Brevet FR2641658A1 — publié le 19900713

"Générateur de signaux de commande pour un mélangeur de signaux vidéo" La présente invention concerne un générateur de signaux de commande pour un mélange vidéo dans lequel des signaux de commande, essentiellement à la fréquence verticale et à la fréquence horizontale, forment une figure truquée. Les mélangeurs de signaux vidéo servent à former un signal vidéo de sortie à partir de plusieurs signaux vidéo d'entrée. Les signaux vidéo d'entrée correspondent à différentes images d'entrée alors que le signal vidéo de sortie correspond à l'image de sor- tie que l'on émet ou affiche. Les mélangeurs permet- tent de combiner différentes images d'entrée pour former une image de sortie mais également d'assurer la transition entre une image de sortie sur une autre image de sortie. Pour le mélange de synthèse ou l'in- crustation de synthèse, il est connu de générer des signaux de commande à la fréquence horizontale et à la fréquence verticale, signaux qui donnent une figure dite truquée. Pour la surface à l'intérieur de la figure truquée, on a, en sortie, un certain signal vi- déo d'entrée et à l'extérieur de cette figure, on a, en sortie, un autre signal vidéo d'entrée. Suivant le déroulement chronologique des signaux de commande à la fréquence horizontale et à la fréquence verticale, on peut réaliser différentes figures truq:ées qui dépen- dent non seulement de la chronologie des signaux de commande à la fréquence horizontale et à la fréquence S verticale, mais également de manière de combiner ces signaux de commande. Même lorsqu'on forme des figures truquées relativement simples, les signaux de commande peuvent avoir un cheminement très compliqué. La présente invention a pour but de créer un générateur de signaux de commande pour un mélangeur vidéo qui permet une forme extrêmement libre des figu- res truquées. A cet effet, l'invention concerne un généra- teur du type ci-dessus caractérisé en ce que les signaux de commande pour une figure truuée sont enre- gistrés séparément pour chaque point izage dans une mémoire. Ce générateur offre l'avantage qu'en formant des figures truquées, il n'est pas nécessaire de se reporter à des signaux de commande de fréquence hori- zontale et verticale, et qui seraient pré-programmés. En particulier, en plus des figures truquées, symé- triques, usuelles jusqu'à présent, on peut également réaliser des figures truquées, asymétriques quelcon- ques. Pour cela, il n'est pas nécessaire de générer de manière séparée les signaux de commande à la fréquence horizontale et ceux à la fréquence verticale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les signaux qui représentent les éléments image à l'intérieur d'une figure truquée sont inscrits avec une première valeur et les signaux de commande qui représentent les éléments image à l'extérieur de la figure truquée sont inscrits avec une seconde valeur. Suivant une autre caractéristique de 26416 8 l'invention, les signaux de commande des points image, qui correspondent aux bords de la figure truquée, reçoivent une première valeur et les s:gnaux de com- mande des autres éléments image sont irnscrits avec une seconde valeur. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les signaux de commande sont Dus ligne par ligne dans la mémoire et, pour modifier la figure truquée pendant une opération de mélange, on les in- scrit séquentiellement avec les signaux lus, pour la figure truquée, modifiée, dans la mémoire. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour les signaux de commande lu:s on a une mé- moire intermédiaire et les signaux de commande sont lus par paquet dans la mémoire et sont inscrits dans la mémoire intermédiaire, et en ce qu'entre les paquets, on inscrit dans la mémoire des signaux de commande correspondant à la figure trufée suivante. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la mémoire intermédiaire est formée par des registres à décalage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les processeurs graphiques, une unité de commande de mémoire, la mémoire d'ima;e et une unité de commande vidéo graphique sont reliés par un système de bus. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour chaque élément image,:1 est prévu un bit dans la mémoire. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la mémoire reçoit 4 bits par é.ément d'image. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le générateur comporte un circuit de traitement de signal pour les signaux de commande lus dans la mémoire. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le circuit de traitement de signal comporte un convertisseur numérique/analogique et un filtre analogique. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les contours d'une figure truquée sont inscrits dans la mémoire et le circuit de traitement de signal comprend un moyen pour remplir les contours. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le circuit de traitement de signal comprend un filtre bi-dimensionnel. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, en générant les signaux d'une figure truquée en forme de disque, on calcule chaque fois deux cer- cles de même rayon, le centre de l'un des cercles étant décalé d'une ligne dans la direction verticale. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la mémoire comporte plus d'emplacements de mémoire que ceux nécessaires pour les éléments d'une image et effectuer la translation d'une figure truquée inscrite dans la mémoire, on change l'adresse de dé- part de la partie de la mémoire à lire à chaque fois. En particulier, les développements de l'in- vention permettent d'utiliser des calculateurs et des groupes de mémoire du commerce. On arrive ainsi à une vitesse suffisante pour la télévision à très haute résolution. La présente invention sera décrite de maniè- re plus détaillée à l'aide de différents exemples représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma bloc d'un mélan- geur vidéo équipé d'un générateur selon l'invention, représenté de manière fortement simplifiée. - la figure 2 est un schéma de l'occupation de la mémoire dans le cas de deux modes de réalisation de l'invention. - la figure 3 est un schéma servant à décri- re un procédé pour décaler une figure truquée. - la figure 4 est un schéma bloc d'un géné- rateur selon l'invention. - la figure 5 montre un exemple de réalisa- tion qui peut se faire avec les composants de calcula- teur et de mémoire du commerce. - la figure 6 est une vue schématique ser- vant & décrire l'obtention d'une figure truquée en forme de disque circulaire. De manière générale, dans les différentes figures et la description correspondante, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. La figure 1 montre schématiquement un mélan- geur et un générateur selon l'invention pour former les signaux de commande destinés au mélangeur. On a, en outre, montré les images d'entrée A et B qui se distinguent par des hachures différentes ainsi qu'une image de sortie C composée des images d'entrée A et B. Les signaux vidéo correspondant aux images d'entrée A et B sont appliqués respectivement par un multiplica- teur 1, 2 aux entrées d'un additionneur 3 dont la sor- tie fournit les signaux vidéo de sortie. Les multipli- cateurs 1, 2 reçoivent des signaux de commande respec- tivement complémentaires dont la somme est toujours égale à 1. Pour cela, on transmet au mélangeur 5 un signal de commande par l'intermédiaire de l'entrée 4 alors qu'un circuit 6 forme le complément à 1 et ainsi le signal de commande du multiplicateur 2. Les deux chronogrammes représentent le déroulement des signaux de commande, par exemple dans une ligne ou une partie d'image. Selon les signaux de commande, l'image de sortie C se compose d'une partie interne, rectangulai- re, formée à partir du contenu de l'image d'entrée A et pour le reste, de l'image d'entrée B. Le passage peut se faire de manière connue soit par une ligne nette, soit de manière progressive. Pour passer de l'image A à l'image B, on augmente le rectangle à par- tir du milieu de l'image jusqu'à ce que l'image A oc- cupe tout le format de l'image. Pour générer les signaux de commande, il est prévu notamment une mémoire numérique 7 dans laquelle on inscrit la figure truquée respective et dans laquelle on effectue une lecture ligne par ligne. Les signaux lus dans la mémoire 7 sont transformés de l'état numérique à l'état analogique dans un circuit de traitement de signaux 8 et sont transmis aux autres étapes de traitement qui seront décrites en liaison avec les autres exemples de réalisation. Un calcula- teur 9 calcule en permanence de nouvelles figures tru- quées ou des figures truquées avec des grandeurs différentes pendant toute l'opération de mélange. La mémoire 7 comporte un emplacement de mémoire pour chaque élément image ce qui, pour un sys- tème de télévision à haute résolution, correspond par exemple à 1048 1440. Suivant la réalisation de détail, on peut prévoir un emplacement de mémoire pour un nom- bre binaire à une ou plusieurs positions. La valeur inscrite à chaque emplacement de mémoire indique les parties de chaque élément d'image des images d'entrée qui forment l'image de sortie ou encore suivant quel coefficient l'élément d'image correspondant d'une ima- ge d'entrée doit être multiplié. C'est pourquoi cette grandeur sera appelée ci-après coefficient d'élément d'image. Ainsi, dans le cas d'une quantification avec un bit, on n'a pour chaque élément d'image que le choix entre l'une ou l'autre image de sortie ce qui donne des bords accentués entre les éléments image provenant de différentes images d'entrée. Dans le cas d'une quantification avec une résolution plus grande, par exemple à quatre ou huit bits, on peut inscrire des passages en douceur dans la mémoire. Cela permet également de représenter des images