Brevet FR2561051A1 — publié le 19850913

La présente invention concerne un système de traitement de signaux vidéo, tel qu'un téléviseur ou un moniteur vidéo, qui comprend un dispositif pour limiter automatiquement des courants excessifs des faisceaux conduits par un dispositif reproducteur de l'image tel qu'un tube-image associé au système. En particulier, cette invention concerne un tel système ou une compensation est prévue pour des glissements non voulus du niveau du noir du signal vidéo du fait de l'action du limiteur du courant des faisceaux. De nombreux téléviseurs comprennent un dispositif pour limiter automatiquement les courants excessifs des faisceaux du tube image conduits en réponse à l'information d'image du signal vidéo. Des courants excessifs des faisceaux peuvent dégrader une image reproduite en interrompant le fonctionnement des circuits déflecteurs du téléviseur ou récepteur et en provoquant une défocalisation du spot d'un faisceau d'électron et un flou de l'image. Des courants excessifs des faisceaux peuvent également dépasser la capacité de courant de fonctionnement sûr du tube-image, en- dommageant éventuellement le tube-image et les composants associés du circuit. Des systèmes limiteurs automatiques des courants des faisceaux sont utiles aussi bien dans des systèmes de traitement de signaux vidéo analogiques qus numériques. Un système de traitement de signaux numériques de télévision récemment introduit par le groupe Woridwide Semiconductor (Freiburg, Allemagne de l'Ouest) de International Telephone and Telegraph Corporation est décrit dans une publication de ITT Corporation intitulée"VLSI Digital TV System DIGIT 2000.". Dans ce système, une limitation automatique des courants des faisceaux du tube-image sur une plage des courants excessifs des faisceaux est 2 2561051 accomplie d'une façon en contrôlant la grandeur des signaux de luminance produits par un convertisseur numérique-analogique associé à la sortie du canal de signaux de luminance. Plus particulièrement, des courants excessifs des faisceaux sont limités en réduisant le niveau d'une tension de référence associée au convertisseur numérique-analogique, pour ainsi réduire proportionnellement la grandeur du signal analogique de luminance à la sortie du convertisseur. Cette dernière technique de limitation des courants des faisceaux peut produire un glissement non voulu du niveau du noir du signal de luminance représentatif de la luminosité, comme lorsqu'un nombre numérique non nul est associé au niveau du noir du signal de luminance. On considère usuellement qu'il est préférable de limiter le courant des faisceaux en contrôlant l'amplitude crête à crête d'un signal vidéo parce que ce mode de contrôle produit un effet moins remarquable et moins perturbateur sur une image reproduite vue par un spectateur. Un contrôle des courants des faisceaux qui provoque un glissement du niveau du noir représentatif de la luminosité est plus remarquable par un spectateur et n'est ainsi pas souhaitable sauf dans des situations nécessitant un contrôle des courants des faisceaux par un contrôle ou réglage du niveau du noir (luminosité).. Un dispositif selon la présente invention est incorporé dans un système de traitement de signaux vidéo ob un canal vidéo, lorsqu'il est contrôlé pour réduire l'amplitude des signaux vidéo pour limiter des courants excessifs des faisceaux, est autrement soumis, de manière non souhaitable, à un glissement associé du niveau du noir. Selon les principes de l'invention, 3 2 5 2561051 le dispositif révélé compense des glissements du niveau du noir induits par l'action de réglage ou de contrôle du limiteur des faisceaux. Plus particulièrement, le dispositif révélé est avantageusement utilisé dans un canal de traitement de signaux vidéo numériquesayant un convertisseur numérique analogique de sortie, ou la limitation des courants des faisceaux est accomplie en faisant varier la grandeur de la tension de référence du convertisseur numérique-analogique en réponse au signal de contrôle du limiteur des faisceaux, pour ainsi faire varier la grandeur des signaux vidéo analogiques de sortie. Une compensation des glissements non voulus dans le niveau du noir des signaux vidéo de sortie est accomplie en couplant à la sortie du convertisseur numérique analogique, une version du signal de contrôle ou de réglage dont la grandeur et la polarité annulent sensiblement les glissements du niveau du noir. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront 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 montre une partie d'un téléviseur comprenant un limiteur automatique des courants des faisceaux du tube-image et un dispositif selon la présente invention; et la figure 2 montre des détails supplémentaires de l'agencement de la figure 1. Sur la figure 1, des signaux de télévision en couleur d'une source 10 sont fournis sous une forme numérique (comme binaire) à un réseau sélecteur de fréquences 12 (par exemple comprenant un filtre en peigne) pour 4 2561051 appliquer une composante séparée de luminance (Y) du signal de télévision à un processeur 14 de signaux numériques de luminance dans un canal de luminance du téléviseur, et une composante séparée de chrominance (C) à un processeur numérique 16 de chrominance dans un canal de chrominance du téléviseur. Le processeur de luminance 14 comprend des circuits 15 de traitement de signaux numériques qui appliquent un signal numérique de sortie à 8 bits (20...27) à une entrée d'un convertisseur numériqueanalogique à 8 bits 17. Le convertisseur 17 forme un circuit de sortie du processeur 14 et comprend un réseau d'échelonnage à résistances pour développer un signal analogique de sortie de luminance en réponse au signal numérique d'entrée de luminance à 8 bits. Une tension de référence +VR pour le convertisseur numérique-analogique 17 est produite par une source de tension de référence 13. Le processeur de chrominance 16 comprend des réseaux convertisseurs numériques-analogiques de sortie pour produire des signaux analogiques de sortie de différence de couleurs R-Y et B-Y en réponse aux signaux numériques d'entrée de chrominance. Les signaux analogiques de différence de couleursà la sortie du processeur 16 sont combinés dans une matrice 18 au signal analogique de luminance à la sortie du processeur 14 pour produire des signaux à un bas niveau représentatifsde l'image en couleur r,g et b. Ces signaux sont amplifiés par un étage de sortie vidéo 20 qui comprend plusieurs amplificateurs d'attaque du tube-image pour respectivement produire des signaux de couleur R, G, B à un niveau haut approprié pour attaquer des électrodes de cathode de réglage de l'intensité 36a, 36b et 36c d'un tube image couleur 35. Les signaux R, G, B sont respectivement appliqués 2561051 auxcathodesdu tube-image par des réseaux 30, 31 et 32 de détection de courant. Une haute tension de fonctionnement pour l'anode du tube image 15 est produite par une alimentation à haute-tension 40 (par exemple comprenant un multiplicateur de tension) répondant aux impulsions de retour horizontal dérivées des circuits de déviation (non représents) du téléviseur. Des courants de réalimentation des faisceaux du tube- image sont fournis au réseau à haute tension 40 par une résistance 41 et une résistance 42 associée à un potentiel de fonctionnement en courant continu B+. Le téléviseur comprend également un système de limitation automatique des courants des faisceaux du tube-image pour limiter la grandeur des signaux vidéo appliqués au tube-image 35 pour ainsi limiter des courants excessifs des faisceaux du tube-image lorsque le tube- image est détecté comme étant conducteur de courants excessifs des faisceaux au-dessus d'un niveau de seuil donné. Les grandeurs des courants de cathode du tube- image du signal vidéo conduits pendant les intervalles de balayage (aller) de l'image du signal vidéo sont respectivement détectées par les réseaux 30, 31 et 32. Les courants détectés sont ajoutés dans un réseau de combinaison 45 pour produire un courant détecté combiné se rapportant au courant total du tube image. Le courant combiné est appliqué à une première borne d'entrée T1 du circuit de réglage 50 de courant des faisceaux. Un courant supplémentaire, également en rapport