Brevet FR2650143A1 — publié le 19910125

: Circuit de correction automatique de l'équilibre des couleurs " La présente invention concerne un circuit de correction automatique de l'équilibre des couleurs d'une image de télévision en couleur, selon Iequel, pour des éléments d'image dont la densité de lumière se situe dans une plage moyenne et dont la saturation des couleurs est inférieure à un seuil prédéterminé, par intégration des valeurs de saturation de couleur et multiplication par la différence d'un signal de densité de lumière et d'un signal de densité de lumiè- re dont la gradation a été déformée, on forme un si- gnal de'correction. Dans un système connu de correction automa- tique des signaux d'une image vidéo qui corrige l'équilibre des couleurs et la luminosité, signaux qui passent par un 'correcteur de couleur constituant l'or- gane de réglage d'un circuit de réglage dont les en- trées de réglage reçoivent des signaux de réglage, si- gnaux dérivés du signal corrigé par mise en mémoire de la saturation de couleur à l'instant de certains éche- lons de luminosité, il est prévu de ne mettre en mé- moire la saturation de couleur que si l'on constate pour un certain échelon de luminosité que simultané- ment la saturation de couleur d'un signal corrigé pas- se en-dessous d'un seuil de saturation de couleur pré- déterminé. Ce système connu se distingue d'un modèle d'image sans couleur est reproduit sans couleur à tous les niveaux de luminosité (niveaux de gris). La présente invention a pour but de créer un circuit de correction automatique de l'équilibre des signaux déterminant la couleur et la luminosité d'une image vidéo, circuit perfectionné par rapport au sys- tème connu de manière à corriger des signaux ayant des caractéristiques variables par exemple une amplitude oscillante et différents degrés pour arriver à une correction aussi optimale que possible. A cet effet, l'invention concerne un circuit du type ci-dessus caractérisé en ce que les valeurs de seuil adjacentes à la plage moyenne du signal de den- sité de lumière sont fixées automatiquement en fonc- tion des valeurs extrêmes, respectives, du signal de densité de lumière. Ce circuit permet une adaptation automatique à des signaux de densité de lumière d'amplitudes dif- férentes. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le circuit détermine et met en mémoire la va- leur maximale du signal de densité de lumière, il di- minue d'image en image la valeur maximale mise en mé- moire et lorsque se présente une valeur maximale supé- rieure à la valeur maximale mise en mémoire, il sub- stitue cette valeur maximale à celle mise en mémoire, et détermine une valeur de seuil supérieure par multi- plication de la valeur maximale respective mise en mé- moire par un coefficient prédéterminé. Suivant une autre caractéristique, le coef- ficient est compris entre 0,65 et 1. Suivant une autre caractéristique, le cir- cuit détermine et met en mémoire la valeur minimale du signal de densité de lumière pour une image et en ce qu'il augmente la valeur minimale mise en mémoire, d'image en image et lorsque se produit une valeur mi- nimale inférieure à la valeur minimale mise en mémoi- re, il substitue cette valeur minimale à la place de celle enregistrée en mémoire et en ce qu'il forme une valeur de seuil 'inférieure par multiplication de la valeur minimale respective enregistrée par un coeffi- cient prédéterminé. On a ainsi l'avantage que pour des signaux à corriger ayant des gradations différentes, la correc- tion se fait de manière appropriée dans toute la plage des niveaux de gris concernés par la correction. La présente invention sera décrite ci-après l'aide de différents exemples de réalisation représen- tés dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schémabloc d'un exemple de réalisation de l'invention. - la figure 2 montre une première courbe Gamma. - la figure 3 montre une seconde courbe Gamma. - la figure 4 montre un circuit donnant une valeur de seuil à partir du signal de densité de lumière, et - la figure 5 montre un circuit de conversion et un intégrateur. Il est à remarquer que dans toutes les figu- res, les mêmes éléments portent les mêmes références. Selon la figure 1, un signal de type de cou- leur CR, numérique est appliqué au point 1 et un si- gnal de densité de lumière Y numérique est appliqué au point 2. Le signal de type de couleur contient sous forme multiplexée, les signaux de différence de cou- leur R-Y et B-Y; ce signal est transmis par un addi- tionneur 3 qui sert d'étage de correction. Le signal de type de couleur CRc, corrigé, est appliqué à un circuit 4 qui le transforme pour passer d'une forme de" complément à deux" à une représentation dont l'am- plitude et le signe soient distincts. Un démultiplexeur 5 fait suite au circuit 4; ce démultiplexeur forme les deux signaux de différence de couleur R-Y et B-Y à partir du signal de type de couleur CRc, corrigé. Dans les circuits 6 et 7 en aval, on effectue la division des signaux de différen- ce de couleur R-Y et B-Y par le signal de densité de lumière Y appliqué au point 2. On obtient ainsi des signaux qui représentent la saturation de couleur et qui se présentent également avec le signe algébrique et l'amplitude, séparés. Le signe algébrique et l'am- plitude sont appliqués à un sélecteur 8, 9. Ces si- gnaux sont commandés à partir d'un signal EN de maniè- re que les valeurs de saturation de couleur ne soient transmises que pour des éléments d'image dont la den- sité de lumière se situe dans une plage moyenne et dont la saturation de couleur est en-dessous d'un seuil prédéterminé. Les grandeurs de saturation de couleur qui existent encore sous une représentation signe algébrique/amplitude sont transmises à des cir- cuits de conversion 10, 11 sous une forme de "complé- ment à deux". Les intégrateurs 12, 13 en aval, intègrent les signaux de saturation de couleur. Il faut pour cela que l'intégrateur respectif fonctionne autour d'une position zéro, définie. C'est pourquoi au cours des périodes de cadence, lorsqu'on ne fait pas la som- me des saturations de couleur, suivant l'état positif ou négatif de l'intégrateur, on additionne des cons- tantes d'intégration de retour, négatives ou positi- ves. L'amplitude des constantes d'intégration en re- tour a une influence décisive sur la sensibilité de la correction des couleurs. Si l'on choisit de petites constantes d'intégration de retour, alors la correc- tion de couleur réagit à de petites surfaces de cou- leur qui correspondent à un aspect grisâtre des cou- leurs et non à des aspects grisâtres de grande surfa- ce. Cela se traduit par des fonctions défaillantes très fortement visibles. La commande des intégrateurs autour de la position de zéro et le contrôle du débordement des in- tégrateurs sont effectués dans des mémoires mortes 10. (EPROM). Les adresses d'entrée de ces mémoires reçoi- vent les grandeurs de correction de l'intégrateur. Les données de-sortie influencent de manière appropriée l'intégrateur. Les grandeurs de saturation de couleur, in- tégrées, sont réunies dans un multiplexeur 14 en un signal qui est multiplié dans un multiplicateur 15 par un signal Yg-Y; le signal obtenu est transmis à l'ad- ditionneur 3 pour corriger le signal de type de cou- leur CR. Le signal Y L-Y provient d'un circuit 16 qui se compose principalement d'une mémoire morte (EPROM) recevant le signal de densité de couleur Y comme adresse. Le circuit 16 contient en mémoire deux cour- bes 17, 18 correspondant à des valeurs différentes de gamma. Pour choisir les courbes, les adresses de la mémoire morte dans le circuit 16 doivent être plus large d'une position binaire que pour le signal Y. Pour cela, on fournit la position binaire de plus grande valeur (MSB) aux signaux de sortie du multi- plexeur 14 et présentant le signe algébrique des va- leurs de saturation de couleur, intégrées. Il est ain- si possible d'adapter les valeurs de correction au profil de la densité de couleur du film. Au voisinage de la valeur maximale et de la valeur minimale de la densité de lumière, les deux courbes 17-et 18 tendent vers zéro. De cette manière, il n'y a pas de correction dans ces plages d'amplitu- de. En présence de grandeurs de saturation de couleur, intégrées, positives, on choisit la courbe 