Brevet FR2625397A1 — publié le 19890630

Procédé et circuit de réglage de niveau de noir d'un signal vidéo pour la mise en oeuvre d'un procédé ". L'invention concerne un procédé de réglage du niveau de noir d'un signal vidéo à numériser, au moyen du réglage du décalage de tension continue entre entrée et sortie d'un amplificateur, au moyen duquel, après numérisation pendant les intervalles de blocage, le signal vidéo est comparé à une valeur de consigne numérique et le signal de valeur différentielle formé à cette occasion est amené, après conversion en analo- gique, à l'entrée de réglage de l'amplificateur, à ti- tre de tension de réglage. Il est déjà décrit un convertisseur analogi- que/numérique pour signaux vidéo dans le document EP-O 178 044 A2, pour lequel un réglage de niveau de noir a lieu selon le procédé indiqué cidessus, par réglage du décalage de tension continue avant la conversion analogique/numérique. Dans ce "réglage proportionnel" connu, la valeur de correction est formée directement à partir de l'écart mesuré par rapport à la valeur de consigne. Ceci présente l'inconvénient de ce qu'appa- raît une erreur résiduelle persistante. C'est pour quoi la présente invention a pour but de définir un procédé du type indiqué au début, - 25 dans lequel le niveau de noir est toujours susceptible d'être représenté par un mot numérique déterminé, après dénuméralisation du signal vidéo. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que plusieurs valeurs de blocage du signal vidéo numérisé sont accumulées et centrées pendant les in- tervalles de blocage, avant comparaison avec la valeur de consigne, en ce que le résultat du centrage est en- suite déduit de la valeur de consigne, en ce que le signal de différence représentant l'écart de réglage est additionné à l'ancienne valeur de correction pour former une nouvelle valeur de correction, et en ce que la nouvelle valeur de correction est enregistrée avant sa conversion-analogique et ceci jusqu'à la comparai- son suivante de valeur de consigne et mise en suite à disposition à titre de tension de réglage pour l'am- plificateur, et possède l'avantage en ce que la modi- fication de la valeur de correction est calculée à partir de la mesure de l'écart de la valeur de cons- igne, évitant l'apparition d'une erreur résiduelle. Il faut considérer pour autre avantage le fait qu'une plus grande précision du convertisseur analogique- numérique peut être simulée au moyen du centrage de plusieurs valeurs de blocage. Il est ainsi possible que la valeur de tension continue à l'entrée du con- vertisseur analogique-numérique soit située au centre de deux seuils, de sorte que le bit de valeur le moins significatif du convertisseur analogique-numérique D n'oscille pas et que soient évités des effets de scin- tillement. Des perfectionnements et des améliorations avantageux sont caractérisés en ce que le signal de valeur différentiel représentant l'écart de réglage est évalué de manière non linéaire avant formation d'une nouvelle valeur de correction; l'éventualité de dépassement de zone de la nouvelle valeur de correc- tion est examinée par le contrôle de débordement-avant enregistrement; la durée de la lecture du signal vi- déo est déterminée à l'intérieur des intervalles de blocage par une commande de déroulement de l'enregis- trement des valeurs de signal, aussi bien lors de la totalisation qu'également avant la conversion numéri- que-analogique; la sortie du convertisseur analogi- que-numérique est reliée à l'entrée d'un totalisateur, en ce qu'est prévu un étage soustracteur, dont l'en- trée négative est reliée à la sortie du totalisateur et à l'entrée positive duquel est appliquée la valeur de consigne numérique, en ce que la sortie de l'étage soustracteur est raccordée, par un circuit numérique présentant une caractéristique non linéaire, à la pre- mière entrée d'un étage additionneur, à la deuxième entrée duquel est appliquée la valeur de correction précédente, en ce que la sortie de l'étage addition- neur est reliée à un registre de valeur de correction, dont la sortie est raccordée d'une part à la deuxième entrée de l'étape-additionneur et d'autre part à l'en- trée d'un convertisseur numérique-analogique, et en ce que la sortie du convertisseur numérique-analogique est reliée à l'entrée de réglage de la position de tension continue de l'amplificateur; un détecteur de débordement d'une part et un dispositif de commutation commandé par celuici d'autre part, sont prévus entre sortie de l'étage additionneur et registre, avec les- quels, lorsque l'on détecte un débordement, il peut être transmis soit un nombre de valeur zéro, soit un nombre de la valeur la plus