Brevet FR2661584A1 — publié le 19911031

"Agencement pour réduire les bruits dans un signal vi- déo " L'invention part d'un agencement pour rédui- re les bruits dans un signal vidéo, agencement dans lequel il est prévu un dispositif de temporisation avec une temporisation de une période d'image, et dans lequel le signal vidéo appliqué et le signal de sortie du dispositif de temporisation, sont susceptibles d'ê- tre amenés à l'entrée du dispositif de temporisation par l'intermédiaire d'un dispositif de fondu-enchaîné avec un facteur de fondu-enchaîné susceptible d'être commandé, et dans lequel le facteur de fondu-enchaîné, dépend de la présence du mouvement de façon telle que lorsque le mouvement croît, le facteur de fondu en- chaîné, et donc la fraction du signal de sortie du dispositif de temporisation, est diminué. Dans des agencements connus pour la réduc- tion des bruits, le signal vidéo appliqué est retardé d'une image complète Ce signal vidéo retardé et le signal vidéo appliqué sont, à cet effet, amenés au dispositif de temporisation par l'intermédiaire d'un dispositif de fondu-enchaîné susceptible d'être com- mandé Le dispositif de temporisation est alors cons- titué par une mémoire numérique d'images et le dispo- sitif de fondu-enchaîné par deux multiplicateurs qui multiplient le signal vidéo retardé par un facteur de fondu-enchaîné k et le signal vidéo appliqué par un facteur ( 1-k) Le facteur de fondu-enchaîné se situe entre k = O et k = 1. Pour des contenus d'images au repos, le fac- teur de fondu-enchaîné k peut être choisi relativement grand pour permettre une réduction importante des bruits Mais dans le cas du contenu d'image en mouve- ment, ceci se traduit par un déport du mouvement, et c'est pourquoi dans des dispositifs connus pour rédui- re les bruits, dénommés ci-après réducteurs de bruits, le facteur de fondu-enchaîné k est diminué lorsque le mouvement augmente A cet effet, une identification du mouvement est nécessaire, pour laquelle la valeur ab- solue de la différence du signal de sortie du disposi- tif de temporisation et du signal vidéo appliqué, est formée. De tels réducteurs de bruits sont certes déjà fréquemment mis en oeuvre, mais ils présentent toutefois l'inconvénient que, lors de modifications du contenu de l'image, qui s'applique non seulement au mouvement, mais aux modifications d'amplitudes, l'ef- fet de réduction est diminué De telles modifications d'amplitudes se produisent dans des processus d'ouver- ture et de fermeture en fondu-enchaîné, et elles sont identifiées en tant que mouvement par les dispositifs actuels permettant l'identification de mouvement Ceci se traduit à nouveau par une réduction du facteur k de fondu-enchaîné et les bruits se manifestent pendant le processus de fondu-enchaîné sans être diminués. Le but de la présente invention est d'éviter cet inconvénient et d'obtenir, même lors des processus d'ouverture et de fermeture en fondu-enchaîné, un ef- fet de réduction des bruits aussitôt que possible. A cet effet, l'agencement selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est prévu en outre, un dispositif pour déterminer le signe de polarité d'une modification du signal vidéo d'éléments d'une image en comparaison avec l'image précédente, et en ce que la diminution du facteur de fonduenchaîné est au moins partiellement supprimée lorsque les modifications avec un des signes de polarité sont prépondérantes. L'agencement selon l'invention, avec les ca- ractéristiques indiquées ci-dessus, présente l'avanta- ge que les modifications d'amplitudes, qui ne sont pas dues au mouvement dans le contenu d'image, ne sont également pas identifiées et exploitées en tant que mouvements Ainsi, par rapport aux réducteurs de bruits connus, l'effet est amélioré pendant les pro- cessus d'ouverture et de fermeture en fondu-enchaîné. Grâce à d'autres caractéristiques de l'in- vention, des compléments avantageux et des améliora- tions de l'agencement défini ci-dessus sont possibles. Selon une caractéristique de l'invention, il comporte une mémoire numérique, dont le contenu est modifié d'une première quantité prédéfinie dans un sens lorsqu'une modification de l'amplitude associée à un élément d'image a lieu dans le même sens que pour un élément d'image précédent, et dont le contenu est modifié d'une seconde