17 qui pré- sente par exemple une valeur Y = 0,5. Pour les valeurs d'intégration négatives des saturations de couleurs, on utilise pour la correction la courbe 18, ce à quoi correspond par exemple Y = 2. On obtient ainsi une correction très largement optimale pour les films en couleur, usuels et pour les deux cas dans toute la plage des amplitudes à corriger. Comme déjà mentionné, on intégre seulement les valeurs de saturation de couleur des éléments d'image dont la saturation de couleur se trouve en- dessous du seuil prédéterminé et dont la densité de lumière se situe dans une plage moyenne. Le signal EN qui commande dans ce sens les sélecteurs 8, 9 est dé- rivé des comparateurs 21, 22, 23, 24 et du circuit ET 25. Les comparateurs 21, 22 reçoivent respectivement un signal de saturation de couleur (R-Y)/Y et (B-Y)/Y. Une autre entrée respective 26, 27 des comparateurs 21, 22 reçoit une valeur de seuil prédéterminée. Lors- que le signal de saturation de couleur, respectif est inférieur à la valeur du seuil, le comparateur 21, 22 correspondant transmet un signal EN2, EN3 à la porte ET 25. Les comparateurs 23, 24 servent à sélection- ner une -plage moyenne d'amplitudes pour le signal de densité de lumière Y. De plus, le signal de densité de lumière Y est appliqué à une entrée inversée du compa- rateur 23 et à une entrée non inversée du comparateur 24. Pour créer chaque fois une valeur de seuil dépen- dant des valeurs extrêmes du signal de densité de lu- mière Y, on a un circuit 28, 29. La sortie du circuit 28 est reliée à l'entrée non inversée du eomparateur 23 alors que la sortie du circuit 29 est reliée à l'entrée inversée du comparateur 24. Des détails des circuits 28 et 29 seront donnés ultérieurement en liaison avec la figure 4. La valeur de seuil supérieur SO, créée par le circuit 28 correspond à une fraction prédéterminée, par exemple égale à 80 %-90 %, de la valeur maximale respective du signal Y alors que la valeur de seuil inférieur SU fournie par le circuit 29 se situe au- dessus de la valeur minimale respective du signal de densité de lumière. Les deux comparateurs 23, 24 four- nissent alors des signaux EN1 et EN4 de valeur 1 lors- que le signal de densité de lumière Y est compris en- tre les deux valeurs de seuil. Le signal de sortie EN de la porte ET 25 ne fournit de manière correspondante que la valeur 1 si le signal de densité de lumière se trouve dans- la plage comprise entre les deux seuils et que les deux signaux de saturation de couleur sont in- férieurs au seuil correspondant. Les figures 2 et 3 représentent des courbes 17, 18 qui peuvent être utilisées suivant le signe al- gébrique des signaux de saturation de couleur, inté- grés. La courbe selon la figure 2 correspondant à y = 0,5. La courbe croSt rapidement dans la zone du noir pour décroître progressivement à partir d'un quart de l'amplitude maximale. La courbe y = 2 représentée à la figure 3 possède un maximum situé sensiblement au mi- lieu de la plage des amplitudes du signal de densité de lumière., La figure 4 montre le circuit 28 (figure 1) donnant le seuil SO à partir du signal de densité de lumière. L'entrée B d'un comparateur 31 et l'entrée d'une mémoire de valeurs extrêmes 33 sont reliées à l'entrée 2 du signal de densité de lumière Y. Une au- tre entrée A du comparateur 31 est reliée à la sortie de la mémoire de valeurs extrêmes 33. Le comparateur 31 fournit à sa sortie, un signal lorsque A est infé- rieur à B. Ce signal est fourni à une entrée de com- mande de la mémoire de valeurs extrêmes 33 qui reçoit alors le signal appliqué à son entrée. Le signal ainsi mis en mémoire est diminué ou augmenté d'une valeur prédéterminée d'une image (double trame) à l'autre. Pour cela, une impulsion d'image 2V est appliquée en 32. A l'aide d'un signal appliqué à l'entrée 34, on détermine une réduction ou une augmentation de la grandeur mise en mémoire. Dans le circuit 28, pour obtenir la valeur de seuil supérieur SO, -on effectue une réduction alors que dans le circuit 29 qui, pour l'essentiel corres- pond au circuit 28, on effectue une augmentation. Cela adapte progressivement le contenu de la mémoire