Brevet FR2656484A1 — publié le 19910628

Dispositif de correction de gamma des signaux vidéo destinés à un écran de visualisation et récepteur de télévision comportant un écran recevant des signaux d'un tel dispositif La présente invention concerne les dispositifs de correction de gamma des signaux vidéo destinés à un écran de visualisation ; elle concerne également, mais pas uniquement, les récepteurs de télévision comportant un écran recevant des signaux d'un tel dispositif. La réponse électro-optique des écrans de visualisation est connue sous le nom de loi de gamma. Elle représente la variation de la luminance, L, restituée par l'écran en fonction de la tension, V, du signal vidéo, qui lui est appliquée. C'est une loi non linéaire, qui peut s'écrire L = K.V où K est un coefficient de proportionnalité et 2St un exposant représentatif de la loi non linéaire. Pour les tubes à rayon cathodique (en abrégé TRC) en noir et blanc, g est de l'ordre de 2,2 et, pour ceux en couleur, de l'ordre de 2,8. Jusqu'à nos jours, où la quasi totalité des écrans chez les téléspectateurs sont du type TRC, il a été choisi de pré-corriger le signal vidéo dans la chaîne d'émission. Ceci a permis de diminuer le coût de réalisation des récepteurs. La pré-correction d'une caméra de prise de vues pour télévision est de la forme Vs = où Ve est le signal avant pré-correction et Vs le signal pré-corrigé. Le téléspectateur obtient, avec son écran, une réponse de la forme L = K.Vs = K.Ve c'est-à-dire une réponse éIectro-optique linéaire. Mais de nouvelles générations d'écrans de visualisation, qui ne sont pas des tubes à rayons cathodiques, comme, par exemple, les écrans à cristaux liquides, les écrans électrolu minescents, les écrans à plasma, sont apparues sur le marché. Or il n'est plus possible de garantir, avec ces écrans de type nouveau, une identité entre tous les récepteurs des téléspectateurs, notamment en ce qui concerne la loi de gamma qui varie en fonction du type d'écran considéré et en fonction du type d'utilisation de chaque écran, par exemple selon qu'un écran à cristaux liquides est utilisé en mode réflectif, transmissif ou transflectif. Ainsi la pré-correction du signal vidéo selon une loi unique n'est plus adaptée à tous les types d'écrans utilisés actuellement dans les récepteurs de télévision. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient en corrigeant le signal vidéo de façon adaptée à chaque type d'écran et en fonction des conditions d'exploitation. Ceci nécessite que le dispositif de correction de gamma soit totalement lié et dépendant de écran à corriger. Cette solution est possible grâce au constant développement des circuits intégrés dont les performances augmentent alors que leur coût diminue. Ceci est obtenu en concevant le dispositif de correction de gamma en fonction de l'écran auquel il est destiné et en le plaçant dans la chaîne de réception de cet écran. Selon l'invention, il est proposé un dispositif de correction de gamma pour signaux vidéo destinés à un écran de visualisation, ces signaux étant utilisés dans une chaîne de réception comportant l'écran, caractérisé en ce qu'il est conçu pour être incorporé à la chaîne de réception et comporte un circuit de correction locale spécialement adapté au type de l'écran de la chaîne de réception. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent - la figure 1, une chaîne d'émission pour signal vidéo de télévision, comportant un dispositif de correction de gamma selon l'art connu, - la figure 2, une variante selon l'art connu, en vue partielle, à la chaîne selon la figure 1, - les figures 3 et 6, des chaînes de réception pour signal vidéo de télévision, comportant un dispositif de correc tion de gamma selon l'invention, - les figures 4 et 7, des variantes, en vue partielle, respectivement aux chaînes selon les figures 3 et 6, - la figure 5, un mode de réalisation du dispositif de correction de gamma de la figure 3, - les figures 8 et 9, des variantes respectivement aux chaînes selon les figures 3 et 6. Sur les différentes figures des éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. Diverses réalisations de fonctions non linéaires permettent, en analogique, comme en numérique, de concevoir des dispositifs de correction de gamma. Ainsi, en analogique, une loi non linéaire peut être exprimée par des segments de droites, à l'aide d'un réseau de diodes. En numérique, une loi non linéaire peut être exprimée par une table de correspondance programmée dans une mémoire. Ces solutions, qui sont bien connues de l'homme du métier pour réaliser une correction de gamma dans la chaîne d'émission, sont transposables telles qu'elles dans la chaîne de réception ; c 'est pourquoi, dans ce qui suit, les dispositifs de correction de gamma ne seront pas décrits en détail. La figure 1 représente schématiquement la partie d'une chaîne d'émission d'un signal vidéo d'image de télévision