Brevet FR2613559A1 — publié le 19881007

La présente invention concerne un appareil de modulation par impulsions codées différentielle (DPCM), et des proçédés d'établissement de la fonction de transfertd'un compresseur de données appartenant à un tel appareil. La DPCM offre La possibilité d'une réduction du débit des données, lors de l'emmagasinage ou de l'émission d'un signal vidéo. Par exemple, un processeur de mouvement lent numérique proposé est nécessaire pour emmagasiner plusieurs secondes d'un signal vidéo dans une mémoire vive. Ceci implique une très grande quantité de données et nécessite une place de grandeur correspondante dans la mémoire vive. Si l'on pouvait réduire le nombre de bits nécessaire pour représenter chaque élément d'image du signal vidéo, sans dégradation inacceptable de la qualité de l'image obtenue à partir du signal vidéo reproduit, on pourrait alors réduire la place nécessaire dans la mémoire vive ou bien on pourrait augmenter la durée du signal vidéo emmagasiné. La figure 1 des dessins annexés est un schéma de principe d'un appareil DPCM servant à traiter un signal vidéo d'entrée X(i), déjà sous la forme de signal modulé par impulsions codées (PCM), afin de produire un signal vidéo de sortie modulé par impulsions codées différentielle (DPCM) TX destiné à être emmagasiné (ou à être émis). Le signal vidéo d'entrée X(i) est constitué de mots numériques successifs, dans cet exemple de mots de 8 bits, qui représentent des échantillons successifs et sont obtenus par échan- tillonnage et modulation par impulsions codées d'un signal vidéo analogique. On suppose que les bits de chaque mot arrivent sous forme parallèle et sont traités sous forme parallèle à l'intérieur de l'appareil de la figure 1. Par conséquent, il faut comprendre que les éléments représentés sur la figure 1 (et sur les figures suivantes) sont, lorsque cela est approprié, connectés par des lignes omnibus, ou bus, à plusieurs bits. La DPCM s'appuie sur une prédiction précise de chaque échantillon d'entrée du signal vidéo d'entrée X(i), laquelle pré- diction est obtenue sur la base d'un ou plusieurs échantillons qui ont été reçus précédemment. (Certains schémas-de prédiction conve- nant pour un signal vidéo sont décrits ci-après.) La valeur préjite 26 1 3559 de chaque échantillon d'entrée est soustraite de l'échantillon d'entrée et la différence obtenue, ou signal d'erreur,E(i) subit une compression, puis est emmagasinée ou émise. Un signal de valeurs prédites X(p), constitué de valeurs d'échantillons prédites successives qui doivent être soustraites d'échantillons d'entrée successifs, est obtenu de la part d'un dispositif de prédiction 1 par extension du signal d'erreur comprimé E(i), et addition du résultat au signal de valeurs prédites X(p). Plus spécialement, le signal de valeurs prédites X(p) est soustrait du signal vidéo d'entrée X(i) dans un moyen générateur de signal de différence ou d'erreur, qui se présente sous la forme d'un additionneur 2 à deux entrées conçu pour faire fonction de soustracteur, afin de produire le signal d'erreur E(i), lequel est constitué d'une séquence de mots représentant chacun l'erreur, ou différence, entre un mot échantillon d'entrée du signal vidéo d'entrée X(i) et une valeur prédite de ce mot échantillon d'entrée. Le sigr:lÀ "erreur E;) ^s comprimé par un dispositif de compression 3 en des mots ayant un plus petit nombre de bits afin de former le signal vidéo de sortie TX qui peut être emmagasiné ou émis. Le signal video de sortie TX est également envoyé à un dispositif d'extension 4, qui simule un dispositif d'extension placé dans l'appareil de réception du signal vidéo de sortie TX, de manière à produire un signal video reçu RX. Le signal vidéo reçu RX est fourni à une première entrée d'un addi- tionneur 5 à deux entrées. La sortie de l'additionneur 5, sur laquelle apparait un signal d'erreur reçu X(o), est connectée à une entrée du dispositif de prédiction 1. Le dispositif de prédiction 1 produit le signal de valeurs prédites X(p), qui est fourni à l'additionneur 2 de manière à être soustrait du signal vidéo d'entrée X(i), et est également délivré à l'autre entrée de l'addi- tionneur 5 de manière à être ajouté au signal vidéo reçu pour pro- duire le signal d'erreur reçu X(o). L'appareil de la figure 1 comprend en outre un générateur d'impulsions d'horloge (non représenté) qui fait que la séquence d'opérations cidessus indiquée est effectuée pendant chacune de plusieurs périodes d'horloge successives égales à l'écart temporel T des mots échantillons d'entrée successifs du signal vidéo d'entrée X(i). Comme représenté sur la figure 2 des dessins annexés, qui est un schéma de principe d'un appareil DPCM modifié servant à traiter le signal vidéo d'entrée X(i), le dispositif de compression 3 et le dispositif d'extension 4 de l'appareil de la figure 1 peuvent être mis en oeuvre de manière commune sous la forme d'un dispositif de compression-extension 11 qui comprime et dilate le signal d'erreur E(i) afin de produire le signal vidéo reçu RX. Cet appareil modifié demande en outre un dispositif de compression 12 distinct, présentant des caractéristiques analogues à celles du dispositif de compression 3 de la figure 1, afin de produire le signal vidéo de sortie TX. Dans l'appareil de la figure 2, l'une des particularités les plus importantes est la caractéristique du dispositif de compression-extension 11, laquelle caractéristique se répète natu- rellement dans l'effet combiné du dispositif de compression 12 et du dispositif d'extension associé se trouvant dans l'appareil de réception. Les précédentes études sur la fonction de transfert d'un dispositif de compression-extension tel que le dispositif 11 de la figure 2 ont mis l'accent sur le comportement statistique du signal