Brevet FR2656759A1 — publié le 19910705

La présente invention concerne un dispositif combiné d'équilibrage des blancs à commutation, destiné à une caméra vidéo, et plus particulièrement un dispositif de ce type qui améliore la capacité globale de reproduction en couleur en employant principalement un dispositif du type à capteur et en passant, par commutation, à un dispositif du type à détection de signal d'image lorsque la température de couleur devient différente. Comme représenté à la Fig 1, une caméra vidéo classique consiste en une lentille 1 qui collecte la lumière; un élément d'image 2 qui convertit le signal d'image en signal électrique; un dispositif de traitement de signaux 3 qui forme la sortie des éléments d'image 2; un filtre passe-bas 4; un mélangeur 5 (traitement du jaune Y et mélange Y/C); un circuit 100 de formation de signal de couleur qui est composé des détecteurs 8, qui forme le signal de couleur et 11, de dispositifs de commande de gain 9 et , de matrices 12 et 13: R-Y et B-Y, d'un dispositif de traitement de couleur 14; et d'un circuit d'équilibrage des blancs 200. Dans une caméra vidéo classique, le circuit 200 d'équilibrage des blancs est soit du type à capteur soit du type à détecteur de signal d'image. Comme représenté à la Fig 2, le dispositif d'équilibrage des blancs du type à capteur est constitué par: un capteur d'équilibrage des blancs qui est composé d'une calotte blanche 15, de filtres B (bleu) 16 et R (rouge) 17, et de diodes réceptrices de lumière 18 et 19; de comparateurs 20 et 21 qui comparent la sortie du capteur d'équilibrage des blancs à une tension de référence, et de dispositifs de commande 22 et 23 Comme représenté à la Fig 3, le dispositif d'équilibrage des blancs à détection de signal d'image comporte des comparateurs 24 et 25 qui détectent un signal d'image, qui comparent des composantes R-Y et B-Y de sortie à des tensions de référence Vi et V 2 et produisent des tensions ajustées. Le dispositif d'équilibrage des blancs du type à capteur comme représenté à la Fig 2 ajuste l'équilibrage des blancs en détectant, dans une lumière incidente qui traverse la calotte blanche 15, des composantes B (bleue) et R (rouge) qui traversent des filtres 16 B (bleue) et 17 R (rouge), en comparant les composantes B et R à des niveaux de référence aux comparateurs 20 et 21, et en commandant les dispositifs de commande de gain 9 et 10 du circuit 100 de formation de signal de couleur à l'aide de tensions de commande b et a provenant des dispositifs de commande 22 et 23 En d'autres termes, lorsque l'état de température de couleur est "A" comme représenté à la Fig 3, l'équilibrage des blancs est obtenu en ajustant le rapport de couleur à R:G:B= 1:1:1 en diminuant la composante (r) de R et en augmentant la composante (b) de B pour qu'elles correspondent à la composante (g) de G Le dispositif d'équilibrage des blancs du type à détection de signal d'image, comme représenté à la Fig. 3, ajuste l'équilibrage des blancs en détectant des composantes R-Y et B- Y à partir d'une ligne de signaux, et les composantes détectées R-Y et B- Y sont comparées à des tensions de référence Vl, V 2 aux comparateurs 24, et des tensions de commande c et d, qui sont égales aux différences entre les composantes R-Y et B-Y, sont ensuite envoyées pour commander les commandes de gain 9, 10. Dans le type à capteur représenté à la Fig 2, cependant, on observe l'inconvénient qu'une reproduction en couleur correcte ne peut pas être atteinte, lorsqu'il existe une différence entre une température de couleur captée par le capteur et une température de couleur d'un point sur lequel la lumière traversant la lentille est projetée, parce que l'équilibrage des blancs est effectué en utilisant le capteur quel que soit le signal d'image En revanche, dans le type à détection de signal d'image représenté à la Fig 3, l'inconvénient du type à capteur n'existe pas mais il existe d'autres inconvénients: un premier inconvénient est qu'une couleur unique, constituée par la composante particulière R, G