quantité prédéfinie dans l'autre sens lorsqu'une modification de l'amplitude associée à un élément d'image a lieu dans le sens opposé à celui d'un élément d'image précédent, et le contenu à un mo- ment donné de cette mémoire, est utilisé pour influen- cer la dépendance du facteur de fondu-enchaîné vis à vis du mouvement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, il est prévu un dispositif de commutation auquel peuvent être appliqués, par éléments d'image, des si- gnaux de signe de polarité et qui peut prendre un état initial et d'autres états, en ce que pour un signal de signe de polarité appliqué d'un élément d'image, qui correspond à celui de l'élément d'image précédent, un changement d'état a lieu dans le sens d'un éloignement de l'état initial, en ce que pour un signe de polarité différent, un changement d'état a lieu dans le sens de rapprochement vers l'état initial, et en ce qu'un si- gnal de sortie du dispositif de commutation peut être dérivé en fonction de l'éloignement de l'état à un mo- ment considéré par rapport à l'état initial. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour un signal de signe de polarité identi- que, le dispositif de commutation est éloigné d'un pas de l'état initial, tandis que pour un signal de signe de polarité différent le dispositif de commutation est commuté de plusieurs pas, de préférence de quatre pas, en direction de l'état initial. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour un signal de signe de polarité identi- que, le dispositif de commutation est éloigné d'un pas de l'état initial, tandis que pour un signal de signe de polarité différent, le dispositif de commutation est amené à l'état initial. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le signal de sortie du dispositif de commuta- tion est susceptible d'être amené conjointement avec un signal de mouvement et avec des signaux de réglage aux entrées d'adressage d'une mémoire à lecture seule, qui contient un tableau comprenant le signal de fondu- enchaîné en fonction du signal de mouvement pour dif- férentes valeurs du signal de sortie du dispositif de commutation et pour différentes valeurs des signaux de réglage, et aux sorties de données desquelles, le si- gnal de fondu-enchaîné peut être prélevé. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, le facteur de fondu-enchaîné est essen- tiellement indépendant du mouvement jusqu'à une valeur de seuil, et décroît lorsque le mouvement croît, et en ce que la valeur de seuil est augmentée lorsque les modifications avec un des signes de polarité, sont prépondérantes. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins à l'aide de plusieurs fi- gures, et vont être exposés plus en détail à la des- cription ci-après. la figure 1 est un schéma par blocs d'un réducteur de bruits connu, la figure 2 est un schéma par blocs d'un circuit pour dériver le facteur de fondu-enchaîné dans le cas du réducteur de bruits connu à la figure 1, la figure 3 montre la dépendance entre le facteur de fondu-enchaîné k et le signal de mouvement, la figure 4 est un schéma par blocs d'un dispositif pour dériver le signal de fondu-enchaîné dans un réducteur de bruits conforme à l'invention, la figure 5 montre l'évolution correspon- dante du facteur de fondu-enchaîné, la figure 6 est un diagramme d'états d'un dispositif de commutation prévu pour l'agencement se- lon la figure 3, la figure 7 est un autre diagramme d'états pour une variante du dispositif de commutation, prévue pour l'agencement selon la figure 4. Les parties indentiques sont affectées aux figures des mêmes références Pour l'identification des différentes parties, des lettres ont été utilisées pour les distinguer des indications numériques néces- saires dans le cas des diagrammes d'états. Dans le cas du réducteur de bruits connu, (Noise reducer), un signal numérique vidéo A est ap- pliqué à une entrée De là il arrive, par l'intermé- diaire d'un dispositif de temporisation Dl à une pre- mière entrée d'un dispositif de fondu-enchaîné C Ce- lui-ci est constitué essentiellement par deux multi- plicateurs, dont l'un multiplie le signal vidéo A avec un facteur ( 1-k) et l'autre un signal vidéo B avec un facteur k. Le signal de sortie du dispositif de fondu- enchaîné C est amené à une mémoire d'image ST et il est à nouveau extrait de