Brevet FR2640841A1 — publié le 19900622

DESCRIPTION "Dispositif de transmission de mots d'un code statistique". La présente invention concerne un dispositif de transmission de mots d'un code statistique, dispositif comportant une partie émission et au moins une partie réception reliée à la partie émission par l'intermédiaire d'un canal de transmission, la partie émission étant munie d'un codeur statistique pour coder, en mots dudit code comprenant un nombre variable d'éléments binaires, des informations-source, une mémoire tampon d'émission à laquelle sont rattachés, d'une part, un premier circuit d'écriture pour y inscrire les mots dudit code et, d'autre part, un premier circuit de lecture pour fournir, à cadence fixe, des éléments binaires des mots dudit code en direction du canal de transmission, la partie réception étant munie d'une mémoire tampon de réception à laquelle sont rattachés, d'une part un deuxième circuit d'écriture pour y inscrire les éléments binaires à cadence fixe provenant du canal de transmission et, d'autre part, un deuxième circuit de lecture pour fournir à un décodeur statistique des mots statistiques afin qu'il puisse rétablir ladite information-source. Les dispositifs de ce genre trouvent d'importantes applications notamment dans le domaine de la télévision. On sait que la transmission d'images de télévision impose une largeur de bande des canaux de transmission importante. Le codage statistique est un moyen qui permet de réduire cette bande. On pourra à ce sujet consulter l'article suivant "Large-Scale-Integrated Digital-Digital Converter for Video Signal Coing" de Hideo Kuroda paru dans REVIEW of the Electrical Cosmunication Laboratories, vol.32, No.5, 1984. Ce codage statistique impose la présence de mémoires tampons. Dans les systèmes connus le contenu des mémoires tampon-émission et tampon-réception évolue de manière indépendante de sorte qu'un retard variable existe pour transmettre les informations-source et les rétablir au niveau du disposi-. tif de réception. Par exemple il est possible de surdimensionner la mémoire tampon-réception par rapport à la mémoire tampon-émission dans un facteur 3 typiquement. A la mise sous tension, la mémoire tampon-réception est positionnée en position de demiremplissage de sorte que les débordements soient rendus impossibles. Le retard variable dépend de la taille de la mémoire tampon-émission. Des recommandations internationales (rapport 412-3 CCIR/CMTT) régissent les retards qui peuvent exister pour une même liaison entre les signaux transmis sans codage statistique, le son par exemple, et les signaux vidéo transmis avec codage statistique. Pour suivre les recommandations, il semblerait nécessaire d'imposer une taille faible (de l'ordre de quelques lignes) pour la mémoire tampon-émission. Le but de l'invention est de fournir un dispositif du genre mentionné dans le préambule qui évite l'utilisation d'une mémoire de taille faible afin de bénéficier des propriétés statistiques du codage et qui amène une variation de retard satisfaisant les recommandations précitées. Pour cela un tel dispositif est remarquable en ce qu'il est prévu dans la partie émission des premiers moyens de mesure pour mesurer l'état de remplissage de la mémoire tampon d'émission et des moyens de transmission pour transmettre vers la partie émission l'indication de cet état de remplissage, tandis que la partie réception est munie de moyens de réception pour recevoir cette indication, ces moyens étant rattachés au circuit de lecture de la mémoire tampon réception, de deuxièmes moyens de mesure pour mesurer l'état de remplissage de la mémoire tampon réception, des moyens d'asservissement pour garder pratiquement constante la somme des états de remplissage des mémoires tampon émission et réception en agissant sur des moyens de commande de l'état de remplissage de la mémoire tampon de réception. Un avantage obtenu par l'invention est qu'il est rendu possible d'agir sur les paramètres de régulation au niveau du circuit à partir duquel sont élaborées les informations source, en des laps de temps séparés par de longues durées, toutes les trames par exemple. La description suivante faite en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 représente la partie émission d'un dispositif de transmission de mots d'un code statistique conforme à l'invention. La figure 2 représente la partie réception d'un dispositif de transmission de mots d'un code statistique conforme à l'invention. La figure 3 représente un *camembert" utilisé pour la définition de l'état de remplissage des mémoires tampons. A la figure 1, on a représenté la partie émission 10 d'un dispositif de transmission de mots d'un code statistique conforme à l'invention. En ce qui concerne le codage statistique on pourra consulter le paragraphe 6.2.3.2. de l'ouvrage intitulé "Digital Image Processing" de R.C.GONZALES et P.WINTZ édité en 1977 par ADDISON-WESLEY PUBLISHING Company. La partie émission traite des échantillons numériques d'un convertisseur analogique-numérique 15 destiné à coder des signaux de luminance formés par une caméra 18. Cette caméra fournit des signaux pour une base de temps 19 qui élabore différents signaux SYNC Fc, Ft, DIS, H et L/T. Le convertisseur analogique-numérique 15 est de préférence du type à prédiction et à quantificateurs variables, décrit dans le brevet français N- 2 599 201 au nom de la demanderesse. Ce convertisseur fournit des informations-source se présentant comme des échantillons numériques formés de 4 éléments binaires, par exemple, au rythme des signaux H. Les caractéristiques de codage peuvent varier en fonction d'un paramètre de régulation a comme indiqué dans le document 2 599 201.Les échantillons numériques, représentant la luminance sont appliqués, par l'intermédiaire d'un multiplexeur 20, à l'entrée d'un codeur de Huffman 22 qui est de préférence du type décrit dans le document : demande de brevet français NO 88 10 617 déposé le 5 août 1988 au nom de la demanderesse. Ce codeur fournit à sa sortie des paquets de douze éléments binaires qui composent les mots de code statistique. Dès qu'un tel paquet est prêt le codeur 20 fournit un signal LL dont la cadence d'apparition est inférieure, en moyenne, à celle du signal H. Ces paquets sont dirigés vers un registre 24. L'autre entrée du multiplexeur 20 reçoit des informations provenant d'un multiplexeur 2T à deux entrées dont une entrée reçoit un code de synchronisation S et l'autre, le contenu d'un registre 29.Le signal D/S, lorsqu'il est actif, permet ainsi le transfert direct de S et du contenu du registre 29 dans le registre 24, le signal D/S agissant sur le codeur 22 pour le rendre transparent. La sortie du registre 24 est en relation avec l'accès de données d'une mémoire tampon-émission 30. A cette mémoire tampon sont associés, d'une part, un compteur d'adresse t'écriture 38 et, d'autre part, un compteur d'adresses de lecture 39. Le contenu du compteur d'adresse d'écriture 38 s'incrémente au rythme des impulsions fournies par une porte ET 42 munie de deux entrées. Sur l'une de ces entrées est appliqué le signal H et sur l'autre le signal LL. Le signal de cette porte 42 est aussi appliqué à la commande d'enregistrement du registre 24, à la commande d'un multiplexeur de code d'adresses 45 et à la commande de mise en écriture de la mémoire 30. Ce multiplexeur 45 aiguille sur la mémoire 30 les codes d'adresses provenant soit du compteur 38, soit du compteur 39. Le contenu du compteur d'adresse de lecture 39 s'incrémen- te au rythme des impulsions de sortie d'une porte ET 48 à deux entrées dont une reçoit le signal LL formé par un inverseur 50 à partir du signal LL. Les entrées d'un registre de sortie 55 sont aussi en relation avec les accès de données de la mémoire 30 et les sorties de ce registre 55 sont reliées aux entrées d'un multiplexeur 58 qui effectue la transformation parallèle-série en vue de la transmission en série des éléments binaires contenus dans le registre 55. Le rythme d'émission est fixé par un dispositif d'émission 60 fournissant un signal d'horloge Hc au rythme des éléments binaires à transmettre. Ces signaux d'horloge alimentent une base de temps