Brevet FR2525418A1 — publié le 19831021

Circuit de réduction de bruit vidéo présentant des caractéristiques transitoires améliorées Dans un circuit de réduction de bruit vidéo de la technique antérieure, représenté et décrit dans la demande de brevet US 389 041, déposée le 16 juin 1982, le signal vidéo d'entrée est filtré à l'aide d'un filtre passe-bas pour éliminer les composantes de bruit Le signal vidéo d'entrée est en même temps retardé par rapport au signal appliqué au filtre passe-bas et est combiné de façon destructive avec la sortie du filtre pour fournir un signal de différence à un limiteur de manière à engendrer une tension de décalage Cette tension de décalage est combinée avec le signal d'entrée vidéo non-retardé. Toutefois, en raison de la valeur importante du temps de montée impliqué dans le filtre passe-bas, le circuit de réduction de bruit de la technique antérieure engendre une zone blanche indésirable avant l'apparition d'une transition du noir au blanc et une zone noire indésirable avant l'appa- rition d'une transition du blanc au noir Cette dernière zone noire est particulièrement visible et nuit à la qualité de l'image. C'est pourquoi, la présente invention a pour objet un circuit de réduction de bruit vidéo qui améliore la qualité de l'image en réduisant ou en éliminant les zones blanches et noires précédentes tout en maintenant la possibilité de réduire le bruit haute fréquence. Le circuit de réduction de bruit selon l'invention comprend un moyen de filtrage destiné à être traversé par un signal vidéo, un moyen pour retarder le signal vidéo, un moyen pour détecter la différence entre le signal vidéo retardé et le signal de sortie du moyen de filtrage et pour engendrer à partir de cette différence un signal de différence, un limiteur présentant un niveau de limitation prédéterminé pour éliminer la partie du signal de différence qui se trouve au-dessus de ce niveau de manière à engendrer une tension de décalage, et un moyen pour combiner la tension de décalage avec le signal retardé. Selon l'inventions le circuit de réduction de bruit comprend, en outre, un moyen de génération de forme d'onde qui réagit au signal vidéo en engendrant une forme d'onde présentant une pente de montée qui croit immédiatement après une transition du signal vidéo d'un premier niveau à un second niveau et une pente de descente diminuant immédiatement après une transition du signal vidéo du second niveau au premier niveau, cette forme d'onde étant combinée avec le signal retardé en tant qu'une partie de la tension de décalage. De préférence, la forme d'onde est engendrée par un circuit comprenant un second moyen de filtrage présentant une constante de temps plus petite que la constante de temps du premier moyen de filtrage destiné à être traversé par le signal vidéo, un moyen pour atténuer le signal de sortie du second moyen de filtrage par rapport au signal de sortie du premier moyen de filtrage, et un moyen pour faire la somme du signal atténué et de la sortie du premier moyen de filtrage. Le signal vidéo d'entrée est en même temps retardé par rapport au signal appliqué aux premier et second moyens de filtrage et combiné de façon destructive avec la sortie du moyen de sommation pour engendrer le moyen de différence. De préférence, la forme d'onde est complétée par un signal supplémentaire qui est engendré par un second moyen de temporisation destiné à retarder la sortie du second moyen de filtrage et par un second moyen d'atténuation pour réduire la sortie du second moyen de temp isation La forme d'onde complétée est sensiblement complémentaire du signal vidéo retardé. On va maintenant décrire la présente invention de façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés, sur lesquels X la figure 1 est un schéma synoptique d'un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 représente un détail d'un filtre passe- bas de la figure 1; la figure 3 est un diagramme de forme d'onde utilisé pour décrire le fonctionnement de l'invention; la figure 4 est une représentation d'une variante de mode de réalisation; et la figure 5 est un schéma synoptique d'un second mode de réalisation de l'invention. En se référant maintenant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un circuit de réduction de bruit selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention Ce circuit est adapté pour recevoir à une borne d'entrée 1 un signal de luminance démodulé en fréquence et pour délivrer à une borne de sortie 2 un signal de sortie à bruit compensé Le circuit de réduction de bruit comprend un circuit de temporisation 10 et des filtrespasse-bas 11 et 12 Le filtre passe-bas 11 est conçu suivant une fonction de Bessel, dont un exemple type est représenté sur la figure 2 et qui est caractérisé par un temps de montée constant, de façon caractéristique dans une plage comprise entre 0,5 et 2 microsecondes Par contre, le fitre passe-bas 12 est un filtre RC