en couleur, comprise entre les circuits d'élaboration des signaux Ro, Vo, Bo des trois composantes de couleur et les circuits d'émission proprement dits, l'émission étant symbolisée sur cette figure par une flèche brisée, S. Les signaux Ro, Vo, Bo sont appliqués à l'entrée d'un dispositif de correction de gamma, 7, constitué de trois correcteurs de gamma 71, 72, 73. Ces correcteurs de gamma sont des circuits non linéaires qui réalisent la fonction f(V) - V1/ où V est leur signal d'entrée, f(V) leur signal de sortie et g un exposant donné, généralement pris égal à 2,2. Les signaux vidéo Rk, Vk, Bk de sortie du dispositif de correction 7, sont envoyés dans un circuit de matriçage 8 qui fournit sur ses sorties les signaux de chrominance DR et DB et le signal de luminance Y. Les signaux DR, -DB, Y subissent ensuite un codage analogique, dans un circuit de codage analogique 10, avant d'être émis par un circuit d'émission figuré par la flèche brisée S. Pour l'émission d'un signal vidéo numérique, le schéma de la figure 1 est modifié, à la sortie du circuit de matriçage 8, selon le schéma de la figure 2. Dans ce cas les signaux de chrominance DR et DB et le signal de luminance Y sont respectivement appliqués sur les trois entrées d'un dispositif de conversion analogique-numérique 9, constitué par trois convertisseurs analogiques-numériques 91, 92, 93. Les signaux numériques de chrominance et de luminance fournis par le dispositif de conversion 9, sont appliqués à un circuit de codage numérique, 10, avant d'être émis par un circuit d'émission schématisé par une flèche brisée, S. La pré-correction de gamma effectuée selon le schéma de la figure 1 ou selon le schéma de la figure 1 modifié comme indiqué sur la figure 2, présente les inconvénients qui ont été mentionnés au début de ce document. Les figures 3 à 7 sont des schémas qui montrent comment un dispositif de correction de gamma peut être incorporé dans un poste récepteur de télévision en couleur pour adapter parfaitement la correction de gamma à la loi de gamma de l'écran du poste récepteur considéré. La figure 3 montre la chaîne de réception d'un poste récepteur de télévision en couleur. Un circuit de décodage analogique 1 reçoit d'un circuit de réception symbolisé par une flèche brisée, E, un signal vidéo et fournit les signaux de chrominance DR, DB et de luminance, Y. A partir des signaux DR, DB et Y, un circuit de dématriçage analogique 2 reconstitue les composantes rouge, R, verte, V, et bleue, B, de l'image à visualiser. Ces trois composantes sont appliquées aux entrées d'un dispositif de correction de gamma 3, constitué par trois correcteurs de gamma 3a, 3b, 3c qui fournissent, sur trois entrées distinctes d'un écran de visualisation, 4, les trois composantes de couleurs Rc, Vc, Bc avec une correction de gamma adaptée à l'écran 4.Sur la figure 3 un trait interrompu entoure les éléments 2 et 3 du montage pour désigner un circuit 23 et montrer une possibilité de regroupement, sur un même circuit intégré, d'une partie des circuits électroniques du récepteur de télévision. Il est à noter que, si le signal reçu par le récepteur selon la figure 3 n'a pas été soumis à une pré-correction de gamma dans une chaîne d'émission du genre de celle selon la figure 1, le dispositif de correction de gamma n'aura à effectuer qu'une correction de gamma spécifiquement adaptée à l'écran 4. Par contre, si le signal reçu par le récepteur a déjà subi une pré-correction de gamma de la forme V1/, il est nécessaire d'éliminer cette pré-correction par une correction réciproque de la forme V puis d'effectuer la correction spécifique, fonction de l'écran 4 considéré, de la forme V1/ 1/, ou bien les deux corrections peuvent être effectuées successivement.Cette seconde solution, en association avec l'emploi d'un commutateur, a l'avantage de permettre l'utilisation du récepteur de télévision selon la figure 3, aussi bien pour la réception de signaux pré-corrigés en gamma que pour la réception de signaux n'ayant subi aucune correction de gamma ; ceci permet une compatibilité des systèmes d'émission-réception entre eux.Ceci est illustré sur la figure 5 où le dispositif de correction de gamma, 3, qui y est représenté, comporte en série un dispositif de correction réciproque 3A constitué de trois correcteurs réciproques 31, 32, 33 et un dispositif de correction spécifique, 3B, constitué de trois correcteurs spécifiques 34, 35, 36, avec un commutateur 30, à deux positions, associé au dispositif de correction réciproque 3A ; ce commutateur, représenté symboliquement sous la forme d'un commutateur mécanique à trois galettes, est monté de manière à être sans effet sur les correcteurs réciproques 31, 32, 33 dans l'une de ses positions et à les court-circuiter dans l'autre de ses positions. Lorsque l'écran de visualisation 4 est à entrée série, le schéma selon la figure 3 doit être modifié, aux sorties du dispositif