avec la grandeur des courants conduits'par le tube- image 35, est dérivé du réseau de courant de réalimentation B+, 41, 42 pour la source d'alimentation à haute tension 40. Ce courant est appliqué à une seconde borne d'entrée T2 du circuit de réglage 50. Comme on l'expliquera, le circuit de réglage 50 développe un signal de réglage 6 2561051 de sortie VC, à une borne de sortie T3 se rapportant auxgrandeur des courants excessifs de crête ou de pointe (c'est-à-dire transitoires) et moyens des faisceaux conduits par le tube-image 35. Le signal de réglage VC apparaît à la borne T3 et il est appliqué au processeur de luminance 14 et au processeur de chrominance 16 par des conducteurs 55 et 56 respectivement lorsque les courants du tube image dépassent une valeur donnée de seuil. Le signal de réglage VC est couplé en courant continu aux entrées de réglage du gain des processeurs 14 et 16 de luminance et de chrominance avec une grandeur et une polarité pour limiter les grandeurs des signaux à la sortie du processeur de luminance 14 et du processeur de chrominance 16 pour ainsi limiter le courant des faisceaux du tube-image à un niveau prescrit et sor. La limitation des courants des faisceaux est accomplie sur une plage donnée de courants excessifs des faisceaux en réduisant simultanément les amplitudes crête à crête de signaux de luminance et de chrominance par une technique de réglage semblable. Pour réduire l'amplitude du signal de luminance et produire la limitation des courants des faisceaux, le signal de réglage VC est appliqué à la source de référence 13 de façon que la grandeur de la tension de référence VR pour le convertisseur numérique analogique de luminance 17 soit réduite en fonction de la grandeur du signal de réglage VC. Ainsi, tandis que la grandeur du signal de réglage est réduite, l'amplitude crête à crête du signal analogique de luminance au noeud A est également réduitE pour tous les niveaux du signal de luminance du niveau du noir,à travers les divers niveaux du gris,au niveau du blanc. Cela est ainsi parce que l'amplitude du signal de luminance de sortie est fonction de la grandeur de la 7 2561051 tension de référence VR pour le convertisseur numérique- analogique de luminance 17. La réduction contrôlée des amplitudes du signal de luminance dans une direction tendant vers le blanc accomplit une limitation des courants des faisceaux. Cependant, dans ce cas,une réduction du niveau du noir du signal de luminance de sortie n'est pas souhaitable et est sensiblement empêchée de se produire au moyen de l'agencement de sortie comprenant un conducteur 57, un inverseur 60 et des résistances R1 et R2. La résistance R1 couple le signal analogique de luminance de la sortie du processeur de luminance 14 au noeud A, à un noeudB à l'entrée de luminance de la matrice 18. L'inverseur 60 et la résistance R2 couplent une version du signal de réglage VC du limiteur des faisceaux au noeud B, comme on le décrira bientôt. Dans ce système, le convertisseur numérique- analogique 17 correspond à un réseau à 8 bits pour convertir le signal numérique sous forme binaire à 8 bits à entrées en parallèle des circuits de luminance en un signal analogique correspondant. Le signal analogique de sortie est proportionnel au produit de la grandeur de latension de référence(VF pour le convertisseur numérique-analogique 17 etdu nombre représenté par le signal numérique à l'entrée du convertisseur 17. Le signal numérique de luminance à 8 bits a 256 valeurs numériques correspondant aux nombres de "0" a "255"; le niveau du noir du signal analogique de luminance correspond à la valeur numérique non nulle correspond à "31" dans ce cas. Les valeurs numériques inférieures à "31"représentent l'information de luminance de l'infra-noir et les valeurs numériques supérieures à "31"représentent les teintes du gris à travers l'information de luminance du blanc. 