celle-ci après une période d'image complète déduction faite de la temporisation d'un autre dispositif de temporisation D 2 Le signal vidéo B ainsi retardé est amené par l'intermédiaire de cet autre dispositif de temporisation D 2 à l'autre en- trée du dispositif de fondu-enchaîné C En outre, le signal vidéo B retardé représente le signal de sortie réduit en bruit de l'agencement selon la figure 1. D'une façon en soi connue, le facteur de fondu-enchaîné k est dérivé en fonction de la présence de mouvement dans le contenu de l'image A cet effet, à partir des signaux vidéo A et B la valeur absolue IA-BI est formée dans un circuit E A partir de cette valeur, les facteurs k et ( 1k) sont dérivés dans un processeur P et sont appliqués au dispositif de fondu- enchaîné C Les dispositifs de temporisation Dl et D 2 servent à adapter le temps de parcours des signaux vi- déo au temps de parcours dans les circuits E et P. Pour un exposé plus complet de la dérivation des facteurs, on se reportera ci-après à la figure 2, dans laquelle à côté du circuit E pour la formation de la valeur absolue, le processeur P est représenté de façon un peu plus précise La valeur absolue |A-B| de la différence est tout d'abord filtrée en passe-bas d'une façon en soi connue dans un filtre F efficace horizontalement et verticalement, pour éliminer du si- gnal de différence les fractions de bruit de fréquen- ces élevées Le signal de sortie M du filtre F, dénom- mé ci-après signal de mouvement, est appliqué aux en- trées d'adressage d'une mémoire à lecture seule (PROM) T Dans cette mémoire est déposée un tableau qui re- présente les facteurs k et ( 1-k) en fonction du signal de mouvement M En outre, aux entrées d'adressage de la mémoire à lecture seule T sont appliqués des si- gnaux Si et 52 qui, comme on peut le voir à la figure 3, représentent des paramètres de la courbe caracté- ristique Par modification du signal Si, la valeur de seuil du signal de mouvement, à partir de laquelle le facteur k est réduit, peut être réglée. Le réglage optimal de cette valeur de seuil dépend de l'importance des bruits dans le signal vidéo appliqué A Pour des signaux d'entrée comportant peu de bruit, un réglage dans lequel la réduction de bruit est déjà diminuée pour des mouvements peu importants, est de façon générale avantageuse Si cependant le si- gnal d'entrée comporte beaucoup de bruit, alors en rè- gle générale, une réduction maximale de bruit sera choisie en s'accommodant d'un déport du mouvement même pour de plus grandes valeurs du signal de mouvement M. A l'aide du signal 52, le degré de la réduc- tion de bruit pour des contenus d'image immobile est présélectionné Pour des signaux de mouvement impor- tant, le facteur k est réduit à 0 Il est indiqué en tirets aux figures 3 et 5, qu'en général pour des ré- ductions des bruits effectuées en pratique, au lieu d'une courbe caractéristique brisée, il est prévu une transition progressive. Dans les réducteurs de bruits connus, le si- gnal de mouvement M est également grand et donc le facteur k est fortement réduit dans des processus de fondu-enchaîné dans lesquels l'amplitude du signal d'entrée se modifie dans le même sens pour de très grandes zones partielles de l'image Ceci est évité dans l'agencement de circuit représenté sur la figure 4 pour la dérivation des facteurs k et ( 1-k) A cet effet, il est prévu au lieu du circuit E (figure 2) un circuit E', qui, outre la valeur absolue | A-B I dérive également le signe de polarité et l'applique sous la forme d'un signal correspondant S à un dispositif de commutation S La mémoire à lecture seule T' est aug- mentée par rapport à la mémoire à lecture seule T (fi- gure 2) de trois emplacements d'adresse, auxquels peut être appliqué, à partir du dispositif de commutation S, un signal 53 large de trois chiffres binaires, et qui indique si ou avec quelle netteté un processus de fondu-encha né est détecté Si et 53 sont totalisés, ce qui s'effectue par une programmation appropriée par un mémoire morte programmable T De ce fait, la valeur de seuil augmente jusqu'à ce qu'elle atteigne la va- leur Sl' pour 53 maximale et les valeurs de k et de (i-k) correspondant à la courbe caractéristique en traits points à la figure 5, sont extraites du ta- bleau En présence d'un processus de fondu-enchaîné, le facteur k n'est