d'émission 62 qui fournit des signaux ES, EV et MX. Le signal MX pilote un multiplexeur de sortie 64 qui est utilisé pour former le multiplex d'émission à transmettre dans le canal de transmission 68 via le dispositif d'émission 60. Ce multiplexeur 64 est muni de quatre entrées dont une est reliée à la sortie du multiplexeur 58, une autre à la sortie d'une chaîne son 70 et la troisième reçoit différentes informations *TX" telles que Télétexte,... etc. en provenance d'équipements non représentés sur la figure, tandis que la quatrième reçoit "SYNC" issu de la base de temps 19 afin de synchroniser une base de temps réception dont il sera question plus loin. Le signal EV est appliqué à l'une des deux entrées d'une porte ET 72 et autorise l'émission dans le multiplex des informations concernant les signaux de luminance, l'autre entrée de la porte 72 recevant les signaux Hc. Les signaux élaborés par cette porte 72 alimentent un compteur modulo douze 74 qui adresse le multiplexeur 58 et dont la sortie de débordement est reliée à l'entrée d'enregistrement du registre 55 et à la deuxième entrée de la porte 48. Cette sortie de débordement permet à un signal d'indiquer que douze impulsions ont été comptées. Le signal ES est appliqué à l'une des deux entrées d'une porte ET 82 dont l'autre entrée reçoit le signal Hc. Ce signal ES autorise l'émission dans le multiplex des informations concernant la chaine son. Cette chaine son est formée d'un microphone 88 pour capter les sons relatifs aux images saisies par la caméra 18, d'un convertisseur analogique-numérique 90 pour mettre sous forme numérique les signaux délivrés par le microphone 88 et d'un registre à décalage 93 pour effectuer, sous la commande du signal de sortie de la porte 82, la transformation parallèle-série du code à la sortie du convertisseur 90. L'information "a" est élaborée par un organe de différence 93 qui effectue la différence entre les codes d'adresses contenus dans les compteurs 38 et 39 de sorte que cette information agissant sur le convertisseur 15, selon les indications données dans le texte du brevet 2 599 201 précité, permet de gérer au mieux le remplissage de la mémoire tempon 30. On se reporte maintenant à la figure 2 qui représente la partie réception 100 du dispositif de l'invention. Cette partie 100 reçoit les informations transmises par le canal 68. Un récepteur de ligne 105 démodule et amplifie les signaux de sortie de ce canal et les applique à un démultiplexeur 107 commandé par une base de temps réception 110. Le démultiplexeur 107 fournit des informations représentant l'information TX' qui est l'information TX transmise, et l'information SYNC' qui est l'information SYNC transmise. Ce multiplexeur fournit aussi des informations à une chai- ne son 114 formée d'un registre de réception 115 destiné à contenir les échantillons numériques relatifs au son pour qu'un convertisseur numérique-analogique 117 délivre les signaux à un reproducteur de son 118. La base de temps 110 fournit à cet effet un signal SR qui provoque le chargement du registre 115, et enfin ce multiplexeur 107 fournit des informations à un registre de réception 120 destiné à contenir les informations de luminance codées selon un code statistique. A ce registre 120 dont la capacité est de 12 éléments binaires est associé un banc d'amplificateurs à trois états 122 pour transférer sur une ligne de données BUSD' les éléments binaires contenus dans un registre 120. Un diviseur par 12 portant la référence 125 compte des impulsions de décalage VR du registre, provenant de la base de temps 110 et fournit, des que 12 impulsions ont été comptées, une impulsion qui met à l'état passant le banc 122, en transitant par une porte ET 127 validée par un signal WR provenant de la base de temps réception 110 et qui, aussi, incrémente d'une unité le contenu d'un compteur d'adresse écriture 130. Ce compteur 130 est prévu pour adresser, en écriture, une mémoire tampon de réception 135. Un compteur de lecture 140 fournit des codes d'adresses pour cette mémoire 135.Un multiplexeur 141 sélectionne un des codes d'adresses fournis par des compteurs 130 et 140. Les données à lire provenant de cette mémoire 135 et les données à inscrire dans cette même mémoire transitent par - la ligne BUSD'. Les entrées d'un registre de lecture 146 sont reliées à cette ligne BUSD', tandis que ses sorties sont reliées à l'entrée d'un décodeur de mots statistique 150 d'un type décrit par exemple dans la demande de brevet français déposée le 6 décembre 1988 sous le numéro 88 15 959 au nom de la demanderesse. Ce décodeur fournit des mots à longueur fixe, c'est-à-dire comportant un nombre fixe d'éléments binaires à un convertisseur numérique-analogique 159 pour qu'ils soient exploitables par un organe de visualisation 160. Le convertisseur 159 et l'organe de visualisation 160 sont pilotés par une base de temps 161 qui est synchronisée sur la base de temps de l'émetteur 19 par le signal SYNC', et délivre ainsi, entre autres, le signal d'horloge HR synchrone de H et un signal RGL. Ce signal HR fixe le rythme des décodages effectués par les décodeur 150 et convertisseur 159. Le décodeur 150 fournit également un signal VAL, permettant de valider la lecture d'un nouveau bloc de 12 bits dans la mémoire tampon 135. En fonction des informations de luminance transmises, le contenu des mémoires tampon 30 et 135 va évoluer. Ces évolutions sont représentées à la figure 3 sous la forme "camembert". Si on considère tout d'abord la mémoire 30, la référence RE indique le code d'adresse de lecture fourni par le compteur 39, la flèche FR indique le sens d'évolution de ce compteur. La référence WE indique le code d'adresse d'écriture fourni par le compteur 38 et la flèche FW indique son sens d'évolution. Les compteurs 38 et 39 sont modulo BSEM ce qui correspond à la capacité de la mémoire 30. L'état d'occupation de la mémoire est représenté par la zone hachurée ZB.Plus précisément, si on appelle BSE l'état d'occupation de la mémoire qui peut etre identifié au paramètre a, on peut écrire BSE = WE-RE (1) De la même manière, du coté réception on pourra définir l'état d'occupation BSR de la mémoire 135 à partir des contenus WE' et RE' des compteurs 130 et 140 modulo BSRM (correspondant à la capacité de la mémoire 135) BSR = WE'-RE' (2) Pour que le dispositif fonctionne bien il est essentiel que les états d'occupation BSE et BSR ne tendent ni vers "0" ni vers BSEM et BSRM respectivement. Dans la demande de brevet 2 599 201 précitée on a préconisé des mesures qui font que BSE garde une valeur satisfaisante en jouant sur la valeur "a". Se pose alors le problème de la mémoire 135. Pour cela, la présente invention propose de fournir des moyens qui fixent la valeur de BSR à BSR + BSEM+BSRM - BSE (3) 2 de cette relation (3) il découle que BSE + BSR = KB (4) où KB est une constante. Comme la valeur BSE+BSR représente les retards de mémorisation dans les mémoires 30 et 135,-on se rend compte que l'invention a rendu ces retards invariables. Ainsi, pour s'assurer du synchronisme du son au niveau du haut-parleur 118 et de l'image au niveau de l'organe 160, il suffit d'insérer dans la chaine de transmission du son un organe de retard 200 amenant un retard T dont la valeur dépend de KB. T = Nb.P.KB (5) où Kb : représente un nombre d'éléments binaires, P : -représente la vitesse de transmission en élément bi naire par seconde, Nb : représente une constante pour tenir compte des diffé rents retards appportés par les éléments du système. Cet organe 200 est mis de préférence du côté émission. Par exemple, il peut être inséré entre les sorties du convertisseur 90 et les entrées du registre 92. L'information BSE est obtenue directement par llor- gane de différence 93. Pour transmettre cette information, on utilise le registre à décalage 29. Selon une caractéristique importante de l'invention, la valeur BSE est évaluée à chaque trame d'image. Comme elle est accompagnée du code S, cette valeur BSE est décodée au niveau réception par un organe de décodage 250 branché à la sortie du registre 146. Le signal S reconnu, on dérive un signal INIT qui autorise le chargement dans un registre 252 de la valeur BSE. Un