transparentes. Toutefois, il faut alors une plus grande capacité de mémoire. En quantifiant les signaux de commande inscrits en mémoire avec un bit par élément d'image, on peut toutefois obtenir des bords non nets en fai- sant un travail a posteriori sur les signaux de com- mande ainsi lus, à l'aide du circuit de traitement de signaux 8 en effectuant un filtrage bi-dimensionnel. Deux exemples de réalisation d'un générateur selon l'invention seront décrits à l'aide de la figure 2, des signaux différents étant inscrits dans la mémoire 7 (figure 1). Pour cela, on a représenté cha- que fois une mémoire avec un nombre d'éléments d'image fortement réduit de 8 fois 6 dans un but de clarifica- tion; une figure truquée, de forme rectangulaire, est inscrite dans cette mémoire. Dans le mode de réalisa- tion selon la figure 2a, on a une figure truquée en forme de surface; cela signifie ce qui suit: les éléments image pour lesquels un état 1 a été inscrit dans la mémoire prennent la valeur provenant de l'un des signaux vidéo d'entrée alors que les éléments ima- ge dans lesquels un état 0 a été inscrit dans la mémoire prennent les valeurs de l'autre signal vidéo d'entrée. Dans le mode de réalisation de la figure 2B, seul le contour de la figure truquée a été inscrit dans la mémoire. Mais comme dans l'image de sortie, on ne veut pas intégrer l'une des images d'entrée à la manière d'un cadre vide dans l'autre image d'entrée, on remplit le contour dans le second mode de réalisa- tion, à l'aide du circuit de traitement de signal 8 (figure 1). Pour cela, on lit par exemple la seconde ou la troisième ligne du contenu de la mémoire représenté à la figure 2b et à l'aide du premier état 1 (à gauche) qui a été lu, on met un basculeur (Flip-Flop) i à l'é- tat 1; le second signal d'état 1, à droite, remet de nouveau le Flip-Flop à l'état 0. Dans le mode de réalisation selon la figure 2a, on prévoit, pour une augmentation progressive de la figure truquée, de mettre chaque fois un état i aux em- placements de mémoire adjacents à la figure truquée alors que, dans le mode de réalisation selon la figure 2b, on prévoit également un état i pour les éléments image adjacents extérieurement; en outre, on inscrit un état O dans les emplacements de mémoire des éléments image des contours prioritaires. D'autres différences entre les deux modes de réalisation seront explicitées ultérieurement à l'aide de la figure 5. La figure 3 montre un procédé de décalage d'une image truquée à l'aide du générateur selon l'in- vention. Pour cela, il est prévu une mémoire ayant plus d'emplacement de mémoire que la capacité nécessaire pour les éléments d'une image. L'ensemble de l'espace de la mémoire qui peut être adressé est représenté par un rectangle 11 à la figure 3. Pour une capacité de 1M octet, les adresses sont, par exemple, intitulées 00000h jusqu'à 7FFFFh. En commençant par une adresse xy comme adresse de sortie initiale, on peut lire une partie 12 de la mémoire, ligne par ligne suivant la norme de télévision. Cette fenêtre d'émission comprend le nombre d'emplacements de mémoire nécessaires, pour obtenir une image. Une figure truquée 13 est inscrite dans la mé- moire. Les coefficients d'éléments d'image sont lus lorsqu'ils appartiennent à la fenêtre d'émission. En choisissant l'adresse initiale d'émission xy, on peut déterminer la position de l'image factice dans la mage factice dans la fenêtre d'émission. En changeant cette adresse de départ xy, on déplace par translation l'image truquée. Ce procédé ne surcharge pas le calcu- lateur en lui faisant calculer en permanence, de nou- veau, les coefficients des éléments d'i-age apparte- nant à l'image truquée. La figure 4 montre un schéma bloc d'un géné- rateur selon l'invention. Un dispositif de commande 14 permet d'introduire les ordres nécessaires et de transférer des signaux appropriés jusqu'au circuit de commande de déroulement 16 par le circuit de liaison 15. Ce circuit commande à son tour un manipulateur graphique 17 qui constitue le coeur du générateur selon l'invention. Une partie 18 du manipulateur graphique 17 gère la mémoire 7 dans laquelle on in- scrit et on traite ou on modifie les figures truquées, abstraites, pour réaliser le mélange. Le manipulateur graphique 17 peut inscrire dans la mémoire 7, des com- posants de base de figures truquées. Il s'agit, par exemple des lignes latérales d'une surface rectangu- laire lorsque celle-ci est formée chaque fois par des lignes latérales d'encadrement. Le manipulateur graphique effectue l'inter- polation pour déterminer les éléments iage nécessai- res pour représenter les lignes latérales souhaitées; les coefficients des éléments d'image sont inscrits aux adresses appropriées dans la mémoire 7. Le manipu- lateur graphique comporte, en plus de la mémoire 7, des registres à décalage 19 qui permettent d'inscrire provisoirement en mémoire les coefficients des élé- ments d'image lus dans la mémoire 