Brevet FR2524753A1 — publié le 19831007

La présente invention se rapporte généralement à des systèmes d'accentuation de signaux v Ldéo pour améliorer la restitution du détail horizontal dans une reproduction d'une image, et en particulier à des systèmes d'accentuation, adaptés à une utilisation dans un télé- viseur, o un signal d'accentuation, formé pour une addition aux signaux vidéo pour introduire l'amélioration souhaitée du détail, peut être creusé, le niveau de creusement étant soumis à une variation sensiblement sans perturber l'effet souhaité d'accentuation. Le creusement d'un signal (c'est-à-dire l'enlèvement d'un "coeur" du signal proche de l'axe moyen, par traite- ment du signal avec un moyen de translation présentant une caractéristique de transfert avec une zone morte pour des excursions du signal près de l'axe) est une fonction connue de traitement de signaux, à laquelle on a occasionnellement recours dans des buts de réduction du bruit comme cela est expliqué, par exemple, dans un article de J P Rossi, intitulé "Digital Techniques for Reducing Television Noise" paru aux pages 134-140 de l'édition de Mars 1978 du Journal SMPTE Dans certains usagesdtincircuit de creusement, la possibilité d'ajuster le niveau ducreusement à effectuer peut être souhaitée Cette possibilié peut permettre un ajustement manuel du niveau de creusement (comme cela est montré par exemple, dans un article de R H McMann et autres, intitulé "Improved Signal Processing Techniques for Color Television Broadcasting", paru aux pages 221-228 de l'édition de Mars 1968 du Journal SMPTE), ou bien peut permettre un ajustement dynamique du niveau de creusement (comme cela est montré par exemple dans le brevet US No 4 167 749 au nom de Burrus, o le niveau de creusement varie en fonction du niveau du bruit détecté en tant qu'accompagnement du signal vidéo). Dans un téléviseur o une composante du signal d'accen- tuation horizontale peut être formée pour addition à des signaux reçus de luminance pour l'amélioration du détail, le creusement d'une telle composante du signal d'accentuation est souhaitable afin de diminuer la probabilité qu'une amélioration non souhaitée du bruit de fond accompagne l'amélioration souhaitée du détail de l'image. Dans une demande de brevet US en cours au nom de L Cochran, No 373 750 intitulée "Dynamic Coring Circuit", une tentative au contrôle du creusement d'une composante d'accentuation horizontale est suggérée, o la variation de la profondeur du creusement effectué est régulée selon des variations du niveau du contenu des basses fréquences des signaux de luminace à accentuer entre les limites du noir et du blanc Le sens du réglage dynamique proposé par Cochran est tel qu'un creusement maximum est effectué à l'extrémité noire et un creusement minimum à l'extrémité blanche, en reposant sur le phénomène observé que les niveaux bas de bruit de fond sont plus remarquables pour un spectateur lorsqu'ils sont présents en une partie sombre d'une scène visualisée que lorsqu'ils sont présents en une partie claire de celle-ci L'utilisation du système de Cochran pour contrôler la profondeur du creuse- ment d'une composante de signal d'accentuation rend ainsi maximum la protection contre une augmentation du bruit dans les régions d'une scène vue o l'amélioration ou bien l'augmentation du bruit serait tout à fait gênante et diminuerait la protection dans les régions plus tolérantes d'un niveau plus élevé de bruit. La variation du niveau de creusement d'un signal d'accentuation horizontale présente une conséquence non souhaitable, en effet la grandeur du signal creusé, c'est- à-dire le signal résiduel qui reste après enlèvement du coeur, varie également Ainsi, par exemple une augmentation du niveau de creusement peut diminuer de façon non souhai- table l'effet d'accentuation atteint par addition de la composante de creusement de grandeur réduite aux signaux de luminance. Dans un exemple d'un système pour le creusement variable d'un signal d'accentuation horizontale, la plage des niveaux de creusement peut avantageusement s'étendre entre O et 6 % de l'oscillation maximum crête à crête du signal d'accentuation Tandis que l'ajustement du creuse- ment entre les niveaux minimum et maximum n'introduit qu'un faible pourcentage de changement dans l'amplitude résiduelle d'une composante de signal d'accentuation de la grandeur maximum, cet agencementintroduira néessaire- ment un pourcentage bien plus important de changement dans les amplitudes résiduelles d'autres composantes du signal d'accentuation à une grandeur faible ou intermédiaire. Comme de telles autres composantes du signal d'accentuation contribuent de façon