d'erreur E(i). En utilisant des images d'essai normalisées et un équipement d'enregistrement systématique, de données, il a été possible d'établir des cartes de probabilité du signal d'erreur E(i). A l'aide de ces cartes, on a conçu des dispositifs de compression-extension qui présentaient de petites étapes de quanti- fication pour les erreurs de probabilité élevée et en augmentant progressivement les étapes de quantification pour les erreurs de probabilité décroissante. Cette technique permet de filtrer le bruit de quantification de manière statistique afin de donner des résultats intéressants pour les images d'essai normalisées qui ont été utilisées pour produire les cartes de probabilité. Toutefois, dans un système pratique, le signal vidéo représente une image dont la teneur spectrale ne peut pas être sensiblement prédite, si bien qu'un dispositif de compression- 26 13559 extension ayant une fonction de transfert qui repose sur la teneur spectrale d'images d'essai normalisées ne donne pas nécessairement des résultats particulièrement bons. Selon l'invention, il est proposé un appareil de modu- lation par impulsions codées différentielle comprenant: un moyen générateur de signal d'erreur servant à recevoir un signal vidéo d'entrée comprenant des mots successifs qui repré- sentent des échantillons vidéo et ayant pour fonction de produire à partir de ceux-ci un signal d'erreur dont les mots successifs représentent chacun la différence entre un mot du signal vidéo d'entrée et la valeur prédite pour celui-ci; un moyen servant à comprimer et dilater le signal d'erreur afin de produire un signal video reçu; un moyen d'addition servant à additionner des mots successifs du signal vidéo reçu aux mots successifs d'un signal de valturs prédites reprepentant lesites valeurs préèites afin de produire un signal d'erreur reçu; et un dispositif de prédiction répondant au signal d'erreur recu en produisant le signal de valeurs prédites; la fonction de transfert dudit moyen servant à comprimer et dilater le signal d'erreur ayant été établi en fonction des nombres minimaux de niveaux de quantification nécessaires pour quantifier un élément d'image d'un signal vidéo sans que les niveaux de quantification soient visuellement apparents, pour chaque fréquence d'un intervalle de fréquences d'entrée dudit signal vidéo. Selon l'invention, il est égalemer-. proposé un procédé d'établissement de la fonction de transfert d'une mémoire formant un dispositif de compression, appartenant à un appareil de modula- tion par impulsions codées différentielle, qui sert à comprimer des mots d'erreur binaires, obtenus par la prédiction de mots d'entrée de N bits successifs fournis audit appareil et représentant respec- tivement des échantillons successifs d'un signal videéo, en des mots de sortie de n bits o N est plus grand que n, le procédé compre- nant les opérations suivantes: Z613559 déterminer les nombres minimaux de niveaux de quantifi- cation nécessaires pour quantifier un élément d'image d'un signal vidéo sans que les niveaux de quantification soient visuellement apparents, pour chaque fréquence d'un intervalle de fréquences d'entrée dudit signal vidéo; déterminer l'erreur contenue dans le signal de sortie d'un dispositif de prédiction devant être utilisé pour prédire les valeurs de chaque dit mot d'entrée en fonction de la valeur ou des valeurs d'au moins un dit mot d'entrée antérieur, pour le même dit intervalle de fréquences d'entrée; déterminer à partir desdits nombres de niveaux de quanti- fication et desdites erreurs le nombre maximal de niveaux de quan- tification nécessaire pour chaque dite erreur; construire à partir desdits nombres maximaux de niveaux de quantification une table mettant en relation sensiblement 2n signaux de sortie différents dudit dispositif de compression à des intervalles respectifs d'un nombre correspondant d'intervalles contigus desdits mots d'erreur fournis audit dispositif de com- pression, en fonction dudit nombre maximal de niveaux de quantifi- cation nécessaire pour lesdits mots d'erreur dans ledit intervalle correspondant; et emmagasiner ladite table dans ladite mémoire. La description, conçue à titre d'illustration de l'inven- tion, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéris- tiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: les figures 1 et 2 sont des schémas de principe d'appa- reils DPCM respectifs; la figure 3 est un graphe de quantification du nombre de niveaux de quantification nécessaire en fonction des fréquences d'entrée; la figure 4 est un graphe montrant l'intensité des erreurs du dispositif de prédiction pour des signaux d'entrée à pleine amplitude en fonction des fréquences spatiales diagonales; la figure 5 est un graphe montrant la dimension des étapes qui donne les dimensions des étapes de quantification néces- 26135 59 saires maximales en fonction des erreurs du dispositif de prédic- tion; la figure 6 est un diagramme illustrant la structure des étapes de quantification pour un dispositif de compression- extension; la figure 7 est un diagramme montrant le cas limite des étapes de quantification pour un dispositif de compression- extension; la figure 8 montre schématiquement une partie d'un ensemble d'échantillons d'un signal vidéo; la figure 9 est une représentation graphique, produite par calculateur, de l'erreur du dispositif de prédiction en fonc- tion des fréquences verticale et horizontale; et les figure 10 et 11 sont des schémas de principe de modes de réalisation respectifs de l'appareil DPCM selon l'invention. Il a été mentionné ci-de-sus que le- pré-édentes études de la fonction de transfert d'un dispositif de compression- extension avaient mis l'accent sur le comportement statistique du signal d'erreur. Pour un signal vidéo qui doit