à la valeur extrême existant réellement si après qu'une va- leur extrême se soit présentée pendant un certain temps, il ne se produit pas immédiatement une valeur extrême, élevée. Une valeur du signal de densité de lumière Y supérieure à la valeur chaque fois mise en mémoire est toujours transmise de manière commandée par le comparateur 31 directement dans la mémoire. A partir de la grandeur existant dans la mé- moire, on détermine la valeur de seuil par multiplica- tion. Pour cela, il est prévu une mémoire morte (PROM) qui reçoit d'une part la valeur extrême mise en mé- moire et d'autre part un coefficient E d'un dispositif de réglage 36. Ce coefficient représente la distance entre la valeur de seuil et la valeur idéale, valeurs extrêmes respectives en direction de l'autre valeur extrême. Par exemple dans le cas de la valeur de seuil supérieur, si la mémoire des valeurs extrêmes contient une valeur Y, en pourcentage de la plage des valeurs prévues pour le signal de densité de lumière, lors du réglage effectué par le dispositif de réglage 36, une multiplication est faite avec E: SO = Yx * (100 % - E). De la même manière, on calcule la valeur de seuil inférieur à partir de l'équation SU = Yin + (100 % - Y.) * E. La figure 5 montre un circuit assurant les fonctions des blocs 8, 10 et 12, 9, 11 et 13 (figure 1). Une entrée 41 reçoit le signal de saturation de couleur (R-Y)/Y ou (B-Y)/Y sur huit positions binaires de l'entrée d'adresses d'une mémoire morte 42 servant 1o de tableau de conversion. Une autre position binaire de l'entrée d'adresses est commandée par les portes ET 33, 44 (45). La sortie de données d'une largeur de huit bits de la mémoire morte 42 est reliée à l'entrée de l'intégrateur 10 dont la sortie est de nouveau re- liée par huit flip-flop D 46 à la sortie 47 du circuit de la figure 5. En outre, une logique 48 qui est réalisée par une mémoire morte est également reliée à la sortie du flip-flop D 46. Les sorties du circuit logique 48 -fournissent des signaux NEG et ZONE qui sont fournis à une autre position binaire de l'entrée d'adresses de la mémoire morte 42 et à une entrée de la porte ET 44 ou 45. Le signal NEG dépend du signe algébrique du contenu d'intégration alors que le signal ZONE indique si le contenu de l'intégrateur arrive aux frontières de la plage d'intégration. Les circuits d'intégration sont connus en soi, de sorte qu'il est inutile de décrire dans le dé- tail l'intégrateur 10. Dans un circuit selon l'inven- tion, réalisé en pratique, on a constitué l'intégra- teur & partir de six additionneurs couplés en réac- tion. Ce grand nombre évite dans le cas d'erreurs de couleur, importantes, un débordement de l'intégrateur ou de l'instabilité du système de régulation. En plus de la conversion des données relatives à la saturation des couleurs à partir d'une représentation avec signe algébrique et amplitude en une représentation en com- plément à deux, la mémoire morte 42 a également pour fonction de permettre une intégration en retour pen- dant les périodes au cours desquelles le signal EN prend la valeur 0. Cela se fait en outre lorsque le fonctionnement en correction est coupé pour qu'au dé- but du fonctionnement en correction, 1'intégrateur se trouve dans une position de 0 bien déterminée. Pour cela, les signaux marche/arrêt EN sont appliqués à la porte ET 43 par les entrées 49, 50; le signal de sor- tie de cette porte est combiné à un signal ZONE dans une autre porte ET 44, 45. Ainsi, l'intégrateur ne reste pas immobile sur la grandeur d'intégration qu'il atteint, lorsqu'aucune nouvelle grandeur de saturation de couleur n'est fournie pour l'intégration. L'ampli- tude de l'intégration en retour est décisive pour une mise en oeuvre correct de la correction et peut être fixée dans le détail par l'homme de métier. Un choix approprié permet la compensation d'intégration en retour et d'un petit nombre de gran- deurs de saturation de couleur. Lorsque la grandeur est choisie trop petite, la correction se met déjà en oeuvre pour de petites surfaces de couleur dont la couleur est entachée de gris alors que cette mise en oeuvre ne se fait pas pour de grandes