7 et de lire ces coefficients en série, comme des signaux de commande. Le flux des données numériques lues dans les registres à décalage subit une conversion numérique/analogique dans le circuit de traitement de signaux 8 et est fil- tré. On dispose alors du signal de commande à la sortie 20. Dans le cas d'un post-traitement numérique, celui-ci est effectué avant la conversion numéri- que/analogique. Le circuit de commande de déroulement des opérations 16 combiné au manipulateur graphique 17 transmet à ce manipulateur graphique 17, des ordres répétés appelés ci-après ordres de base graphiques. Ainsi, un ordre de base graphique consiste, par exem- ple, à générer les contours d'un rectangle avec des grandeurs croissantes. Il se forze ainsi dans la mé- moire, successivement, une surface rectangulaire croissante qui permet de réaliser un mélange truqué. Le circuit de commande. de déroulement des opérations 16 peut effectuer différents mélanges truqués. Pour cela, il reçoit des ordres de comande appropriés par un circuit de liaison 15 en provenance du dispositif de manoeuvre 14. Dans un générateur selon l'invention, réalisable en pratique, le circuit de liaison 15 est formé d'un calculateur avec un microprocesseur de type 8031 et le circuit de commande du déroulement des opé- rations est un microprocesseur du type 80186. Le manipulateur graphique 17 peut avantageu- sement être constitué par un jeu de circuits intégrés de la Société HITACHI, développé pour les graphiques par ordinateur. Dans cet exemple de réalisation prati- que, la mémoire a, par exemple, une capacité de 1M oc- tet et les coefficients des éléments d'image sont cha- que fois quantifies par 4 bits. Les coefficients des éléments d'une image dans le système de télévision à très grande résolution, occupent une capacité de 750k octet. Le reste de la mémoire est utilisé pour le pro- cédé décrit en relation avec la figure 3 pour décaler l'image factice. La figure 5 montre également un schéma bloc du manipulateur graphique qui se compose, en plus de la mémoire image 7, également de trois groupes de cir- cuits 23, 24, 25. Le circuit intégré 23 constitue un contrôleur perfectionné pour tube cathodique encore appelé contrôleur (ACRTC) avec trois processeurs. Un premier processeur fait le calcul des éléments de l'i- mage, c'est-à-dire qu'en appliquant un ordre comme par exemple "cercle de rayon r", il détermine les éléments image nécessaires à la représentation du cercle. Pour cela, il fait une interpolation bi-dimensionnelle. Un second processeur appelé processeur d'affichage effec- tue l'inscription ligne par ligne du cercle à interpo- lation bi-dimensionnelle dans la mémoire d'image et gère la mémoire pour son rafraîchissement et sa subdi- vision. Le troisième processeur appelé processeur de déroulement chronologique génère de manière paramé- trée, tous les signaux nécessaires à une subdivision du temps selon les besoins de la vidéo. On génère, par exemple, des signaux gui déterminent la durée active des images pendant que la mémoire d'image reste in- changée aux endroits qui viennent d'être émis. Le circuit intégré 24 commande la mémoire 7 et est appelé contrôleur de l'interface de la mémoire graphique (GMIC). Ce circuit génère les adresses et les différentes impulsions servant au fonctionnement de la mémoire. Le groupe de circuits 25 se compose de quatre circuits intégrés et forme un contrôleur d'attribut vidéo graphique (GVAC) utilisé, d'une part, pour le transfert des données entre le processeur gra- phique 23 et la mémoire, et, d'autre part, à la con- version parallèle/série des signaux de commande lus. Il faut veiller à ce que, d'une part, les coefficients des éléments d'image calculés par le processeur gra- phique 23 et qui représentent la figure truquée arri- vent irrégulièrement pour le balayage ligne par ligne de l'image vidéo et que, par ailleurs, les signaux de commande sont d'un type de signaux vidéo qui doivent être synchronisés sur la trame vidéo respective. Pour cela, on effectue la lecture par paquet de données dans la mémoire 7 pour les inscrire provisoirement en mémoire dans le circuit 25 et les fournir en continu à partir du circuit 25. Entre les différents paquets de données, on inscrit dans la mémoire les coefficients d'éléments image nouvellement calculés, après que ceux-ci aient été également enregistrés provisoirement dans le circuit 25. Grâce à l'accès avec écriture dans la mémoi- re 7 pendant les pauses entre la lecture par paquet, il suffit en soi d'avoir la capacité d'une image ou la capacité nécessaire pour le procédé de translation de la figure truquée (figure 3). Toutefois, en liaison avec la mise en mémoire du contour de la figure tru- quée (figure 2b), on rencontre néanmoins le problème suivant: en cas de mélange, les processeurs graphi- ques ne peuvent pas calculer complètement le nouveau contour pour passer d'une image à l'autre. Cela n'est pas gênant