Brevet FR2513837A1 — publié le 19830401

? Dispositif d'enregistrement dtimages par modulation en fréquence de composantes de luminance et de chrominances multiplexées La présente invention se rapporte & l'enregis- trement et la reproduction de signaux de télévision en couleurs, et concerne plus particulièrement un circuit de traitement des signaux de différence de couleurs pour obtenir des images de haute qualité. Différents types de supports d'enregistrement existent actuellement pour enregistrer des signaux de télévision en couleurs, mais la bande passante utilisable est limitée par toute une variété de facteurs qui com- prennent la capacité d'enregistrement du support d'enro- gistrement et les performances du transducteur avec le- quel le signal est enregistré et reproduit Différentes tentatives ont été faites Jusqu'à présent pour utiliser au maximum la bande passante limitée d'enregistrement de signaux de télévision en couleurs qui contiennent beau- coup d'informations telles que des composantes de lumi- nance et do chrominance. La largeur de bande de fréquenoe des enregis- treurs d'images sur bande magnétique du type Grand Publie est couramment limitée à environ 6 M Hz, valeur déterminée par l'entrefer de la tête et la vitesse relative de la bande par rapport à cette dernière Dans un format anté- rieur d'enregistrement, les composantes de différence de couleur sont converties en une plage de fréquences in- férieure de la bande de 6 M Hz et la composante de lumi- nance est modulée en fréquence sur une porteuse de 3,9 M Hz de manière que la bande latérale inférieure de lumi- nance modulée se situe dans la plage de 1,4 à 3,9 M Hz. A la transcription d'une bande magnétique d'image, le signal reproduit à partir de la bande est amplifié avant d'être enregistré sur une seconde bande avec un niveau suffisant pour assurer la protection contre les bruits. Mais le signal reproduit doit être séparé par l'utilisa- tion de filtres en vue de l'amplification linéaire du signal de chrominance et de l'amplification non linéaire de la composante de luminance modulée en fréquence jus- qu'à un niveau de saturation prédéterminé. Un inconvénient de cette disposition antérieure est qu'il n'existe actuellement pas de filtres de sépara- tion possédant des caractéristiques idéales de bande passante, de sorte que le signal transmis n'est pas exac- tement la réplique du signal initial. L'invention élimine les inconvénients de la technique antérieure grace au multiplexage en fréquence des composantes de différence de couleur de manière que l'étnergie de chaque composante de différence de couleur soit concentrée à des fréquences qui sont intercalées avec les fréquences auxquelles l'énergie de l'autre com- posante de différence de couleur est concentrées et en modulant en fréquence le signal multiplexé La composante de luminance est également modulée en fréquence et appli- quée à un premier transducteur, et le signal de différence de couleur multiplexés, modulé en fréquence est appliqué à un second transducteur. Selon une caractéristique de l'invention, chacun des signaux modulés en fréquence présente une distribution d'énergie qui s'étale pratiquement sur toute la plage des fréquences du spectre. Selon un premier aspect, l'invention concerne donc un dispositif d'enregistrement d'image agencé pour enregistrer un signal de télévision en couleur comprenant une composante de luminance et des composantes de diffé- rence de couleur sur un suppprt d'enregistrement, et com- prenant un multiplexeur destiné à multiplexer en fréquen- ce les composantes de différence de couleur de manière que l'énergie de ces composantes de différence de couleur soit concentrée à des fréquences qui sont intercalées avec des fréquences auxquelles est concentrée l'énergie de l'autre composante de différence de couleur, un premier modulateur de fréquence destiné A moduler la composante de luminance et à produire un signal de sortie comprenant des bandes latérales supérieure et inférieure s'étalant pratiquement sur-toute la plage de la bande passante du dispositif d'enregistrement, un second modulateur de fré- quence destiné à moduler les composantes de différence de couleur multiplexées pour produire un signal de sortie ayant des bandes latérales supérieure et inférieure s'étalant pratiquement sur toute la plage de la bande pas- sante et des premièr et second transducteurs couplés respectivement avec les premier et second modulateurs de fréquence et associés avec le support d'enregistrement. Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif d'enregistrement et de reproduction d'images agencé pour enregistrer un signal de télévision en cou- leurs contenant une composante de luminance et des compo- santes de différence de couleur sur un support d'enregis- trement et pour reproduire le signal enregistré, comprenant un multiplexeur destiné à multiplexer en fréquence les composantes de différence de couleur de manière que l'éner- gie de chacune de ces composantes de différence de couleur soit concentrée à des fréquences qui sont intercalées avec les fréquences auxquelles est concentrée l'énergie de l'autre composante de différence de couleur, un premier modulateur de fréquence pour moduler la composante de lu- minance et produire un signal de sortie contenant les ban- des latérales supérieure et inférieure s'étalant piati- quement sur toute la plage de la bande passante du dispo- sitif d'enregistrement et de reproduction, un second mo- dulateur de fréquence pour moduler les composantes de dif- férence de couleur multiplexées et produire un signal de sortie contenant des bandes latérales supérieure et infé- rieure s'étalant pratiquement sur toute la plage de la bande passante, les premièr et second transducteurs as- sociés avec le support d'enregistrement, des premier et second démodulateurs de fréquence, un dispositif de com- mutation destiné à coupler sélectivement les sorties des premier et second modulateurs de fréquence avec respec- tivement les premier et second transducteurs quand le dispositif se trouve dans le mode d'enregistrement, et A coupler les entrées des premier et Second démodula- teurs de fréquence avec respectivement les premier et second transducteurs quand le dispositif se trouve dans le mode de reproduction, et un démultiplexeur destiné à démultiplexer la sortie du second démodulateur de fréquen- ce pour récupérer les composantes initiales de différence de couleur. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaltront au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La F 4 gure 1 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation de l'invention, leas Figures 2 a et 2 b illustrent la distribution d'énergie des composantes de luminance et de chrominance modulées en fréquence, la Figure 3 montre les formes d'ondes de compo- santes de différence de couleur avant d'être multiplexées en fréquence, la Figure 4 illustre une analyse de Fourier des composantes de différence de couleur multiplexées, la Figure 5 iliustre une configuration d'enre- gistrement selon l'invention, la Figure 6 est un schéma simplifié d'un filtre éliminateur de bande, et la Figure 7 illustre les caractéristiques du filtre éliminateur de bande de la Fig 6, Selon la Figure 1, un signal de télévision en couleurs contenant une composante de luminance Y et des composantes de différence de couleur R-Y et B-Y est produit par une source 1, d'une manière bien connue. La composante de luminance Y est appliquée par un amplificateur 2 à un modulateur de fréquence 3 par le- quel elle est modulée sur une porteuse 3,9 M Hz, de sorte que des crates du blanc et des impulsions de synchronisa- tion correspondent respectivement à 4,4 M Hz et 3,4 M Hz et que les bandes latérales supérieures s'étalent prati- quement sur toute la plage de la bande passante du dis- positif, comme le montre la Figure 2 a. Les composantes de différence de couleur R-Y et B-Y sont appliquées par des amplificateurs 10 et 11 à un multiplexeur de fréquence 12 Ce multiplexeur comporte un additionneur 12 a, un inverseur 12 b et un com- mutatour analogique électronique 12 c La composante R-Y amplifiée est appliquée à une entrée de l'additionneur 12 a et la composante B-Y amplifiée est appliquée au con- tact A du commutateur 12 c et à l'entrée de linrerseur 12 b dans la sortie est couplée avec le contactf B du oom- mutateur 12 c, le contact mobile de ce aommutateur 12 c étant relié à une autre entrée de l'additionneur 12 a Le commutateur 12 c réagit à une impulsion de synchronisation horizontale fournie par une source de synchronisation 13 de manière que la polarité de la composante B-Y appliquée à l'additionneur 12 a soit inversée pendant des intervalles alternés de balayage horizontal comme le montre la Fig 3 c. Les deux composantes de différence de couleur sont combinées dans l'additionneur 12 a et appliquées à un modulateur de fr 4 quenoe 14 Il est connu que