être numériquement codé de façon satisfaisante, il faut que deux conditions en parti- culier soient satisfaites. Tout d'abord, il faut qu'il y ait un nombre suffisant de niveaux de luminance pour rendre invisibles les niveaux de gris distincts et, en deuxième lieu, il faut qu'il y ait un débit d'échantillons suffisamment élevé pour être adapté avec la fréquence horizontale maximale; cette dernière condition est imposée par le théorème d'échantillonnage. Théoriquement, pour recréer de manière parfaite un signal vidéo, il faut que ces condi- tions soient toutes deux satisfaites. De manière moins évidente, il peut être montré que, d'un point de vue subjectif, une fréquence spatiale élevée demande moins de niveaux de luminance qu'une fré- quence spatiale basse. En d'autres termes, le nombre de bits néces- saire pour quantifier un signal vidéo n'est pas constant, d'un point de vue subjectif, pour toute les fréquences spatiales et toutes les amplitudes. On considère, à titre d'exemple extrême, un flanc extrê- ment rapide formé par une transition instantanée du noir au blanc. Ceci pourrait, en fait, être représenté par un bit unique, o, par exemple, "O" représente le noir et "1" représente le blanc. Comme autre exemple extrême, on considère une transition uniforme du noir au blanc s'étendant sur une période de ligne horizontale complète. Ceci pourrait être considéré comme une fonction en forme de rampe ayant une période égale à une période de ligne horizontale. Il est généralement admis que, pour représenter une telle fonction, il faut 8 bits, puisqu'il faut environ 256 niveaux de luminance diffé- rents pour donner à l'oeil humain l'apparence d'une transition régulière du noir au blanc. Ceci signifie que, dans le cas d'un dispositif de compression-extension ayant pour but de réduire le nombre de bits utilisé pour la quantification en éliminant simple- ment, par exemple, les trois bits les moins significatifs d'un signal quantifié à 8 bits, il serait alors obtenu un résultat parfaitement satisfaisant dans le premier exemple d'un flanc rapide, mais cela ne donnerait pas de résultat satisfaisant dans le deuxième exemple d'un signal en forme de rampe, puisque, dans ce dernier cas, des sauts dans la luminance seraient clairement visibles à l'oeil. En termes plus généraux, une forme d'onde en rampe ayant une période d'une ligne horizontale présentera une quantification de son échelle de gris plus prononcée qu'une forme d'onde en rampe ayant une période sensiblement plus courte. Cette relation entre le nombre de bits nécessaire pour quantifier de manière satisfaisante un élément d'image et la fréquence spatiale est utilisée dans le dispositif de compression-extension qui sera décrit ci- après dans le but de réduire les défauts visibles de l'image finale qui résultent du bruit de quantification. Pour établir cette relation, on a effectué des essais utilisant par exemple un générateur de zone plate pour synthétiser des fréquences spatiales ayant une résolution variable en termes de nombre de niveaux de luminance. Ceci a été réalisé par mise en place d'une rampe linéaire allant du noir au blanc avec une période d'une période de ligne horizontale. En éliminant les bits les moins significatifs, il est possible de rendre apparente les étapes de quantification. On augmente ensuite la fréquence horizontale jusqu'à ce que ces étapes de quantification ne puissent plus être discernées par un observateur. On enregistre la fréquence horizon- tale à laquelle ceci se produit, puis on élimine le bit le moins significatif suivant. On répète ce processus jusqu'à ce qu'il ait été obtenu un ensemble de points donnant le nombre minimal possible de niveaux de quantification qui pourrait être utilisé pour des fréquences spatiales allant de zéro (courant continu) à la fré- quence d'échantillonnage. Ceci est représenté graphiquement, sous l'appellation de graphe de perception de la quantification, o le nombre nécessaire de niveaLxde quantification est porté en ordonnée et les fréquences d'entrée, à savoir une fraction de la fréquence d'échantillonnage Fs, sont portées en abscisse. Il est également nécessaire de comprendre que, dans un appareil DPCM du type général ci-dessus décrit en relation avec les figures 1 et 2, le dispositif de compression-extension et le dispo- sitif de prédiction ne doivent pas être considérés comme des unités distinctes, puisque les performances du dispositif re prédiction affecteront l'amplitude du signal d'erreur E(i), en fonction de la direction des fréquences spatiales dans l'image que le signal vidéo représente. De ce fait, il est préférable que les caractéristiques du dispositif de compression-extension soient accordées avec la direction de prédiction du plus mauvais cas du dispositif de pré- diction. Ceci est réalisé à l'aide d'un tracé, produit à l'aide d'un calculateur, de l'erreur maximale du dispositif de prédiction suivant deux dimensions. La figure 4 est un graphe de l'amplitude d'erreur du dispositif de prédiction, montrant l'amplitude de l'erreur maximale suivant l'axe diagonal d'urb simulation de dispo- sitif de prédiction à deux dimensions (décrite ci-dessous en rela- tion 'avec la figure 9). Les pourcentages d'erreur maximaux sont portés en ordonnée en fonction des fréquences diagonales, qui sont une fraction de la fréquence d'échantillonnage Fs, indiquées en abscisse. En divisant le graphe de perception de quantification de la figure 3 par le graphe d'amplitude d'erreur du dispositif de prédiction de la figure 4, ce qui est possible puisque toutes deux sont des tracés en fonction de la fréquence, on produit, comme représenté sur la figure 5, un graphe de la dimension des étapes relatif au dispositif de compression-extension. Cette division fait que les erreurs du dispositif de