ou B seule, est reconnue comme la couleur blanche pendant le traitement des images, de sorte que l'ajustement de couleur est effectué sur la base de cette reconnaissance; un autre est qu'une couleur est gênée lorsque l'on effectue un "zoom". C'est donc un but de la présente invention que de réaliser, pour une caméra vidéo, un dispositif d'équilibrage des blancs à commutation qui soit susceptible de remédier aux inconvénients aussi bien du type à capteur que du type à détection de signal d'image. Ce but est atteint selon l'invention par un dispositif d'équilibrage des blancs, destiné à une caméra vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un dispositif d'équilibrage des blancs du type à capteur qui ajuste l'équilibre des blancs en détectant des composantes B (bleue) et R (rouge) d'une lumière incidente traversant une calotte blanche, en comparant lesdites valeurs B (bleue) et R (rouge) à des tensions de référence et en envoyant une tension de commande R-Y et une tension de commande B-Y à partir de deux dispositifs de commande; (b) un dispositif d'équilibrage des blancs du type à détecteur de signal d'image qui ajuste l'équilibrage des blancs en détectant des composantes R-Y (rouge-jaune), B-Y (bleue- jaune) à partir de matrices R-Y (rouge-jaune), B-Y (bleue-jaune) en comparant lesdites composantes R-Y, B-Y à des tensions de référence Vl, V 2, en envoyant des tensions de commande c, d égales à la différence entre lesdites composantes R-Y, B-Y et lesdites tensions de référence Vl, V 2 et en commandant ainsi les dispositifs de commande de gain; (c) des moyens de commutation pour choisir, à l'aide de tensions de référence prédéterminées, l'un des dispositifs parmi ledit dispositif d'équilibrage de blancs du type à capteur et ledit dispositif d'équilibrage de blancs du type à signal d'image. Selon une modalité avantageuse, le moyen de commutation peut comprendre en outre: un premier amplificateur arithmétique qui amplifie une différence entre une tension a de commande R-Y et une tension b de commande B-Y du dispositif d'équilibrage des blancs du type à capteur qui sont amenées par l'intermédiaire de deux tampons qui sont respectivement reliés auxdites tensions de commande R-Y et B-Y; un deuxième amplificateur arithmétique qui amplifie une différence entre une tension c de commande R-Y et une tension d de commande B-Y du type à détecteur de signal d'image qui sont amenées par l'intermédiaire de deux tampons qui sont respectivement reliés auxdites tensions de commande R-Y et B-Y; un troisième amplificateur arithmétique qui amplifie une différence de tension entre ledit premier et ledit deuxième amplificateurs arithmétiques; un quatrième et un cinquième amplificateurs arithmétiques qui comparent des tensions de référence -Vo et +Vo à une sortie f dudit troisième amplificateur arithmétique; et un circuit de commutation qui commute le dispositif d'équilibrage de blancs depuis le type à capteur vers le type à détection de signal d'image à l'aide de sorties desdits quatrième et cinquième amplificateurs arithmétiques et qui envoie des tensions de commande c, d d'un dispositif d'équilibrage de blancs du type à signal d'image à des dispositifs de commande de gain R-Y/B-Y dès lors que, tandis qu'il envoie des tensions a, b de commandes données dudit type à capteur, la valeur de température de couleur devient supérieure à une valeur donnée. Dans ce cas, les tensions de commande du type à capteur, d'une part, peuvent être envoyées aux dispositifs de commande de gain R-Y/B-Y par les sorties desdits quatrième et cinquième amplificateurs arithmétiques lorsque la sortie f dudit troisième amplificateur arithmétique est telle que -Vo +Vo par rapport aux tensions de référence données -Vo, +Vo. On va maintenant décrire la présente invention de façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de traitement de signal d'image; la Fig 2 est un schéma fonctionnel d'un dispositif d'équilibrage des blancs du type à capteur de l'art antérieur; la Fig 3 est un schéma fonctionnel d'un dispositif