organe de différence 307 effectue l'opération indiquée à la formule (3) donnant la valeur de consigne pour BSR cette cette valeur doit être comparée avec la valeur effective BSR qui est donnée par un organe de différence 310 effectuant la différence des contenus des compteurs 130 et 140. Un organe de différence supplémentaire 312 fournit l'information de comparaison ABSR qui est fournie à un premier organe de logique séquentielle 320 ; ce circuit 320 élabore deux signaux CFO et CFî à un deuxième circuit de logique 322 qui reçoit en outre l'information BSR élaborée par l'organe 310. Ces organes 320 et 322 sont munis d'entrées d'horloge connectées à une sortie de la base de temps 161 qui fournit un signal RGL actif au moins une fois par trame d'image par exemple.L'organe 322 fournit des signaux de commutation SO, S1 qui changent la position d'un commutateur à trois entrées 323 et qui sont appliqués, accompagnés du signal INIT, à des entrées du circuit 320. La sortie OUT de ce commutateur est reliée à l'entrée de comptage du compteur 140 et à l'entrée d'une porte ET 325 recevant sur une autre entrée un signal WR. Ce signal WR est le signal obtenu par un inverseur 330 agissant sur le signal WR appliqué à la porte 127. Le signal issu de la porte 325 est appliqué à la commande de chargement du registre 146. On constatera que l'écriture de la mémoire 135 ne peut avoir lieu que lorsque WR est actif. Une première entrée El de ce commutateur 323 est reliée à la masse ce qui fait que lorsque la sortie du commutateur 323 est reliée à cette première entrée, le processus de lecture de la mémoire 135 est stoppé. Une deuxième entrée E2 de ce commutateur 323 reçoit des signaux HR fixant la cadence des échantillons à fournir au convertisseur 159. Lorsque la sortie du commutateur 323 est reliée à cette seconde entrée, la fréquence de lecture de la mémoire est maximale. Une troisième entrée E3 du commutateur 323 reçoit les signaux de sortie d'une porte ET 326 à deux entrées dont la première reçoit le signal VAL et la deuxième le signal HR. On doit bien remarquer que par suite du codage statistique, cette impulsion VAL arrive avec une cadence forcément plus lente que la cadence des impulsions HR. Le Tableau r ci-dessous donne la correspondance entre les valeurs SO et S1 et les connexions effectuées à l'intérieur du commutateur 323. TABLEAU I Valeur Connexion SO S1 0 0 S-E1 I il 0 II S-E2 I O I 1 îjj S-E3 j 1 i j S-El Les commandes SO et S1 sont déterminées à partir de deux circuits séquentiels 320 et 322, qui analysent en permanence l'état de la mémoire tampon et permettent une prise de décision lorsqu'un mot de verrouillage, contenant la valeur BSE, est reconnu. Les signaux appliqués à leurs entrées sont validés par le signal RGL de cadence adéquate pour assurer cela. Le circuit 320 peut être programmé selon le Tableau II suivant TABLEAU II SO S1 BSR INIT CF0 CFî 1 X X > # 1 1 0 2 X X 1 0 0 3 X X [-#,+#] 0 O 4 O O [-,+ lx O i 5 0 0 0 0 0 6 1 0 X 0 1 0 7 O 1 X O 0 1 8 1 1 X O 1 0 La première ligne du Tableau II signifie que quelle que soit la position du commutateur 323, si tBSR > e et INIT = 1 (le mot ST est reconnu) alors, CFO, CF1 doivent provoquer, par l'intermédiaire du circuit 322, la commutation requise (S-E2). La ligne 2 est la condition contraire et le code CFO, CFî qui bloque la lecture (S-E1) est appliqué au circuit 322. La ligne 3 indique que la valeur #BSR est satisfaisante et que la commutation doit être faite sur la borne 53. La ligne 4 indique que, lorsque la lecture est ar prêtée, dès que la valeur #BSR devient satisfaisante, la commutation S-E3 est effectuée. La ligne 5 indique toujours que, dans le cas où la lecture est arrêtée et oI le niveau requis pour la mémoire n'a pas été atteint, on reste dans la position S-E1. La ligne 6 indique que l'on maintient la commutation S-E3 en l'absence de la valeur INIT. La ligne 7 indique que l'on maintient la commutation S-E2 en l'absence de la valeur INIT. La ligne 8 permet de renvoyer au circuit 322 les valeurs de CFO et CF1 qui ont été sélectionnées à la réception du précédent mot de