pas aussi fortement réduit malgré des valeurs élevées du signal de mouvement M. La dérivation du signal 53 à partir du si- gnal de polarité S à l'aide du dispositif de commuta- tion S est décrite ci-après à l'aide du diagramme d'é- tats représenté à la figure 6 Comme il est habituel, dans ce diagramme d'états, les différents états sont représentés par des cercles, et les transitions entre les états par des flèches Pour les transitions, 1 si- gnifie que le signe de polarité est positif, tandis que O se rapporte à un signe de polarité négatif En soi, le signal S est large de deux chiffres binaires, de sorte qu'outre une différence positive et une dif- férence négative, une différence zéro est également représentée Dans ce cas, il n'y a pas de modification d'états du dispositif de commutation. En fonction du signe de polarité, un des états 1 ou bien 101 est atteint en partant de l'état initial 0 Si le même signe de polarité apparait pour l'élément d'image suivant, il sera respectivement pris un autre état 2 ou bien 102 Mais si le signe de pola- rité change, alors le dispositif de commutation re- vient à l'état initial 0. Ce n'est que lorsque 100 éléments d'image interviennent avec le même signe de polarité que les états 100 ou bien 200 sont atteints avec, comme con- séquence, que le signal 53 prend la valeur 1, ce qui aboutit à la courbe caractéristique en traits points (figure 5) Si d'autres signes de polarité identique suivent, le dispositif de commutation reste dans les états 100 ou 200 S'il survient un changement de signe de polarité, le dispositif de commutation revient à nouveau à l'état initial O et le signal 53 prend la valeur 0. Un dispositif de commutation avec le dia- gramme d'états représenté à la figure 6 peut toutefois être facilement perturbé par de fortes fractions de bruits dans le signal vidéo, c'est-àdire que le signe de polarité peut, malgré un processus de fondu- enchaîné, changer une fois d'un élément d'image à l'autre, de sorte que l'état 100 ou bien 200 n'est pas atteint. Le dispositif de commutation avec un dia- gramme d'états selon la figure 7, offre notablement plus de sécurité vis à vis des perturbations par les bruits Dans ce diagramme, en dehors des états du dis- positif de commutation, différentes valeurs de 53 sont indiquées sous la forme de nombres binaires larges de 3 chiffres binaires Dans ce cas, après un changement de signe de polarité qui se produit après plusieurs éléments d'image ayant le même signe de polarité, le dispositif de commutation est seulement ramené en ar- rière de quatre pas Un changement de signe de polari- té individuel se produisant à l'intérieur d'une série de signes de polarité identique, n'empêche alors plus d'atteindre les états 100 ou bien 200 Pour l'état 96 ou bien 196, 53 atteint la valeur maximale 111 Si le dispositif de commutation arrive ensuite à l'état 100 ou bien 120, il ne s'effectue, malgré un changement de signes de polarité individuelle, aucune réduction non intentionnelle de 53 Ce n'est que pour plusieurs changements de signes de polarité que 53 décroît pro- gressivement. Selon les conditions particulières existan- tes, le dispositif de commutation, selon la figure 7, peut être modifié dans le cadre de l'invention C'est ainsi qu'il peut par exemple être prévu un retour su- périeur ou inférieur à quatre pas pour un changement de signe de polarité En principe, une réalisation de l'invention est également possible dans laquelle, le signal 53 n'a qu'une largeur d'un chiffre binaire, et n'est en conséquence commuté qu'entre deux courbes ca- ractéristiques. Dans le cas de la représentation selon la figure 4, les signaux de signes de polarité d'éléments d'images voisins sont appliqués successivement au dis- positif de commutation S Il en résulte une exploita- tion à l'intérieur respectivement d'une ligne ou bien d'une partie de ligne Mais il est toutefois également possible, dans le cadre de l'invention, de faire appel pour l'exploitation à des éléments d'image répartis sur l'ensemble de l'image Dans ce cas, il est avanta- geux de sélectionner des éléments d'image disposés d'une façon irrégulière, afin qu'un mouvement de structures périodiques ne soit pas détecté en tant que processus de fondu-enchaîné Pour l'exploitation d'é- léments d'image qui sont répartis sur l'ensemble de