Brevet FR2651632A1 — publié le 19910308

La présente invention concerne le domaine des systèmes électroniques comportant un dispositif d'alignement de signaux vidéo non pincé. La présente invention stapplique en particulier, mais non exclusivement, à l'alignement d'un signal vidéo, par rapport à une référence de tension, en vue de la modulation d'une porteuse haute fréquence. Comme cela sera explicité par la suite, la présente invention peut trouver application dans le traitement de nombreux signaux vidéo, en particulier les signaux vidéo comportant des données numériques en bande de base et plus précisément les signaux de la famille MAC (multiplexage des composantes analogiques). On a représenté schématiquement sur la figure 1 la structure d'un système connu d'alignement de signaux vidéo dit à "diode". On a par ailleurs représenté schématiquement sur la figure 2a un signal vidéo classique avant alignement susceptible d'être traité par le système représenté sur la figure 1, tandis que l'on a représenté sur la figure 2b, le même signal vidéo classique après alignement. Le signal vidéo représenté sur la figure 2a est bien connu des spécialistes. On notera simplement qu'il comprend pour l'essentiel, de façon récurrente, un top de synchronisation 10 suivi d'un niveau Il de suppression du noir, puis l'information 12 de luminance et de chrominance. Les systèmes d'alignement dits à diode du type représenté sur la figure 1 comprennent essentiellement un amplificateur d'entrée 101, un amplificateur de sortie 102, un condensateur C assurant la liaison entre les deux amplificateurs, une diode D reliant l'entrée de l'amplificateur de sortie 102 à un potentiel de référence (VREF) et une résistance R reliant l'entrée de l'amplificateur de sortie 102 à la masse. Le signal vidéo non aligné,amplifié par l'amplificateur d'entrée 101, dont l'impédence de sortie Zg est faible, est transmis par le condensateur C à l'amplificateur de sortie 102 dont l'impédance d'entrée Ze est grande. Le condensateur C ayant l'une de ses armatures 103 fixée au potentiel de référence VREF à travers la diode D, la tension en ce point ne peut descendre au-dessous de la valeur VREF-VD (VD représentant la tension aux bornes de la diode D en direct). Lors de l'apparition de signaux négatifs, le condensateur C est chargé par le générateur que représente l'amplificateur d'entrée 101. La décharge du condensateur C à travers la résistance R impose une certaine constante de temps, donc une certaine efficacité du système. Les systèmes connus du type représenté sur la figure I ont déjà donné lieu à une large utilisation. Cependant, ils ne donnent pas totalement satisfaction. L'inconvénient majeur d'un tel système est que lors de la charge du condensateur C, l'amplificateur d'entrée est chargé par une impédance très faible (diode en direct) ce qui entraîne des dégradations notables du signal vidéo. Le but de l'invention est de proposer un nouveau procédé et dispositif permettant d'aligner les signaux vidéo sans les dégrader. A cette fin la présente invention propose un procédé d'alignement non pincé de signaux vidéo comprenant les étapes consistant a: - détecter un niveau du signal vidéo, - comparer le niveau détecté à une tension de référence pour générer une tension d'erreur proportionnelle à l'écart entre le niveau détecté et la tension de référence, et - additionner la tension d'erreur au signal vidéo pour asservir un niveau déterminé du signal vidéo par rapport à la tension de référence. La présente invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'alignement non pincé précité. Selon un second aspect, la présente invention propose également un procédé de détection de présence de données numériques récurrentes dans un signal vidéo comprenant les étapes consistant à - générer une fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques, et - détecter le début des données numériques par une double détection de seuil. La présente invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de détection précité. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement la structure d'un dispositif d'alignement à diode classique, - la figure 2a représente un signal vidéo classique avant alignement, - la figure 2b représente un signal vidéo classique après alignement à l'aide d'un dispositif à diode, - la figure 3 représente schématiquement la structure d'un dispositif d'alignement conforme à une première variante de réalisation de la présente invention, - la figure 4 représente schématiquement la structure d'un dispositif d'alignement conforme à une deuxième variante de réalisation de la présente invention, - la figure 5 représente schématiquement la structure d'un dispositif d'alignement conforme à une troisième variante de réalisation de la présente invention, - la figure a représente schématiquement des signaux vidéo comportant des données numériques susceptibles d'être traités à l'aide du dispositif conforme à la présente invention, - la figure 6b représente le chronogramme de différents signaux explicitant le fonctionnement d'un dispositif de détection de préférence de données numériques récurrentes dans un signal vidéo, conforme à la présente invention, et - la figure 7 représente schématiquement la structure de ce dispositif de détection. Le dispositif conforme à la présente invention représenté sur la figure 3 est conçu pour traiter des signaux vidéo classiques du type représenté sur la figure 2a et précédemment décrit. Ce dispositif comprend pour l'essentiel un additionneur 301, un amplificateur tampon 302, un détecteur de niveau 303 et un amplificateur différentiel, ou comparateur, 304. Le signal vidéo est prélevé en sortie du dispositif à travers l'amplificateur tampon 302 et dirigé vers le détecteur 303. Celui-ci comprend, de façon connue en soi, un assemblage à condensateur, résistance et diode, schématiquement illustré sur la figure 3, pour détecter les crêtes négatives du signal. La tension ainsi détectée est comparée à une tension de référence VREF par l'amplificateur différentiel 304. La tension d'erreur générée en sortie du comparateur 304 est appliquée à l'additionneur 301. Ce dernier additionne ainsi la tension d'erreur générée par le comparateur 304 au signal vidéo incident. Le dispositif représenté sur la figure 3 permet donc d'aligner le signal vidéo sur le fond des tops de synchronisation, sans dégrader ceux-ci. Comme indiqué précédemment, la présente invention trouve également application dans le traitement des signaux vidéo comportant des données numériques en bandes de base, et en particulier les signaux de la famille MAC (multiplexage des composantes analogiques). Dans ce cas le signal vidéo peut ne pas comporter de top de synchronisation. La synchronisation peut en effet être assurée par des données numériques. On a ainsi représenté schématiquement sur la figure 6a un exemple de signal vidéo du type MAC susceptible d'être traité par la présente invention. Pour l'essentiel le signal vidéo représenté sur la figure 6a, comprend de façon récurrente, un paquet 20 de données numériques utiles pour la synchronisation et la définition du son, puis une information 21 de chrominance suivie d'une information 22 de luminance. On pourrait en théorie tenter d'aligner par diode le paquet de données numériques 20. Un tel traitement risquerait cependant de détériorer fortement celles-ci. On a représenté sur la figure 4 un dispositif d'alignement conforme à la présente invention qui permet d'éliminer cet inconvénient. On retrouve sur la figure 4 un additionneur 401, un amplificateur tampon 402, un détecteur de niveau 403 et un comparateur 404 agencés essentiellement de façon similaire au système représenté sur la figure 3 et précédemment décrit. Cependant, on notera que le dispositif représenté sur la figure 4 comprend en outre un interrupteur 405, deux amplificateurs tampon 406, 407 et un détecteur de données numériques 408. Le détecteur de données numériques 408 reçoit le signal vidéo d'entrée par l'intermédiaire de l'amplificateur tampon 407. On décrira par la suite, en regard de la figure 7, un exemple de réalisation d'un tel détecteur. L'interrupteur 405 et l'amplificateur tampon 406 sont intercalés entre la sortie de l'amplificateur tampon 402, qui prélève le signal vidéo en sortie du dispositif, et l'entrée du détecteur de niveau 403. L'interrupteur 405 n'est placé à l'état fermé que lorsque le détecteur 408 indentifie la présence de données numériques. Ainsi, on assure que le détecteur de niveau 403 détecte bien l'un des extrêmes des données numériques (l'extrême négatif selon l'orientation de la diode représentée schématiquement dans le détecteur 403 sur la figure 4). Le dispositif représenté sur la figure 4 permet donc d'aligner le signal vidéo sur l'extrême négatif des données numériques. On a représenté sur la figure 5 une variante de réalisation perfectionnée du dispositif, permettant d'aligner le signal vidéo sur la valeur moyenne des extrêmes des données numériques. Pour cela, la tension d'erreur générée en sortie du comparateur 404, n'est plus obtenue en comparant seulement l'un des extrêmes des données numériques à une tension de référence, mais en comparant, à la tension de référence, la moyenne des extrêmes des données numériques. Ces extrêmes des données numériques sont détectées respectivement dans un détecteur de valeur maximale 4030 et dans un détecteur de valeur minimale 4035. Le dispositif représenté sur la figure 5 comprend un additionneur 401, un amplificateur tampon 402, un comparateur 404, un interrupteur 405, un amplificateur tampon 406, un amplificateur tampon 407 et un détecteur de données numériques 408 agencés essentiellement comme décrits précédemment en regard de la figure 4. Le détecteur 4030 de valeur maximale a son entrée reliée à la sortie de l'amplificateur tampon 406, tandis que sa sortie est reliée à l'entrée du comparateur 404 par l'intermédiaire d'un amplificateur tampon 4031 et d'une résistance R 4032. En parallèle le détecteur de valeur minimale 4035 a son entrée relié à la sortie de l'amplificateur tampon 406 et a sa sortie reliée par l'intermédiaire d'un amplificateur tampon 4036 et d'une résistance R 4037, de même valeur que la résistance R4032, à la même entrée du comparateur 404. L'amplificateur tampon 402 prélève le signal vidéo en sortie du dispositif. Lorsque le détecteur 408 identifie la présence de données numériques, au niveau du signal d'entrée, il ferme l'interrupteur 405. Ainsi, le signal vidéo n'est présent à l'entrée des détecteurs 4030 et 4035 que lorsque les données numériques sont disponibles. Les détecteurs 4030 et 4035 détectent respectivement les valeurs maximales et minimales des données numériques du signal vidéo. Les résistances R4032 et R4037 définissent une valeur moyenne de ces extrêmes, appliquée sur le comparateur 404. Le signal vidéo en sortie est ainsi aligné sur la valeur moyenne des extrêmes des données numériques. On va maintenant décrire la structure du dispositif de détection de données numériques représenté sur la figure 7 annexée. Ce dispositif comprend deux amplificateurs tampon 601, 603, un filtre passe bas vidéo 602, deux comparateurs 604, 605 agencés respectivement en détecteur de seuil haut et détecteur de seuil bas, deux bascules 606, 607, une porte ET 608, un registre à décalage 609, une porte NAND 610, une horloge à quartz 611, un compteur 612, un générateur d'impulsion ou monostable 613 et un générateur d'impulsion ou monostable 614. Le signal vidéo d'entrée est prélevé à travers l'amplificateur tampon 601, le filtre passe bas vidéo 602 et l'amplificateur tampon 603, connectés en série. Cette disposition permet d'améliorer l'immunité du système vis-à-vis du bruit. I1 est alors acheminé simultanément vers le détecteur de seuil haut 604 et le détecteur de seuil bas 605. Le comparateur 604 compare le signal issu de l'amplificateur tampon 603 à un niveau de référence haut U1 tandis que le comparateur 605 compare le même signal vidéo à un niveau de référence bas U2. Les comparateurs 604 et 605 génèrent ainsi sur leur sortie des impulsions d'horloge, lors de la détection du franchissement du seuil haut ou du seuil bas. Ces impulsions d'horloge sont appliquées aux bascules 606 et 607. Celles-ci reçoivent par ailleurs sur leur entrée de remise à un, un signal T2 issu du générateur d'impulsion ou monostable 613. Ce signal T2, représenté schématiquement sur la deuxième ligne de la figure 6b correspond à une fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques. Ainsi, les bascules 606 et 607 ont leur sortie Q qui passe à l'état bas si les impulsions générées par les comparateurs 604 et 605 le sont pendant la fenêtre temporelle T2. Les sorties Q des bascules 606 et 607 sont reliées aux entrées de la porte 608. La sortie de celle-ci est reliée à l'entrée du registre à décalage 609. Ainsi, l'état bas en sortie des bascules 606 et 607 est transféré dans le registre à décalage 609, à chaque impulsion du signal de fenêtre temporelle T2. La porte 610 forme une combinaison logique de six sorties successives du registre à décalage 609 et des sorties Q des bascules 606, 607. La porte 610 est reliée au générateur d'impulsion ou monostable 613.Ainsi, si pendant six lignes consécutives les détecteurs de seuil 604, 605 ne sont pas sollicités, la porte 610 force la sortie du générateur d'impulsion ou monostable 613 au niveau haut, le système est déverrouillé et la fenêtre T2 de détection d'apparition de données reste ouverte. La porte 610 cessera de forcer le générateur d'impulsion ou monostable 613 au niveau haut, après détection du franchissement de l'un des seuils. Le générateur d'impulsion ou monostable 613 comprend un compteur qui compte les impulsions issues de l'horloge à quartz 611 pour générer le signal de fenêtre temporelle T2.Plus précisément, le compteur intégré au générateur d'impulsion ou monostable 613 est réinitialisé par la sortie du compteur 612, qui compte également les impulsions de l'horloge à quartz 611 pour générer des impulsions de sortie à une période telle que le temps T1 entre la fin d'une impulsion T2 et le début de l'impulsion T2 suivante soit légèrement inférieure à la période ligne du signal vidéo. Le générateur d'impulsion ou monostable 614 reçoit également le signal issu de l'horloge à quartz 611 pour générer à sa sortie des impulsions T3 de durée déterminée, sur le fond descendant du signal T2. La sortie du générateur d'impulsion ou monostable 614 constitue la sortie du détecteur de données numériques 408. Ainsi, le signal de sortie du générateur d'impulsion ou monostable 614 est utilisé pour fermer l'interrupteur 405. En effet, le générateur d'impulsion ou monostable 614 n'est validé que sur les fronts descendant du signal T2, c'est-à-dire lors de la fermeture de la fenêtre temporelle T2. Lorsque la fenêtre T2 est forcée à l'ouverture par la porte 610, le générateur d'impulsion ou monostable 614 est inhibé, par conséquent l'interrupteur électronique 405 reste ouvert. La présente invention trouve en particulier application à la réalisation d'un dispositif de traitement de signaux vidéo choisi dans le groupe comprenant les dispositifs de réception haute fréquence, les dispositifs de modulation et les dispositifs de transcodage vidéo. REVENDICATIONS 1. Procédé d'alignement non pincé de signaux vidéo caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - détecter (303 ; 403 ; 4030, 4035) un niveau du signal vidéo, - comparer (304, 404) le niveau détecté à une tension de référence VREF pour générer une tension d'erreur proportionnelle à l'écart entre le niveau détecté et la tension de référence, et - additionner (301, 401) la tension d'erreur au signal vidéo pour asservir un niveau déterminé du signal vidéo par rapport à la tension de référence VREF. 2. Dispositif d'alignement non pincé de signaux vidéo, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend - au moins un détecteur (303, 403, 4030, 4035) apte à détecter un niveau du signal vidéo, - un comparateur (304, 404) apte à comparer le niveau détecté à une tension de référence VREF pour générer une tension d'erreur proportionnelle à l'écart entre le niveau détecté et la tension de référence, et - un additionneur apte à additionner la tension d'erreur au signal vidéo pour asservir un niveau déterminé du signal vidéo par rapport à la tension de référence VREF. 3. Dispositif d'alignement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le détecteur de niveau (303) est conçu pour détecter le fond de top de synchronisation présents dans le signal vidéo. 4. Dispositif d'alignement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le détecteur de niveau (403, 4030, 4035) est conçu pour détecter au moins un extrême de signaux numériques présents dans le signal vidéo. 5. Dispositif d'alignement selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé par le fait que le détecteur de niveau (4030, 4035) est conçu pour détecter plusieurs niveaux déterminés et former une combinaison de ces niveaux déterminés. 