Brevet FR2465383A1 — publié le 19810320

1. La présente invention concerne un compensateur de résolution de couleur d'une image en couleurs dans un récep- teur de télévision en couleurs et, plus particulièrement, un compensateur de résolution de couleur capable de reproduire une image fine d'une partie colorée. Dans le schéma sous forme de blocs représenté en figure 1 d'une partie d'un récepteur classique de télévision en couleurs, un signal inter-fréquence est détecté par un dé- tecteur vidéo 1 et transmis à un amplificateur de signal de luminance 2 et un amplificateur passe-bande 3. L'amplifica- teur 3 prélève le signal de sous-perteuse de chrominance inclus dans le signal composite d'image en couleurs et le fournit à trois démodulateurs de couleurs 4, 5 et 6. Les démodulateurs 4, 5 et 6 démodulent le signal de sous-porteuse de chrominance pour obtenir trois types de signaux de différence de couleur (R-Y, G-Y et B-Y) et les fournir à trois additionneurs 7, 8 et 9. Les additionneurs 7, 8 et 9 ajoutent les signaux de différence de couleur fournis à chacun d'eux au signal de luminance provenant de l'amplificateur 2 de façon à pro- duire trois sortes de signaux primaires de couleur et les fournir à un tube en couleurs 10. Le récepteur classique de télévision en couleurs produit des signaux de différence dé couleur (par exemple à 2. la sortie du démodulateur 4) ayant une largeur de bande beau- coup plus étroite que celle du signal de luminance provenant de l'amplificateur 2. Par exemple, un récepteur de télévision du système NTSC a une plage de fréquence comprise entre 0 et 3 MHz pour un signal de luminance, alprs que pour un signal de différence de couleur la bande de fréquence ne dépasse pas 500 KHz. Par conséquent, dans l'image en couleurs, le signal de différence de couleur ayant une largeur de bande étroite constitue principalement cette image, laquelle a une mauvaise netteté et est pâle. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes ci-dessus et d'apporter une amélioration remarqua- ble à la résolution des parties d'image en couleurs, par mélange de la composante haute fréquence du signal de lumi- nance au signal de différence de couleur lorsquiun niveau spécifié est dépassé. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma sous forme de blocs d'un circuit classique; La figure 2 est un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisation de la présente invention; La figure 3 est un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisation plus détaillé de la présente invention; Les figures 4-(A),4-(B), 4-(C), 4-(D), 4-(E) et 4-(F) sont des vues représentant les caractéristiques d'un circuit de transfert non linéaire utilisé dans la présente invention; Les figures 5-(A), 5-(B), 5(C) et 5-(D); et Les figures 6-(a), 6-(b), 6-(c), 6-(d), 6-(e) et 6-(f) représentent des formes d'onde typiques de signaux de la présente invention; et Les figures 7 et 8 sont des schémas sous forme de blocs de variantes de modes de réalisation de la présente invention. Dans la figure 2,qui est un schéma sous forme de 3. blocs d'un mode de réalisation de la présente invention, une source de signaux de différence de couleur 11 produit un si- gnal de différence de couleur, et n'importe lequel des démo- dulateurs de couleur représentés en figure 1 peut être uti- lisé comme source 11. Une source de signaux de luminance 12 produit un signal de luminance et peut être l'amplifica- teur 2 de la figure 1. Un circuit de transfert non-linéaire 13 a une caractéristique de transfert non linéaire d'un signal de différence de couleur fourni par la source 11 et donne à sa sortie un signal de différence de couleur trans- féré comme signal de commande de gain. Un séparateur haute fréquence 14 sépare et donne à sa sortie une composante hau- te fréquence du signal de luminance provenant de la source 12. Un amplificateur à gain variable 15 est connecté au sé- parateur haute fréquence 14 et au circuit de transfert non linéaire 13 et commande le gain par rapport à la composante haute fréquence du signal de luminance au moyen du signal de commande de gain provenant du circuit 13. La composante hau- te fréquence au gain contrôlé est appliquée en signal de com- pensation à un additionneur 16, dans lequel le signal de compensation est ajouté au signal de différence de couleur et au signal de luminance pour reproduire une image en couleurs. La caractéristique de transfert du circuit de trans- fert non linéaire 13 est définie seulement par le fait qu'un signal de compensation convenable doit être présent à la sor- tie de l'amplificateur à gain variable 15 lorsque le signal de compensation est requis, mais n'est pas autrement définie. Le séparateur haute fréquence 14 suffit à prélever la composante passehaut du signal de luminance, mais n'est pas