8 2561051 Un glissement non souhaité du niveau du noir du signal de luminance, du fait de l'action du limiteur de courant des faisceaux, se produit parce que la valeur numérique correspondant au niveau du noir du signal de luminance produit un niveau différent, c'est-à-dire non noirlorsque la tension de référence VR est changée en réponse au signal VC de réglage de courant des faisceaux. Le glissement non souhaité du niveau du noir est sensiblement empêché par le réseau comprenant l'inverseur 60 et les résistances R1 et R2. Les valeurs des résistances R1 et R2 sont choisies pour établir un rapport mutuel des résistances R2/R1 selon l'expression R2/R1 = [(21)-M] /M ou "N" désigne le nombre de bits binairesassociés au signal numérique de luminance (N=8 dans ce cas) et ou "M" désigne le nombre numérique associé au niveau du noir du signal numérique de luminance (M=31 dans ce cas). Ainsi, dans cet exemplele rapport des résistances requis pour annuler sensiblement les variations du niveau du noir induitespar le limiteur des faisceaux est de R2/R1 = 7,225 ou environ 7. En fonctionnement, le signal de réglage VC du limiteur des faisceaux de tendance négative provoque une réduction en rapport de la grandeur de la tension de référence VR du convertisseur numérique-analogique 17 comme on peut le voir par le circuit montré sur la figure 2. Cela a pour résultat une réduction de l'amplitude crête à crête du signal analogique de luminance au noeud A, comprenant un glissement non souhaité du niveau du noir du signal de luminance dans une direction moins positive. Le signal de réglage VC de tendance négative est inversé par l'inverseur 60 et apparaît dans un sens plus positif à la sortie de l'inverseur 60. Le signal inversé de - 9 2561051 réglage et le signal analogique de luminance sont combinés au noeud B par les résistances R1, R2 de division de tension. Avec les valeurs mutuelles des résistances R1 et R2 choisies comme décrit ci-dessus, des variations non-voulues du niveau du noir du signal de luminance induites par le limiteur des faisceaux dans une direction de l'infra-noir sont sensiblement annuléesau noeud B. En se référant au circuit de réglage 50 du limiteur des faisceaux, le courant combiné couplé à la borne d'entrée T1 est détecté par un transistor du type PNP, dont l'électrode de sortie ou collecteur est couplée à un réseau à constante de temps RC répondant à la crête comprenant un condensateur 71 et une résistance 72. La tension développée dans le condensateur 71 est en rapport avec la grandeur des courants de crête de cathode conduits par le tube-image 35. Cette tension représente une composante du signal de réglage VC. Elle est appliquée à la borne d'entrée T3 sous forme inversée par un réseau 75 de couplage de seuil et d'inversion de signaux (par exemple comprenant un commutateur électronique), lorsque la grandeur de la tension au condensateur 71 dépasse un niveau donné de seuil. Le courant appliqué à la borne d'entrée T2 par le réseau de courant de réalimentation du tube-image est intégré au moyen d'un condensateur 76 pour développer une tension en rapport avec la grandeur de la conduction moyenne de courant du tube-image 35. Cette tension représente une autre composante du signal de réglage VC et elle est appliquée à la borne de sortie T3 par une résistance 77 et un réseau de couplage de seuil 78 lorsque la grandeur de la tension au condensateur 71 dépasse un niveau donné de seuil. 2561051 Le réseau de traitement de luminance 14,- le réseau de traitement de chrominance 16 et les détecteurs de courant 30-32 peuvent être du type utilisé par le système de traitement de signaux numériques de télévision ITT précédemment mentionné. Chacun des détecteurs de courant 30-32 peut comprendre un transistor haute tension du type PNP monté en émetteur suiveur incorporé dans le trajet de couplage de signaux de cathode du tube image, avec une électrode d'entrée ou base couplée à la sortie de l'amplificateur associé d'attaque du tube image dans l'étage 20, une électrode de sortie ou émetteur coupléeà la cathode associée du tubeimage et un collecteur couplé au réseau d'addition de courant 45 comme cela est montré par exemple dans la demande de brevet US en cours n 497. 