surfaces de cou- leur entachées de gris. Cela aboutit à des défauts de fonctionnement importants, visibles. Suivant le signe algébrique du contenu de l'intégrateur, il faut addi- tionner une valeur négative ou positive. Pour cela, le circuit logique 48 transmet le signal NEG correspon- dant au signe algébrique à une autre position binaire de l'entrée d'adresses de la mémoire morte 42. Après traitement par le tableau mis en mémoire dans la me- moire morte 42, les données passent de la sortie de la mémoire morte 42 à l'entrée de l'intégrateur. Si la grandeur de correction générée par la régulation maximale ne suffit pas, l'intégrateur ne doit pas intégrer au-delà de la valeur maximale ou de la valeur minimale. En effet, la correction passerait en permanence entre la valeur maximale positive et la valeur maximale négative. Le signal ZONE évite pour cette raison toute autre intégration lorsqu'on atteint la valeur maximale ou la valeur minimale. Il subsiste alors une teinte grisâtre résiduelle non corrigée. REVENDICATIONS 1 ) Circuit de correction automatique de l'équilibre des couleurs d'une image de télévision en couleur, dans lequel, pour des éléments d'image dont la densité de lumière se-situe dans une plage moyenne et dont la saturation des couleurs est inférieure à un seuil prédéterminé, par intégration des valeurs de sa- turation de couleur et multiplication par la différen- ce d'un signal de densité de lumière et d'un signal de densité de lumière dont la gradation a été déformée, on forme un signal de correction, circuit caractérisé en ce que les valeurs de seuil adjacentes à la plage moyenne du signal de densité de lumière sont fixées automatiquement en fonction des valeurs extrêmes res- pectives du signal de densité de lumière. 2 ) Circuit selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il détermine et met en mémoire la va- leur maximale du signal de densité de lumière, il di- minue d'image en image la valeur maximale-mise en mé- moire et lorsque se présente une valeur maximale qui supérieure à la valeur maximale mise en mémoire, il substitue cette valeur maximale à celle mise en mémoi- re, et il détermine une valeur de seuil supérieur par multiplication de la valeur maximale respective mise en mémoire par un coefficient prédéterminé. 3') Circuit selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le coefficient est comprise entre 0,65 et 1. 4') Circuit selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il détermine et met en mémoire la va- leur minimale du signal de densité de lumière pour une image et il augmente la valeur minimale mise en mémoi- re, d'image en image et lorsque se produit une valeur minimale inférieure à la valeur minimale mise en mé- moire, il substitue cette valeur minimale à la place de celle enregistrée en mémoire et il forme une valeur de seuil inférieure par multiplication de la valeur minimale respective enregistrée par un coefficient prédéterminé. 5') Circuit selon la revendication 4, carac- tériséen ce que le coefficient est compris entre 0 et environ 0,35. 6-) Circuit de correction automatique de l'équilibre des couleurs d'une image de télévision en couleur, circuit dans lequel on forme un signal de correction pour les éléments-image dont la densité de lumière se situe dans une plage intermédiaire et dont la saturation des couleurs est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée, par intégration des valeurs de saturation de couleur et multiplication par la diffé- rence d'un signal de -ensité de lumière et d'un signal de densité,de lumière dont la gradation est déformée, circuit caractérisé en ce que le profil de la déforma- tion de la gradation du signal de densité de lumière dépend du résultat de l'intégration. 7?) Circuit selon la revendication 6, carac- térisé en ce que partant du résultat de l'intégration, on dérive un signal de sélection qui choisit dans un circuit de déformation de gradation l'une des diffé- rentes courbes. 8') Circuit selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'en fonction du signe algébrique du ré- sultat de l'intégration, on effectue une déformation de la gradation avec 1.