Brevet FR2651948A1 — publié le 19910315

La présente invention concerne un procédé de détection de mouvement à la fréquence trame et au nombre de lignes souhaités ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement au procédé et au dispositif de détection de mouvement décrits dans la demande de brevet allemand N 38 09 249 au nom de Deutsche Thomson Brandt et dans la demande de brevet français N 89 03861 au nom du Laboratoire Européen de Recherches Electroniques Avancées (L.E.R.E.A.). Dans la demande de brevet français N 89 03861 du 23/03/89 au nom de la Demanderesse, on a décrit un dispositif permettant de convertir les signaux vidéo reçus en entrée d'un récepteur de télévision haute définition, notamment des signaux d'entrée 1250/2:1/50Hz HD-MAC décodés ou des signaux 625/2:1/50Hz PAL, SECAM ou MAC décodés en un signal d'affichage haute définition, à savoir un signal permettant un affichage sur 1250 lignes ou 900 lignes avec un entrelacement 2:1 à une fréquence trame de 100Hz. Ce dispositif de conversion de fréquence trame comporte un dispositif de traitement des signaux d'entrée de type statique et un dispositif de traitement des signaux d'entrée de type dynamique. La commutation entre le dispositif de traitement des signaux d'entrée de type dynamique et le dispositif de traitement des signaux d'entrée de type statique est commandée par un signal de détection de mouvement. Lorsque les signaux en entrée du récepteur sont constitués par des signaux au standard actuel, à savoir des signaux 625/2:1/50Hz PAL, SECAM ou MAC décodés, le signal de détection de mouvement est issu d'un circuit spécifique appelé détecteur de mouvement. Un tel circuit est décrit notamment dans la demande de brevet allemand N0 38 09 249 au nom de Deutsche Thomson Brandt ou dans la demande de brevet français N 89 03861 au nom de L.E.R.E.A. Le signal de détection de mouvement issu des circuits décrits dans ces demandes permet un affichage à une fréquence trame de 100Hz sur 1250 lignes. Toutefois, lorsque l'affichage est un affichage de type 900/2:1/100Hz, le signal de détection de mouvement n'est plus synchrone du signal vidéo à afficher. En conséquence, la présente invention a pour but de proposer un perfectionnement au procédé de détection de mouvement décrit dans les brevets mentionnés ci-dessus, qui permet d'utiliser l'information de détection de mouvement lors d'un affichage haute définition de type 900/2:1/100Hz. La présente invention a aussi pour but de proposer un dispositif permettant de transformer le détecteur de mouvement classique en un dispositif donnant un signal de détection de mouvement à la fréquence trame et au nombre de lignes souhaités. La présente invention a encore pour but de proposer un dispositif de détection de mouvement qui peut être utilisé pour un affichage de type 1250/2:1/100Hz, 900/2:1/100Hz ou présentant des caractéristiques différentes au niveau du nombre de lignes. En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de détection de mouvement donnant une information de mouvement à la fréquence trame et au nombre de lignes souhaités, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer au niveau des points-image de même position spatiale correspondant à deux images temporellement différentes données par un signal à la fréquence trame et au nombre de lignes du signal vidéo d'entrée, l'algorithme suivant 30. DP =L Ky | Pyn - Py (n- ji -Xe (avec y un entier correspondant à des adresses de ligne adjacentes autour d'une ligne de référence, n et n-1 à deux images temporellement différentes et K au coefficient de Y filtrage verticale de la ligne considérée), - puis à comparer la valeur obtenue DPon à une valeur de seuil on et à émettre une information de mouvement ou de non mouvement en fonction du résultat de la comparaison. Selon une autre caractéristique de la présente invention, une information de mouvement finale est obtenue en prenant une décision majoritaire sur les informations de mouvement données par plusieurs images de position spatiale différente appartenant à une même ligne image. La présente invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins quatre mémoires de trame pour stocker les trames paires et impaires de deux images successives, - deux circuits de traitement identiques connectés respectivement en sortie des mémoires de trames paires et des mémoires de trames impaires, chaque circuit étant constitué par un soustracteur, un détecteur de valeur absolue et un circuit de filtrage vertical, - un additionneur recevant les sorties des deux circuits de traitement, et - un comparateur comparant la sortie de l'additionneur à une valeur de seuil pour sortir une information de mouvement. Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositif comporte: - n cellules à retard (n > 1), et - un circuit logique recevant les sorties du comparateur et des n cellules à retard et réalisant une décision majoritaire de manière à sortir une information de mouvement finale. Selon un mode de réalisation préférentiel, permettant de réaliser sans mémoire supplémentaire la conversion en fréquence du signal de détection de mouvement, les mémoires sont écrites en parallèle à la fréquence trame du signal d'entrée et sont lues en parallèle à la fréquence trame du signal de sortie, l'écriture et la lecture étant réalisées sous contrôle de signaux de commande d'écriture et de lecture spécifiques. D'autre part, le circuit de filtrage vertical est constitué par n cellules à retard donnant un retard d'une ligne mémoire, n + 1 multiplicateurs recevant chacun sur une entrée un coefficient multiplicateur spécifique et sur l'autre entrée soit l'entrée de la première cellule, soit la sortie des n cellules, un premier additionneur additionnant la sortie des deux premiers multiplicateurs et n additionneurs additionnant la sortie de l'additionneur précédant et celle du multiplicateur de rang n + 1. En fait, en fonction de la valeur du coefficient multiplicateur, l'affichage pourra être réalisé sur 1250 lignes, 900 lignes ou sur un nombre de lignes différent. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel d'un dispositif de détection de mouvement conforme à la présente invention, avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de détection du mouvement dans une image de télévision haute définition conforme à la présente invention, et - la figure 2 est un chronogramme expliquant le fonctionnement des mémoires du dispositif de la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de détection de mouvement conforme à la présente invention comporte quatre mémoires de trame 1, 2, 3, 4 permettant de détecter un mouvement entre deux images contenues dans un signal vidéo en entrée E de type 625/2:1/50Hz PAL, SECAM, MAC ou similaire. Chaque mémoire de trame 1, 2, 3, 4 a une capacité de 288 x 720 x 8 (288 correspondant aux lignes utiles, 720 au nombre de points images ou pixels utiles par ligne et 8 au nombre de bits de codage de chaque pixel). Dans le mode de réalisation représenté, les mémoires 1, 2, 3, 4 sont écrites en parallèle sous commande d'une impulsion d'écriture et sont lues en parallèle sous commande d'une impulsion de lecture. L'utilisation de mémoires en parallèle permet d'écrire les mémoires à la fréquence trame du signal vidéo d'entrée, à savoir Hz et de les lire à la fréquence trame du signal vidéo en sortie choisie pour un affichage haute définition, à savoir 100Hz dans le présent cas. Eventuellement, les mémoires 1, 2, 3, 4, peuvent être connectées en série. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser au moins une mémoire supplémentaire pour réaliser la conversion 50Hz/100Hz. Ainsi, dans le dispositif de la présente invention, une première image (n) est stockée dans la mémoire de trame impaire i et la mémoire de trame paire 2 tandis qu'une seconde image (n - 1) est stockée ultérieurement dans la mémoire de trame impaire 3 et la mémoire de trame paire 4. Le stockage est réalisé, par exemple, comme représenté sur la figure 2. Le signal E correspond à un signal vidéo en entrée de type 625/2:1/50Hz et représente les trames successives A, B, C, D, E, F, etc... dont la durée est de 20 millisecondes. Dans ce cas, les trames impaires A, C, E sont stockées dans les mémoires de trame i et 3 de telle sorte que les trames A et E soient stockées dans la mémoire 1, et la trame C dans la mémoire 3. De même, les trames paires B, D, F sont stockées dans les mémoires 2 et 4 de telle sorte que les trames B et F sont stockées dans la mémoire 2, et la trame D dans la mémoire 4. Les mémoires 1, 2, 3, 4 sont lues à une fréquence de 100Hz, à savoir en 10 millisecondes. Ainsi, dans les mémoires 1, 2, 3, 4, huit trames A ou B ou C ou D,... sont maintenues chacune pendant 10 