les sig- naux de différence de couleur de lignes horizontales voi- sines présentent un degré élevé de corrélation d'informa- tion, et par conséquent la sortie du commutateur 12 tc: tend à se répéter sur deux intervalles de balayage horizontal comme le montre la Figure 3 es elle varie donc en fonction du temps, sous la forme f(t+H) f(t), o t est le temps et H est l'intervalle de balayage horizontal Par co Qnsé- quent, une analyse de Fourier des composantes de chrominan- ces montre que l'énergie de la composante R-Y est concen- trée à des fréquences qui sont espacées à de multiples en- tiers de la fréquence des lignes horizontales et que l'énergie du signal B-Y est concentrée à des fréquences qui sont espacées de multiples impairs de la moitié de la fré- quence de lignes horizontales Ainsi, le signal R-Y est intercalé en fréquence avec le signal B-Y comme le montrent respectivement les lignes pleines et pointillées de la Figure 4 Les composantes de différence de couleur intercalées sont appliquées à un modulateur de fréquence 14 pour les moduler sur une porteuse de 3 M Hz, les com- posantes de différence de couleur modulées étant ampli- es par un amplificateur 15 Comme le montre la Fig 2 b, le signal intercalé, modulé en fréquence présente une distribution d'énergie qui s'étale pratiquement sur tout le spectre de fréquence de la bande passante. Le dispositif comporte deux commutateurs jume- lés 5 et 6 pour coupler les sorties des modulateurs de fréquence 3 et 14 avec les t Utes de transducteurs 7 et 8 quand le dispositif fonctionne en mode d'enregistrement. Les composantes de luminance et de différence de couleur sont enregistrées respectivement sur des pis- tes voisines inclinées 7 T et 8 T comme le montre la Fig 5. De cette manière, le signal de télévision en couleurs en- registré utilise dans la plus large mesure la bande pas- sante de l'ensemble De cette manière, le signal de télé- vision en couleurs enregistré utilise dans la plus large mesure la bande passante de l'ensemble. Quand le dispositif est placé en mode de repro- duction, les positions des commutateurs 5 et 6 sont chan- gées pour coupler les transducteurs 7 et 8 avec la partie de reproduction du dispositif La composante de luminance détectée par la tete 7 est appliquée par un préamplifica- teur 16 à un démodulateur de fréquence 17 pour restituer le signal initial de luminance qui est alors appliqué par un amplificateur 18 à une entrée d'un additionneur 26. Les composantes de différence de couleur enre- gistrées sont détectées par la tâte 8 et appliquées par un préamplificateur 19 A un démodulateur de fréquence 20 pour restituer les composantes de chrominance multiple- xées en fréquence, puis à un démultiplexeur de fréquence 21 dont lafonction est inverse dde celle du multiplexeur 12 Ce démultiplexeur comporte un filtre éliminateur de bande 21 a un inverseur 21 b et un commutateur électroni- que analogique 21 c Comme le montre la Fig 6, le filtre éliminateur de bande 21 a comporte un circuit à retard d'une ligne dont l'entrée est reliée au démodulateur de fréquence 20, un additionneur 101 et un soustracteur 102 comportant chacun une première entrée reliée à la sortie du circuit à retard 100 et une seconde entrée re- liée à la sortie du démodulateur de fréquence 20 Les composantes B-Y retardées et non retardées ont des pola rites opposées entre elles et s'annulent dans l'addition- neur 101 tandis que les composantes R-Y retardées et non retardées ont les mmoes polarités et s'additionnent pour produire un signal de sortie Au contraire, dans le sous- tracteur 102, les composantes R-Y retardées et non retar- dées do môme polarité s'annulent et les oomposantes B-Y retardées et non retardées ont des polarités opposées et s'additionnent pour produire un signal de sortie Ainsi, l'additionneur 101 produit une composante R-Y qui est la réplique du signal appliqué à une entrée de l'additionneur 12 a du multiplexeur 12 et le soustracteur 102 produit une séquenoe de composantes B-Y qui change de polarité à cha- que balayage horizontale, reproduisant le signal appliqué à l'autre entrée de l'additionneur 12 a La Figure 7 il- lustre les caractéristiques de bande passante du filtre éliminateur de bande 21, sur laquelle la courbe en traits pleins représente la composante R-Y délivrée par lt addi- tionneur 101 et la courbe en pointillés représente la com- posante 4 (B-Y) délivrée par le soustracteur 102. La composante R-Y provenant du