élevée possible; le tota- lisateur se compose d'un étage-additionneur avec un registre aval, la première entrée de l'étage- additionneur étant à cette occasion reliée à la sortie du convertisseur numérique-analogique et la deuxième entrée étant reliée à la sortie du registre; en ce qu'il est prévu un circuit de commande de déroulement à l'entrée duquel sont raccordées les impulsions de verrouillage ainsi que l'unité de synchronisation et à chacune des sorties duquel sont raccordées l'entrée de synchronisation de commande des registres; le circuit de commande de déroulement se compose d'un compteur, à qui sont amenées les impulsions de verrouillage, et d'une mémoire programmable, qui délivre les impulsions de synchronisation de commande des registres; la mé- moire programmable délivre d'autres signaux,.de comman- de, qui sont amenés aux entrées de commande d'un cir- cuit logique programmable contenant les fonctions de formation de la différence, de la forme de la caracté- ristique non linéaire, de la reconnaissance du débor- dement et la commande de valeur numérique correspon- dante; l'entrée de signal du circuit logique est re- liée à la sortie d'un étage additionneur, dont la pre- mière entrée est raccordée d'une part à un registre numérique à la sortie du convertisseur analogique- numérique et d'autre part à la sortie du registre de valeur de correction, et dont la deuxième entrée est reliée à la sortie du circuit logique programmable. Une évaluation non linéaire de l'écart mesuré en numé- rique est particulièrement avantageux, faisant que le traitement est amélioré dans le cas de signaux d'en- trée présentant des bruits. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et explicités en détail dans la description suivante. Ils montrent: - figure 1: un premier schéma-bloc pour exécuter le procédé selon l'invention, - figure 2: un deuxième schéma-bloc amélioré. A la figure 1, un signal vidéo est amené à la borne 1, afin d'être numérisé et déjà traité par un circuit de verrouillage, non représenté, signal qui est conduit par un amplificateur 2 pour effectuer le réglage de niveau de noir sur l'entrée analogique d'un convertisseur analogiquenumérique 3. Un signal vidéo digital à n bits (par exemple n = 8) peut alors être prélevé à la sortie numérique du convertisseur analo- giquenumérique 3, qui est mis à disposition sur la borne de sortie 4, pour un traitement ultérieur. Une boucle de réglage est en outre raccordée à la sortie numérique du convertisseur analogique- numérique 3, boucle dont la sortie est reliée à une entrée de réglage 6 de l'amplificateur 2, pour effec- tuer entre entrée et sortie de l'amplificateur 2, une régulation de décalage de tension continue provoquant une régulation de niveaU de noir. On amène à cet effet les k bits inférieurs (par exemple k = 5) du signal vidéo numérisé à un totalisateur 7, qui se compose d'un additionneur 11 et d'un registre 12. Le choix de la valeur k est déterminé par un écart maximal pouvant se produire pour la position de la tension continue à l'entrée du convertisseur analogique-numérique. Le totalisateur 7 a pour fonction de totali- ser 2Z valeurs de balayage. La largeur de mot du tota- lisateur est ainsi de k + z. A cet effet, la sortie du registre 12 est reliée à une deuxième entrée de l'ad- ditionneur 11. Cette totalisation a pour but d'obtenir une précision plus élevée qu'il n'est possible avec le convertisseur analogique-numérique 3. En effet, si la tension d'entrée s'approche d'un seuil de commutation du convertisseur analogique-numérique 3, celui-ci dé- livre partiellement le mot de données à la sortie - en étant sujet aux bruits et similaires -, mot qui cor- respond à la tension d'entrée au-dessus du seuil et délivre partiellement le mot de données à qui est af- fectée la tension située au-dessous du seuil. La ré- partition des fréquences entre les deux valeurs est déterminée au moyen de l'écart de la tension d'entrée par rapport au seuil de commutation. Au moyen du cen- trage selon l'invention, il est alors possible de dé- terminer la position de la tension d'entrée d'une ma- nière plus exacte que sur un bit le moins significatif du convertisseur analogique-numérique 3. Ce centrage est initié au début du processus de verrouillage, donc dans l'intervalle de blocage, après que le registre 12 ait été auparavant effacé. Ce processus est provoqué au moyen d'une impulsion amenée au registre 12, depuis le circuit de commande de dé- roulement 13. Le circuit de commande de déroulement 13 est à cette occasion commandé par la borne 14, avec les impulsions de verrouillage AK. En outre, la fré- quence de synchronisation fC2 est appliquée à la borne 15. La