limité à un simple filtre passe-haut. L'additionneur 16 est un dispositif de sommation au sens large du terme pour la reproduction d'une image, qui n'est pas limité à un simplecircuit électronique, mais est constitué, par exemple, d'une composition à un canon électrique comportant un tube à rayons cathodiques ou étage lumineux à la surface d'un tube à rayons cathodiques. Dans le présent mode de réalisation de l'invention, plus la réso- 4. lution de l'image colorée par recouvrement du signal de différence de cou- leur à largeur de bande étroite avec le signal de luminance à grande largeur de bande est petite,plus le signal de compensa- tion transféré à l'additionneur 16 est grand,ce qui améliore la résolution. La figure 3 est un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisation plus détaillé de la présente invention,o les blocs identiques aux blocs de la figure 2 sont représen- tés par le même numéro de référence.En figure 3,un circuit de transfert non linéaire 13 comprend des sources de polarisation 17 et 18,des diodes 20 et 21,et une résistance 19.Ces organes produisent,à partir du signal de différence de couleur,le si- gnal de commande de gain permettant la commande de l'amplitude du signal de compensation. En d'autres termes,un réducteur de signal de diffé- rence de couleur 25 comprend la source de polarisation 18 et la diode 21 et fonctionne de façon à réduire une composante se trouvant au-dessus du niveau spécifié du signal de différence de couleur provenant de la source de signaux de différence de couleur 11; alors qu'un circuit constitué de la source de po- larisation 17 et de la diode 20 fonctionne de façon à réduire une composante située au-dessous du niveau spécifié du signal de différence de couleur.Par conséquent,la tension de polarisa- - tion en courant continu des sources 17,18 et l'impédance de sortie permettent au circuit de transfert linéaire 13 d'avoir des caracté- ristiques entrée-sortie de formes diverses. Les figures 4-(A),4-(B),4-(C),4-(D),4-(E) et 4-(F) sont des exemples de ces caractéristiques entrée-sortie.Les figures 4 sont représentées en fonction des prémisses suivantes à titre de simplification de l'expression,mais la présente invention ne se limite pas auxdites prémisses. (1) L'axe des abscisses représente le niveau d'en- trée du signal de différence de couleur.Dans ces figures,la po- larité et le niveau zéro du signal de différence de couleur si- gnifie la polarité et le niveau zéro de l'information sur l'ima- ge,qui ne coincident pas toujours avec la tension du circuit. (2) L'axe des ordonnées représente le signal de 5. commande de gain. L'amplificateur à gain variable 15 main- tient un gain positif en cas de signal positif de commande de gain et augmente monotonément le gain à la suite d'une augmentation du signal decommande de gain, et rend le gain sensiblement nul lorsque le signal de commande de gain est au niveau zéro. Les caractéristiques entrée-sortie représentées dans les figures 4-(A) à 4-(F) seront décrites comme repré- sentant les effets suivants: (A) Le signal de compensation n'est pas généré lorsque le signal de différence de couleur est négatif, et est produit en fonction de son amplitude lorsqu'il est posi- tif. En d'autres termes, lorsque le signal positif de diffé- rence de couleur dégrade le signal de luminance sur une image, le signal de compensation est généré de façon à réta- blir les fines parties perdues de l'image. (B) Le signal de compensation n'est produit que lorsque le signal de différence de couleur est positif, de la mêne manière que dans le cas (A), mais le signal de comman- de de gain est limité à un certain niveau dans le cas d'un signal de différence de couleur important au-dessus du ni- veau spécifié, de façon à inhiber la compensation. (C) Lorsque le signal de différence de couleur est positif, la même fonction qu'en (A) est assurée, mais, lors- qu'il est négatif, un petit signal de compensation de polari- té inverse est produit. En général, la présente invention peut être appliquée à une pluralité de signaux de différence de couleur, et la caractéristique obtenue en (C), a pour effet de remédier à une coloration indésirable produite par le si- gnal de compensation des autres signaux de différence de cou- leur. (D) Le signal de compensation est produit lorsque le signal de différence de couleur a une valeur supérieure au niveau positif spécifié auquel l'effet peut être limité seulement pour les parties saturées de l'image en couleur. (E) Le but des effets est le même que dans le cas (B), mais une augmentation de la compensation décline progres- 6. sivement avec une augmentation du signal positif de diffé- rence de couleur. (F) Le but des effets est le même que dans le cas (C), mais le signal de compensation du côté négatif peut aug- menter