présentant un temps de retard plus petit que celui du filtre 11. Le circuit de temporisation 10 est couplé à la borne d'entrée pour introduire un temps de retard égal à une période de balayage de ligne horizontale moins T qui peut être le temps de montée propre du circuit de temporisation et être sensiblement égal au temps de montée du filtre passe-bas 11. En raison de la forte corrélation des signaux entre les lignes de balayage horizontales adjacentes, le signal a sur la ligne horizontale suivante est presque identique à celui présent sur la ligne précédente Par conséquent, le signal a présent sur la ligne suivante apparatt comme s'il était retardé d'une période T par rapport au signal b, comme représenté sur la figure 3. La sortie du circuit de temporisation 10 est appliquée auxfiltres 11 et 12 o la composante de bruit du signal vidéo est éliminée La sortie, exempte de bruit, du filtre 11 est appliquée à une entrée d'un additionneur 14 sous la forme d'un signal c et la sortie, exempte de bruit, du filtre 12 est appliquée sous la forme d'un signal d à un atténuateur 13 et, de là, à une seconde entrée de l'additionneur 14 sous la forme d'un signal d' En raison de la valeur de temps plus grande que celle du filtre 12, la sortie c du filtre 11 augmente linéairement en un point retardé par rapport au flanc de montée du signal b, tandis que la sortie du filtre 12 présente un flanc de montée exponentiel qui apparait plus tôt que le flancde montée linéaire de la sortie du filtre 11. Le signal d est réduit de façon appropriée par l'atténuateur 13 par rapport au signal c Les signaux c et d' additionnés dans l'additionneur 14 donnent un signal combiné e Ce dernier signal est appliqué à l'entrée négative d'un amplificateur différentiel 15 et est combiné avec le signal a appliqué à la borne positive de cet amplificateur La différence entre les signaux a et e est donc détectée et est appliquée k un limiteur 16 présentant un niveau de limitation représenté en L sur la figure 3 pour engendrer une tension de décalage f Cette tension de décalage est appliquée à une entrée négative d'un amplificateur différentiel 17 qui reçoit son entrée positive de la borne d'entrée 1 Comme indiqué par une forme d'onde & sur la figure 3, la sortie de l'amplificateur différentiel 17 présente une transition du noir au blanc qui correspond à la transition du noir au blanc du signal a et un palier avant présentant un flanc antérieur &$ qui s'élève à partir du niveau du noir En raison de la compensation introduite par le flanc du signal d qui s'élève immédiatement après la transition du noir au blanc du signal b le flanc antérieur È s'élève à une allure réduite en réponse à cette transition. En ce qui concerne la transition du blanc au noir du signal d'entrée a, les signaux a et b présentent une relation de tension qui est opposée à la relation précédente Le signal g s'affaisse donc en réponse à la transition du blanc au noir du signal b à une allure qui décroit progressivement en formant un flanc g" puis se stabilise pour former un palier arrière avant de descendre brusquement jusqu'au niveau du noir. De préférence, on place un atténuateur 18 dans le circuit de sortie du limiteur 16 Cet atténuateur est utilisé pour effectuer des ajustements sur le signal f de sortie du limiteur dont l'amplitude est inférieure au niveau de limi- tation du limiteur par rapport à l'amplitude du signal a appliqué à l'amplificateur différentiel 17 Si les signaux a et f présentent un rapport de tension de 1: 1, on peut supprimer totalement les composantes de bruit, et si ce rapport est de 1: 0,7, on peut diminuer le niveau des paliers avant et arrière, bien que la suppression du bruit puisses'en trouver quelque peu dégradée Toutefois, le rapport de 1: 0,7 est avantageux étant donné qu'il a pour effet de donner à l'image une luminance réduite aux limites entre le blanc et le noir et une proportion de luminance bien équilibrée sur la totalité de l'écran. Dans une variante de réalisation, on pourrait aussi bien utiliser un circuit de temporisation 19 présentant un temps de retard T au lieu du circuit de temporisation 10 représenté sur la figure 4 Ce circuit de temporisation 19 est monté dans un circuit disposé entre la borne d'entrée 1 et les bornes positives des amplificateurs différentiels 15 et 17 Le signal vidéo d'entrée présent à la borne 1 est appliqué directement aux filtres passe-bas 11 et 12 sous la forme d'un signal b et la sortie du circuit de temporisation 19 est appliquée aux amplificateurs 15, 17 sous la forme d'un signal a. La figure 5 est une illustration d'un second mode de réalisation de l'invention dans lequel les parties correspon- dant à celles de la figure 1 portent les m 4 mes références numériques que celles utilisées dans la figure 1 Ce second mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation par le fait qu'il comprend, en outre, une paire de circuits de temporisation 20 et 21 dont