Brevet FR2656968A1 — publié le 19910712

CODEUR/DECODEUR SECAM A FAIBLE DIAPHOTIE La présente invention conerne le domaine du codage (émnission) et du décodage (réoeption) de signaux de télévision et plus particulièrement de signaux de télévision couleur codés selon la norme SECAM. Comme cela est bien connu, dans la norme SECAM, comme d'ailleurs dans les autres normes de télévision couleur usuelles, chaque image est constituée de deux trames cxomprenant chacune un nombre de lignes moitié de celui de l'image, les lignes de deux trames successives étant entrelacées On se placera ici dans le cas particulier o chaque image comprend 625 lignes et o deux lignes successives d'une image, appartenant à deux trames sucs- sives, sont espacées de la durée de 312 lignes. L'une des spécificités de la norme SECAM, illustrée très schématiquement en figure 1, est que chaque ligne comiprend, entre deux tops de synchronisation T, un signal de luminarce Y auquel est superposé un signal de chromicnnanoe C qui est constitué d'une sous-porteuse couleur modulée en fréquence par les infor- mations de chrnoinance. Dans la norme SECAM, chaque ligne d'une trame est porteuse d'informations de chraminance relatives à une première couleur, la ligne suivante étant porteuse d'informations de chro- minaxince relatives à une deuxième couleur On désigne classique- ment ces informations par les notations R-Y et B-Y, R désignant le rouge, B le bleu et Y l'information de luminance Ainsi, une fois que les deux trames sont rassemblées, deux lignes succes- sives d'une image comprennent des informations R-Y et les deux lignes suivantes des informations B-Y et ainsi de suite. Comme oela est illustré en figure 2, la façon la plus simple de séparer les signaux de luminance Y des signaux de chro- minance C contenus dans un signal vidéo d'entrée VS consiste à faire passer ce signal VS d'une part par un filtre à réjection de bande BRF pour obtenir la composante Y sans la oamposante C et d'autre part par un filtre passe-bande BPF pour obtenir la campo- sante de chradinance C. Toutefois, l'utilisation de tels systèmes de filtrage entraîne des défauts qui dégradent la qualité de l'image et qui sont liés à la diaphotie luminance/chraninaxne. La diaphotie de luminance est la visibilité de la sous- porteuse couleur sur l'image Ce défaut est atténué par la pré- sence du filtre de réfection de bande susmentionné mais, du seul fait de sa présence, un tel filtre diminue de fagon significative la définition du signal de luminarnce qui est par exemple réduite de 6 à 4 M Hz Ceci est particulièrement gênant, car, pour l'im- pression visuelle que tire le téléspectateur d'une image, c'est la qualité des informations de luminance qui est prédaminante. La diaphotie de couleur est créée quand le spectre du signal de luminarice comporte des raies dans la zone de fréquence de la sous- porteuse couleur Il s'ensuit un effet de moiré coloré visible par exemple sur les zones à structure rayée fine d'une image, oe qui est par exemple le cas quaind un personnage filmé porte un costume rayé. Dans le cadre de signaux codés et déodés selon les normes NTSC ou PAL, on arrive à s'affanchir de façon satisfaisan- te des deux défauts susmentironnés par une technique de filtrage en peigne des coposantes de luminaice et de chrmnianae de l'image Un tel filtrage en peigne consiste à combiner soustrac- tivement et additivement deux lignes successives d'une image ou d'une trame pour séparer ainsi les comtposantes de lundknaxe et de chrcmdnan. Toutefois, ce procédé, appliqué à des signaux de télé- vision codés selon la norme SECAM ne donne pas de résultats satisfaisants. Ainsi, un objet de la présente invention est de prévoir un système de codage/décodage de signaux de télévision selon la norme SECAM permettant de s'affranchir des diaphoties de lumi- nance et de chromninanc par un filtrage en peigne. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel système qui soit compatible avec les téléviseurs existants et dans lequel les téléviseurs modifiés selon l'invention puissent recevoir des signaux classiques. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un codeur/décodeur SECAM dans lequel le codeur comprend des moyens pour envoyer au cours de chaque trame d'une image les signaux de luminanoe propres à cette trame et, à chaque deuxième trame, des signaux de chrominance identiques à ceux de la trame précédente, et dans lequel le décodeur Comprend des moyens de filtrage en peigne des signaux de chrominance. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposes plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 représente de façon grossière un signal de ligne de télévision SECAM; la figure 2 représente schématiquement un mode de séparation des crxmosantes ltmdinaroee et crumu-inae d'un signal de télévision; la figure 3 représente de manière simplifiée la façon classique de coder des signaux d'image; la figure 4 illustre schématiquement un système de codage d'image selon la présente invention; et la figure 5 représente un système de déOexldge d'image selon la présente invention. La présente invention se base sur une analyse du codage des signaux à l'émission selon la norme SECAM et de la crrf résultante des divers éléments des signaux transmis. La figure 3 représente très schématiquement un codeur classique utilisé selon la norme SECAM Les signaux de luminance, avec les signaux de couleur R (rouge), G (vert) et B (bleu), en provenance d'un analyseur tel qu'une camera vidéo, arrivent sur une matrice MAT qui fournit en sortie, sur une première voie, le signal de luminance Y et, sur deux autres voies, les signaux de chraninanxe C (R-Y et B-Y) Les signaux R-Y et B-Y sont alterna- tivement transmis à un modulateur SECAM de sous-porteuse (SCSM), pour moduler en fréquence une sous-porteuse La sous-porteuse modulée est additionnée au signal Y dans un additionneur 10. Si, à la réception, on veut appliquer un filtrage en peigne à deux lignes distantes de 312 durées de ligne, c'est-à- dire à deux lignes adjacentes d'une image à trames entrelacées, on s'aperçoit que le résultat souhaité n'est pas obtenu. En effet, pour séparer corc Lte Iment des signaux par un filtrage, ici les signaux Y et C, il est rncessaire de disposer de deux informations qui soient cohérentes (corrélées) selon trois critères: un critère spatial, un critère temporel et un critère de phase (ici un critère de phase de la sous-porteuse couleur). Dans une image SECAM, la corrélation spatiale est naturellement bonne entre deux lignes N et n+ 312, puisque ce sont deux lignes successives d'une mrme image. La corrélation temporelle de deux lignes N et n+ 312 n'est assurée que si l'analyse de l'image est effectuée en ana- lysant les deux trames sucoessives de oette image sans décalage temporel (pas de différence due au mouvaeent entre les première et deuxième trames), soit, par exemple, de l'une des trois façons suivantes: de façon progressive, c'est-à-dire qu'on analyse en 625 lignes puis qu'on extrait deux images de 313 et 312 lignes; par des systèmes couramment appelés à entrelacement et désentrelacement; ou par le procédé dit de télécinéma dans lequel une image cinéma correspond à une image de télévision. L'une de ces trois façons de prendre l'image est appli- cable quelle que soit la source de l'image, le dernier cas étant déjà courannent utilisé pour des films. C'est le troisième des critères susientionnés qui pose problème selon la norme SECAM En effet, les sous-porteuses de chrauinanxe de deux lignes adjacentes d'une image, c'est-à-dire des lignes N et n+ 312 de deux trames sucoessives, sont modulées par des signaux correspoxdants (deux fois R-Y ou deux fois B-Y) avec seulement une opposition de phase initiale Toutefois, du fait que ces sous-porteuses sont modulées en fréquern, la diffé- rence de phase initiale (opposition de phase) devient quelconque en cours de ligne même pour des valeurs très proches des signaux modulants (R-Y)n et (R-Y)n+ 312 ou (B-Y)n et (B-Y)n+ 312 Le problème du filtrage en peigne des signaux émis par les codeurs SECAM classiques n'est donc fondamentalement pas soluble de façon simple. En se basant sur oette analyse, la présente invention propose de modifier les codeurs SECAM, sans toutefois modifier les caractéristiques de base de la norme. La figure 4 illustre un codeur selon la présente inven- tion Ce codeur est identique au codeur illustré en figure 3 en oe qui concere la matrice SECAM MAT et le modulateur SECAM de sous-porteuse SCSM Selon la présente invention, on insère entre la sortie du SCSM et l'entrée de l'additicnneur 10 un circuit comprenant un moyen de retard 20 orrespnant à la durée de 312 lignes et un commutateur 21 Le commutateur 21 commute au rythme des trames Ainsi, pendant une première trame, la première entrée Y de l'additionneur 10 reçoit les signaux de luminance Y de chaque ligne de cette trame et sur sa deuxième entrée la sortie directe du SCSM, c'est-à-dire des signaux R-Y et B-Y alternés correspoeant aux signaux couleur RGB de la trame orrespoante traitée par la matrioe MAT A la trame suivante, le commutateur 21 se trouve dans la position illustrée dans la figure En ce cas, l'additionneur 10 reçoit les signaux de luminance Y corres- pondant à cette deuxième trame mais reçoit la sortie du SCSM retardée de la durée de 312 lignes, c'est-à-dire les signaux de chrminance corespoant à la trame précédente. En d'autres termes, la présente invention prévoit d'émettre au oours d'une première trama les signaux de luminaoe et de chroinanice propres à cette trame et au cours de la trame suivante, pour chaque ligne, les signaux de luminaince propres à oette deuxième trame mais accompagnés des signaux de chroinar de la trame précédente, avec la phase opposée Ainsi, deux lignes successives de 1 ' nimage finale auront leurs propres signaux de luminance mais les nmêmes signaux de chrominance, avec une opposition de phase. Il est à noter que cette façon de faire respecte entiè- rement la norme SECAM car dans cette norme une séquce de changements de phase de sous-porteuse est appliquée à la première trame avec opposition de phase entre les lignes N (première trame) et n+ 312 (deuxième trame). Il est générralement possible et