Brevet FR2586151A1 — publié le 19870213

DISPOSITIF DE COMMANDE AUTOMATIQUE DE REGLAGE DE L'ECLAIREMENT POUR SYSTEMES DE PRISE DE VUES DE TELEVISION La présente invention se rapporte aux dispositifs de commande automatiques de réglage de lumière pour des systèmes de prise de vues de télévision notamment des tubes Vidicon, des cibles silicium ou des barrettes CCD. Les systèmes de prise de vues de télévision comportent un dispositif de commande automatique de réglage qui comprend une boucle d'asservissement permettant de commander l'ouverture ou la fermeture du diaphragme pour régler la quantité de lumière éclairant la partie photosensible du tube afin d'éviter la saturation des éléments photosensibles et l'éblouissement. Ces dispositifs comportent un détecteur de crête qui reçoit le signal vidéo en sortie de la caméra, suivi d'un comparateur qui reçoit le signal crête détecté et un signal de référence et qui délivre un signal d'erreur permettant de commander un mécanisme apte à ouvrir ou fermer le diaphragme placé en amont de l'optique de focalisation du tube. En effet, sans réglage de l'éclairement des zones fortement éclairées, il se produit un phénomène de saturation qui pollue l'image en faisant apparaître des tâches qui s'élargissent, ce phéno- mène est connu sous le terme anglo-saxon de blooming. Un autre phénomène de pollution de même type se produit sur les cibles silicium car pour des raisons technologiques, l'analyse des éléments photosensibles ne peut se faire que sur une zone limitée par rapport à la totalité de zone photosensible. Ainsi, les éléments qui ne sont pas analysés se saturent et font apparaître le phénomène de saturation des bords de la zone analysée, edge-blooming, dans la terminologie anglo-saxonne. 258615 1 Pour atténuer ces effets néfastes on privilégie une partie de l'image en ouvrant une fenêtre sur la surface de la zone analysée, mais de dimensions inférieures à la zone analysée,qui permet de prendre en compte le signal analysé à l'intérieur de cette fenêtre pour mesurer l'amplitude crête de ce signal et effectuer l'asservis- sement de commande de lumière à partir de ce signal. Dans le cas des senseurs du type CCD, les méthodes d'analyses sont différentes, les zones polluées ne se trouvent pas sur les bords mais sur des tranches, du senseur CCD. Pour éviter le phénomène 1 connu sous le terme anglo-saxon de smearing, on choisit également une fenêtre mais dans une zone plus restreinte. Ces dispositifs d'asservissement automatiques donnent de très mauvais résultats lorsque les images ont une grande dynamique de lumière c'est-àdire des images qui présentent des zones très claires et des zones très sombres, ce qui est le cas des contre-jours par exemple. En effet, dans le cas d'une très grande dynamique de lumière, le système de commande automatique devient instable et se met à pomper. La zone suréclairée sature, elle s'élargit et gagne le reste de l'image. Le niveau du signal augmente, la tension crête détectée fait intervenir la commande de fermeture du diaphragme pour réduire l'éclairement. La saturation disparaît, l'image est alors insuffisamment éclairée, l'asservissement réagit pour ouvrir le diaphragme. Cette succession d'ouverture et de fermeture du diaphragme entraîne une instabilité du système. La présente invention permet de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif apte à effectuer une ouverture et une fermeture progressive de la fenêtre dans laquelle est pris le signal sur lequel est effectuée la détection de crête qui permet d'agir sur la commande du diaphragme, de manière à rendre la boucle d'asser- vissement stable. L'invention a donc pour objet un dispositif de commande 2586 15 i automatique de réglage de l'éclairement pour systèmes de prise de vues de télévision comportant une boucle d'asservissement recevant le signal vidéo délivré par le système de prise de vues et un signal S autorisant la prise en compte du signal vidéo pour délivrer un signal de commande de réglage de l'éclairement, il comporte des moyens qui reçoivent le signal S et qui permettent de prendre en compte progressivement le signal vidéo en début et fin de ligne et/ou de trame afin de stabiliser la boucle d'asservissement du réglage de l'éclairement. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures du dessin annexé qui représentent: - figure 1, un schéma général du dispositif selon l'invention - figure 2, un premier mode de réalisation des moyens d'at- ténuation selon la figure I; - figure 3, un deuxième mode de réalisation des moyens d'atténuation selon la figure I; - figure 4, les courbes représentant le signal vidéo et le signal fenêtre. Le dispositif selon la figure I comporte un système de prise de vues 1, classique en soi. Ce système comprend une caméra 2 qui comprend elle-même un senseur 20 du type CCD ou cible à silicium et des moyens d'analyse 21i du signal délivré par les éléments photosensibles du senseur. Ces moyens d'analyse délivrent le signal vidéo V qui est exploité par un dispositif d'exploitation non repré- senté. En amont de la caméra est placée une optique de focalisation 3 qui permet de focaliser l'image de la scène observée sur toute la surface du senseur. En amont de l'optique 3 est placé un diaphragme ou iris 4 qui permet d'augmenter ou de diminuer la quantité de lumière reçue par le senseur c'est-à-dire l'éclairement du senseur. L'ouverture ou la fermeture du diaphragme 4 est effectuée par des moyens de commande 5 comportant par exemple un moteur 50 agissant sur le diaphragme 4 par l'intermédiaire d'un arbre mécanique 51 couplé au moteur 50. Le dispostif comporte également une boucle de contre réac- tion permettant d'effectuer un asservissement sur le réglage de l'éclairement de manière à obtenir un réglage automatique de cet éclairement. La boucle comprend un circuit d'attenuation 6 qui reçoit le signal vidéo V et un signal de commande S obtenu par exemple à partir d'un signal de pilotage de la caméra délivré par les moyens d'analyse 21. Le circuit d'atténuation comprend un géné- rateur 60 de signal 5B d'ouverture et de fermeture progressive de fenêtre généré à partir du signal S. Il comprend également un atténuateur 61 qui reçoit le signal SB et le signal V pour délivrer un signal SA. Le signal 5A de sortie du circuit 6 est reçu par un circuit détecteur 7. Le signal de sortie du circuit détecteur 7 est reçu par une entrée d'un comparateur 8. Ce comparateur reçoit à une autre entrée sur signal de référence Réf. Le signal de sortie du compa- rateur est reçu à l'entrée d'un filtre 9. Le signal de sortie du filtre est reçu à l'entrée d'un amplificateur 10 lequel délivre un signal, qui est reçu par les moyens de commande 5. Le filtre 9 et l'amplificateur 10 sont aptes à délivrer un signal de niveau requis pour permettre au moteur d'agir sur le diaphragme. Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation du circuit d'atténuation 6 selon l'invention. Ce circuit comporte un intégrateur 60 qui reçoit le signal de commande S synchrone avec le signal de synchronisation ligne et/ou trame et aui délivre un signal SB. L'intégrateur 61 est constitué par une cellule RC. Le signal S est constitué par des impulsions de niveau 0 ou VA. Un niveau de tension VA positif est appliqué entre la résis- tance 62 et la masse pendant la durée d'une ligne et/ou d'une trame, ce niveau est ramené à zéro pendant le retour ligne, ou trame. Le signal de sortie SB est pris aux bornes du condensateur 63, une de ses bornes étant à la masse. Ce signal est appliqué sur la base d'un transistor NPN monté en émetteur commun. Le transistor 64 constitue une source de tension continue. Son collecteur est relié à une source d'alimentation +V. Son émetteur est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 65. La tension VE prise entre l'émetteur et la masse est égale à la tension prise entre les bornes du condensateur 63, à laquelle il faut retrancher la tension de la jonction base-émetteur. Un amplificateur opérationnel 66 monté en soustracteur reçoit sur son entrée directe (positive) le signal vidéo V et sur son entrée inverseuse (négative) le courant traversant une résistance 67 reliée à l'émetteur du transistor-64. Une résistance 68 reliée entre la sortie et l'entrée inverseuse permet d'asservir le signal de sortie VS de l'amplificateur 66 au signal d'entrée. La sortie de l'amplificateur est appliquée à l'entrée du détecteur crête 7. En présence d'un fort contraste sur l'image, l'image étant constituée par exemple par une zone très claire située dans la partie supérieure et une zone très sombre dans tout le reste, le circuit d'atténuation a pour objet d'atténuer progressivement le signal en début et en fin de ligne et/ou de trame par soustraction du signal généré par le transistor 64 au signal vidéo reçu en même temps de manière à prendre en compte progressivement l'information sur l'éclairement à chaque balayage ligne et/ou trame. Un deuxième mode de réalisation consiste à utiliser un atténu- ateur 6 comportant un transistor NPN, 70, monté en collecteur commun. L'émetteur est relié à la masse. La base reçoit le signal intégré SEB de sortie du circuit intégrateur 60. Le collecteur reçoit par l'intermédiaire d'une résistance 71 le signal vidéo V. Le signal vidéo est directement atténué par réglage de gain du courant de base du transistor 70. Le signal ainsi atténué en début et fin de trame est appliqué au détecteur 7. Sur la figure 4 on a représenté l'allure d'une courbe repré- sentant le signal vidéo V et d'une courbe représertant -le signal 2 58 6 1 5 1 fenêtre progressive SB obtenu à la sortie de l'intégrateur. Ces courbes représentent les amplitudes des signaux en fonc- tion du temps. Le signal vidéo, représenté uniquement pour une ligne de durée TL présente une amplitude maximum A. Le début et la fin de la ligne sont représentés par les paliers de niveau O et de durée TS de synchronisation de ligne. Le signal de fenêtre progressive a une amplitude maximale B durant une durée TF correspondant à l'ouverture entière de la fenêtre. Ce signal a une amplitude qui évolue progressivement de O à B pendant une durée Tp juste avant et après la synchronisation ligne Ts. Cette durée Tp est fonction de la constante de temps du filtre intégrateur 61. Le signal de sortie de l'intégrateur 61 constitue donc une fenêtre qui permet de prendre en compte progressivement le signal vidéo en début et fin de ligne et en début et fin de trame. 258 6 151 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatique de réglage de l'éclai- rement pour systèmes de prise de vues de télévision (1) comportant une boucle d'asservissement recevant le signal V vidéo délivré par le système de prise de vues et un signal S autorisant la prise en compte du signal vidéo pour délivrer un signal de commande de réglage de l'éclairement, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (6) de prise en compte du signal vidéo qui reçoivent le signal S et qui permettent de prendre en compte progressivement le signal vidéo en début et fin de ligne et/ou de trame afin de stabiliser la boucle d'asservissement du réglage de l'éclairement. - 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prise en compte progressive du signal vidéo sont réalisés par un circuit atténuateur (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit d'atténuation (6) comporte un générateur de signal (60) qui reçoit le signal de commande S et délivre un signal SB' et un atténuateur (61) qui reçoit le signal vidéo et le signal SB généré par le générateur (31); et qui combine ces signaux de manière à obtenir une atténuation en début et fin de ligne et/ou de trame. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le générateur (60) est constitué par un intégrateur de signal. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'intégrateur est constitué par un filtre RC qui délivre le signal intégré SB obtenu à partir du signal de commande S. 2s 5 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que l'atténuateur (61) comprend un transistor (64) monté en émetteur commn, et un amplificateur opérationnel (66) 2 58 6 1 5 1 contre réactionné, le transistor (64) recevant sur sa base le signal intégré SB, l'amplificateur (66) recevant sur son entrée inverseuse le signal de sortie du transistor (64) et son signal de sortie SA et recevant sur son entrée directe le signal vidéo V. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'atténuateur (61) est constitué par un transistor monté en collecteur commun recevant sur sa base le signal SB de sortie de l'intégrateur, dont le signal de sortie est appliqué à l'entrée du détecteur qui reçoit à cette même entrée le signal vidéo V.