de correction de gamma 3, en intercalant un circuit de multiplexage analogique 5 entre ces sorties et l'entrée série de l'écran 4 ; cette modification est illustrée par le schéma de la figure 4 qui montre le circuit 5 qui reçoit les signaux Rc, Vc, Bc et leur fait subir un multiplexage série avant de les délivrer à l'écran 4. Les figures 6 et 7 sont des schémas qui correspondent respectivement aux schémas des figures 3 et 4 dans le cas où les signaux reçus par le récepteur de télévision ne sont pas analogiques mais numériques. Ces schémas se distmguent de ceux des figures 3 et 4 par : des liaisons multifilaires numériques sauf pour les liaisons aboutissant aux écrans de visualisation 4, des circuits 1, 2, 3 et 5 de type numérique et un dispositif de conversion numérique-analogique 6 disposé aux entrées des écrans 4 ; dans le cas de la figure 6, où l'écran 4 est à entrées rouge, verte, bleue, distinctes, le dispositif 6 est constitué de trois convertisseurs numériques-analogiques 61, 62, 63 respectivement reliés à ces trois entrées ; dans le cas de la figure 7, où l'écran 4 est à entrée série le dispositif 6 ne comporte qu'un seul convertisseur numérique-analogique. Les figures 8 et 9 sont des schémas qui correspondent respectivement aux schémas des figures 3 et 6, avec, en plus, un dispositif de contre-réaction. Avec certains écrans, tels que ceux à cristaux liquides (liqul cristal display ou LCD dans la littérature anglo-saxonne) où la loi de gamma est fonction de la température de l'écran, il est en effet intéressant de mesurer la température de l'écran et de modifier, en fonction de cette température, la loi de gamma, c'est-à-dfre de réaliser une correction de gamma adaptative de façon à bénéficier d'une caractéristique de transfert toujours optimisée.Dans le cas de la figure 8 le dispositif de contre-réaction, qui permet d'effectuer cette modification, comporte un capteur 40 qui délivre un signal de correction directement au dispositif de correction de gamma 3 ; dans le cas de la figure 9 le dispositif de contre-réaction comporte également un capteur 40 pour mesurer la température de l'écran 4 et ce capteur est suivi d'un convertisseur analogique-numérique 41 dont les signaux de sortie sont appliqués au dispositif de correction de gamma 3. La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits qui sont du domaine de la télévision classique ou à haute définition ; c'est ainsi qu'elle s'applique à tout écran de visualisation présentant une loi de variation non linéaire luminance/tension d'entrée, comme, par exemple, les écrans visiophoniques, et les écrans des ensembles de projection à grand écran ou des rétro-projecteurs. De plus les corrections adaptatives selon les figures 8 et 9 s'appliquent pour d'autres paramètres que la température et, en particulier, au paramètre que constitue l'éclairement ambiant de l'écran. De même il est possible d'effectuer une correction adaptative tenant compte de plusieurs paramètres de l'environnement de l'écran. REVENDICATIONS 1. Dispositif de correction de gamma pour signaux vidéo destinés à un écran de visualisation (4), ces signaux étant utilisés dans une chaîne de réception (1-6 ; 1-4, 6) comportant l'écran, caractérisé en ce qu'il est conçu pour être incorporé à la chaîne de réception et comporte un circuit de correction locale (3) spécialement adapté au type de l'écran de la chaîne de réception. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, les signaux vidéo reçus par la chaîne de réception pouvant être pré-corrigés selon une pré-correction spécialement adaptée à un type d'écran différent du type d'écran utilisé dans la chaîne de réception, le circuit de correction locale (3) comporte un circuit de correction réciproque (3A) pour tenir compte de la pré-correction et un circuit de correction spécifique (3B) spécifiquement adapté au type de l'écran de la chaîne de réception. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur à deux positions (30), pour, dans une des deux positions, inhiber le fonctionnement du circuit de correction réciproque. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les circuits de correction réciproque (3A) et spécifique (3B) sont réalisés sous la forme d'un même circuit (3) dans lequel leurs fonctions sont confondues. 5. Dispositif selon la revendication 1, dont la chaîne de réception, pour laquelle il est conçu, est prévue pour réaliser une opération de dématriçage des signaux vidéo, caractérisé en ce que le circuit de correction locale (3) est intégré dans un circuit électronique (23) qui comporte un circuit d'entrée (2) conçu pour effectuer l'opération de dématriçage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de contre-réaction pour mesurer un paramètre de l'environnement de l'écran et faire dépendre la correction de la valeur du paramètre mesuré. 7. Récepteur de télévision, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes.