circuit 38 de commande d'écriture de RAM permet d'introduire les informations dans la RAM 32 pour modifier l'image sur l'écran de télévision. Le circuit de commande d'écriture 38 peut prendre la commande du circuit d'adressage de RAM 34 chaque fois que l'on désire mettre à jour les informations d'image mémorisées dans la RAM 32. "L'intelligence" du système est fournie par un microprocesseur 40 qui opère en liaison avec une mémoire comprenant une mémoire permanente ou mémoire morte (ROM) 42a et une RAM 42b. Le microprocesseur 40 réagit aux commandes de jeux situées sur un panneau de commande 20, et il interroge continuellement le panneau pour mcevoir des instructions de modification de l'image à afficher. La programmation du microprocesseur 40 est expliquée plus complètement dans le brevet nO 76.07029 précité. Cependant, fondamentalement, lorsqu'une instruction est donnée sur le panneau de commande 20, demandant une modification d'une position existante de l'image d'objet, le microprocesseur 40 appelle un programme mémorisé dans la RAM 42a et utilise ce programme pour déterminer la nouvelle position d'image. Au moyen des commandes 38 d'écriture de RAM et du circuit 34 d'adressage de RAM, le microprocessear 40 supprime l'ancienne représentation d'image dans la RAM d'affichage 32 et lui substitue une nouvelle représentation d'image aux emplacements de mémoire appropriés. Un balayage correct de la RAM d'affichage 32 demande que chaque bit d'information soit lu juste au moment où le faisceau du tube de télévision passe par la barre de l'écran correspondant à ce bit. Dans ce but, le balayage de la RAM 32 est commandé par un compteur horizontal et un compteur vertical qui sont tous deux entraînées par un rythmeur général. Si, par exemple, chaque ligne horizontale est divisée en I32 éléments de temps ou barres, le compteur horizontal compte du nombre i au nombre 132 par incréments égaux, lorsque le faisceau parcourt une ligne horizontale.Le report du compteur horizontal est couplé à un compteur vertical qui délivre, de façon analogue, un signal de sortie binaire sur huit lignes de sortie représentant celle des 262,5 lignes horizontales qui est balayée.Par suite, à un instant quelconque, les nombres binaires apparaissant aux sorties des compteurs horizontal et vertical présentent des adresses horizontale. et verticale des barres discrètes alors balayées. En conséquence, une adresse doit signifier, implicitement, l'emplacement d'une position de mémoire dans la RAM 32 correspondant à une position d'image pour l'écran de télévision. Comme on l'a mentionné précédemment, le circuit d'horloge du rythmeur général est incorporé dans le circuit d'interface de télévision 36 qui engendre des signaux appropriés de synchronisation horizontale et verticale. Ces signaux vidéo nécessaires sont engendrés par des circuits de générateurs synchrones incorporés dans les circuits d'interface 36 coopérant avec un générateur vidéo (non représenté sur la figure 1) . Le générateur vidéo reçoit également les informations binaires extraites de la RAM d'affichage 32 e, par conséquent, il reçoit toutes les impulsions de rythme de télévision requises et un signal binaire représentant l'état désiré (effacé ou non effacé) de la barre balayée par le faisceau de télévision.Le générateur vidéo addi- tionne ces signaux pour fournir un signal composite qui est alors modulé à la fréquence de la porteuse appropriée pour un canal choisi. De préférence, ce doit être un canal non utilisé dans la région dans laquelle le dispositif est employé. Dans un tel appareil de commande de télévision, on n'obtient que des informations de luminance, ce qui limite l'utilité de la commande à l'affichage en noir et blanc seulement. Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, on utilise une RAM supplémentaire 232 (qui peut être identique à la RAM 32) pour mémoriser des informations numériques qui, en même temps que les informations contenues dans la RAM 32, représentent la couleur désirée pour chaque position discrète de balayage de la trame. Bien que le mode d'exécution préféré utilise deux RAM séparées, il est clair que l'invention ne requiert qu'une mémoire à accès aléatoire pour procurer au moins deux bits de mémorisation pour chaque position de balayage définie. On peut y parvenir en utilisant plusieurs RAM séparées, comme on l'a représenté sur la figure 1, ou en attribuant au moins deux positions de mémoire dans une RAM d'affichage plus grande à chaque position de balayage définie.L'addition d'autres RAM d'affichage (et les bits de mémorisation supplémentaires pour chaque position d'affichage de trame qu'elles comprennent) peut donner davantage de variété de sélection de couleurs. En conséquence, l'utilisation de deux RAM d'affichage sur la figure 1 n'est qu'un exemple non limitatif. Chacune des RAM d'affichage peut être identique aux autres RAM d'affichage et est pilotée en parallèle avec elles à partir d'une barre omnibus de connexion. Les informations contenues dans chacune des mémoires sont extraites en parallèle, l'ex- traction ayant lieu de la façon décrite ci-dessus pour la RAM d'affichage 32. Ainsi, le circuit d'adressage de RAM 34 balaye séquentiellement chaque ensemble de positions de mémoire dans les RAM d'affichage en synchronisme avec le balayage de la position de trame correspondante définie.Les deux RAM d'affichage sont lues en parallèle et délivrent un signal qui identifie l'une des quatre" couleurs" pour chaque position de balayage TABLEAU I COULEUR RAM 32 RAM 232 A 1 i B 1 O C O 1 D O O Comme le montre le tableau I ci-dessus, si le circuit d'adressage de RAM 32 provoque l'extraction d'un "l" binaire de la RAM 32 et d'un "l" binaire de la RAM 232, le décodeur 114 réagissant au circuit 34 d'adressage de RAM, établit que la cou leur"A't doit être affichée sur le récepteur 30 à la position de balayage correspondant à ces deux bits d'information. Le décodeur 114 détermine par des moyens classiques la couleur indiquée par les informations extraites des RAM, et délivre le signal vidéo déphasé approprié engendré par le réseau de déphasage 110.La sous-porteuse couleur déphasée est envoyée dans un mélangeur 112 qui combine les impulsions de synchronisation horizontale et verticale et de suppression provenant du circuit d t interface de télévision 36 avec la sous-porteuse couleur. La sortie du mélangeur 112 est appliquée aux bornes d'antenne du récepteur de télévision 30. Le réseau de déphasage 110 peut être d'une conception numérique ou analogique classique. En se référant aux figures 3 et 4, un réseau de déphasage numérique du type classique peut utiliser un oscillateur auto-oscillant 500 fonctionnant à environl4,3 MHz. Le signal haute fréquence est appliqué- à un Circuit Logique Diviseur 502 qui engendre quatre signaux séparés Ql, Q2, Q1 et Q2, ayant chacun le quart de la fréquence de la sortie de ltoscilla- teur 500, et déphasés chacun par rapport aux autres de 900 ou d'un multiple de cette valeur.Ces quatre signaux sont envoyés à un réseau de filtre passe-bas 504 pour supprimer une partie des harmoniques contenues et produire une onde de forme sinusoidale. Les sorties filtrées sont canalisées de façon à passer par les commutateurs analogiques commandés par le système associés au décodeur 114. En variante, on peut utiliser un réseau de déphasage analogique du type représenté sur la figure 5. Brièvement, un oscillateur sinusoïdal 600 à 3,58 MHz engendre un-signal appliqué à un premier amplificateur intermédiaire 602 pour engendrer deux signaux de même fréquence, mais décalés de I800. La sortie de l'amplificateur 602 est appliquée à un réseau 604 de déphasage de 900 du type RLC, puis appliqué à un second amplificateur intermédiaire 606 pour produire deux autres signaux à 3,58 MHz, mais présentant des déphasages de 900 et 2700, respectivement. Ces quatre signaux sont aiguillés par des commutateurs analogiques associés au décodeur 114, comme indiqué précédemment. Il est clair que ces mécanismes de déphasage sont classiques et donnés à titre d'exemple, et que l'on peut utiliser d'autres équivalents, sans sortir du cadre de l'invention.Par exemple, on pourrait utiliser des boucles à phase rigide de dispositifs analogiques série qui retardent le signal de déclenchement d'une durée prédéterminée, pour engendrer des signaux de sous-porteuses correctement déphasés. En conséquence, une identification de couleur est fournie pour chaque portion d'affichage définie du récepteur 30 pour chaque image complète. Lorsque les conditions d'affichage changent au cours d'images complètes subséquentesj ce qui signifie le déplacement d'une image sur l'écran d'affichage, les identifications de couleur doivent être ajustées. En conséquence, les RAM d'affichage 32 et 232 peuvent