importante à l'effet général d'accen- tuation de l'image produit par le système d'accentuation, la grandeur indiquée de l'ajustement du niveau de creuse- ment est capable de perturber de façon remarquable l'effet d'accentuation obtenu avec les signaux résiduels. La présente invention est dirigée vers un système d'accentuation horizontale employant le creusement d'une composante de signal d'accentuation horizontale, o l'on peut faire varier le niveau de creusement sensiblement sans perturber l'atteinte d'un effet souhaité d'accentuation. Selon les principes de l'invention, un formeur de signaux d'accentuation creusés de façon réglable est disposé pour appliquer un signal d'entrée à un système de réglage automatique de l'accentuation qui répond automatiquement à des variations de grandeur du signal résiduel accompagnant les changements du niveau de creusement de façon à empêcher sensiblement une perturbation de l'atteinte de l'effet souhaité d'accentuation. Selon un mode de réalisation de l'invention, un signal d'accentuation horizontale formé en réponse à des signaux vidéo représentatifs de la luminance d'une image, est soumis' à un creusement à un niveau réglable avant application à un moyen de translation de signaux d'accentua- tion à gain réglé La sortie du moyen de translation est combinéaux signaux de luminance pour former un signal accentué de luminance Un détecteur de crête, répondant aux composantes du signal accentué de luminance se trouvant dans une plage choisie de fréquences, développe une tension de réglage pour le contrôle du gain du moyen de transla- tion de signaux d'accentuation Le sens du réglage du gain est tel qu'il s'oppose aux variations de l'amplitude des composantes délivrées au détecteur de crête En présence de variations du niveau de creusement, les variations résultantes de grandeur des signaux résiduels délivrés à l'entrée du moyen de translation de signaux d'accentuation sont sensiblement retirées par des variations de compensa- tion du gain du moyen de translation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 illustre, partiellement schématiquement et partiellement sous forme de bloc, une partie d'un canal de luminance d'un téléviseur couleur o est incorporé un système d'accentuation selon un mode de réalisation de l'invention; et la figure 2 illustre schématiquement un montage qui peut par exemple être employé pour le développement de la tension de réglage du niveau de creusement dans le système d'accentuation de la figure 1. Sur la figure 1, est illustrée une partie du canal de luminance d'un téléviseur couleur Les signaux vidéo représentatifs de la luminance d'une image à reproduire, dérivés, par exemple, de signaux vidéo couleurs composites reçus par un dispositif formant filtre en peigne approprié (comme cela est montré par exemple dans le brevet US No 4 096 516 au nom de Pritchard), apparaissent à une borne d'entrée I. Les signaux de luminance à la borne I sont couplés par la combinaison en série d'un condensateur de blocage 14 et d'une résistance 15, à la borne d'entrée d'une ligne à retard 16 A titre d'exemple, la valeur de la résistance est choisie afin de terminer l'extrémité d'entrée de la ligne à retard avec une impédance sensiblement adaptée à l'impédance caractéristique de la ligne à retard 16 Un amplificateur 17 de signaux de luminance répond aux signaux retardés de luminance apparaissant à la borne de sortie (Lt) de la ligne à retard 16. Dans des buts de formation de signaux d'accentuation horizontale, l'extrémité de sortie de la ligne à retard 16 est avantageusement mal terminée pour obtenir un effet réfléchissant Les signaux apparaissant aux extrémités respectives de la ligne à retard 16 sont ainsi: (a) un signal de luminance une fois retardé à la borne L', et (b) la somme d'un signal de luminance non retardé et d'un signal de luminance deux fois retardé à la borne L A titre d'exemple, la ligne à retard 16 est un dispositif sur bande large qui présente une caractéristique de phase linéaire sur la bande des fréquences occupée par les signaux de luminance (par exemple s'étendant jusqu'à 4,0 M Hz) et produit un retard de 140 nanosecondes. La différence entre les signaux respectifs aux bornes L et L' correspond à un signal approprié d'accentua- tion horizontalepour addition au signal de luminance afin d'améliorer son détail vertical en augmentant efficacement les composantes de luminance à haute fréquence, l'-augmenta- tion maximum se produisant à environ 3,5 M Hz Une version creusée de façon réglable, d'un tel signal d'accentuation> est formée par un moyen 18 de formation de signaux d'accen- tuation horizontale creusés de façon réglable, qui répond aux