157 déposée le 23 Mai 1983 et intitulée"Video Signal Processor With Automatic Kinescope White Balance and Beam Current Limiter Control Systems." Le circuit 50 de réglage du limiteur des faisceaux peut également employer un circuit limiteur des courants des faisceaux répondant à la crête (transitoires) et à la moyenne du type montré dans le brevet US 4.167.025. La figure 2 montre des détails d'un circuit approprié pour faire varier la tension de référence VR en réponse au signal de réglage VC du limiteur des faisceaux. Sur la figure 2, la source 13 de tension de référence (figure 1) comprend une diode Z.éner de référence et une résistance associée de polarisation 81 couplée à une tension d'alimentation (+). La tension de référence +VR pour le convertisseur numérique-analogique 17 de la figure 1 est dérivéede la diode Zéner 80 au moyen d'un réseau de couplage comprenant un transistor 82 monté en émetteur suiveur et une résistance 85. La grandeur de la tension de référence VR est modifiée par la tension VC de réglage de limiteur des faisceaux qui est appliquée au noeud de sortie C par un transistor 90 monté en émetteur suiveur et une résistance 95. 11 2561051 R E V E ND I C A T I 0 N S 1. Système de traitement de signaux vidéo caractérisé par: une source (14) de signaux vidéo numériqu esavec des bits porteurs de l'information définissant plusieurs niveaux d'information du signal vidéo comprenant un niveau représentatif de l'image noire; un moyen de visualisation de l'image (35) répondant aux signaux vidéo de ladite source; un moyen de réglage (50) pour développer un signal de réglage (VC) représentatif de la grandeur des courants excessifs conduits par ledit moyen de visualisation, supérieursà un niveau de seuil; un moyen (55) pour coupler ledit signal de réglage à la source de signaux vidéo pour contrôler la grandeur des signaux vidéo pour limiter des courants excessifs conduits par ledit moyen de visualisation, ledit niveau du noir du signal vidéo étant sujet à une variation non souhaitable selon les variations du signal vidéo réglé; et un moyen (57, 60,R2) couplé en courant continu audit moyen de réglage et à ladite source de signaux vidéo pour annuler sensiblement lesdites variations desdits niveaux du noir du signal vidéo. 2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une version du signal de réglage (C)est coupléeen courant continu à la source de signaux vidéo pour annuler sensiblement les variations du niveau du noir du signal vidéo. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le signal de réglage est représentatif des courants excessifsde crête et moyens conduits par le moyen de visualisation. 12 2561051 4. Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que la source de signaux vidéo (14) comprend un moyen convertisseur de signaux numériquesanalogiques (17) répondant aux signaux vidéo numériques et ayant une tension de référence associée (VR) pour produire un signal analogique de sortie dont la grandeur est en rapport avec la valeur des signaux vidéo numériques et avec la grandeur de la tension de référence; et le signal de réglage (VC) est appliqué audit moyen convertisseur pour faire varier la grandeur de ladite tension de référence pour ainsi régler la grandeur des signaux vidéo analogiques à la sortie dudit moyen de réglage pour effectuer une élimination desdits courants excessifs. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal vidéo analogique à la sortie du moyen convertisseur est combiné dans un réseau de combinaison de signaux (R1, R2, 60) à la version du signal de réglage pour annuler sensiblement les variations du niveau du noir du signal vidéo. 6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que le signal vidéo numérique contient N bits porteursde l'information définissant plusieurs niveaux d'information du signal vidéo comprenant un niveau M représentatif de l'image noire; le signal vidéo analogique est couplé audit réseau de combinaison par un premier trajet de courant J présentant une première impédance R1; et ladite version du signal de réglage est couplée audit réseau de combinaison par un second trajet de courant (R2présentant une seconde impédance R2; ou le rapport de la seconde impédance à la première impédance est donné par l'expression R2/R1= [(2N-1)-MJ /M.