pour l'inscription en mémoire de l'ensemble de la surface de la figure truquée car les coeffi- cients des éléments image, voisins, sont encore en mé- moire. De ce fait, on n'aboutit qu'à des imprécisions très faibles de l'ordre de grandeur d'un élément d'image. En mettant en mémoire le contour, dans le cas d'une opération de mélange qui se déroule trop rapide- ment pour les processeurs graphiques, de temps à au- tre, on ne crée pas de contours fermés si bien que le circuit de traitement de signal 8 n'est pas en mesure de remplir ces contours. Il est prévu pour cela dans le mode de réalisation selon la figure 2b d'avoir deux mémoires 7 et chacune reçoit à son tour la nouvelle figure truquée pendant que dans l'autre mémoire, on lit la figure truquée précédente. La figure 6 montre partiellement deux cer- cles tels qu'ils sont calculés pour augmenter une figure truquée en forme d'anneau de cercle dont les dimensions augmentent. En fixant les rayons r et r + 1, on calcule les coefficients des éléments image pour les éléments image qui sont représentés sous la forme de petits cercles à la figure 6. On arrive alors, à cause des erreurs de quantification, au manque carac- térisé par la lettre X. Selon un développement du générateur de l'invention, on évite cet inconvénient en calculant deux fois des cercles de même rayon. La seconde fois on déplace le centre M2 d'une ligne dans la direction verticale par rapport à MI. REVENDICATIONS l1) Générateur de signaux de commande pour un mélangeur de signaux vidéo dans lequel des signaux de commande, principalement à la fréquence verticale et à la fréquence horizontale, forment une figure tru- quée, générateur caractérisé en ce qu'on inscrit point par point les signaux de commande d'une image truquée dans une mémoire (7). 2') Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les signaux qui représentent les éléments image à l'intérieur d'une figure truquée sont inscrits avec une première valeur et les signaux de commande qui représentent les éléments image à l'exté- rieur de la figure truquée sont inscrits avec une seconde valeur. 32) Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les signaux de commande des points image, qui correspondent aux bords de la figure truquée, reçoivent une première valeur et les signaux de commande des autres éléments image sont inscrits avec une seconde valeur. 4') Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les signaux de commande sont lus ligne par ligne dans la mémoire (7) et, pour modifier la figure truquée pen- dant une opération de mélange, on les inscrit séquen- tiellement avec les signaux lus pour la figure tru- quée, modifiée, dans la mémoire (7). ') Générateur selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que, pour les signaux de commande lus, on a une mémoire intermédiaire (19) et les signaux de commande sont lus par paquet dans la mémoire (7) et sont inscrits dans la mémoire intermédiaire, et en ce qu'entre les paquets, on inscrit dans la mémoire des signaux de commande correspondant à la figure truquée suivante. 6*) Générateur selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que la mémoire intermédiaire est formée par des registres à décalage (19). 7') Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les processeurs graphiques (23), une unité de commande de mémoire (24), la mémoire d'image (7) et une unité de commande vidéo graphique (25) sont reliés par un système de bus. 8') Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, pour chaque élément image, il est prévu un bit dans la mémoire (7). 9') Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la mémoire (7) reçoit 4 bits par élément d'image. ') Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de traite- ment de signal (8) pour les signaux de commande lus dans la mémoire (7). 11') Générateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit de traitement de si- gnal (8) comporte un convertisseur numérique/analogi- que et un filtre analogique. 12') Générateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les contours d'une figure tru- quée sont inscrits dans la mémoire (7) et le circuit de traitement de signal comprend un moyen pour remplir les contours. 13') Générateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit de traitement de signal (8) comprend un filtre bi-dimensionnel. 14') Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en générant les signaux d'une fi- gure truquée en forme de disque, on calcule chaque fois deux cercles de même rayon, le centre de l'un des ce:zles étant décalé d'une ligne dans la direction verticale. ') Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire (7) comporte plus d'emplacements de mémoire que ceux nécessaires pour les éléments d'une image et en ce que pour effectuer la translation d'une figure truquée inscrite dans la mmoire (7) on change l'adresse de départ de la partie de la mémoire (7) à lire à chaque fois.