être adressées par le microprocesseur 40 qui commande le déplacement de l'image.Lorsqu'une instruction de déplacement d'une image est reçue du panneau de commande de jeu 20, le microprocesseur 40 détermine la position de 1 image. Du fait que le microprocesseur 40 connais la couleur de chaque image de l'image complète précédente et, par conséquent, les couleurs correspondant à la nouvelle image complète, il efface en conséquence la représentation de l'image ancienne et remet de nouvelles informations de chrominance aux emplacements de mémoire corrects. Cette utilisation de mémoires d'affichage multiples du type RAM pour la commande de génération de couleur pour chaque point ou chaque barre à afficher sur la trame du téléviseur 30 peut être combinée avec la technique des mots de commande de saturation décrite dans le brevet précité ne 77.23589 de Wallace Kirschner. Comme il a eté expliqué dans ce brevet, un mot de commande de saturation comprenant un nombre prédéterminé de bits d'information est attribué à chaque ligne horizontale de la trame de télévision. Le mot de commande de saturation contient des Ainsi tructions pour produire une couleur choisie pendant le balayage de cette ligne d'affichage à des instants appropriés.Le mot de commande de saturation est, de préférence, mémorisé dans l'une des RAM d'affichage dans des positions de mémoire qui seront lues au cours de la durée de retour horizontal du spot du canon de balayage du poste de télévision 30. Le mot de commande de saturation peut être utilisé ici pour fournir une couleur de fond pour chaque lignes, et il peut être modifié par le microprocesseur 40 pour choisir une couleur de fond pour toute ligne d'affichage sur le poste deHtélevision 30. En se référant à la figure 2, un circuit de commande de lecture 35, coopérant avec l'interface de télévision 36, lit séquentiellement les bits de mémorisation correspondant à chaque portion d'affichage de la trame. Au cours de la durée de retour du spot de balayage, le mot de commande de saturation est lu. L'une des RAM d'affichage doit comprendre des emplacements de mémoire supplémentaires pour retenir un mot de commande de saturation par ligne d'analyse. Cette augmentation de dimension sera déterminée par le nombre de bits dtinformation du mot de commande. Si chaque mot de commande contient deux bits, il faudra attribuer 1.050 emplacements de mémoire supplémentaires à la mémorisation du mot de commande. Le circuit de commande de lecture 35 envoie le mot de commande de saturation qui comprend n bits d'information, à un registre à décalage série-parallèle I02 à n bits qui présente les bits d'information du mot de commande de saturation en parallèle à un décodeur 115. Le décodeur détermine la couleur identifiée par le mot de commande de saturation.Si le mot de commande de saturation est codé en bi n naire et comprend n bits, l'une quelconque de 2n couleurs diffé- rentes peut être choisie. Bien entendu, on peut utiliser d'autres systèmes de codage. Cette instruction (utilisée ici pour la couleur de fond) est appliquée au réseau de déphasage 110 pour engendrer la couleur de fond. Cette couleur de fond continue sur toute la ligne d'affichage, jusqu'à ce que le mot de commande de saturation suivant détermine la couleur de fond pour la ligne de balayage suivante. Après l'extraction du mot de commande de saturation, les signaux d'information provenant des RAM d'affichage 32 et 232 sont transmis en parallèle par le circuit de commande de lecture 35 à un décodeur 114-pour déterminer la couleur de symbole d'image à afficher à chaque barre horizontale sur chaque ligne d'affichage. Le décodeur 114 détermine la couleur à afficher et transmet le signal approprié en provenance du réseau de déphasage 110. Ainsi, le réseau de déphasage îîo engendre la couleur de fond déterminée par le décodeur 115, et engendre des couleurs d'images d'affichage sur la trame, déterminées par le décodeur 114. La porteuse déphasée est appliquée au mélangeur 112 qui reçoit également les signaux de synchronisation horizontale et verticale et de suppression en provenance de l'interface de télévision I36.La sortie du mélangeur est transmise aux bornes d'antenne du récepteur de télévision 30. Le mot de commande de saturation constitue un moyen approprié pour passer de la couleur au noir et blanc pour toute ligne de balayage. Cela-est particulièrement utile, lorsque seulement certaines lignes de la trame de télévision doivent être affichées en noir et blanc , tandis que d'autres doivent etre affichées en couleur. Un mot de commande de saturation choisi, par exemple tXOtl dans tous les bits d'information, transmet au décodeur l'instruction spéciale que la ligne d'affichage correspondante doit être représentée en noir et blanc. Le décodeur envoie un signal, dans certaines circonstances, à une première entrée d'une porte ET 142.En envoyant les sorties en parallèle de mémoires d'affichage 32 et 232 aux entrées de la porte OU I40, les instructions de couleur sont négligées et des informations de luminance sont fournies. La sortie de la porte OU 140 est envoyée à la seconde entrée de la porte ET 142. En conséquence, chaque fois que ce signal de commande de couleur est transmis par le mot de commande de saturation, tandis que les informations de luminance sont extraites de l'une ou l'autre des RAM d'affichage, la porte ET 142 met en action un générateur vidéo 56 qui engendre les signaux vidéo noir et blanc nécessaires. La sortie du générateur vidéo est envoyée au mélangeur 112 qui rejette la sortie des réseaux de déphasage 110 au profit de la sortie du générateur vidéo 56. Si, par exemple, le générateur vidéo 56 engendre un signal de saturation, la zone élémentaire balayée sera brillante (c'est-à-dire blanche). Le mélangeur 112 ajoute les signaux de synchronisation provenant de l'interface de télévision 36. Il va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et au dessin annexé de nombreuses modifications de details sans , pour cela, sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Appareil de commande d'affichage utilisable avec un récepteur de télévision en couleur comprenant des bornes d'entrée de signal vidéo, un tube-image et des moyens pour explorer ledit tube-image à une vitesse prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend : un ensemble de mémoire de luminance et de chrominance définissant une multiplicité de paires de positions de mémoire numériques discrètes, chaque paire de ces positions de mémoire correspondant à une zone d'image présélectionnée dudit tube-image ; un ensemble de processeur d'informations comprenant un ensemble de mémoire pour la mémorisation des informations numériques représentant la luminance et la chrominance d'une pluralité de symboles d'image; des moyens commandés par ledit ensemble de processeur d'informations pour assurer le transfert sélectif des informations numériques représentant la luminance et la chrominance d'au moins l'un des symboles d'image à l'ensemble de mé- moire de luminance et de chrominance, respectivement; des moyens pour extraire en parallèle, séquentiellement, les informations mémorisées des paires de positions de mémoire à ladite vitesse de balayage prédéterminée, chaque paire de positions de mémoire étant lue essentiellement lorsque la zone d'image prédéterminée du tubeimage correspondant à cette position de mémoire est explorée; et des moyens générateurs de couleur réagissant aux moyens d'extraction séquentielle pour convertir les informations extraites des paires de positions de mémoire en signal vidéo couleur susceptible d t être envoyé aux bornes d'entrée de signal vidéo d'un récepteur de télévision. 2 - Appareil seon la revendication 1, caractérisé en ce que la luminance d'une image d'objet est représentée par les informations se trouvant dans les positions de mémoire de l'ensem- ble de mémoire de luminance seulement, et en ce que Ja couleur de ladite image d'objet est représentée par les informations se trouvant dans lesdites paires de position de mémoire. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un desdits ensembles de mémoire comprend également une pluralité de positions de mémoire numériques discrètes pour memoriser un mot de commande de saturation pour chaque ligne de balayage du tube-image, et en ce que les moyens d'extraction lisent chaque mot de commande de saturation avant le début du balayage de la ligne correspondante, ledit appareil comprenant en outre des moyens pour décoder chacun des mots de commande de saturation, ces moyens de décodage coopérant avec les moyens générateurs de couleur de façon à produire un signal vidéo contenant des informations de chrominance provenant dudit mot de commande de satura- tion et dudit ensemble de mémoire de chrominance.