d'équilibrage des blancs du type à détection de signal d'image de l'art antérieur; la Fig 4 est un schéma de forme d'onde représentant la commande d'équilibrage des blancs; et la Fig 5 est un schéma de circuit d'un dispositif combiné d'équilibrage des blancs à commutation conforme à la présente invention. En se référant à la Fig 5, un dispositif combiné d'équilibrage des blancs à commutation selon la présente invention est constitué par: des tampons 31 et 32, une résistance Rl et un amplificateur arithmétique 35 qui compare et amplifie des tensions a et b de commande R-Y et B-Y du type à capteur (voir Fig 2); des tampons 33 et 34, une résistance R 2 et un amplificateur arithmétique 36 qui compare et amplifie des tensions c et d de commande R- Y et B-Y du type à détection de signal d'image (voir Fig 3); une résistance R 3 et un amplificateur arithmétique 37 qui amplifie une différence de tension entre les tensions provenant des amplificateurs arithmétiques 35 et 36; des amplificateurs arithmétiques 38 et 39 qui comparent la tension de sortie f à des tensions de référence Dl, D 2 et R 4; et un circuit de commutation 26 qui fonctionne pour choisir et envoyer, soit les sorties a, b du dispositif d'équilibrage des blancs 200 a du type à capteur, soit des sorties c, d du dispositif d'équilibrage des blancs 200 b du type à détection de signal d'image selon les sorties des portes OU En d'autres termes, l'équilibrage des blancs est ajusté selon la tension de commande a et b du type à capteur lorsqu'un signal de commande e qui est appliqué au circuit de commutation 26 est à un niveau logique bas, mais l'équilibrage des blancs est ajusté selon les tensions de commande c, d du type à détection de signal d'image par le circuit de commutation 26 lorsque le signal de commande e est à un niveau logique haut. Les avantages et les bénéfices de la présente invention ressortiront des descriptions qui suivent. En se référant de façon plus détaillée à la Fig. , la tension a de commande R-Y et la tension b de commande B-Y du type à capteur sont introduites au moyen des tampons 33, 34 et une différence de tension entre la tension a de commande R-Y et la tension b de commande B-Y est amplifiée par l'amplificateur arithmétique 35 et, de la même manière, la tension c de commande R-Y et la tension d de commande B-Y sont introduites au moyen des tampons 33 et 34 et une différence de tension entre la tension c de commande R-Y et la tension d de commande B-Y est amplifiée à l'amplificateur arithmétique 36. Ensuite, les différences de tensions amplifiées des deux types sont comparées à l'amplificateur arithmétique 37 et une sortie f de l'amplificateur arithmétique 37 est envoyée aux amplificateurs arithmétiques 38 et 39, et la sortie de l'amplificateur arithmétique 39 passe à un niveau logique haut si la sortie f est supérieure à la tension de référence +Vo d'une borne à amplificateur à inversion (-), (c'est-à- dire f>+Vo) et la sortie de l'amplificateur arithmétique 39 passe à un niveau bas si l'entrée f est inférieure à la tension de référence +Vo de la borne d'amplification à inversion (-) (c'est-à-dire f En revanche, la sortie de l'amplificateur arithmétique 38 passe à un niveau logique haut si l'entrée f d'une borne à amplification à inversion (-) de l'amplificateur arithmétique 38 est inférieure à une tension de référence -Vo d'une borne d'amplification sans inversion (+) (c'est-àdire f -Vo) Puis, les sorties des amplificateurs arithmétiques 38 et 39 sont appliquées à une borne de commande e du circuit de commutation 26 par une porte OU constituée par des diodes Dl, D 2 et une porte OU 40. Par conséquent, puisqu'un signal de niveau logique bas est appliqué à la borne de commande e du circuit de commutation 26 si la sortie f de l'amplificateur arithmétique 37 est -Vo signal d'image. Comme décrit dans ce qui précède, le dispositif combiné d'équilibrage des blancs à commutation pour caméra vidéo selon la présente invention présente les avantages que la reproduction en couleur, effectuée principalement