entrées des bornes L et L' La profondeur du creusement du signal d'accentuation développé par le moyen de forma- tion de signaux 18 varie selon une tension de réglage du niveau de creusement qui est appliquée au moyen de formation de signaux 18 par une borne de sortie CC d'une source 25 de tension de réglage du niveau de creusement variable. Le signal d'accentuation horizontale creusé de façon réglable à la sortie du moyen de formation de signaux 18 est appliqué, à titre d'exemple en mode push-pull, à un moyen de translation de signaux d'accentuation hori- zontale 19 dont le gain est réglé La grandeur du signal d'accentuation horizontale à la sortie du moyen de transla- tion 19 est sujette à une variation selon une entrée de réglage du gain à la borne PC du moyen de translation 19 que l'on décrira subséquemment. Un signal accentué de luminance est formé par un moyen de combinaison de signaux 20 en réponse à des sorties en push-pull de l'amplificateur 17 de signaux de luminance et aux sorties en push-pull du moyen de translation 19 de signaux d'accentuation horizontale Un amplificateur 21 de signaux accentués deluminance répond aux versions en push-pull des signaux accentués de luminance développés par le moyen de combinaison de signaux 20 et développe une sortie asymétrique pour application à une borne de sortie de signaux accentués de luminance PL. Le signal accentué de luminance apparaissant à la borne PL est appliqué à l'entrée d'un amplificateur passe- bande 22 pour le réglage automatique de l'accentuation. Présentant à titre d'exemple une bande passante d'environ 1 M Hz de largeur, centrée sur une fréquence d'environ 2 M Hz, l'amplificateur 22 délivre les composantes du signal accentué de luminance se trouvant dans sa bande passante à un détecteur de crête 23 qui développe une ten- sion de réglage proportionnelle à l'amplitude de crête des composantes délivrées Cette tension de réglage est appli- quée à une borne d'entrée de réglage du gain PC du moyen de translation 19 pour contrôler la grandeur des signaux d'accentuation horizontale appliqués au moyen de combinai- son 20 dans un sens s'opposant auxchangementsde l'amplitude des composantes délivrées On peut se référer à la demande de brevet US No 310 139 déposée le 9 Octobre 1981 pour une explication plus détaillée du fonctionnement d'un tel système de réglage automatique de l'accentuation, et des exemples d'un montage avantageux pour la mise en oeuvre des fonctions des éléments 17, 19, 20, 21, 22 et 23 (ainsi que pour y assoclrun réglage manuel d'accentuation). Dans les cas o seul le réglage manuel du niveau du creusement du signal d'accentuation appliqué au moyen de translation 19 est souhaité, la source 25 de tension variable de réglage du niveau d'accentuation peut simple- ment comprendre un potentiomètre avec une source d'alimen- tation en courant continu appropriée connectée entre ses bornes extrêmes fixes, et avec la borne de commande ou réglage CC connectée à la prise réglable du potentiomètre. Tandis que l'ajustement de la prise fait varier la gran- deur de la tension continue appliquée à la borne de commande CC, la grandeur du "coeur" du signal retiré dans le moyen de formation de signaux 18 change Tandis qu'il en résulte un changement de la grandeur des signaux résiduels délivrés à l'entrée du moyen de translation 19, le détecteur de crête 23, répondant aux composantes accentuées du signal qui lui sont délivrées, modifie de façon appropriée la tension de réglage du gain appliqué à la borne PC pour introduire une variation de gain de compensation pour le moyen de translation 19 afin d'empêcher toute perturbation importante de l'effet d'accentuation obtenu Lorsqu'un réglage dynamique du niveau de creusement du signal d'accentuation est souhaité à la façon proposée' dans la demande de Cochran ci-dessus mentionnée, la source 25 de tension de réglage du niveau d'accentuation variable peut avantageusement avoir la forme décrite dans la demande de brevet US en cours No 373 531 au nom de W Harlan, et comme cela est illustré schématiquement sur la figure 2 des dessins que l'on décrira maintenant. Sur la figure 2, les signaux qui apparaissent à la borne I (la borne d'entrée de signaux de luminance du système de la figure 1)comprennent les signaux de luminance qui apparaissent à une polarité telle que les composantes de synchronisation de déviation (infre-tmir) s'étendent dant une direction négative Les signaux à la borne I sont appliqués par la combinaison-en série d'un condensa- teur de blocage 81 et d'une résistance 82 à un transistor 83 du type NPN pour amplification, le condensateur 81 et la résistance 82 étant couplés dans l'ordre nommé, entre