prédiction, exprimées sous forme de pourcentages, deviennent les valeurs portées en abscisse, et les valeurs portées en ordonnée sont les dimensions des étapes de quan- tification maximales nécessaires, qui sont demandées dans le dispo- sitif de compression-extension pour une erreur donnée du dispositif de prédiction. Ainsi, le graphe de la figure 5 indique le nombre de niveaux de quantification nécessaire dans le dispositif de compression-extension pour une erreur donnée du dispositif de pré- dication, et l'erreur du dispositif de prédiction est connue puisqu'elle est proportionnelle, selon la loi de la figure 4, à la fréquence d'entrée. Par exemple, comme indiqué par les Lignes en trait interrompu de La figure 5, lorsque l'erreur du dispositif de prédiction est 50 %, il faut alors environ 35 niveaux de quanti- fication dans le dispositif de compression-extension. Le graphe donnant la taille des étapes, tel que présenté sur la figure , est ensuite utilisé pour réaliser le dispositif de compression- extension du cas limite voulu o l'effet de quantification dû à la réduction du nombre de bits doit être juste masqué par l'effet de la fréquence spatiale élevée. Ceci est obtenu de la manière suivante. Dans l'appareil de la figure 2, o le signal vidéo d'entrée X(i) peut avoir l'un quelconque des 256 niveaux de quanti- fication différents, le signal d'erreur E(i) fourni au dispositif de compression-extension 11 peut alors avoir une valeur quelconque comprise dan! l'intervalle, en notation hexadécimale, de moins FF à plus FF. Puisque le gain de boucle du dispositif de compression- extension 11 ne peut pas dépasser l'unité, c'est-à-dire que le signal de sortie ne peut pas être supérieur au signal d'entrée, une caractéristique en marches d'escalier du dispositif de compression- extension est produite du haut vers le bas. Comme représenté sur la figure 6, qui illustre la structure des étapes de quantification, le graphe supérieur est le graphe de la dimension des étapes de la figure 5, o les valeurs en ordonnée ont été comprimées. Au- dessous, se trouve un graphe de la caractéristique du dispositif de 26135s9 compression-extension dans lequel les signaux de sortie sont repré- sentés sous forme des valeurs portées en ordonnée et les signaux d'en- trée sont représentés sous forme des valeurs portées en abscisse, toutes deux étant en notation hexadécimale. Pour la valeur supé- rieure, c'est-à-dire un signal d'entrée (signal d'erreur) valant FF, le signal de sortie doit être FF, et les étapes doivent suivre la ligne droite allant du point FF/FF jusqu'à l'origine. A partir de la valeur supérieure placée sur cette ligne droite, la ligne est suivie en sens inverse jusqu'à ce que la taille des étapes de quantification du dispositif de compression- extension soit égale à la taille de l'étape maximale c'est-à-dire que l'étape k est égale à k dans le graphe supérieure de la fi- gure 6. Ce point est ensuite pris comme niveau de quantification suivant, et le processus se répète pour les étapes suivantes, j = j, i = i, etc., jusqu'à ce que l'intervalle tout entier ait été parcouru en sens inverse jusqu'à l'origine. Le cas limite de l'intervalle de 00 à FF est représenté sur la figure 7. Dans cet exemple particulier, il est montré qu'il faut dix-sept étapes pour émettre un signal d'erreur positif dans l'intervalle 00 à FF, c'est-à-dire pour convertir tout signal d'entrée du dispositif de compression-extension appartenant à l'intervalle 00 à FF en l'un des dix-sept signaux de sortie du dispositif de compression- extension. Les étapes se trouvent en fait à O, 1, 2, 3, 5, 8, E, 17, 21, 2D, 3C, 4E, 66, 83, A6, DO et FF. On notera que, pour de petites erreurs (qui correspondent à des fréquences basses), il y a une corrélation biunitaire entre le signal d'entrée et le signal de sortie du dispositif de compression-extens on, mais que, lorsque les erreurs augmentent en amplitude (en correspondance avec l'augmentation de la fréquence), l'intervalle de plus en plus grand des signaux d'entrée conduit au même signal de sortie. Au sommet de l'intervalle, tous les signaux d'entrée compris entre DO et FF donnent un signal de sortie FF. Si l'on tient compte également des erreurs négatives, il faut alors un nombre total de 33 niveaux (17 + 16). Ceci n'est pas un nombre commode, car il est juste trop grand pour être représenté à l'aide de cinq bits. ll Le graphe indiquant la dimension des tables maximales apparaissant à la partie supérieure de la figure 6 est donc mis à l'échelle par multiplication de chaque valeur par le même nombre, et on répète le procédé ci-dessus dans le but de réduire le nombre des étapes à 32, ou juste un peu moins, ce qui peut être représenté par cinq bits. Selon une autre possibilité, si cela est nécessaire, on peut effectuer une mise à l'échelle visant à permettre de repré- senter le signal de sortie du dispositif de compression-extension par un certain nombre de bits différent, par exemple trois ou quatre, bien qu'il faille comprendre que cette compression ne peut être réalisée sans une plus grande dégradation de la qualité de l'image. Ainsi, en revenant à l'exemple des 5 bits, on produit une table montrant comment tout signal d'erreur d'entrée appartenant à l'intervalle de +255 à -255 doit être converti en l'un des 32 signaux de sortie (par exemple) qui sont désignés par O à 31 et sont représentés par un signal de sortie de 5 bits. Le dispositif de compression 12 de la figure 2 est donc mis en oeuvre sous forme d'une mémoire, de préférence une mémoire morte programmable (PROM), qui contient une table de recherche et qui, lors de la réception d'un signal d'entrée de 8 bits apparte- nant à l'intervalle de -255 à +255 (en notation décimale) convertit celuici en un signal de sortie de 5 bits. Le dispositif de