Brevet FR2486337A1 — publié le 19820108

La présente invention concerne un dispositif de compensation du scintillement de l'image telle qu'elle apparaît à la sortie d'une caméra video dont la cible ne reçoit d'illumination qu'une trame sur deux et pendant une partie seulement du balayage. En effet dans ce cas le premier balayage trame prélève les charges électroniques produites par les les photons incidents au détriment du deuxième balayage. Cette situation se rencontre lorsqu'un objet est éclairé pendant un temps bref par un dispositif d'éclairage stroboscopique, ou par un projecteur de film cinématographique de table de montage, ou lorsqu'il s'agit d'une caméra video branchée sur le viseur d'une caméra-film. I1 est en effet de pratique courante d'équiper les caméra-films à miroir-obturateur tournant d'une caméra-video qui transforme l'image prélevée sur l'écran-dépoli du viseur en un signal video permettant le contrôle immédiat sur cathoscope, ou l'enregistrement sur magnétoscope. Cet assemblage donne satisfaction tant que la camérafilm ne tourne pas, mais dès que commence la prise de vue sur film, le miroir-obturateur ne dispense de la lumière sur l'écran dépoli, partant sur la caméra video, que la moitié du temps. A ce moment-là l'image video transmise est entachée d'une forte modulation d'amplitude: l'écran du cathoscope présente à l'observateur une image à forte scintillation très vite fatigante. Pour éliminer ce scintillement, différentes méthodes sont utilisables. Une première méthode eonsiste en une modulation du gain de la chaîne d'amplification du signal video. En effet puisqu'il y a perte de signal lorsque la cible video n'est éclairée que la moitié du temps, on compense cette perte en faisant agir un amplificateur dont le gain est variable en fonction du temps. Pour cela on doit multiplier l'amplitude du signal L (t) par une fonc tion F (t). A cause de phénomènes non linéaires (correction de g , ré- manence) la correction dépend du temps et de l'amplitude du signal luimême soit: F = F (t, L (t) les corrections nécessaires sont du type: b12(t) + CL3 F = 1 + aL (t) + bL2(t) + CL (t) / g (t) ou g (t) = 1 - t o To Cette correction polynomiale est très délicate à maintenir sur du matériel industriel car les coefficients ne sont pas indépendants et ils varient d'une cible à l'autre, la compensation bien que satisfaisante n'est pas parfaite. Elle ne peut etre retenue pour corriger les images comportant des gammes de gris. Une autre méthode consiste à n'explorer la cible que pendant une trame sur deux et à mettre en mémoire le résultat pour le présenter une deuxième fois. De la sorte le signal des trames paire et impaire est rigoureusement identique. L'inconvénient majeur de cette méthode vient de ce que pour ne pas dégrader la qualité et la définition de l'image il faut échantillonner à haute fréquence tout le contenu de la trame; cela oblige à utiliser des dispositifs très rapides et à forte capacité de mémoire: de l'ordre de 50 Mbit/seconde et 1,5 Mbit de mémoire. Un dispositif réalisé selon ce principe est beaucoup trop cher pour être adopté dans un viseur video de caméra-film et dans la plupart des applications industrielles. La présente invention remédie à ces difficultés en procurant un dispositif qui ne présente ni les difficultés de réglages de la solution 1 ni le coût de la solution 2. Ce dispositif repose sur les trois principes suivants, utilisés en combinaison Premier principe: Comme le scintillement est du à une différence entre deux trames successives il est possible d'éliminer cette différence en constituant un signal qui est la demi-somme de la trame en cours d'analyse et de la trame suivante. Cette demi-somme est obtenue en introduisant un retard égal à la période-trame sur l'une des deux voies de propagation du signal video (fig. 2). Deuxième principe -: L'oeil n'est véritablement sensible au scintillement que sur les plages larges responsables du modelé de l'image; il suffit donc de ne traiter que les basses fréquences video, ce qui réduit considérablement la quantité d'échantillons qu'il faut tenir en mémoire dans la voie retardée, de même que la vitesse à laquelle doivent fonctionner les circuits d'entrée-sortie de la mémoire. I1 devient même possible d'utiliser comme mémoire de trame des dispositifs peu performants, fonctionnant en analogique, tels que tube à mémoires video, disques tournant pour enre trement magnétique ou optique, ou mémoires à chaîne & seaux. Troisième principe: L'oeil n'étant que très peu sensible à la scintillation introduite par la modulation de l'amplitude des signaux haute-fréquence qui représentent les détails fins on peut se contenter d'une transmission permaente de ces détails fins qui ne sont traités que grossièrement par la méthode de modulation du gain selon la loi polynomiale F CT). On peut même omettre totalement ce traitement et transmettre les hautes fréquences sans aucune correction d'amplitude. On décrira ci-après à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente une caméra video la branehée sur une