la borne I et la base du transistor 83 L'émetteur du transistor 83 est ramené directement à la masse tandis que le collecteur du transistor 83 est connecté par une résistance de charge 84 à une borne d'alimentation en tension de fonctionnement +Vcc Une résistance 89 shunte directement le trajet base-émetteur du transistor 83. Une contre-réaction entre le collecteur et la base du transistor 83 est produite par un réseau de filtrage en T ponté formé de deux résistances 85 et 86 qui sont connectées en série entre le collecteur et la base, un condensateur 88 connecté en shunt avec la combinaison en série des résistances 85, 86 et un condensateur 87 connecté entre la masse et la jonction des résistances en série 85, 86. Un transistor 90 du type PNP, accomplissant une action de blocage de contre-réaction, a son émetteur directement connecté au collecteur du transistor amplifica- teur 83, et son collecteur est directement connecté à la jonction du condensateur 81 et de la résistance 82 La combinaison en série de deux résistances 91, 93 est connectée entre la masse et la borne à +Vcc pour former un pont diviseur de tension, qui développe un potentiel continu de référence à la jonction des résistances 91, 93 pour application directe à la base du transistor de blocage 90. Le montage décrit forme un moyen inverseur de translation de signaux pour les signaux de luminance reçus qui présente une caractéristique de réponse de passage des basses fréquences et produit unretard du signal approprié à une correspondance sensible avec le retard imparti par la ligne à retard 16 Pour un exemple de paramètresdu circuit, le roulement à haute fréquence de la caractéristique de réponse est avantageusement graduel avec la fréquence de coupure (point à -3 db sur la caractéristique) se trouvant à peu près à 1,05 M Hz. *Pendant le fonctionnement du circuit révélé pour la source 25, le condensateur 81 isole le moyen detranslation de signaux de toute variation du niveau en courant continu pouvant se présenter à la borne I, en conséquence, par exemple, des ajustements d'oscillation du signal d'entrée Une action de restauration du courant continu est accomplie par le transistor de blocage 90 qui est normalement périodiquement mis en conduction pendant les apparitions des impulsions de synchronisation La charge au condensateur 81 est sujette à un réajustement pendant ces périodes de conduction, qui a tendance à bloquer les crêtes des impulsions de synchronisation à la sortie du moyen de translation à un potentiel déterminé par le potentiel de référence développé par le pont diviseur de tension 93, 91 (et qui en est légèrement décalé) Le potentiel de référenceoet choisi de façon que le potentiel à la sortie du moyen de translation (à la borne CC) développé en réponse au niveau du noir reçu à introduire une profondeur souhaitée de creusement (comme 6 %) Le gain du moyen de translation de signaux, déterminé par le rapport de la valeur de la résistance 82 et de la somme des valeurs des résistances 85 et 86, est choisi de façon que l'oscillation du signal du noir au blanc pour le potentiel à la sortie du moyen de translation à la borne CC produise la gamme souhaitée de variations de profondeur de creusement A titre d'exemple, le choix du gain est tel qu'un niveau de creusement zéro soit atteint pour des niveaux du blanc au-delà de 70 à 80 unités IRE. Une action de blocage "doux" est produite dans le circuit décrit, aec le transistor de blocage 90 soumis à un déclenchement par le signal lui-même (c'est-à-dire sans déclenchement externe prévu) Pour certaines transi- tions de scène, la conduction par le transistor 90 peut être empêchée pendant plusieurs périodes de ligne Ces conditions transitoires se sont révélées cependant être tolérables et par conséquent la complexité et le prix supplémentairesdus à un déclenchement externe peuvent avantageusement être évités. Dans l'utilisation du circuit de la figure 2, tandis que le contenu des basses fréquences des signaux de luminance à la borne I varie, le niveau du creusement effectué dans le moyen de formation 18 de signaux d'accentua- tion du système de la figure 1 est automatiquement ajusté par les variations du potentiel de réglage développé à la borne CC Tandis que de tels ajustements du niveau-de creusement ont pour résultat des variations non souhaitées d'amplitude des signaux résiduels délivrés à l'entrée du moyen de translation de signaux 19 du système de la figure 1, les effets néfastes de telles variations d'amplitu- de sont sensiblement empêchés par des variations de compen- sation du gain du moyen de translation de signaux 19 pro- duites par le potentiel de réglage à la sortie du