sortie du registre 12 est reliée à l'entrée né- gative d'un soustracteur 16, à l'entrée positive du- quel est appliquée la valeur de consigne numérique de la tension de verrouillage. Ici le résultat du centra- ge est déduit de la valeur de consigne de la tension de verrouillage. C'est ici qu'est mis à disposition l'écart entre tension d'entrée du convertisseur analo- gique-numérique 3 et valeur de consigne. L'avantage en est qu'au moyen du centrage, l'écart est fourni de ma- nière plus exacte que n'est la largeur entre seuils du convertisseur analogique-numérique 3. Il n'y a qu'ain- si que l'on peut réaliser un réglage sans erreur rési- duelle et sans sautement de données de sortie entre deux valeurs, pendant le niveau de noir. La différence entre la valeur de consigne numérique et le résultat du centrage est ainsi calcu- lée dans le soustracteur 16. Le résultat représente l'écart de réglage, qui est ensuite évalué de manière non linéaire. A cet effet, les sorties du soustracteur 16 sont reliées aux entrées d'un circuit numérique 17 présentant une caractéristique non linéaire. La cons- tante de temps du réglage est déterminée au moyen de la pente de cette caractéristique non linéaire. La constante de temps peut de ce fait être également mo- difée en fonction de l'écart de réglage. Ceci permet une amélioration importante, relativement à la carac- téristique transitoire, à la précision et au comporte- ment en cas de signaux d'entrée entachés de bruits. L'écart de réglage évalué de manière non li- néaire est alors amené aux premières entrées d'un éta- ge additionneur 18 supplémentaire, aux deux autres en- trées duquel est appliquée la valeur de correction précédente. Pour effectuer le calcul de la nouvelle valeur de correction, on forme dans l'étage addition- neur 18 la somme de cette ancienne valeur de correc- tion et de l'écart de réglage évalué. Les sorties de l'étage additionneur 18 sont d'une part raccordées aux premières entrées d'un dispositif de commutation 19, aux autres entrées duquel sont appliquées d'une part, la valeur zéro et d'autre part, la valeur 21-' et sont reliées d'autre part à un détecteur de débordement 21, dont les sorties sont raccordées aux entrées de com- mande du dispositif de commutation 19. Le résultat de l'addition de l'écart évalué et de l'ancienne valeur de correction est examiné à l'aide de ce détecteur de débordement 21, quant à d'éventuels dépassements de zone. Si l'on trouve qu'a lieu un débordement - le plus souvent au début du processus de réglage - selon le sens du débordement, on retransmet soit la valeur zéro, soit la valeur du nombre maximum qui puisse se présenter (21-1). A l'achèvement de cette évaluation, cette valeur de cor- rection nouvellement calculée est transférée à un re- gistre 22 aval et mise à disposition après une conver- sion numérique-analogique dans le convertisseur numé- rique-analogique 23 à titre de tension de réglage pour le réglage du décalage de tension continue entre en- trée et sortie de l'amplificateur 2. A cette occasion, le registre 22 est attaqué de la même manière que le registre 12 du circuit de commande de déroulement 13, de'sorte que l'enregistre- ment de chaque valeur de correction la plus récente s'effectue et se termine encore à l'intérieur de l'in- tervalle de blocage. Ainsi que déjà expliqué, l'ampli- ficateur 2 sert d'organe de réglage pour le verrouil- lage du signal vidéo, le décalage de tension continue de l'amplificateur 2 étant à cette occasion commandé par le convertisseur numérique-analogique 23. Le con- vertisseur numérique-analogique 23 reçoit ses données avec la largeur de mot 1 en provenance du registre 22, qui reçoit chaque valeur de correction réelle destinée au décalage de tension continue. La largeur de mot 1 doit être plus importante que k, étant adéquat de choisir 1 = k + z. Du fait de l'évaluation et de la mise en mé- moire numérique, le potentiel de verrouillage du si- gnal vidéo peut être maintenu constant pendant des du- rées choisies au choix. Il est ainsi possible, si l'on doit seulement compenser des dérives dans le temps par le verrouillage, de verrouiller par exemple une fois pendant chaque image partielle ou bien de verrouiller encore plus rarement, sans obtenir de pente du cré- neau. Il est en outre possible, par blocage des impul- sions de verrouillage (par exemple pendant la défail- lance du signal d'entrée) de mettre en mémoire le po- tentiel de verrouillage aussi longtemps que souhaité. Dans le schéma-bloc à la figure 2 sont ras- semblées quelques fonctions du procédé, selon l'inven- tion, ou respectivement réalisées par d'autres parties constructives. Les parties précédentes de la figure 1 sont pourvues des mêmes références. Un registre numé- rique 27, à sortie à trois états, est raccordé à la sortie du convertisseur analogique-numérique 3, regis- tre qui est reliée au circuit de commande de déroule- ment i3 à l'aide des impulsions de verrouillage AK. Les sorties du registre numérique 27 sont reliées aux premières entrées d'un additionneur 28, auxquelles sont en outre raccordées les sorties d'un autre regis- tre numérique 29, par un circuit d'attaque 31. Les sorties d'un circuit logique 32 programmable sont re- liées aux deuxièmes entrées de l'étage additionneur 28. On réalise dans ce circuit logique 32 la formation de la différence (effectuée au moyen de l'étage 16 à la figure 1), la forme de la caractéristique non li- néaire (comme au moyen du circuit 17 de la figure 1), la reconnaissance d'un débordement (en fonction du dé- tecteur 21 et du dispositif de commutation 19 selon la figure 1). En outre, grâce au montage d'.un retour du signal, on peut représenter les fonctions d'addition- neur 11 et 18, à la figure 1, par l'étage additionneur 28 commun. La commande de déroulement des processus in- ternes de la boucle de réglage est réalisée par un dispositif de commande 13, qui se compose d'un comp- teur 33 initié par les impulsions de verrouillage, ainsi que d'une mémoire programmable 34 branchée en aval. Le processus de réglage avant le circuit de la figure 2 se déroule alors de la manière suivante. Le registre de sortie est d'abord effacé dans le cir- cuit logique 32. Ensuite, le circuit 32 est utilisé en registre normal et la sortie du registre 27 est acti- vée; la sortie du circuit d'attaque 31 présente une forte valeur ohmique. Ainsi, les 2Z (= 8) valeurs sont accumulées. A cette occasion, la différence est for- mée, par rapport à la valeur de consigne, lors du transfert du résultat dans le circuit logique 32. La sortie du registre 27 est ensuite à nouveau déconnec- tée. Du fait des résistances 26, la valeur zéro est appliquée à l'entrée A de l'additionneur 28, c'est-à- dire que le mot de données existant à la sortie du circuit logique 32 est ramené inchangé à son entrée. L'évaluation non linéaire de l'écart de réglage a lieu dans l'étape suivante. Immédiatement après, le circuit d'attaque 31 est activé, de sorte qu'à l'entrée A de l'additionneur 28 soit appliquée l'ancienne valeur de correction et à l'entrée B l'écart de réglage évalué. Le circuit logique 32 vérifie le résultat de l'addi- tion quant à un éventuel dépassement de zone et trans- met soit le résultat ou bien 255 (= 28 - 1) respecti- vement zéro. La nouvelle valeur de correction est en- suite transférée dans le registre 29, o elle demeure en mémoire jusqu'au prochain processus de réglage. La valeur de correction est simultanément convertie dans le convertisseur numérique-analogique 23 en une ten- sion analogique, qui commande en aval le décalage de tension continu de l'amplificateur 2. Afin de minimiser la largeur de mot et ainsi le coût, la largeur de mot k est choisie de valeur 5 bit, afin que puissent être détectés des écarts allant jusqu'à 16 bit le moins significatif vers le haut, respectivement vers le bas. Des ambiguïtés apparais- sent si les écarts sont plus importants. Du fait que le convertisseur numérique-analogique 23 ne doit com- mander le potentiel qu'à l'intérieur des 32 bits les moins significatifs inférieurs, approximativement huit positions intermédiaires sont possibles pour chaque valeur de blocage du convertisseur analogique- numérique 3, ce qui est entièrement suffisant pour le fonctionnement. Le convertisseur numérique-analogique 23 ne comnande qu'une tension continue, et n'est donc pas critique pour ce qui concerne la vitesse. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de réglage du niveau de noir d'un signal vidéo à numériser, au moyen du réglage du décalage de tension continue entre entrée et sortie d'un amplificateur (2), dans lequel, après numérisa- tion pendant les intervalles de blocage, le signal vi- déo est comparé à une valeur de consigne numérique et le signal de valeur différentielle formé à cette occa- sion est amené, après conversion en analogique, à l'entrée de réglage de l'amplificateur (2), à titre de tension de réglage, caractérisé en ce que plusieurs valeurs de blocage du signal vidéo numérisé sont accu- mulées et centrées pendant les intervalles de blocage avant comparaison avec la valeur de consigne, en ce que le résultat du centrage est ensuite déduit de la valeur de consigne, en ce que le signal de différence représentant l'écart de réglage est additionné à l'an-' cienne valeur de correction pour former une nouvelle valeur de correction, et en ce que la nouvelle valeur de correction est enregistrée avant sa conversion nu- mérique-analogique et ceci jusqu'à la comparaison sui- vante de valeur de consigne et mise en suite à dispo- sition à titre de tension de réglage pour l'amplifica- teur. 2") Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le signal de valeur différentiel re- présentant l'écart de réglage est évalué de manière non linéaire avant formation d'une nouvelle valeur de correction. 