filtre élimina- teur de bande 24 a est appliquée par un amplificateur 22 à un codeur de chrominance 25 do type courant et la com- posante +(B-Y) est appliquée à l'inverseur 21 b dans le- quel sa polarité est inversée Le commutateur 21 o réagit aux impulsions de synchronisation horizontale produites par la source 13 en couplant alternativement l'entrée et la sortie de l'inverseur 21 b à un amplificateur 24 pour produire un signal de sortie ayant la même polarité et -2513837 l'appliquer au codeur de chrominance 25. Le signal de sortie du codeur de chrominance est combiné dans l'additionneur 26 aveole signal de luminance et les impulsions de synchronisation pour pro- duire un signal composite de télévrision en couleurs qui est délivré aune borne de sortie 27. A la transcription de la bande magnétique d'image 9, les signaux A transcrire peuvent étre obtenus aux sorties des amplificateurs 13 et 19. Il a été fait mention d'un enregistreur à bande magnétique, mais le concept de l'invention peut également s'appliquer à des systèmes optiques d enregistrement ain- si qu'aà des systèmes d'enregistrement sur disque à capa- cité. Il est bien entendu que de nombreuses modifica- tions peuvent être apportées au mode de réalisation dé- crit et illustré à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'enregistrement d'images agencé pour enregistrer un signal de télévision en couleurs con- tenant une composante de luminance et des composaemtes de différence de couleurs, sur un support d'enregistrement, et comprenant un premier modulateur de fréquence pour mo- duler ladite composante de luminance et un premier trans- ducteur couplé avec le premier modulateur de fréquence afin d'enregistrer la composante de luminance modulée en fréquence sur une première piste dudit support dienregis- trement, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un multiplexeur ( 12) destiné à multiplexer en fréquence les- dites composantes de différence de couleurs de manière que la concentration d'énergie de chacune des composantes de différence de couleur se produise à des fréquences qui sont intercalées avec les fréquences auxquelles la concen- tration d'énergie de l'tautre composante de différence de couleur se produit, en ce que les bandes latérales sup 6- rieures et inférieures desdites composantes de luminance modulées en fréquence s'étalent pratiquement sur toutes la plage de la bande passante dudit dispositif d'enregistrement, en ce qu'un second modulateur de fréquence ( 14) est prévu pour moduler lesdites copposantes de différence de couleur multiplexées et pour produire un signal de sortie compre- nant des bandes latérales supérieure et inférieure s'éta- lant pratiquement sur toute la plage de ladite bande pas- sante et un second transducteur ( 8) étant connecté à la sortie dudit second modulateur de fréquence ( 14) pour en- registrer les composantes de différence de couleur modulées en fréquence sur une seconde piste dudit support, contre la- dite première piste. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit multiplexeur comporte un disposi- tif ( 12 b, 12 c) destiné à inverser la polarité de l'une des- dites composantes de différence de couleur pendant un inter- valle sur deux de balayage horizontal, et un dispositif ( 12 a) pour combiner ladite composante de différence de couleur inversée avec l'autre composante de différence de couleur. 3 Dispositif de reproduction d'images agencé pour reproduire le signal enregistré sur un support d'en- registrement selon la revendication 1 ou 2, et comprenant un premier démodulateur de fréquence pour démoduler la- dite composante de luminance modulée en fréquence, carac- térisé en se qu'il comporte un second démodulateur de fréquence ( 20) pour démoduler lesdites composantes de différence de couleur modulées en fréquence et un démul- tiplexeur ( 21) pour démultiplexer les composantes de dif- férence de couleurs démodulées afin de récuperer les com- posantes initiales de différence de couleur. 4 Dispositif d'enregistrement et de reproduc- tion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le- dit démultiplexeur comporte un filtre éliminateur de bande ( 21 a) couplé avec -ledit second démodulateur ( 20) pour en séparer le signal de sortie en des composantes de dif- férence de couleur, et un dispositif ( 21 b, 21 c) destiné à inverser la polarité de l' une des composantes de dif- férence de couleur pendant un intervalle sur deux de ba- layage horizontal.