caméra-film lb; l'écran dépoli lé est illuminé à mi-temps par le miroir-obturateur lc. La figure 2 est un schéma synoptique d'un dispositif anti-scintillement comportant d'une part une voie directe hautes et basses fréquences video avec un circuit 2a de compensation de retard de groupe et d'autre part une voie analogique retardée avec filtre basse fréquence 2b une mémoirtanalogique ou digitale 2c et un mélangeur 2d. La figure 3 est un schéma synoptique du dispositif comportant trois voies : une directe basse fréquence, une retardée basse fréquence, et une directe haute fréquence. On décrira maintenant en se référant tout particulièrement à la figure 3 une forme d'exécution du circuit de traitement anti-scintillement. Le circuit reçoit le signal video de la caméra et l'applique à trois voies: la voie centrale, dite voie directe comporte un filtre passe-bas 3a qui équilibre le contenu et le retard de propagation du signal avec celui de la voie inférieure. La voie inférieure, comporte un filtre passe-bas 3b pouvant etre réglé entre 200 EHz et quelques MHz, suivi d'un échantillonneur-digitaliseur 3c, d'une mémoire 3d, d'un convertisseur digital-analytique filtré 3c, et d'un circuit de gestion 3f assurant la ressortie du signal en phase avec la trame suivante qui transite dans la voie centrale. La voie supérieure dite voie haute fréquence comporte un filtre pas se haut 3g, un retardateur du groupe 3k, un accentuateur de détails 3h (fonctionnant par accentuation en 6dB/Oct, ou par application du lapla- cien du signal) suivi d'un modulateur 3j synchronisé par un signal Sy, detthase connue par rapport à l'illumination de la cible. Ce modulateur permet d'appliquer la modulation en fonction du temps t et de l'amplitude du signal video L selon la loi F = 1 = aL (t) + bi2 (t) + cL (t)/g (t) ou g = 1 - t et tE(3,2 To) To = période trame To Un mélangeur -3m additionne à parts égales les signaux en provenance des voies centrale et inférieure et injecte, à amplitude réglable par rapport aux deux autres, les signaux de la voie supérieure. I1 faut noter que le signal Sy peut être obtenu soit en détectant la position du miroir obturateur de la caméra, ou de tout obturateur ou de tout signal déclenchant un éclair lumineux soit en disposant non loin de la cible 3n un détecteur opto-électrique 3p sensible au flux illuminant la cible elle-même. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réduction du scintillement du signal sortant d'une caméra video dont la cible est illuminée de façon intermittente, caractérisé en ce qu'il comprend une première voie véhiculant les composantes basses et moyennes fréquences du signal video, une deuxième voie véhiculant les composantes basses et moyennes fré quences du signal video, au travers d'un circuit de mémoire de trame, où le décalage entre signaux de sortie et d'entrée est tel, qu'il assure la mise en phase des signaux de trames paires et im paires dans un additionneur mélangeant les signaux de la seconde voie avec ceux de la première, et enfin une troisième voie qui dirige vers le mélangeur les composantes haute fréquence du signal video en les recalant en phase avec le groupe issu de la première voie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et troisième voies sont confondues, le signal video com plet étant véhiculé au travers d'un circuit de préaccentuation de détails et d'un circuit retardateur de vitesse de groupe, avant autre additionné aux composantes basses et moyennes fréquences, retardée d'une période trame, issues de la deuxième voie. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troi sième voie pour composantes video haute fréquence comporte un cir cuit de modulation du signal video, synchronisé à l'émetteur ou l'obturateur de lumière, par des moyens mécaniques ou opto-élec triques. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le circuit de modulation synchronisé assure l'addition de trois signaux de correction, un premier signal proportionnel à l'amplitude du signal principal, un deuxième signal proportionnel au carré du signal principal, un troisième signal proportionnel au cube du signal principal multiplié par l'inverse d'un signal évoluant dans le temps qui est la différence à l'unité du rapport du temps qui s'écoule entre le moment de synchronisation et deux fois la pério de de trame, avec la période de trame elle-meme. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que la troisième voie pour signaux hautes fré quences comporte un circuit d'amélioration de détails par utilisa tion du laplacien du signal. 6. Dispositif selon les revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que le signal de synchronisation est obtenu par un détecteur opto électrique excité par le même émetteur lumineux que celui qui impres sionne la cible de la caméra video. 7. Dispositif selon les revendications 1, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que la détection de l'absence de signal de synchronisation décon necte la deuxième voie et commute le gain du sommateur mélangeur à deux fois sa valeur normale.