l'image, le dispositif de commutation peut être ali- menté avec une cadence basse fréquence obtenue par di- vision de fréquence. REVENDICATIONS 1. Agencement pour réduire les bruits dans un signal vidéo, agencement dans lequel il est prévu un dispositif de temporisation (D 1) avec une tempori- sation de une période d'image, et dans lequel le signal vidéo appliqué et le signal de sortie du dispo- sitif de temporisation, sont susceptibles d'être ame- nés à l'entrée du dispositif de temporisation par l'intermédiaire d'un dispositif de fondu-enchaîné avec un facteur de fondu-enchaîné susceptible d'être com- mandé, et dans lequel le facteur de fondu-enchaîné dé- pend de la présence du mouvement de façon telle que lorsque le mouvement croît le facteur de fondu- enchaîné, et donc la fraction du signal de sortie du dispositif de temporisation (D 1), est diminué, agence- ment caractérisé en ce qu'il est prévu en outre un dispositif pour déterminer le signe de polarité d'une modification du signal vidéo d'éléments d'une image en comparaison avec l'image précédente, et en ce que la diminution du facteur de fondu-enchaîné (C) est au moins partiellement supprimée lorsque les modifica- tions avec un des signes de polarité sont prépondéran- tes. 2. Agencement selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une mémoire numérique, dont le contenu est modifié d'une première quantité prédéfinie dans un sens lorsqu'une modification de l'amplitude associée à un élément d'image a lieu dans le même sens que pour un élément d'image précédent, et dont le contenu est modifié d'une seconde quantité prédéfinie dans l'autre sens lorsqu'une modification de l'amplitude associée à un élément d'image a lieu dans le sens opposé à celui d'un élément d'image pré- cédent, et le contenu à un moment donné de cette mé- moire est utilisé pour influencer la dépendance du facteur de fondu-enchaîné vis à vis du mouvement. 3. Agencement selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de com- mutation auquel peuvent être appliqués, par éléments d'image, des signaux de signes de polarité et qui peut prendre un état initial ( 0) et d'autres états ( 1 à , 101 à 200), en ce que pour un signal de signe de polarité appliqué d'un élément d'image, qui correspond à celui de l'élément d'image précédent, un changement d'état a lieu dans le sens d'un éloignement de l'état initial, en ce que pour un film de polarité différent, un changement d'état a lieu dans le sens d'un rappro- chement vers l'état initial ( 0), et en ce qu'un signal de sortie du dispositif de commutation, peut être dé- rivé en fonction de l'éloignement de l'état à un mo- ment considéré par rapport à l'état initial ( 0). 4. Agencement selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que pour un signal de signe de polari- té identique, le dispositif de commutation est éloigné d'un pas de l'état initial ( 0), tandis que pour un si- gnal de signe de polarité différent, le dispositif de commutation est commuté de plusieurs pas, de préféren- ce de quatre pas, en direction de l'état initial ( 0). 5. Agencement selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que pour un signal de signe de polari- té identique, le dispositif de commutation est éloigné d'un pas de l'état initial ( 0), tandis que pour un si- gnal de signe de polarité différent, le dispositif de commutation est amené à l'état initial ( 0). 6 Agencement selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le signal de sortie du dispositif de commutation est susceptible d'être amené conjointe- ment avec un signal de mouvement et avec des signaux de réglage aux entrées d'adressage d'une mémoire à lecture seule (T'), qui contient un tableau comprenant le signal de fondu-enchaîné en fonction du signal de mouvement pour différentes valeurs du signal de sortie du dispositif de commutation et pour différentes va- leurs des signaux de réglage, et aux sorties de don- nées desquelles le signal de fondu-enchaîné peut être prélevé. 7. Agencement selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le facteur de fondu-enchaîné est essentiellement indépendant du mouvement jusqu'à une valeur de seuil, et décroît lorsque le mouvement croît, et en ce que la valeur de seuil est augmentée lorsque les modifications avec un des signes de pola- rité sont prépondérantes.