petit à petit. De plus, les caractéristiques (A) à (F) comportent toutes un signal de commande de gain nul s'agissant du signal de différence de couleur de niveau zéro, lequel a pour but d'être exempt d'une coloration inutile dans une image en noir et blanc. Les différents types de caractéristiques d'entrée- sortie ont fait l'objet d'applications dans le circuit-de transfert non linéaire de la figure 3, mais la présente in- vention n'est pas limitée à ces exemples, et comprend tous les circuits de transfert non linéaires ayant pour but d'ob- tenir un signal de commande de gain pour la génération d'un signal de compensation qui soit suffisant dans le cas de si- gnaux de différence de couleur intenses. Dans le mode de réalisation de la figure 3, un sé- parateur haute fréquence 14 comprend un filtre passe-haut 22, un circuit écrêteur de base 23, et un limiteur 24. Le si- gnal de luminance provenant de la source 12 est appliqué au filtre passehaut 22, o une composante haute fréquence est extraite. La composante haute fréquence est appliquée au cir- cuit 23, o un signal situé dans une plage spécifiée compre- nant le niveau zéro est extrait. Cette fonction permet d'enle- ver les bruits de la composante haute fréquence. La composan- te haute fréquence exempte de bruits est appliquée au limi- teur 24, o le signal ayant une amplitude excessive est limi- té, puis transférée à l'amplificateur à gain variable 15. En figure 5, on a représenté la forme d'onde des signaux des unités du séparateur haute fréquence 14. Dans ces figures, (A) représente un signal de luminance d'entrée (B) une sortie du filtre passe-haut 22, (C) une sortie du circuit écrêteur 23, et (D) une sortie du limiteur 24. De plus, le circuit 23 et le limiteur 24 sont utilisés pour la mise en pratique de la présente invention, mais le séparateur 7. haute fréquence, s'il est du type filtre passe-haut, est suffisamment efficace. L'amplificateur à gain variable 15 de la figure 3 amplifie le signal de sortie du séparateur haute fréquence 14,mais son gain est commandé par le signal de commande in- diqué ci-dessus. La figure 6 représente des formes d'ondes, typi- ques de la présente invention, o une forme d'onde à cha- cune des unités est représentée en (a) à (f) dans trois cas I, II et III en liaison avec le signal de luminance et le signal de différence de couleur. On suppose que la carac- téristique du circuit-de transfert non linéaire 13 est telle que représentée en figure 4-(A). La figure 6-(a) représente un signal de différen- ce de couleur d'entrée, qui est de-polarité positive en I, de polarité négative en II et est nul en III. Un signal de luminance d'entrée est représenté en (b), la forme d'onde étant uniforme en I, II et III. La figure (c) représente une composante haute fréquence du signal de luminance, o la for- me d'onde est uniforme en I, II et III. La figure (d) repré- sente une forme d'onde de sortie du circuit de transfert non linéaire 13, o la composante positive du signal de dif- férence de couleur représentée en (a) est la sortie. La courbe (e) est une forme d'onde de sortie, c'est-à-dire le signal de compensation provenant de l'amplificateur à gain va- riable 15. Le signal de compensation est obtenu par commande au moyen de la forme d'onde (d) du gain amplifié par rapport à la forme d'onde (c), et ne se rencontre que dans la pé- riode I, o le signal de différence de couleur a une polari- té positive. Le signal de compensation (e) est ajouté au signal de différence de couleur (a) pour constituer le signal représenté en (f). Le signal représenté en (f), lorsqu'on le compare au signal de différence de couleur d'origine (a) fait ressortir l'amélioration de sa résolution pour la composante positive. La raison pour qu'une telle compensation soit effec- tuée principalement du côté positif du signal de différence de couleur est la suivante: généralement, la luminance scien- 8. tifique de couleur de parties d'image en couleurs est trans- férée depuis non seulement le canal de luminance, mais encore du canal de signal de différence de couleur. En particulier, s'agissant d'une couleur très saturée, une composante de lu- minance provenant du canal de signal de différence de couleur est beaucoup plus grande que celle qui provient du canal de luminance. En outre, la composante de luminance provenant du canal de signal de différence de couleur est presque transfé- rée depuis le canal de signal de différence de couleur posi- lO tif, ce qui diminue la résolution d'une image. Par conséquent, le signal de compensation, lorsqu'il est ajouté au signal de différence de couleur positif, pro- duit de lui-même la luminance.scientifique de couleur sur l'image, ce qui a pour effet d'améliorer remarquablement la résolution de l'image. Si le signal de différence de