les entrées sont couplées mutuellement à la sortie du filtre passe-bas 12, une paire d'atténuateurs 22 et 23 couplés respectivement aux sorties des circuits de temporisation 20 et 21, et un amplificateur différentiel 25 comportant une entrée positive couplée à la sortie de l'amplificateur différentiel 17, les sorties des atténuateurs 22 et 23 étant combinées dans un additionneur 24 et appliquées à la borne négative de l'amplificateur diffé- rentiel 25 Les circuits de temporisation 18 et 19 présentent des valeurs différentes de temps de retard déterminées par rapport au temps de montée et aux niveaux de tension des flancs avant et arrière g' et g" du signal g Plus spécifique- ment, le circuit de temporisation 20 introduit un temps de retard t 1 dans le signal d de sorte que le flanc de montée de son signal de sortie h coïncide avec un niveau de tension inférieur du flanc avant g' et que le flanc de desèdtedece signal coïncide avec un niveau de tension plus élevé du flanc arrière g" (voir fig 3) Par contre, le circuit de temporisation 21 introduit un temps de retard t 2 de sorte que le flanc de montée de son signal de sortie i coïncide avec un niveau de tension plus élevé du flanc avant gt et que son flanc de descente cincide avec un niveau de tension plus faible du bord arrière g". Les signaux retardés h et i se trouvent réduits jusqu'à une valeur qui, de façon typique, est comprise entre 2 % et 7 % du niveau initial par les atténuateurs 22 et 23 de manière à engendrer des tensions de décalage hi et il Ces tensions de décalage sont additionnées dans l'additionneur 22 et combinées avec le signal j pour décaler ces paliers avant et arrière de manière à engendrer une sortie telle que celle représentée en j. REVENDICATIONS 1 Circuit de réduction de bruit adapté pour traiter un signal vidéo, comprenant un filtre passe-bas destiné à être traversé par ledit signal vidéo, un moyen pour retarder ledit signal vidéo, un moyen pour détecter la différence entre le signal vidéo retardé et le signal de sortie dudit filtre passe-bas et pour engendrer à partir de cette diffé- rence un signal de différence, un limiteur présentant un niveau de limitation prédéterminé pour éliminer la partie dudit signal de différence qui se trouve au-dessus dudit niveau de manière à engendrer une tension de décalage, et un moyen pour combiner ladite tension de décalage avec ledit signal retardé, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen ( 12-13; 20-24) de génération de forme d'onde réagissant audit signal vidéo pour engendrer une forme d'onde (d') présentant une pente ascendante qui croit immé- diatement après une transition dudit signal vidéo d'un premier niveau à un second niveau et une pente descendante qui décroît immédiatement après une transition dudit signal vidéo dudit second niveau audit premier niveau, ladite forme d'onde étant combinée avec ledit signal retardé (a) en tant qu'une partie de ladite tension de décalage (f). 2 Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen de génération de forme d'onde comprend: un second filtre passe-bas ( 12) présentant une constante de temps plus petite que la constante de temps du filtre passe-bas ( 11) mentionné en premier et destiné à être traversé par ledit signal vidéo; un moyen ( 13) pour atténuer le signal de sortie dudit second moyen de filtrage ( 12) par rapport au signal de sortie dudit premier filtre passe-bas ( 11) de manière à engendrer ladite forme d'onde; et un moyen ( 14) pour faire la somme de ladite forme d'onde et de la sortie dudit premier filtre passe-bas ( 11). 3 Circuit de réduction de bruit suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le temps de retard introduit par ledit moyen de temporisation est sensiblement égal au temps de montée dudit premier filtre passe-bas (il). 4 Circuit de réduction de bruit suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un moyen ( 18) pour atténuer le signal de sortie dudit limiteur ( 16) par rapport à l'am- plitude dudit signal vidéo retardé. Circuit de réduction de bruit suivant l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que ledit moyen de génération de forme d'onde comprend, en outre, un second moyen de temporisation ( 20, 21) pour retarder le signal de sortie dudit second filtre ( 12) et un moyen ( 22, 23) pour atténuer le signal de sortie retardé dudit second moyen de filtrage et pour appliquer ce signal audit moyen de combinaison ( 25). 6 Circuit de réduction de bruit suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit moyen de temporisation comprend une pluralité de circuits de tempo- risation ( 20, 21) présentant des valeurs différentes de temps de retard pour retarder individuellement le signal de sortie dudit second moyen de filtrage, et par le fait que ledit second moyen d'atténuation comprend une pluralité d'atténuateurs ( 22, 23) couplés respectivement aux sorties desdits premier et second circuits de temporisation ( 20, 21).