verrouillage, et yui ont été modifiées par le circuit 322. En effet, dans le cas où l'on déclare que la mémoire tampon est trop remplie (ABSR > e), ce qui correspond à la ligne 1 du Tableau II, on souhaite vider rapidement la mémoire en sélectionnant S-E2. Cependant, on doit veiller à ce que la valeur de BSR reste supérieure à un certain seuil 5, pour éviter un dépassement de la capacité de la mémoire tampon réception. Pour ce faire, on programme le circuit séquentiel 322 selon le Tableau III suivant TABLEAU III CFO CPi BSR ~ SO S1 1 1 0 1 1 3 0 1 X 0 1 4 0 0 X 0 0 La ligne 1 indique que, si l'on doit vider la mémoire tampon, mais que BSR est trop faible, on sélectionnera S-El, ce qui arrête la lecture. La ligne 2 indique que, si l'on doit vider la mémoire tampon, et que BSR est suffisamment grand, on sélectionnera S-E2. Les lignes 3 et 4 indiquent que le circuit 322 est transparent à la décision prise par le circuit 320 dans tous les autres cas de fonctionnement. Grâce à l'invention il est possible de minimiser la taille de la mémoire tampon-réception en choisissant BSER = BSEM Selon les mesures préconisées par l'invention, il est iapossible d'avoir un débordement de cette mémoire tampon-réception. En effet, on asservit le remplissage de cette mémoire d'une part en fonction du remplissage de la mémoire d'émission et d'autre part, en agissant sur le paramètre a de contrôle de remplissage de la mémoire tampon d'émission. D'autre part, les mesures indiquées pour synchroniser les deux mémoires émission et réception permettent une resynchronisation en un temps très court, qui est au maximum égal à celui séparant l'écriture de deux mots de verrouillage successifs à l'entrée du codeur de Huffman de la partie émission. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de mots d'un code statistique, dispositif comportant une partie émission et au moins une partie réception reliée à la partie émission par l'intermédiaire d'un canal de transmission, la partie émission étant munie d'un codeur statistique pour coder, en mots dudit code comprenant un nombre variable d'éléments binaires, des informations sources, une mémoire tampon d'émission à laquelle sont rattachés, d'une part, un premier circuit d'écriture pour y inscrire les mots dudit code et, d'autre part, un premier circuit de lecture pour fournir, à cadence fixe, des éléments binaires des mots dudit code en direction du canal de transmission, la partie réception étant munie d'une mémoire tampon de réception à laquelle sont rattachés, d'une part un deuxième circuit d'écriture pour y inscrire les éléments binaires à cadence fixe provenant du canal de transmission et, d'autre part, un deuxième circuit de lecture pour fournir à un décodeur statistique des mots statistiques afin qu'il puisse rétablir ladite information, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la partie émission des premiers moyens de mesure pour mesurer l'état de remplissage de la mémoire tampon d'émission et des moyens de transmission pour transmettre vers la partie réception l'indication de cet état de remplissage, tandis que la partie réception est munie de moyens de réception pour recevoir cette indication, ces moyens étant rattachés au circuit de lecture de la mémoire tampon réception, de deuxièmes moyens de mesure pour mesurer l'état de remplissage de la mémoire tampon réception, des moyens d'asservissement pour garder pratiquement constante la somme des états de remplissage des mémoires tampon émission et réception en agissant sur des moyens de commande de l'état de remplissage de la mémoire tampon de réception. 2. Dispositif de transmission de mots d'un code statistique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués par des moyens de sélection couplés au deuxième circuit de lecture pour lui imposer sélectivement une cadence normale, une cadence rapide ou une cadence nulle. 3. Dispositif de transmission de mots d'un code statistique selon la revendication 1 ou 2, destiné à transmettre sous forme codée des images de télévision, caractérisé en ce que ladite indication est transmise entre deux images.