compressionextension 11 de la figure 2 est mis en oeuvre sous la forme d'une semblable PROM, à laquelle est adjointe une PROM supplémentaire, qui contient une table de recherche et qui, à la réception d'un signal d'entrée de 5 bits, fournit le signal de sortie de 8 bits correspondant. Une PROM analogue à cette dernière PROM du dispositif de compressionextension 11 est placée dans l'appareil recevant le signal vidéo reçu TX. On va de nouveau examiner le dispositif de prédiction 1 des figures 1 et 2. Celui-ci doit prédire la valeur de chaque échantillon d'entrée du signal vidéo d'entrée X(i), sur la base d'un ou plusieurs échantillons ayant été précédemment reçus. Les les options offertes consistent à utiliser divers échantillons suivant une ou deux dimensions spatiales, avec ou sans échantillon de la dimension temporelle, c'est-à-dire à partir d'une ou plusieurs trames précédentes. Dans un but de simplification, on ne considérera ici que des dispositifs de réduction utilisant des échantillons antérieurs suivant une ou deux dimensions spatiales, mais il faut comprendre que l'invention peut être appliquée à un appareil DPCM utilisant d'autres dispositifs de prédiction. La figure 8 montre schématiquement une partie d'un ensemble d'échantillons d'un signal video. Si x est l'échantillon à prédire, alors un dispositif de prédiction à une dimension peut prendre: x = c, tandis qu'un dispositif de prédiction à deux dimensions peut prendre par exemple: x = c + b - a. Dans ce dernier cas, le signal de sortie du dispositif de prédic- tion peut se trouver à l'extérieur de l'intervalle d'échantil- lonnage normal (0 à 255) et des moyens doivent être prévus pour traiter tout semblable dépassement de capacité positif ou négatif. Quelle que soit la forme choisie du dispositif de pré- diction 1, il est possible de calculer des intensités d'erreur pour un signal d'entrée de pleine amplitude, en termes de fréquences verticale et horizontale, de sorte que l'erreur maximale en chaque point soit calculée pour toutes les valeurs de fréquence et de phase. Le résultat relatif au dispositif de prédiction à deux dimensions cité ci-dessus est représenté sur la figure 9, o chaque nombre représente le point central d'un intervalle. Par exemple, O représente une erreur de O à 5 %, 3 représente une erreur de 25 à %, et A représente une erreur de 95 à 100 %. La section droite prise entre l'origine et le point d'erreur maximal donne le graphe d'amplitude d'erreur du dispositif de prédiction, qui est repré- senté sur la figure 4. On se reporte de nouveau aux figures 1 et 2. Le temps de calcul en boucle, qui est le temps nécessaire pour effectuer la série d'opérations effectuée lors de l'arrivée de chaque mot du signal vidéo d'entrée X(i), ne doit pas dépasser la période de données du signal X(i), à savoir l'écart T des mots du signal vidéo d'entrée X(i). Le trajet critique qui détermine le temps de calcul en boucle est représenté sur les figures 1 et 2 par les lignes hachurées. Avec un dispositif de compression 3, un dispositif d'extension 4 et un dispositif de compression-extension 11 mis en oeuvre au moyen de mémoires mortes programmables, le temps de calcul en boucle est commandé par les temps mis en jeu pour l'exé- cution des opérations d'addition dans les additionneurs 2 et 5, le temps mis en jeu pour la lecture des PROM, et le temps de retard du dispositif de prédiction 1. On considère la forme la plus simple du dispositif de prédiction 1 citéci-dessus o chaque valeur échantillon d'entrée prédite est la valeur reçue précédente, auquel cas le dispositif de prédiction 1 est un élément à retard qui impose un retard, repré- -1 senté mathématiquement par Z 1, égal à l'écart T. L'élément à retard est un élément de verrouillage (plus spécialement, un groupe d'éléments de verrouillage fonctionnant en parallèle en nombre égal au nombre des bits de chaque mot d'entrée) qui est déclenché au moment de l'écart T. Dans ce cas, le temps de calcul en boucle est commandé par les temps mis en jeu pour l'exécution des opérations d'addition effectuées dans les additionneurs 2 et 5, le temps impliqué pour la lecture des PROM, et les temps d'établissement et de propagation de l'élément de verrouilage utilisé comme dispositif de prédiction 1. Si, par exemple, l'appareil DPCM de la figure 2 est mis en oeuvre sous la forme d'un circuit logique transistor- transistor (TTL) utilisant une forme simple (un seul élément de verrouillage) du dispositif de prédiction 1, comme ci-dessus indiqué, le temps de calcul en boucle le plus court qui peut cou- ramment être atteint est d'environ 70 ns. Ainsi, l'écart T doit être supérieur à 70 ns environ. Naturellement, de manière générale, le dispositif de prédiction 1 possédera une forme plus complexe utilisant plusieurs échantillons antérieurs. Ceci introduit des éléments supplémen- taires dans le trajet critique, et augmente donc le temps de clacul en boucle. La figure 10 représente un mode de réalisation d'un appareil DPCM dont le dispositif de prédiction 1 est représenté 26135 59 comme mis en oeuvre sous une forme généralisée en ce qu'il utilise plusieurs, (n + 1), échantillons antérieurs pour produire chaque valeur d'échantillon prédite. Le dispositif de prédiction 1 est représenté comme possédant (n + 1) éléments de verrouillage (élé- -1 ments à retard Z) LO à Ln connectés en tandem. La sortie de chacun des éléments de verrouillage LO à Ln est connectée à l'un respectif de (n + 1) multiplicateurs MO à Mn, dans lesquels un échantillon émis depuis l'un des éléments de verrouillage associés est multiplié par l'un respectif de (n + 1) coefficients de pondé- ration multibit kO à kn avant d'être transmis à un moyen d'addition 31. Le moyen d'addition 31 additionne ensemble les (n + 1) signaux d'entrée qu'il reçoit