saouhaitable d'ajouter au signal vidéo cmuposite un signal S de reconnaissance (par exemple pendant la période de suppression trame) du odage proposé Ainsi le codage/déoedage proposé devient rétrocompatible c'est-à-dire que les téléviseurs équipés du nouveau système de déodage peuvent traiter automatiquement et sans dégradation les anciennes et nouvelles émissions Le codage proposé est aussi évidemment compatible c'est-à-dire que les anciens téléviseurs reçoivent la nouvelle émission sans perte visible de qualité. Il est donc clair que deux lignes sucèssives d'une image pourront alors servir de base à un filtrage en peigne puisqu'elles conportent exactent la mâme sous-porteuse de chro- minance en opposition de phase qui sera donc facilement élnimne par addition de ces lignes. Grâce à oe système, on n'a plus besoin de filtrer par un filtre à réjection de bande la omnposante de luminahe et on profite de la pleine bande passante du signal de luminance SECAM qui est de 6 M Hz, ce qui produit une amélioration sensible de la définition de l'image par rapport au cas o l'on était obligé d'élimniner de cette bande passante, par filtrage, les fréquenoes relatives au spectre de chromaninance. En ce qui onxcrne la chramnine, on dégrade bien entendu sa résolution verticale puisque les mnes données de chroninane sont répétées sur deux lignes sucessives mais cette perte d'information de chraninance n'est pas sensible à l'oeil car, par le système SEAM, la résolution en chrninar est supé- rieure verticalement à ce qu'elle est horizontalement et l'utili- sation de la présente invention ne fait qu'entraiîner une réso- lution identique dans ces deux directions, c'est-à-dire qu'elle ne dégrade finalement que très peu l'appréciation de couleur pour un observateur. La figure 5 illustre une réalisation de filtre en peigne utilisable dans un décodeur (réepteur) reoevant le signal transmis par un codeur tel que oelui de la figure 4. De préférenc, ce déeodeur fnctionne avec des circuits nunériques et camprend à son entrée un convertisseur analogique/ numérique ADC du signal vidéo d'entrée VS, si ce signal n'était pas déjà sous forme nunmérique Ce signal est envoyé sur deux voies Une voie de séparation du signal de chraminance C (R-Y ou B-Y) comprend un filtre passe-bande BPF 30 et l'autre voie comprend un circuit de retard 31 fournissant un retard t égal au retard inévitablement fourni par le filtre passe-bande 30 Le signal de sortie du circuit de retard 31 est envoyé par un circuit de retard 32 fournissant un retard d'une durée de 312 lignes à une première entrée d'un additionneur 33 Le signal de chraminanoe C à la sortie du filtre passe-bas 30 est envoyé à une première borne d'un ommutateur à deux voies 34. Un additionneur 35 reçoit sur sa première entrée le signal de chrcnirke C à la sortie du filtre passe-bas 30 La borne commune du commutateur 34 est reliée à l'entrée d'un circuit de retard d'une durée de 312 lignes (une trame) 36 dont la sortie est conneatée par l'intermédiaire d'un inverseur 37 à la deuxième entrée de l'additionneur. La sortie de l'additionneur 35 est reliée par l'inter- nmédiaire d'un circuit diviseur par 2, 39, à la deuxième borne du commutateur 34 et à la deuxiéme borne d'un deuxième commutateur 38 La première borne du deuxième commutateur 38 est reliée à la sortie de 1 ' inverseur 37 La borne comune du commutateur 38 est reliée à la deuxième entrée de l'additionneur 33 Le signal sur oette deuxième entrée constitue l'information de chrauinance C et le signal de sortie de l'additionneur 33 constitue l'information de luminance Y. Quand la ligne N arrive, le signal vidéo d'entrée VS correspond à Yn+Cn Le signal après une durée de 312 lignes corresponxd à Yn+ 312-Cn (à noter qu'il s'agit bien de la mêmne composante de chrcmnaience en raison du choix du codeur parti- culier de la figure 4) Les commutateurs 34 et 38 sont dans la position haute représentée pendant la première trame et dans la position basse pendant la deuxième trame On constate, en suivant les signaux à travers les divers circuits de retard que l'on obtient bien toujours à la sortie de l'additionneur 33 une élimination complète de la comnposante de chroinmance dans le signal Y, ce qui est le but recherché. Bien entendu, la présente invention est susoeptible de rnombreuses variantes de réalisation Notamment en oe qui cncernoe les valeurs des bandes passantes indiquées ainsi que le nombre de lignes ( 625) constituant une trame. REVENDICATIONS 1 Codeur/décodeur SECAM, caractérisé en ce que: le codeur comprend des moyens ( 20, 21) pour envoyer au cours de chaque trame d'une image les signaux de luminarce (Y) propres à cette trame et, à chaque deuxième trame, des signaux de sous-porteuse de chrninaroe identiques à ceux de la trame preé- dente et opposés en phase; le décodeur comprend des moyens de filtrage en peigne des signaux de chrninanrcxe. 2 Ensemble codeur/déoodeur SECAM selon la revendi- cation 1, dans lequel l'analyse de l'image est effectuée de l'une ou l'autre des trois manières suivantes: de façon progressive, par entrelacement/désentrelacement, par télécinma.