millisecondes. Lorsque le dispositif de détection de mouvement conforme à la présente invention est utilisé dans un dispositif de conversion de fréquence trame tel que décrit dans la demande de brevet français N 89 03861, les mémoires 1, 2, 3, 4 font déjà partie du dispositif de conversion de fréquence. Ceci permet de réduire la capacité mémoire nécessaire pour l'ensemble du dispositif et ainsi de diminuer la surface de semi- conducteur nécessaire pour la réalisation d'un téléviseur. On décrira maintenant avec référence à la figure 1, la partie permettant d'obtenir une information de mouvement synchrone d'un signal d'affichage haute définition de type 900/2:1/100Hz. Les sorties des mémoires de trames impaires 1 et 3 sont envoyées sur un soustracteur 5 soustrayant le codage d'un pixel contenu dans la mémoire de trame 1 au codage du pixel de même position spatiale contenue dans la mémoire de trame 3. De même, les sorties des mémoires de trames paires 4 et 2 sont envoyées sur un soustracteur 5' qui fonctionne de manière identique au soustracteur- 5. La sortie de chaque soustracteur 5 et 5' est envoyée respectivement sur un circuit prenant la valeur absolue 6, 6'. Les sorties des circuits 6 et 6' sont envoyées chacune sur un circuit de traitement réalisant le filtrage et la sommation des valeurs absolues. Chaque circuit en sortie des circuits 6, 6' est identique. Il est constitué de deux cellules à retard 70, 71 ou 70', 71'. Chaque cellule a un retard d'une ligne. D'autre part, comme représenté sur la figure 1, le circuit comporte trois multiplicateurs 80, 81, 82 ou 80', 81', 82'. Les multiplicateurs 80, 81, 82 ou 80', 81', 82' reçoivent respectivement sur une de leurs entrées un coefficient multiplicateur spécifique sous l'action d'une impulsion de commande C. Le multiplicateur 80 ou 80' reçoit sur son autre entrée la sortie du circuit de valeurs absolues 6 ou 6'. Les autres multiplicateurs 81 et 82 reçoivent sur leurs autres entrées respectivement la sortie des cellules à retard 70, 71 ou 70', 71'. D'autre part, le circuit comporte deux additionneurs , 91, 90', 91'. Le circuit 90 reçoit respectivement les sorties des multiplicateurs 80, 81, 80', 81' tandis que l'additionneur 91, 91t reçoit respectivement sur ses entrées les sorties de l'additionneur 90 ou 90' et du multiplicateur 82 ou 82'. Le nombre de cellules du circuit ci-dessus est en fait fonction du nombre de lignes que l'on souhaite pondérer pour l'application du procédé de détection de mouvement conforme à la présente invention. Ainsi, avec le circuit ci-dessus, si l'on référence PO, le pixel pour lequel on désire détecter une information de mouvement, Po étant un pixel impair et si l'on appelle P2 et P-2' deux pixels pairs appartenant à des lignes adjacentes mais de même abscisse ainsi que P 1' P1 et P3 les pixels des trames impaires de même abscisse, on obtient en sortie des circuits de valeurs absolues et des lignes à retard 70, 71 et 70', 71' les données suivantes: - en sortie du circuit 6: P2n - -2 (n-); - en sortie du circuit 70: Pon - P (n-1); - en sortie du circuit 71: P2n P2 (n - 1); - en sortie du circuit 6': P-ln - P-1 (n - 1); - en sortie du circuit à retard 70': Pln - P1 (n - 1); - en sortie du circuit à retard 71': P3n - P3 (n - 1) dans lequel n et n-1 correspondent à deux images successives. Sur ces différentes valeurs de sortie, on applique à l'aide des multiplicateurs 80, 81, 82, 80', 81', 82' des coefficients Ky o y prend des valeurs comprises entre -1 et 3. Puis on réalise l'addition des sorties pondérées de telle sorte qu'en sortie de l'additionneur 100 on obtient: A = K-21P-2n - P-2(n-1)1 + K-11P-ln- P-1(n-1)i +KolPon Po(n-1)1+ K2IP2n P2(n-1)l + K3 P3n P3(n-1) On réalise ainsi l'algorithme DPon Ky Pyn Py(n-l)- La sortie de l'additionneur 100 est envoyée en entrée du comparateur 101 qui compare la valeur A obtenue à une valeur de seuil B, donnant en sortie "1" si A est supérieure à B, et "0" si A est inférieure ou égale à B. Les sorties du comparateur 101 sont envoyées en série dans des cellules de stockage 102, 103, 104, 105 réalisant un retard correspondant au calcul d'un DPon, de sorte qu'au bout de cinq calculs de DPon, on effectue une comparaison dans une logique majoritaire 106 de manière à envoyer une information de mouvement majoritaire en fonction des cinq informations de mouvement, par exemple une information de