de la part des multiplicateurs MO à Mn pour produire le signal de valeurs prédites X(p). Le dispositif de prédiction 1 de la figure 10 fonctionne de la manière suivante. Au cours de périodes d'horloge successives, des échantillons arrivant de.'additionneur 5 vont décalés dans 'es éléments de verrouillage LO à Ln d'une manière rappelant le fonc- tionnement d'un registre à décalage. Ainsi, à tout instant, les éléments de verrouillage LO à Ln contiennent les (n + 1) échantil- tons du signal d'erreur reçu X(o) venant de l'additionneur 5. Pendant chaque période d'horloge, les contenus de tous Les éléments de verrouillage LO à Ln sont lus et envoyés dans les multiplica- teurs MO à Mn et y sont multiplies par les coefficients de pondé- ration respectifs kO à kn, dont les valeurs ont été sélectionnées de manière à pondérer les (n + 1) échantillons afin de donner une caractéristique de prédiction voulue. Les (n + 1) mots, ou échan- tiLlons, produits résultants qui viennent des ruLtiplicateurs MO à Mn sont envoyés au moyen d'addition 31 et, toujours pendant cette même période d'horloge, ils sont tous additionnés ensemble afin de produire un échantillon prédit unique du signal d'échantillon prédit X(p). Il faut noter que l'on peut choisir comme on veut le nombre des éléments de verrouillage (éléments à retard Z 1) con- tenus dans le dispositif de prédiction 1, en fonction de la préci- sion voulue pour la prédiction. De plus, le dispositif de prédic- tion 1 de la figure 10 ressemble à un filtre à réponse d'impulsion Z-613559 finie, tel qu'il en est employé dans le traitement des signaux d'image, et on peut utiliser pour mettre en oeuvre le dispositif de prédiction 1 de la figure 10 les techniques connues servant à réaliser ces filtres. Sur la figure 10, comme sur les figures 1 et 2, le trajet critique associé au temps de calcul en boucle est représenté par des lignes hachurées. De la même manière que pour le dispositif de prédiction simple ne comprenant qu'un seul élément de verrouillage, le temps de calcul en boucle est commandé par les temps mis en jeu pour l'exécution des opérations d'addition dans les additionneurs 2 et 5, le temps nécessaire à la lecture des PROM, et les temps d'établissement et de propagation d'un élément de verrouillage. Toutefois, le temps de calcul en boucle comprend en outre: (i) le temps mis pour effectuer les multiplications dans les multiplicateurs MO à Mn, lequel, puisqu'ils fonctionnent en parallèle, est le retard correspondant au temps de fonction- nement de l'un quelconque d'entre eux (en supposant qu'ils fonctionnent à la même vitesse), ou bien est le retard corres- pondant au temps de fonctionnement du plus lent d'entre eux; et (ii) le temps pris dans le moyen d'addition 31 pour additionner ensemble les (n + 1) produits arrivant en provenance des (n + 1) multiplicateurs MO à Mn afin de produire l'échantillon prédit. Le temps supplémentaire pris pour la multiplication dépend du fait que les coefficients de pondération kO à kn sont ou non des coef4 cients binaires c'est-à-dire ont ou non une valeur 2p, o p est un nombre entier. Pour des coefficients binaires, aucun retard ne doit être introduit, puisqu'une opération équi- valant à une multiplication peut être effectuée par simple déca- lage, de p positions, vers le haut ou vers le bas, de l'ordre de signification des bits des mots transmis des éléments de verrouil- lage LO à Ln au moyen d'addition 31. Les coefficients binaires peuvent être fractionnels ou supérieurs à l'unité, l'intervalle prévu pour p (dans le cas d'un mot de 8 bits) allant de -7 à +6. Le cas habituel amènerait, en fait, un décalage vers le bas, puisque l'opération d'addition effectuée par le moyen d'addition 31 doit donner un signal de sortie inférieur ou égal à l'unité pour le courant continu (valeur égale des mots d'entrée) dans le but de préserver la stabilité. Toutefois, si les coefficients de pondéra- tion ne sont pas des coefficients binaires, il faut alors utiliser les multiplicateurs MO à Mn et un temps supplémentaire important est pris pour réaliser les opérations de multiplication. Le temps pris dans le moyen d'addition 31 pour addi- tionner ensemble les (n + 1) produits est généralement beaucoup plus grand que le temps nécessaire pour effectuer la multipLica- tion, même si les coefficients de pondération ne sont pas binaires, et ceci aura généralement donc un effet nuisible supérieur sur le temps de calcul en boucle. La raison de cela est que le moyen d'addition 31 doit être constitué, lorsque le nombre des échan- tillons traités par le dispositif de prédiction 1 est supérieur à deux, par un ensemble d'adctonrineurs qui peuvent chacun additior- ner seulement deux mots, et au moins certains de ces additionneurs devront fonctionner consécutivement à l'intérieur d'une même période d'horloge. On peut obtenir sensiblement le même effet que celui accompli par le dispositif de prédiction 1 de l'appareil de la figure 10 en modifiant la configuration du dispositif de prédiction de façon que les additionneurs soient répartis entre les éléments à retard, si bien que, dans chaque période d'horloge, les addition- neurs fonctionnent tous simultanément les uns avec les autres. En dépit du fait que l'addition n'est pas exécutée comme l'opération finale venant après que tous les mots ont été mis dans leur rela- tion temporelle correcte et pondérée, le résultaIt global est le même. Toutefois, comme cela sera démontré ci-dessous, le résultat est obtenu d'une manière telle que le temps de calcul en boucle tend à devenir indépendant du nombre des échantillons employés dans le calcul de chaque mot du signal de valeurs prédites X(p). Un mode de réalisation d'appareil DPCM selon l'invention, comprenant un semblable dispositif de prédiction, est représenté sur la figure 11 et comporte un dispositif de prédiction 41 qui, comme le dispositif de prédiction I de l'appareil de la figure 10, comprend des éléments de verrouillage LO à Ln et des multiplica- teurs MO à Mn dotés de coefficients de pondération kO à kn respec- tifs. Le dispositif de prédiction 41 comporte en outre des additionneurs AO, A1, A2, A3, etc. Comme représenté sur la figure 11, les additionneurs AO, A1, etc., les multiplicateurs MO, M1, etc., et les éléments de verrouillage (éléments à retard) L1, L2, etc., sont disposés de manière à former un réseau en échelle. Le * signal d'erreur reçu X(o) est appliqué via l'élément de verrouil- lage LO à un premier côté du réseau en échelle de façon que chaque mot venant de l'élément de verrouillage LO soit appliqué simulta- nément à tous les multiplicateurs MO, M1, etc., lesquels sont disposés suivant les barreaux du réseau en échelle. Les addition- neurs AO, A1, etc. sont disposés aux noeuds du deuxième côté du réseau en échelle, et les éléments de verrouillage L1, L2, etc. sont disposés entre les additionneurs sur le deuxième côté du réseau en échelle. En utilisation, au début de chaque période d'horloge, le même mot du signal d'erreur reçu X(o), qui est délivré par l'élé- ment de verrouillage LO, est fourni à chacun des multiplicateurs MO, M1, etc., et pondéré par celui-ci. Ensuite, pendant le même cycle d'horloge, à l'exception du mot pondéré qui sort du multi- plicateur Mn, les mots pondérés sont additionnés dans les addi- tionneurs AO, A1, etc. (lesquels fonctionnent sensiblement simul- tanément les uns avec les autres) à un mot emmagasiné dans les éléments de verrouillage L1, L2, etc. pendant un cycle d'horloge précédent. Comme chaque mot pondéré suit son chemin le long de la moitié supérie re du réseau en échelle de la gauche vers la droite sur la figure 11, il lui est additionné, pendant chaque cycle d'horloge successif, un mot pondéré venant d'un cycle d'horloge ultérieur. Ainsi, pendant chaque cycle d'horloge, comme sur la figure 10, le mot de sortie produit par le dispositif de prédiction 41 (c'est-à-dire la sortie de l'additionneur AO) est le résultat de l'addition, avec une pondération appropriée, des mots d'entrée reçus pendant le nombre approprié de périodes d'horloge précé- dentes. Ainsi, comme représenté sur la figure 10, chaque mot produit par le dispositif de prédiction (à la sortie de l'addi- tionneur AO) est une valeur prédite d'un mot d'entrée sur la base de plusieurs mots successifs du signal d'erreur reçu X(o). Toute- fois, les diverses opérations d'addition ont été exécutées au cours d'une succession de cycles d'horloge tandis que le mot se déplaçait pas à pas le long du réseau en échelle, par les additionneurs AO, A1, etc. fonctionnant simultanément, au lieu d'être exécutées séquentiellement à la fin de chaque cycle d'horloge. Comme sur les figures 1, 2 et 10, le trajet critique correspondant au temps de calcul en boucle est indiqué sur la figure 11 par des lignes hachurées. Comme dans le cas du dispositif de prédiction simple (un seul élément de verrouillage) ci-dessus décrit, le temps de calcul en boucle est commandé par les temps mis en jeu pour l'exécution des opérations d'addition dans les addi- tionneurs 2 et 5, le temps mis en jeu pour la lecture du PROM du dispositif de compression-extension 11 et les temps d'établissement et de propagation.l'ur u -w lm2 é t de ver ".age, à sa(- r l'élément de verrouillage LO. En outre, le temps de calcul en boucle est commandé par les temps pris pour le fonctionnement d'un unique multiplicateur (le multiplicateur MO) et d'un unique addi- tionneur (l'additionneur AO). Par conséquent, pour continuer avec l'exemple numérique donné ci-dessus pour la mise en oeuvre sous forme TTL, le temps de calcul en boucle d'environ 70 ns du cas du dispositif de prédiction simple (un seul élément de verrouillage) augmente, dans le cas de la figure 11, jusqu'à environ 90 ns si les coefficients de pondération sont binaires et jusqu'à quelque peu plus que 100 ns si les coefficients de pondération ne sont pas binaires. Toutefois, on note que le temps de calcul en boucle n'est pas, au contraire de la figure 10, augmenté lorsque le nombre des prises intermédiaires, (à savoir le nombre des échantillons du mot d'erreur reçu utilisé pour calculer chaque valeur prédite) augmente. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil et du procédé dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limita- tif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de modulation par impulsions codées diffé- rentielle, comprenant: un moyen (2) générateur de signal d'erreur servant à recevoir un signal vidéo d'entrée (X(i)) comprenant plusieurs mots successifs qui représentent des échantillons vidéo et ayant pour fonction de produire à partir de ceux-ci un signal d'erreur (E(i)) dont les mots successifs représentent chacun la différence entre un mot du signal vidéo d'entrée (X(i)) et une valeur prédite de celui-ci; un moyen (11, 12) servant à comprimer et dilater le signal d'erreur (E(i)) afin de produire un signal vidéo reçu (RX); un moyen d'addition (5) servant à additionner des mots successifs du signal vidéo reçu (X(i)) à des mots successifs d'un signal de valeurs prédites (X(p)) qui représente lesdites valeurs prédites afin de produire un signal d'erreur reçu (X(o)); et un dispositif de prédiction (1) répondant au signal d'erreur reçu (X(o)) en produisant le signal de valeurs prédites (X(p)); caractérisé en ce que la fonction de transfert dudit moyen (11, 12) servant à comprimer et dilater le signal d'erreur (E(i)) a été établie en fonction des nombres minimaux de niveaux de quantifi- cation nécessaires pour quantifier un élément d'image d'un signal vidéo sans que les niveaux de quantification soient visuellement apparents, pour chaque fréquence d'un intervalle de fréquences d'entrée dudit signal videéo. 2. Appareil selon la revendication 1, o ledit moyen (11, 12) servant à comprimer et dilater le signal d'erreur comprend une mémoire, et ledit établissement de ladite fonction de transfert comprend les opérations suivantes: déterminer les nombres minimaux de niveaux de quantifi- cation nécessaires pour quantifier un élément d'image d'un signal vidéo sans que les niveaux de quantification soient visuellement apparents, pour chaque fréquence d'un intervalle de fréquences d'entrée dudit signal vidéo; déterminer l'erreur contenue dans le signal de sortie dudit dispositif de prédiction (1) pour le même dit intervalle de fréquences d'entrée; déterminer à partir desdits nombres de niveaux de quanti- fication et desdites erreurs le nombre maximal de niveaux de quantification nécessaire pour chaque dite erreur; construire à partir desdits nombres maximaux de niveaux de quantification une table reliant sensiblement 2n signaux de sortie différents dudit moyen de compression à des intervalles respectifs d'un nombre correspondant d'intervalles contigus desdits mots d'erreur fournis audit moyen de compression, en fonction dudit nombre maximal de niveaux de quantification nécessaire pour lesdits mots d'erreur contenus dans ledit intervalle correspondant; et emmagasiner ladite table dans ladite mémoire. 3. Appareil selon la revendication 2, o ledit établissement de ladite fonction dc transf. ccmpter ' t'upéraLion consistant a construire, à partir de ladite table, une table supplémentaire qui est l'inverse de ladite table et à emmagasiner ladite table supplé- mentaire dans ladite mémoire. 4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, o ladite mémoire est une mémoire morte programmable. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, o ledit dispositif de prédiction (1) se présente sous la forme d'un réseau en échelle comportant des éléments à retard (LO, L1, etc.) disposés entre les noeuds sur un premier côté du réseau en échelle. 6. Appareil selon la revendication 5, o des additionneurs (AO, A1, etc.) sont disposés sur les noeuds dudit côté du réseau en échelle. 7. Appareil selon la revendication 5 ou 6, o ledit dispo- sitif de prédiction (1) comprend des multiplicateurs (MO, M1, etc.) qui sont connectés de façon à recevoir des coefficients de pondé- ration respectifs et qui sont placés dans les barreaux du réseau en échelle. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, o ledit moyen (2) générateur de signal d'erreur comprend un soustracteur qui est connecté de façon à recevoir le signal de valeurs prédites (X(p)). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, o ledit moyen (11, 12) servant à comprimer et dilater le signal d'erreur est constitué par un moyen de compression-extension (11) et l'appareil comprend un moyen de compression (12) servant à comprimer le signal d'erreur. 10. Procédé d'établissement de la fonction de transfert d'une mémoire formant un moyen de compression (11, 12), dans un appareil de modulation par impulsions codées différentielle, pour comprimer des mots d'erreur binaires, obtenus par prédiction de mots d'entrée successifs de n bits fournis audit appareil et représentant respectivement des échantillons successifs d'un signal vidéo, en des mots de sortie de n bits, o N est supérieur à n, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: déterminer les nombres minimaux de niveaux de quantifi- cation nécessaires pour quantifier un élément d'image d'un signaL vidéo sans que les niveaux de quantification soient visuellement apparents, pour chaque fréquence d'un intervalle de fréquences d'entrée dudit signal vidéo; déterminer l'erreur contenue dans le signal de sortie d'un dispositif de prédiction (1) devant être utilisé pour prédire la valeur de chaque mot d'entrée en fonction de la valeur ou des valeurs d'au moins un dit mot d'entrée antérieur, pour le même dit intervalle de fréquences d'entrée; déterminer à partir desdits nombres de niveaux de quanti- fication et desdites erreurs le nombre maximal de niveaux de quantification nécessaire pour chaque dite erreur; construire, à partir desdits nombres maximaux de niveaux de quantification, une table reliant sensiblement 2n signaux de sortie différents dudit moyen de compression à des intervalles respectifs d'un nombre correspondant d'intervalles contigus desdits mots d'erreur fournis audit moyen de compression, en fonction dudit nombre maximal de niveaux de quantification nécessaire pour lesdits mots d'erreur dans ledit intervalle correspondant; et emmagasiner ladite table dans ladite mémoire. 11. Procédé d'établissement de la fonction de transfert d'un moyen de mémorisation formant un moyen de compression-extension (11), dans un appareil de modulation par impulsions codées diffé- rentielle, afin de comprimer des mots d'erreur binaires, obtenus S05 par prédiction de mots d'entrée à N bits successifs fournis audit appareil et représentant respectivement des échantillons successifs d'un signal vidéo, en des mots de sortie à n bits o N est supé- rieur à n, et afin de dilater lesdits mots de sortie à n bits en des mots de sortie à N bits successifs correspondant respectivement auxdits mots d'entrée, le procédé comprenant les opérations sui- vantes: construire ladite table selon les opérations de la reven- dication 10; emmagasiner ladite table dans une mémoire dudit moyen de mémorisation; construire, à Oartir ce laur:e table, u.e table supple- mentaire qui est l'inverse de ladite table; et emmagasiner ladite table supplémentaire dans une mémoire dudit moyen de mémorisation. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, o ladite mémoire ou chaque dite mémoire est une mémoire morte programmable.