détecteur de crête 23. La demande de brevet en cours ci-dessus de Harlan illustre également schématiquement les détails d'un montage qui peut avantageusement être employé pour la mise en oeuvre de la fonction du moyen de formation de signaux d'accentuation horizontale creusésde façon réglable 18 du système de la figure 1 Dans une telle mise en oeuvre, qui est incorporéeici à titre de référence, le moyen 18 de formation de signaux d'accentuation comprend un canal de translation linéaire de signaux et un canal de transla- tion non linéaire de signaux, tous deux répondant à la différence entre les signaux aux extrémités respectives de la ligne à retard 16, le canal de translation linéaire de signaux formant le signal d'accentuation horizontale et le canal de translation non linéaire de signaux pro- duisant une version doublement écrêtée du signal d'accen- tuation Le creusement du signal d'accentuation est obtenu par une combinaison appropriée des sorties des canaux pour produire une annulation d'une partie de coeur du signal d'accentuation horizontale Le canal de translation ï 524753 il non linéaire de signaux a la forme d'un amplificateur limiteur à plusieurs étages, avec la distribution du gain entre les étages en cascade de l'amplificateur limiteur sujette à une variation selon les changements du potentiel de réglage de creusement ' Les étages amplificateurs en cascade de l'amplificateur limiteur comprennent des amplifi- cateurs différentiels respectifs, chacun dérivant son courant de fonctionnement du collecteur d'un transistor respectif formant source de courant Les trajets base- émetteur des transistors formant sources de courant respectifs sont connectés en série à une source commune de polarisation La variation d'une impédance variable en courant continu qui est connectée en shunt avec le trajet base-émetteur de l'un des transistors formant sources de _ 5 courant produit le réglage souhaité du niveau de creusement, l'impédance variable en courant continu comprenant le trajet collecteur- émetteur d'un transistor de commande ayant sa jonction base-émetteur polarisée de façon réglable Pour ramener le niveau minimum de creusement à une valeur nulle, un autre transistor de commande, d'un type de conductivité opposé' au premier transistor de commande, est shunté à travers la source de polarisation commune, sa base étant rendue sensible à la même entrée de réglage du niveau de creusement que celle délivrée à la base du premier transistor de commande. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Système d'accentuation de signaux vidéo dans un système reproducteur d'une image, comprenant une source de signaux vidéo représentatifs de la luminance d'une image à reproduire, caractérisé par: un moyen formeur ( 18) répondant auxdits signaux pour former un signal d'accentuation horizontale creusé de façon réglable, à sa sortie,-ledit moyen formeur ayant une borne de réglage du niveau de creusement (CC), la profondeur du creusement dudit signal d'accentuation horizontale de sortie effectuée par ledit moyen formeur dépendant du niveau d'un potentiel apparaissant à ladite borne de réglage; un moyen ( 25) pour développer un potentiel variable de réglage du niveau de creusement, ledit potentiel variable de réglage du niveau de creusement étant appliqué à ladite borne de réglage; un moyen de translation de signaux d'accentuation à gain réglé ( 19) répondant audit signal d'accentuation horizontale creusé de façon réglable à la sortie dudit moyen formeur; un moyen ( 20) pour combiner la sortie dudit moyen de translation de signaux d'accentuation à gain réglé à des signaux vidéo dérivés de ladite source pour former un signal accentué de luminance; un amplificateur à fréquence sélective ( 22) ayant une entrée répondant audit signal accentué de luminance et présentant une bande passante contenant une partie de la bande des fréquences occupée par lesdits signaux vidéo; et un moyen ( 23) répondant à l'amplitude d'une sortie dudit amplificateur pour contrôler le gain dudit moyen de translation de signaux d'accentuation dans un sens s'opposant aux variations de ladite amplitude. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé par une ligne à retard ( 16) ayant une extrémité d'entrée (L) terminée de façon appropriée à laquelle sont appliqués les signaux vidéo de ladite source (I) et ayant une extrémité de sortie mal terminée (L'), o le moyen formeur ( 18) précité répond aux signaux apparaissant auxdites extrémités d'entrée et de sortie de ladite ligne à retard. 3 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité développant un potentiel de réglage ( 25) est rendu sensible àdes signaux vidéo de ladite source.