mouvement "1" si trois des informations de mouvement issues des cellules 102, 103, 104, 105 et du comparateur 101 sont codées par "1". Cette information de mouvement est utilisée notamment par un dispositif de conversion de fréquence tel que décrit dans la demande de brevet français N 89 03861. Dans le cas ci-dessus on a décrit un système réalisant une détection de mouvement en utilisant six lignes mémoires. Il est évident pour l'homme de l'art, qu'en jouant sur le nombre des cellules à retard 70, 71 ou 70', 71' et/ou éventuellement sur le nombre des cellules à retard 102, 103, 104, 105, on détectera l'information de mouvement avec plus ou moins de précision. Dans la pratique, il semble intéressant de détecter l'information de mouvement en se basant sur une détection de mouvement réalisée pour cinq lignes adjacentes et cinq points adjacents. D'autre part, en fonction du choix des coefficients appliqués sur les multiplicateurs 80, 81, 82 ou 80', 81', 82', l'affichage pourra être réalisé sur un nombre de lignes autres que 900 lignes, notamment 1250 lignes, en utilisant le même dispositif de détection de mouvement. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de mouvement donnant une information de mouvement à la fréquence trame et au nombre de lignes souhaités, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer au niveau des points image de même position spatiale correspondant à deux images temporellement différentes données par un signal à la fréquence trame et au nombre de lignes du signal vidéo d'entrée, l'algorithme suivant + -.! DF on = Ky | Pyn Py (n - C) (avec y un entier correspondant à des adresses de lignes adjacentes autour d'une ligne de référence, n et n-1 à deux images temporellement différentes et K au coefficient de y filtrage verticale de la ligne considérée), - puis à comparer la valeur obtenue DPon à une valeur de seuil et à émettre une information de mouvement ou de non mouvement en fonction du résultat de la comparaison. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'algorithme est appliqué en utilisant les points-image appartenant à cinq lignes image consécutives. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une information de mouvement finale est obtenue en prenant une décision majoritaire sur les informations de mouvement données par plusieurs points-image de position spatiale différente appartenant à une même ligne image. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins quatre mémoires (1, 2, 3, 4) de trame pour stocker les trames paires et impaires de deux images successives, - deux circuits de traitement identiques (5, 6, 70, 71, 80, 81, 82, 90, 91 et 5', 6', 70', 71', 80', 81', 82', 90', 91') connectés respectivement en sortie des mémoires de trames paires et des mémoires de trames impaires, chaque circuit étant constitué par un soustracteur, un détecteur de valeur absolue et un circuit de filtrage vertical, - un additionneur (100) recevant les sorties des deux circuits de traitement, et - un comparateur (101) comparant la sortie de l'additionneur à une valeur de seuil pour sortie une information de mouvement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte de plus: - n cellules à retard (102, 103, 104, 105) (n > 1) connectées en sortie du comparateur, et - un circuit logique (106) recevant les sorties du comparateur et des n cellules à retard et réalisant une décision majoritaire de manière à sortir une information de mouvement finale. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les mémoires sont écrites en parallèle à la fréquence trame du signal d'entrée et sont lues à la fréquence trame du signal de sortie, l'écriture et la lecture étant réalisées sous contrôle de signaux de commande d'écriture et de lecture spécifiques. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le circuit de filtrage vertical est constitué par n cellules à retard (70, 71 et 70', 71') donnant un retard d'une ligne mémoire, n + 1 multiplicateurs (80, 81, 82 et 80', 81', 82') recevant chacun sur une entrée un coefficient multiplicateur spécifique et sur l'autre entrée soit l'entrée de la première cellule, soit la sortie des n cellules, un premier additionneur (90 et 90') additionnant la sortie des deux premiers multiplicateurs et n additionneurs (91 et 91') additionnant la sortie de l'additionneur précédant et celle du multiplicateur de rang n + 1.