selon le type à capteur pour éviter l'inconvénient des types à détection de signal d'image, peut pourtant être améliorée en passant dans le type à détection de signal d'image dès lors que la section de détection et que la section d'image sont d'une température différente, ce qui pourrait gêner une reproduction correcte d'une couleur avec le type à capteur REVENDICATIONS 1 Dispositif de commutation d'équilibrage des blancs, destiné à une caméra vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un dispositif d'équilibrage des blancs ( 200 a, Fig 2) du type à capteur qui ajuste l'équilibre des blancs en détectant des composantes B (bleue) et R (rouge) d'une lumière incidente traversant une calotte blanche ( 15), en comparant ( 20, 21) lesdites valeurs B (bleue) et R (rouge) à des tensions de référence et en envoyant une tension de commande R-Y et une tension de commande B-Y à partir de deux dispositifs de commande ( 22, 23); (b) un dispositif d'équilibrage des blancs ( 200 b, Fig 3) du type à détecteur de signal d'image qui ajuste l'équilibrage des blancs en détectant des composantes R-Y (rouge-jaune), B-Y (bleue-jaune) à partir de matrices R-Y (rouge-jaune), B-Y (bleue-jaune) en comparant ( 24, 25) lesdites composantes R-Y, B-Y à des tensions de référence VI, V 2, en envoyant des tensions de commande c, d égales à la différence entre lesdites composantes R-Y, B-Y et lesdites tensions de référence Vi, V 2 et en commandant ainsi les dispositifs de commande de gain ( 9, 10); (c) des moyens de commutation ( 26) pour choisir, à l'aide de tensions de référence prédéterminées, l'un des dispositifs parmi ledit dispositif d'équilibrage de blancs ( 200 a) du type à capteur et ledit dispositif d'équilibrage de blancs ( 200 b) du type à signal d'image. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commutation comprend en outre: un premier amplificateur arithmétique ( 35) qui amplifie une différence entre une tension a de commande R-Y et une tension b de commande B-Y du dispositif d'équilibrage des blancs du type à capteur qui sont amenées par l'intermédiaire de deux tampons ( 31, 32) qui sont respectivement reliés auxdites tensions de commande R-Y et B-Y; un deuxième amplificateur arithmétique ( 36) qui amplifie une différence entre une tension c de commande R-Y et une tension d de commande B-Y du type à détecteur de signal d'image qui sont amenées par l'intermédiaire de deux tampons ( 33, 34) qui sont respectivement reliés auxdites tensions de commande R-Y et B-Y; un troisième amplificateur arithmétique ( 37) qui amplifie une différence de tension entre ledit premier ( 35) et ledit deuxième ( 36) amplificateurs arithmétiques; un quatrième ( 38) et un cinquième ( 39) amplificateurs arithmétiques qui comparent des tensions de référence -Vo et +Vo à une sortie f dudit troisième amplificateur arithmétique ( 37); et un circuit de commutation ( 26) qui commute le dispositif d'équilibrage de blancs depuis le type ( 200 a) à capteur vers le type ( 200 b) à détection de signal d'image à l'aide de sorties desdits quatrième ( 38) et cinquième de couleur devient supérieure à une valeur donnée. 3 Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit circuit commutateur ( 26) est caractérisé en ce que les tensions de commande a, b du type ( 200 a) à capteur sont envoyées aux dispositifs de commande de gain ( 9, 10) R-Y/B-Y par les sorties desdits quatrième il ( 38) et cinquième ( 39) amplificateurs arithmétiques lorsque la sortie f dudit troisième amplificateur ( 37) arithmétique est telle que -Vo tensions de référence -Vo, +Vo. 4 Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit circuit commutateur est caractérisé en ce que les tensions de commande c, d du type ( 200 b) à détection de signal d'image sont envoyées aux dispositifs de commande de gain ( 9, 10) R-Y/B-Y par les sorties desdits quatrième ( 38) et cinquième ( 39) amplificateurs arithmétiques lorsque la sortie f du troisième amplificateur arithmétique ( 37) est f +Vo par rapport aux tensions de référence données -Vo, +Vo.