3 ) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'éventualité de dépassement de zone de la nouvelle valeur de correction est examinée par le contrôle de débordement avant enregistrement. 4") Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la durée de la lecture du signal vi- 26Z5397 déo est déterminée à l'intérieur des intervalles de blocage par une commande de déroulement de l'enregis- trement des valeurs de signal aussi bien lors de la totalisation qu'également avant la conversion numéri- que-analogique. ) Circuit pour l'exécution du procédé se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 4, avec un amplificateur (2) disposé sur la trajectoire du signal vidéo, pour effectuer un réglage de décalage de ten- sion continue et avec un convertisseur analogique- numérique (3), à la sortie duquel on peut prélever le signal vidéo numérique, caractérisé en ce que la sor- tie du convertisseur analogique-numérique (3) est re- liée à l'entrée d'un totalisateur (7), et en ce qu'est prévu un étage-soustracteur (16), dont l'entrée néga- tive est reliée à la sortie du totalisateur (7) et à l'entrée positive duquel est appliquée la valeur de consigne numérique, en ce que la sortie de l'état- soustracteur (16) est raccordée, par un circuit numé- rique (17) présentant une caractéristique non linéai- re, à la première entrée d'un étage-additionneur (18), à la deuxième entrée duquel est appliquée la valeur de correction précédente, en ce que la sortie de l'étage- additionneur (18) est reliée à un registre (22) de va leur de correction, dont la sortie est raccordée d'une part à la deuxième entée de l'étageadditionneur (18) et d'autre part à l'entrée d'un convertisseur numéri- que-analogique (23), et en ce que la sortie du conver- tisseur numérique-analogique (23) est reliée à l'en- trée de réglage (6) de la position de tension continue de l'amplificateur (2). ) Circuit selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'un détecteur de débordement (21) d'une part et un dispositif de commutation (19) commandé par celui-ci d'autre part, sont prévus entre sortie de 2625397' l'étage-additionneur (18) et registre (22), avec les- quels, lorsque l'on détecte un débordement, il peut être transmis soit un nombre de valeur zéro, soit un nombre de la valeur la plus élevée possible. 7) Circuit selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le totalisateur (7) se compose d'un étage-additionneur (11) avec un registre (12) aval, la première entrée de l'étage-additionneur étant à cette occasion reliée à la sortie du convertisseur numéri- que-analogique (3) et la deuxième entrée étant reliée à la sortie du registre (12). 8 ) Circuit selon les revendications 5 et 7, caractérisé en ce qu'est prévu un circuit de commande de déroulement (13) à l'entrée duquel sont raccordées les impulsions de verrouillage (AK) ainsi que l'unité de synchronisation (fc2) et à chacune des sorties du- quel sont raccordées l'entrée de synchronisation de commande des registres (12, 22). 9*) Circuit selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le circuit de commande de déroulement (13) se compose d'un compteur (33), à qui sont amenées les impulsions de verrouillage (AK) , et d'une mémoire programmable (34), qui délivre les impulsions de syn- chronisation de commande des registres (12), respecti- vement (27, 22) respectivement (29 et 31). ) Circuit selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce que la mémoire programmable (34) déli- vre d'autres signaux de commande, qui sont amenés aux entrées de commande d'un circuit logique (32) program- mable contenant les fonctions de formation de la dif- férence, de la forme de la caractéristique non linéai- re, de la reconnaissance du débordement et la commande de valeur numérique correspondante. 11i) Circuit selon la revendication 10, ca- ractérisé en ce que l'entrée de signal du circuit lo- gique (32) est reliée à la sortie d'un étage addition- neur (28), dont la première entrée est raccordée d'une part à un registre numérique (27) à la sortie du con- vertisseur analogique-numérique et d'autre part à la sortie du registre de valeur de correction (29), et dont la deuxième entrée est reliée à la sortie du cir- cuit logique (32) programmable.