couleur, lorsqu'il n'y a pas utilisation du circuit de transfert non linéaire 13, est fourni directement à l'amplificateur à gain variable 15 comme signal de commande de gain,les signaux de compensation ajoutés à une pluralité de signaux de différence de couleur produisent chacun la composante de luminance sur l'image, ce qui se traduit par le fait que chaque composante de luminance est mutuellement négative, abaissant notable- ment l'effet sur la plupart des images. Par conséquent, le circuit de transfert non linéaire 13 de la présente invention a une signification essentielle et importante. La figure 7 est un schéma sous forme de blocs d'une variante de mode de réalisation de la présente invention,o les blocs identiques à ceux des figures 2 et 3 sont représen- tés par la même référence. En figure 7, un séparateur haute fréquence comprend un filtre passe-haut 22, un inhibiteur de signal 26, un détecteur de niveau de luminance 27, un circuit différentiel 28 et undétecteur d'amplitude 29. Le détecteur de niveau de luminance 27 reçoit un signal de luminance prove- nant d'une source 12 de façon à produire un signal détecté lorsque le niveau du signal de luminance est au-dessus d'un niveau spécifié, le signal détecté étant appliqué à l'inhibi- teur 26. Lors de l'application du signal détecté ci-dessus, 9. l'inhibiteur 26 réduit une composante haute fréquence du signal de luminance provenant du filtre passe-haut 22, ce qui empêche cette composante d'être transférée à l'amplifi- cateur à gain variable 15. Ce mode de réalisation ne permet pas de produire un signal de compensation pour des parties brillantes d'image. En particulier, lorsque le-présent mode de réalisation est appliqué à un canal R-Y, aucun signal de compensation n'est produit pour la couleur chair, laquelle est relativement brillante. Les téléspectateurs sont visuel- lement sensibles à la couleur chair, de sorte qu'une légère coloration ou une colorationm anquant de naturel provoquée par le signal de compensation devient nettement imparfaite, à la suite de quoi le mode de réalisation de la figure 7 est souhaitable et efficace. D'autre part,le signal de luminance provenant de la source 12 est également appliqué au circuit différentiel 28, o une variation de ce signal est détectée, la variation étant appliquée à un détecteur d'amplitude 29. Le détecteur 29, lorsque l'amplitude de la variation est importante, pro- duit un signal de détection et le fournit à l'inhibiteur de signal. En conséquence, lorsque le signal de luminance va- rie trop et produit ainsi un signal de compensation excessif, le signal de détection provoque la réduction par l'inhibiteur 26 de la composante haute fréquence, celle-ci n'étant pas ainsi transférée à l'amplificateur à gain variable 15. Ce mode de réalisation inhibe également la génération d'un si- gnal de compensation indésirable, en rendant effective l'utilisation pratique de la présente invention. De plus, le séparateur haute fréquence 14 est don- né simplement à titre d'exemple, de sorte que tout disposi- tif prélevant la composante haute fréquence du signal de lu- minance peut être utilisable dans le cadre de la présente invention. La figure 8 est un schéma sous forme de blocs d'une autre variante de réalisation de la présente invention, o un circuit de transfert nonlinéaire 13 comprend trois 10. circuits non linéaires 31, 32 et 33 correspondant aux si- gnaux R-Y, G-Y et B-Y, Le circuit 31 a une caractéristique de transfert non linéaire correspondant à la figure 4-(D), ce qui évite la production du signal de compensation sur - l'image de couleur chair. D'autres circuits non linéaires 32 et 33 ont une caractéristique non linéaire correspon- dant à celle de la figure 4-(B), respectivement. Un sépara- teur haute fréquence 14 comprend un circuit d'écrêtage côté positif 30. Le circuit 30 extrait la composante côté 1O positif de lacomposante haute fréquence du signal de luminan- ce, à la suite de quoi le signal de compensation à la sortie de l'amplificateur 15 peut comporter seulement une composante négative, évitant ainsi une coloration inutile de l'image par le signal de compensation. Comme on peut le voir d'après ce qui précède, le compensateur de résolution de couleur de la présente inven- tion permet d'augmenter remarquablement la résolution de l'image de télévision en couleurs,grace à l'utilisation d'un circuit simple. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui ap- paraîtront à l'homme de l'art. 11. REVENDICATIONS 1 - Compensateur de résolution de couleur pour récepteur de télévision en couleurs, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit de transfert.non linéaire connec- té à une source de signaux de différence de couleur et produi- sant un signal de commande de gain par transfert non linéaire d'un signal de différence de couleur; un séparateur haute fréquence connecté à une source de signaux de luminance et donnant à sa sortie une composante haute fréquence séparée d'un signal de luminance; un amplificateur-à gain variable alimenté avec un signal de sortie du circuit de transfert non linéaire et un signal de sortie du séparateur haute fréquence et produisant un signal de compensation par commande avec le signal de gain du gain pour la composante haute fréquence du signal de luminance, et un additionneur pour ajouter sen- siblement chaque sortie de l'amplificateur à gain variable, de la source de signaux de différence de couleur et de la source de signaux de luminance, la sortie additionnée étant utilisée pour la reproduction de l'image. 2 - Compensateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le circuit de transfert non linéaire est pré- vu pour transférer seulement un signal de différence de cou- leur positif de façon à produire un signal de commande de gain, et en ce que l'amplificateur à gain variable est prévu pour commander le gain de la composante haute fréquence du signal de luminance au moyen du signal de commande de gain et produire un signal de compensation. 3 - Compensateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de transfert non linéaire comprend un réducteur de signal de différence de couleur de façon à réduire le signal de différence de cou- leur lorsqu'il dépasse un niveau spécifié. 4 - Compensateur selon la revendication l,carac- térisé en ce que le circuit de transfert non linéaire est prévu pour transférer seulement le signal de différence de couleur au-dessus d'un niveau positif spécifié. - Compensateur selon la revendication 1, caracté- 12. risé en ce que le circuit de transfert non linéaire est prévu pour transférer le signal de différence de couleur sauf dans le cas o il est situé au-dessous du niveau négatif spécifié. 6 - Compensateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le circuit.de transfert non linéaire comprend un premier circuit non linéaire qui reçoit un premier si- gnal de différence de couleur et ne transfère qu'une partie de ce premier signal de différence de couleur au-dessus du niveau positif spécifié de façon à produire un premier si- 1Q gnal de commande de gain; et un second circuit non linéaire qui reçoit un second signal de différence de couleur et réduit une partie de ce second signal au-dessus du niveau po- sitif spécifié de façon à produire un second signal de com- mande de gain; l'amplificateur à gain variable comprenant un premier circuit d'amplificateur à gain variable qui est ali- menté avec la composante haute fréquence du signal de luminan- ce et avec le premier signal de commande de gain de façon à produire un signal de compensation, et un second circuit am- plificateur à gain variable qui est alimenté avec la composan- te haute fréquence du signal de luminance et avec le second signal de commande de gain de façon à produire un signal de compensation. 7 - Compensateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur haute fréquence comprend un filtre passe-haut pour sortir la composante haute fréquence prélevée dans le signal de luminance. 8 - Compensateur selon l'une des revendciations 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur haute fréquence comprend un circuit écrêteur de base pour extraire le signal à l'intérieur d'une plage spécifiée, comprenant le niveau zéro, de la composante haute fréquence du signal de luminan- ce. 9 - Compensateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur haute fréquence comprend un limiteur d'écrêtage du signal de composante hau- te fréquence du signal de luminance dans la plage spécifiée. - Compensateur selon l'une des revendications 13. 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur haute fréquen- ce comprend un circuit d'écrêtage côté positif pour écrê- ter une composante positive du signal de composante haute fréquence du signal de luminance. 11 - Compensateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur haute fréquence comprend un détecteur de niveau de luminance et un inhibi- teur de signal, le détecteur produisant un signal détecté en réponse au signal de luminance au-dessus du niveau spéci- fié, l'inhibiteur réduisant la composante haute fréquence du signal de luminance en réponse au signal détecté prove- nant du détecteur de niveau de luminance. 12 - Compensateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur haute fréquence comprend un détecteur d'amplitude et un inhibiteur de signal, le détecteur produisant un signal détecté en réponse à un ni- veau important de la composante haute fréquence du signal de luminance, l'inhibiteur réduisant la composante haute fréquence du signal de luminance en réponse au signal détec- té provenant du détecteur d'amplitude.