6. Dispositif d'alignement selon l'une des revendications 2, 4 ou 5, caractérisé par le fait que le détecteur de niveau comprend un premier détecteur (4030) conçu pour détecter les valeurs maximales de données numériques, et un second détecteur (4035) conçu pour détecter les valeurs minimales de données numériques, ainsi que des moyens (4031, 4036, R4032, R4037) pour établir une moyenne des valeurs maximale et minimale détectées. 7. Dispositif d'alignement selon l'une des revendications 2 et 4 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend un détecteur de données numériques (408) et un interrupteur électronique (405), conçu pour n'être fermé que pendant la détection de données numériques, de sorte que le signal vidéo ne soit appliqué en entrée du détecteur de niveau qu'en présence de données numériques. 8. Procédé de détection de présence de données numériques récurrentes dans un signal vidéo, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - générer une fenêtre temporelle T2 de prévision d'apparition des données numériques, et - détecter le début des données numériques par une double détection de seuil (604, 605) pendant la fenêtre temporelle T2. 9. Dispositif de détection de présence de données numériques récurrentes dans un signal vidéo, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend - un générateur de fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques (613), et - deux détecteurs de seuil (604, 606, 605, 607) validés pendant la fenêtre temporelle. 10. Dispositif de détection selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte une horloge à quartz (611) et un compteur (612) conçus pour synchroniser la fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques T2 avec le signal vidéo incident. 11. Dispositif d'alignement selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur d'impulsion ou monostable (614) conçu pour générer une impulsion T3, initié lors de la fermeture de la fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques T2, afin de valider une détection de niveau déterminé. 12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'il comprend un filtre par lequel transite le signal vidéo incident avant d'attaquer le dispositif (604, 606, 605, 607) de détection du début des données numériques, afin d'améliorer l'immunité au bruit de cette détection. 13. Dispositif de détection selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait qu'il comprend - un ensemble à compteurs (612, 613) générant de façon récurrente des impulsions T2 représentatives d'une fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques, - deux détecteurs (604, 605) comparant le signal vidéo d'entrée à des seuils respectifs U1, U2 haut et bas, - deux bascules (606, 607) pilotées par les sorties des détecteurs (604, 605), les bascules (606, 607) étant remises à un lorsque la fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques est fermée, - un registre à décalage (609) qui reçoit en entrée une combinaison logique des sorties des deux bascules (606, 607), - une porte (610) qui forme une combinaison logique des sorties du registre à décalage (609) pour forcer la fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques T2 à I'ouverture, lorsque les seuils respectifs de niveau haut et bas n'ont pas été franchis pendant un nombre déterminé de lignes de balayage consécutives, - un générateur d'impulsion ou monostable de sortie (614) validé lors de Ia fermeture de la fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques. 14. Dispositif de détection selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le temps séparant la fin d'une impulsion représentant une fenêtre temporelle de prévision d'apparition des données numériques, et le début de l'impulsion correspondante suivante, est légèrement inférieur à la période ligne du signal vidéo. 15. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé par le fait que les données numériques en bande de base sont les bits de données et de synchronisation d'un signal vidéo de la famille MAC. 16. Application du dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 7 et 9 à 15, à la réalisation d'un dispositif de traitement de signaux vidéo choisi dans le groupe comprenant les dispositifs de réception haute fréquence, les dispositifs de modulation et les dispositifs de transcodage vidéo.