Brevet FR2489064A1 — publié le 19820226

I "Circuit de traitement de signal vidéo." La présente invention concerne un circuit de traitement de signal vidéo comportant un circuit séparateur permettant d'obtenir une composante de signal vidéo de haute fréquence et une composante de signal vidéo de basse fréquence d'un signal vidéo à traiter, comportant au moins un circuit sup- presseur de bruit actif pour une des composantes du signal vidéo. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 715 477 décrit un circuit de traitement de signal vidéo du type mentionné plus haut à utiliser dans des caméras de télévision, dans lequel le circuit suppresseur de bruit agit sur la composante de signal vidéo de haute fréquence et des signaux vidéo de haute fréquence et de faible amplitude sont supprimés dans un circuit sélecteur d'amplitude simple. L'invention a pour but de procurer un circuit convenant davantage pour des récepteurs de télévision. Un circuit de traitement de signal vidéo du type men- tionné plus haut conforme à l'invention est, par conséquent, caractérisé en ce que le circuit suppresseur de bruit est un circuit actif pour la composante de basse fréquence du signal vidéo comportant un filtre en peigne qui comprend un circuit de retard dont un signal de sortie est adjoint à un signal d'entrée dans un circuit combineur. La Demanderesse a constaté qu'à la reproduction, les composantes de bruit de basse fréquence sont les plus gênantes et ne peuvent pas, en pratique, être supprimées au moyen de simples circuits de sélection d'amplitude. Il convient de noter que l'utilisation de filtres en peigne avec des circuits de retard dans des circuits suppres- seurs de bruit est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'A- mérique n0 4 058 836. Cependant, en ne permettant à la sup- pression du bruit, conformément à l'invention, de n'être acti- ve que dans la composante de basse fréquence du signal vidéo, on peut éventuellement réaliser des économies considérables sur le nombre d'éléments du circuit de retard, ce qui peut être important surtout pour une application dans des récep- teurs de télévision. Quelques formes d'exécution de l'invention seront dé- crites ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux des- sins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique d'une forme d'exécution avantageuse d'un circuit de traitement de signal vidéo comportant un circuit suppresseur de bruit conforme à l'invention, - la figure 2 est un schéma de principe d'une forme d'exécution possible d'un circuit combineur à utiliser dans un circuit de traitement de signal vidéo conforme à l'inven- tion; - la figure 3 est un schéma synoptique d'un-circuit de traitement de signal vidéo conforme à l'invention dans le- quel un circuit de retard présentant un retard commutable d'une trame à une autre est utilisé, et - la figure 4 est un schéma synoptique d'un circuit de traitement de signal vidéo conforme à l'invention dans le- quel un signal de chrominance est également traité. Sur la figure 1, à une entrée 1 d'un circuit sépara- teur 3 est amené un signal vidéo qui est séparé en une com- posante de basse fréquence apparaissant à une sortie 5 et en une composante de haute fréquence apparaissant à une sortie 7. Dans le circuit séparateur 3 sont prévus, à cet effet, entre l'entrée 1 et la sortie 5, un filtre passe-bas 9 et, entre l'entrée 1 et la sortie 7, une ligne à retard 11 laissant passer toute la largeur de bande du signal vidéo et présentant le même retard C que celui du filtre passe-bas 9 et un circuit soustracteur 13 dans lequel un signal de sortie du filtre passe-bas est soustrait du signal vidéo retardé. Seule la composante de haute fréquence du si- gnal vidéo reste donc présente à la sortie 7. Pour un signal monochrome, la fréquence de coupure du filtre passe-bas est, de préférence, environ égale à 1 MHz, et, pour un signal de différence de couleur, environ égale à 500 KHz. La composante de haute fréquence obtenue de la sortie 7 est amenée directement à une entrée 15 d'un circuit ad- ditionneur 17 et la composante de basse fréquence provenant de la sortie 5 est amenée par l'intermédiaire d'un circuit suppresseur de bruit 19 connecté comme un filtre en peigne, à une autre entrée 20 du circuit additionneur 17. Le circuit suppresseur de bruit 19 est formé par un circuit combineur 21 dont une entrée 23 est connectée à la sortie 5 du circuit séparateur 3 et dont une sortie 25 est connectée à l'entrée 20 du circuit additionneur 17 et à une entrée 27 d'un convertisseur analogique-numérique 29. Une sortie 31 de ce convertisseur est connectée à une entrée 33 d'un circuit de retard numérique 35 dont une sortie 37 est connectée à une entrée 39 d'un convertisseur numérique-ana- logique 41 dont une sortie 43 est connectée à une autre en- trée 45 du circuit combineur 21. Pour assurer une bonne suppression du bruit, le circuit de retard 35 peut avoir un retard d'un temps d'image. Dans le circuit combineur 21, l'entrée 23 est connec- tée à une entrée 47 d'un circuit soustracteur 49 et l'en- trée 45 est connectée à une autre entrée 51 du circuit sous- tracteur 49. Une sortie 53 du circuit soustracteur est con- nectée, par l'intermédiaire d'un circuit de transmission variable 55, à une entrée 57 d'un circuit additionneur 59 dont une autre entrée 61 est connectée à l'entrée 45 du cir- cuit combineur 21 et dont une sortie 63 est connectée à la sortie 25 du circuit combineur 21. Le circuit de transmission variable 55 peut être un circuit dont le facteur de transmission dépend d'une ten- sion qui est dérivée du signal vidéo, par exemple à l'aide d'un détecteur de mouvement ou d'un circuit non linéaire. Il est aussi psssible de réaliser ce circuit de transmission variable, comme un circuit non linéaire, de telle sorte que son facteur de transmission dépende de l'amplitude de son signal d'entrée. Le fonctionnement du circuit suppresseur de bruit est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 058 836 auquel on se réfère. Un avantage du circuit de la figure 1 est que le cir- cuit combineur 21 est contenu dans la partie de traitement de signal analogique, seul le circuit de retard traitant des signaux numériques. Le circuit séparateur 3 peut ainsi être d'une réalisation simple. Des déviations de si- gnaux résultant de défauts dans le filtre 9 sont, à cause de la réalisation complémentaire du circuit séparateur 3, amenées en sens opposé au circuit additionneur 17, de sorte qu'elles s'y compensent. Etant donné qu'aucun échantillon- nage n'est pré-Tu dans le trajet de signaux allant de la sortie 5 du circuit séparateur 3 vers le circuit addition- neur 17, il n'y a pas de risque que s'y produisent des che- vauchements indésirables de spectres de fréquences (aliasing). La présence éventuelle de tels chevauchements dans le convertisseur 29 semble ne pas être gênante parce qu'ils n'apparaissent que pour des sauts de signaux et ne sont pas transférés par le circuit combineur 21. De plus, le circuit combineur 21 peut être réalisé d'une manière simple sous une forme analogique. Une forme d'exécution en est illustrée à la figure 2. Cependant, il va de soi qu'il est possible aussi de réaliser le circuit combineur 21 et le circuit additionneur 17 sous forme numérique, à condition de prendre les mesures nécessaires pour éviter la suppression de phénomènes pertur- bateurs. Le circuit suppresseur de bruit 19 est, dans cette forme d'exécution, représenté comme un circuit récurrent, mais on peut utiliser, le cas échéant, un circuit transver- sal. Sur la figure 2, les parties correspondant à celles de la figure 1 sont désignées par les mêmes chiffres de ré- férence. Les entrées 45 et 23 sont connectées, respective- ment, aux bases d'émetteurs-suiveurs 65 et 67 qui compren- nent chacun dans leur circuit d'émetteur un montage en sé- rie de trois diodes 69 ou 71 et une source de courant 73 ou 75. Les diodes 69, 71 servent à permettre un dacalage de niveau en courant continu. Les signaux présents aux entrées et 23 sont transmis par -les émetteurs-suiveurs 65, 67 aux connexions des sources de courant 73, 75 avec les dio- des 69, 71 qui sont connectées aux bases des transistors 77 et 79, respectifs,-dont les émetteurs sont chacun connec- tés, par l'intermédiaire d'une résistance 81, 83, à une source de courant 84. Le collecteur du transistor 79 est connecté à un transistor 85 monté en diode qui est connec- té en parallèle au trajet de base-émetteur d'un transistor 86 et forme avec ce transistor un circuit de miroir de cou- rant. Les collecteurs des transistors 86 et 77 sont connec- tés à un montage en série de diodes 87, 89 dont la jonction est connectée à l'émetteur du transistor 67 et auxquels sont connectées, en outre, deux résistances 91, 93 qui, par ail- leurs, sont connectées aux extrémités d'une résistance 95. La tension à la jonction des résistances 93 et 95 ou 91 et 95 est transmise, par l'intermédiaire d'un émetteur- suiveur 97 ou 99, à la sortie avec un facteur de transmis- sion déterminé par la polarisation de l'émetteur-suiveur. Cette polarisation est assurée par les diodes 87, 89. Une résistance 101 de l'émetteur du transistor 65 vers la sor- tie 25 forme, avec la jonction des émetteurs des transistors 97, 99 vers la sortie 25, un circuit additionneur qui peut être comparé avec le circuit additionneur 59 de la figure 1. Les transistors 97, 99 forment un circuit soustrac- teur non linéaire qui peut être comparé avec une combinaison des circuits 49 et 55 de la figure 1. La différence entre les tensions à la jonction des résistances 91 et 93 et aux émetteurs des transistors 97, 99 est transmise avec une atténuation dépendant de la différence entre les amplitudes des signaux aux entrées 23 et 45 par les transistors 97 et 99 et est additionnée à la tension présente à la jonction de l'émetteur du transistor 65 et de la résistance 101. Pour une différence importante entre les tensions présentes aux entrées 23 et 45, qui se présente lorsque aucune corrélation n'existe entre ces signaux, une tension élevée est produite au passage d'une des diodes 87, 89 par les transistors 77, 86, pilotés par les signaux d'entrée. un des émetteurs-suiveurs est alors conducteur sans atté- nuation et la tension présente à la sortie 25 n'est à peu prés déterminée que par celle présente sur l'émetteur du transistor 67 et donc sur l'entrée 23. Si la différence entre les tensions aux entrées 23 et est plus faible et s'il y a donc davantage de corréla- tion entre les signaux, la.polarisation produite sur une des diodes 87, 89 pour les émetteurs-suiveurs 97, 99 diminue à la suite de quoi son facteur de transmission diminue, au point que l'apport du signal à l'émetteur du transistor 65 au signal présent à la sortie 25 devient plus important. A la sortie 25 apparaît alors une somme des signaux présentés aux entrées 23 et 45. La caractéristique de transmission des émetteurs-sui- veurs 97, 99 peut, en outre, le cas échéant, encore être influencée par un pilotage de la source de courant 84, par exemple au moyen d'un signal dépendant de l'amplitude du bruit. Sur la figure 3, on utilise pour des parties corres- pondantes les mêmes chiffres de référence que dans les au- tres figures. Entre la sortie 31 du convertisseur analogique- numérique 29 et l'entrée 39 du convertisseur numérique-ana- logique 41 est prévu, dans ce cas, un circuit de retard comportant un montage en série d'une ligne de.retard 103 qui présente un retard d'un temps de trame moins un demi-temps de ligne. (R-1/2L) et un inverseur 105 qui, d'une trame à l'autre, prend une autre position et assure la connexion de la ligne de retard 103 à la sortie 31 du convertisseur ana- logique-numérique 29, pendant la première trame, directement, et, pendant l'autre trame, par l'intermédiaire d'une ligne de retard 107 présentant un retard d'un temps de ligne (L). Avec un tel circuit de retard, on peut obtenir une suppres- sion du bruit qui est presque égale à celle qui peut être obtenue avec un retard d'image, tandis qu'aucun motif d'ima- ge perturbateur n'apparaît, comme c'est le cas lors de l'u- tilisation d'un retard de trame. Ce circuit assure une éco- nomie suppélmentaire d'éléments, ce qui le rend encore mieux approprié à une application dans des récepteurs de télévi- 7- sion. En dehors des récepteurs de télévision, des circuits conformes à l'invention peuvent bien entendu être utilisés par exemple dans d'autres dispositifs de reproduction de signaux vidéo, comme par exemple dans des dispositifs de reproduction pour des enregistreurs vidéo ou des disposi- tifs de reproduction pour les signaux vidéo obtenus au moyen de capteurs d'ultra-sons. Lors de l'utilisation d'un circuit non linéaire numé- rique 55, ce circuit peut, par exemple, être réalisé sous forme d'une mtémoire fixe programmable (PROM). Sur la figure 4, les parties correspondantes du cir- cuit sont désignées par les mêmes chiffres de référence que dans les figures précédentes. Pour leur description il convient de s'y référer. En dehors d'une suppression de bruit dans la partie basse fréquence VL d'un signal vidéo Y, une suppression de bruit est produite dans un signal de chrominance CHR qui est aussi amené à l'entrée 1. Ce signal de chrominance CHR com- porte deux composantes de signal de différence de couleur U et V modulées sur une sous-porteuse. A la sortie 5 du circuit séparateur 3 le signal de chrominance CHR s'ajoute à la composante de haute fréquence yH du signal vidéo. Le signal total YH + CHR à la sortie 5 du circuit séparateur 3 est amené à une entrée 109 d'un circuit démodulateur 111, à une entrée 113 d'un circuit os- cillateur 115 et à une entrée 117 d'un circuit soustracteur 119. Le circuit oscillateur 115 produit, à l'aide d'un si- gnal de synchronisation couleur présent dans le signal amené à son entrée 113, deux signaux de référence déphasés réci- proquement de 90 qui apparaissent respectivement aux sor- ties 121 et 123 du circuit oscillateur et sont amenés aux entrées 125 et 127 respectives du circuit démodulateur. Par une démodulation synchrone du signal de chrominance à l'aide de ces signaux de référence, on obtient, à une sortie 129 du circuit démodulateur 111, le signal de différence de couleur U et, à une sortie 131, le signal de différence de couleur V. Les signaux de différence de couleur U et V sont ame- nés, respectivement, aux émetteurs de deux transistors com- plémentaires 13.3, 135 et 137, 139 dont les bases sont ali- mentées par deux sources de courant respectives 141, 143 et , 147. Ces sources de courant 141, 143, 145, 147 sont pilotées par un détecteur de mouvement 149 dont une entrée est connectée à la sortie 53 du circuit sous- tracteur 49. Ce détecteur de mouvement 149 règle aussi l'at- ténuation de l'atténuateur 55 dans le circuit suppresseur de bruit pour la partie basse fréquence YL du signal vidéo. Les collecteurs des transistors 133, 135 et 137, 139 sont connectés, respectivement, aux prises médianes des divi- seurs de tension 151, 153 et 155, 157, entre leurs bases. Une prise médiane d'un autre diviseur de tension 159,161 ou 163, 165 entre les bases est connectée par l'intermé- diaire d'une résistance 167 ou 169 à une sortie d'un cir- cuit soustracteur 171 ou 173 dont le retard est égal à celui du circuit de retard formé par la ligne de retard 103, l'inverseur 105 et la ligne de retard 107 dans le circuit suppresseur de bruit pour la partie de basse fréquence YL du signal vidéo. Ce retard est, dans la première période de trame, d'un temps de trame moins un demi-temps de ligne et, dans la période de trame suivante, d'un temps de trame plus le demi- temps de ligne, mais peut aussi, par exemple, être pris égal à un temps d'image. Une entrée du circuit de retard 171 ou 173 est connec- tée aux collecteurs interconnectés des transistors 133, 135 ou 137, 139 et, par l'intermédiaire d'une résistance 175 ou 177, à la prise médiane du diviseur de tension 159, 161 ou 163, 165. Les transistors 133, 135 ou 137, 139 fonctionnent comme un circuit non linéaire pour le signal de différence qui est produit entre leurs bases et leurs émetteurs à la suite du signal provenant de la sortie 129 ou 131 du circuit démodulateur 111 et du signal provenant de la sortie du cir- cuit de retard 171 ou 173. Au signal de différence résultant qui apparaît aux collecteurs des transistors 133, 135 ou 137, 139 est ajouté le signal de sortie du circuit de retard 171 ou 173. Une faible amplitude de signal de différence est transmise par les transistors 133, 135 ou 137, 139 avec une forte atté- nuation et une amplitude de signal de différence importante est transmise avec une atténuation qui est voisine de l'u- nité. L'amplitude du signal aux collecteurs pour laquelle cette atténuation est à peu près égale à l'unité, dépend du courant fourni par les sources de courant 141, 143 ou , 147. Les collecteurs interconnectés des transistors 133, ou 137, 139 sont connectés, en outre, à une sortie 179 ou 181 de laquelle est obtenu un signal de différence de cou- leur U ou V dans lequel une suppression de bruit a eu lieu et à une entrée 183 ou 185 d'un circuit modulateur 187 dont une autre entrée 189, 191 est connectée à la sortie 121 ou 123 du circuit oscillateur 115. Un signal de chrominance CHR modulé en quadrature dans lequel le bruit est supprimé apparaît ainsi à une sor- tie 193 du circuit modulateur 187. Ce signal est amené à une autre entrée 195 du circuit soustracteur 119 et y est sous- trait du signal YH + CHR, de sorte qu'à une sortie 197 de ce circuit seul le signal YH apparaît. Ce signal YH est amené à l'entrée 15 du circuit addi- tionneur 17 et y est ajouté au signal YL amené à son entrée 20, de sorte que le signal Y - YL + yH apparaît à une sortie 199 du circuit additionneur 17. Dans ce signal Y apparaissant à la sortie 199 du cir- cuit additionneur 17, le bruit est supprimé dans la partie de basse fréquence et la diaphotie chrominance vers luminan- ce (cross luminance) est supprimée dans la partie de haute fréquence. Etant donné que le détecteur de mouvement 149 influen- ce aussi les circuits non linéaires 133, 135 et 137, 139 dans les trajets de signaux U et V, pour des images dans lesquel- les aucun mouvement ne se produit, non seulement le bruit, mais également la diaphotie de luminance vers chrominance (cross colour) est supprimée dans les trajets de signaux U et V. Ceci se produit indépendamment de l'utilisation de la suppression de la diaphotie "cross-luminance" mentionnée plus haut. Bien que dans les circuits de retard 171, 173 et 103, 105, 107, on puisse utiliser, le cas échéant, une mémoi- re d'image, l'utilisation d'une mémoire de trame, comme indi- qué sur le dessin, assure une suppression plus rapide de la diachromie dite "cross-couleur". Bien que dans cette forme d'exécution, un circuit pour le traitement d'un signal PAL soit décrit, on peut utiliser un tel circuit pour un signal N. T.S.C. Dans le circuit pour le traitement du signal PAL, la moyenne des signaux U et V peut être établie par les circuits suppresseurs de bruit. Le cas échéant, un seul circuit suppresseur de bruit pour les signaux U et V peut suffire lorsque ces signaux sont amenés par le circuit suppresseur de bruit dans des conditions de multiplexage dans le temps. Ceci est avant tout favorable lorsque le circuit suppresseur de bruit con- vient pour le traitement de signaux numériques. Dans les formes d'exécution précitées, des circuits analogiques ont été indiqués pour les circuits non linéaires dans les circuits suppresseurs de bruit. Il est bien entendu possible d'utiliser d'une manière adéquate des circuits non linéaires numériques qui peuvent être formés, par exemple;, par une mémoire fixe programmable (PROM). REVENDICATIONS 1.- Circuit de traitement de signal vidéo comportant un circuit séparateur permettant d'obtenir une composante de signal vidéo de haute fréquence et une composante de signal vidéo de basse fréquence d'un signal vidéo à traiter, com- portant au moins un circuit suppresseur de bruit actif pour une des composantes du signal vidéo, caractérisé en ce que le circuit suppresseur de bruit est un circuit actif pour la composante de basse fréquence du signal vidéo comportant un filtre en peigne qui comprend un circuit de retard dont un signal de sortie est adjoint à un signal d'entrée dans un circuit combineur. 2.- Circuit de traitement de signal vidéo suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit suppres- seur de bruit actif pour la composante de basse fréquence de signal vidéo comporte un détecteur de mouvement dont une sor- tie est connectée à un circuit non linéaire dans un circuit suppresseur de bruit pour l'information couleur pour une ima- ge à reproduire au moyen du signal vidéo. 3.- Circuit de traitement de signal vidéo suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit pour la suppression de l'information couleur dans la partie haute fréquence du signal vidéo, au moyen d'information cou- leur provenant du circuit suppresseur de bruit pour infor- mation couleur. 4.- Circuit de traitement de signal vidéo suivant l'une quelconque des revendications précédentes destiné à un sys- tème de télévision entrelacé, caractérisé en ce que le cir- cuit de retard du filtre en peigne a un temps de retard actif commutable pour le circuit suppresseur de bruit qui, pendant un temps d'analyse de trame, est d'un temps de trame plus un demi-temps de ligne et pendant un temps d'ana- lyse de trame suivant d'un temps de trame moins un demi-temps de ligne. 12 2489064 5.- Circuit de traitement de signal-vidéo suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit séparateur et le circuit combineur ont la for- me de circuits analogiques et le circuit de retard a la for- me d'un circuit numérique.