Brevet FR2668009A1 — publié le 19920417

i "Procédé de transmission de signaux vidéo obtenus par la lecture de films et dispositif pour sa mise en oeuvre" La présente invention concerne un procédé de transmission de signaux vidéo résultant de la lecture de film, avec un codage adapté au mouvement pour réduire la largeur de bande, ce codage commandant les signaux codés de définition de lieu et de définition de temps en fonction des signaux de mouvement, ces10 signaux de mouvement traduisant la vitesse de mouvement du contenu de l'image dans les différentes parties d'image (trames). On connaît différents procédés pour transmettre des signaux vidéo par une largeur de bande réduite On connaît entre autre des codages s'adaptant au mouvement selon lesquels on choisit pour chaque image, des temps de transmission de longueurs différentes en fonction des signaux de mouvements Les images fixes ou à mouvement lent peuvent ainsi être20 transmises avec un temps de transmission long (faible résolution dans le temps) et une résolution locale élevée Pour des mouvements plus rapides il y a réduction de la résolution locale par exemple par sous-balayage au profit d'un temps de transmission plus court. Une application avantageuse d'un tel codage adapté au mouvement est prévue dans le codeur HDMAC. Dans ce codeur, les signaux vidéo de définition élevée (signaux de télévision haute définition HDTV) sont codés avec réduction de la largeur de bande pour pouvoir transmettre ces signaux par un canal de télévision usuel En fonction de la vitesse du mouvement dans chaque bloc de l'image, on choisit entre trois modes de transmission qui se distinguent par des résolutions différentes de lieu et de temps. Le signal multiplexé formé par le codeur HDMAC peut être visualisé après transmission et décodage appropriés sur des récepteurs de télévision usuels, avec faible résolution et des récepteurs de haute définition HDTV avec une résolution élevée. Un tel codeur HDMAC a été décrit par Ir. F.W P Vreeswijk et al dans "HDMAC Coding for Compatible Broadcasting of High Definition Television Signals", Symposium du 16 ème Salon International de télévision et Exposition Technique, Montreux 37-52, Juin 1989. Dans ce décodeur connu, il est en outre prévu un mode de fonctionnement pour transmettre des signaux vidéo résultant de la lecture de films On utilise alors le fait que dans la projection usuelle d'un film avec 25 images par seconde, il n'y a pas de mouvement entre les blocs ou trames obtenus par la lecture d'une image de film C'est pourquoi dans ce mode de lecture de film, on commute entre le mode 80 ms et le mode 40 ms En outre, dans ce mode de lecture de film il n'y a pas de transmission des vecteurs de mouvements pour le mode en 40 ms Ces moyens ne tiennent toutefois pas compte des défauts fixes de l'image provenant de la lecture de film En outre, ces moyens concernent une reproduction du film avec 25 images de film par seconde. La présente invention a pour but de perfectionner un codage à largeur de bande réduite selon lequel pour chaque image on choisit un temps de transmission de longueur différente en fonction des signaux de mouvements, tenant compte des particularités de la lecture de film. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que pour des vitesses de mouvement qui ne sont pas très supérieures aux vitesses de mouvement engendrées par les défauts d'images fixes, on choisit un codage offrant la plus grande définition de lieu et offre l'avantage que des images fixes puissent également être transmises avec une résolution locale élevée et une résolution chronologique faible, même lors de la lecture de film, puisque les défauts d'image fixe usuels n'entraînent pas à eux seuls une réduction du temps de transmission. Dans le cadre de l'invention on peut prédéterminer ou régler le seuil auquel se fait la comm utation entre les temps de transfert De plus, selon les conditions, il est possible dans le détail de fixer les vitesses de mouvement qui entraînent la commutation dans la direction horizontale et dans la direction verticale. Un développement du procédé selon l'inven- tion prévoit que les vitesses de mouvement qui entraînent la commutation dépendent des défauts d'images fixes, déterminées Cela permet une meilleure définition dans le temps pour des films ou des lecteurs de films à défauts d'images fixes réduits, en tenant compte des mouvements relativement lents du contenu de l'image pour la commutation sur une meilleure définition dans le temps. Suivant une caractéristique de l'invention on commute du codage offrant la plus grande définition de lieu sur un codage de moins grande définition de lieu pour une vitesse de déplacement horizontale d'un élément image/40 ms et/ou une vitesse de déplacement verticale d'environ 1,5 lignes vidéo/40 ms. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la vitesse de mouvement dans la direction verticale, qui provoque la commutation du codage offrant la plus grande définition de lieu et un codage offrant une définition de lieu moins grande, corres- pond pour la vitesse de déplacement dans la direction verticale à environ 1,5 fois la vitesse de déplacement dans la direction horizontale qui provoque la commutation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les vitesses de mouvement qui commutent entre le codage de plus grande définition de lieu et un codage de moins grande définition de lieu sont réglables. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les vitesses de mouvement qui commutent entre le codage de plus grande définition de lieu et un codage de moins grande définition de lieu dépendent des défauts d'images fixes, déterminés. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on déduit les signaux de transmission d'une image offrant la plus grande définition de lieu, chaque fois seulement d'une image du film. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un signal d'identification est ajouté au signal vidéo obtenu par la lecture du film, ce signal d'identification caractérisant l'appartenance des différentes parties d'image (trames) à une image du film. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour une inscription des signaux vidéo résultant de la lecture du film sur une bande magnétique, on utilise les emplacements binaires d'un code de temps, à la disposition de l'utilisateur, pour servir de signaux d'identification Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour savoir si les signaux vidéo ont été obtenus par la lecture d'un film et/ou pour savoir si les parties d'image (trames) appartenant chaque fois à une image du film, on effectue une comparaison de mouvements entre les images partielles successives. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on utilise les signaux de chaque quatrième image de film pour transmettre des images offrant la plus grande définition de lieu. Suivant une autre caractéristique de l'invention, à partir de signaux représentant les défauts d'images fixes on forme un signal à l'aide d'un discriminateur de fréquence, signal qui pour un codage avec la plus grande définition de lieu, commute entre une transmission de signaux vidéo provenant de chaque seconde image du film ou de chaque quatrième image du film. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour transmettre des signaux vidéo à partir de chaque quatrième image du film on interdit périodiquement l'inscription de signaux vidéo dans une mémoire d'images prévue pour le codage offrant la plus grande définition de lieu. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on bloque l'enregistrement des signaux vidéo dans une mémoire d'images prévue pour le codage avec la plus grande définition de lieu si à la vitesse réglée de défilement du film, il n'est plus possible d'assurer la lecture complète d'une image du film. Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour une vitesse de défilement du film qui ne permet plus une lecture complète de chaque image du film on commande le codage offrant la plus faible résolution de lieu. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend un codeur, un commutateur pour différents codages, pour commander le commutateur à partir des signaux de mouvement fournis par un circuit de détection de mouvement, signaux qui sont transmis par au moins un circuit à seuil et en ce que ce circuit est commandé par une installation mesurant les défauts d'images fixes. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins comprenant plusieurs figures qui seront décrites ci-après de manière plus détaillée Ainsi: la figure 1 montre un exemple de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. la figure 2 montre des chronogrammes de signaux du dispositif montré à la figure 1. la figure 3 montre une disposition pour enregistrer des signaux vidéo obtenus par la lecture de films avec des signaux d'identification. Dans les différentes figures on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Le codeur HDMAC 1 n'est représenté que pour ses parties nécessaires à la description de l'invention Une description détaillée d'un codeur HDMAC est faite dans le document Ir F W P Vreeswijk et al, "HDMAC Coding for Compatible Broadcasting of High Definition Television Signals", compte-rendu du 16 ème Symposium International de la Télévision et Exposition technique, 37-52, Juin 1989. Le codeur HDMAC sert à créer un signal de haute définition (télévision haute définition THD ou HDTV) par exemple de 1250 lignes et à une fréquence d'alternance d'images de 50 Hz, ce signal étant transformé en un signal MAC qui peut être transmis par les canaux usuels et qui peut être lui-même visualisé avec des moyens extrêmement réduits sur des récepteurs de télévision usuels tout en permettant une haute définition sur les récepteurs haute définition. Le codeur HDMAC comporte trois branches 2, 3, 4 par lesquelles le signal vidéo appliqué à l'entrée vidéo 5 est fourni à un commutateur 6 sous différentes formes codées Le commutateur 6 est commandé en fonction des signaux de mouvement Ces signaux sont créés dans un circuit d'évaluation de mouvement pour les différentes parties de l'image encore appelées blocs ou trames. Un circuit additionneur 7 ajoute des signaux de commande supplémentaires entre autre pour l'identification ou pour le choix du codage La sortie 8 fournit le signal HDMAC Les branches 2, 3, 4 se distinguent principalement en ce que l'information de chaque image est codée avec une définition de lieu et de temps différente En utilisant les temps de transmission pour chaque image on appellera ci- après les différents modes de fonctionnement du codeur HDMAC, le mode 20 ms, le mode 40 ms et le mode 80 ms. Pour la description plus détaillée des différents modes de fonctionnement du codeur HDMAC on se reportera à la figure 2 qui montre différents signaux pour le codeur HDMAC connu et pour le dispositif selon l'invention La figure 2 ne tient pas compte des décalages de temps des signaux et qui proviennent par exemple du fait qu'un codage commun de deux trames d'une image ne peut commencer que lorsqu' existent les signaux de la deuxième trame. Les signaux vidéo fournis au codeur HDMAC ont une fréquence verticale 50 Hz et un rapport de saut de ligne de 2:1 de sorte que chaque période de trame est égale à 20 ms A la figure 2 on a représenté trois images pour le signal vidéo avec ainsi en tout six trames 1-1, 1-2, 2-1, 2-2, 3-1 et 3-2 Pour le signal vidéo 20 V correspondant au mode 20 ms, le contenu de chaque trame du signal vidéo V est également transmis dans une période de trame de 20 ms si bien que l'on arrive à la même succession de trames Pour réduire la largeur de bande il y a toutefois un filtrage préalable et un sous-balayage qui se traduit par une réduction de la définition à la fois dans la direction verticale et dans la direction horizontale. Dans le mode 40 ms, à partir de chaque première trame du signal vidéo, on dérive une image d'une période de 40 ms dont la définition dans la direction verticale a été divisée par deux, sans qu'elle ne soit limitée toutefois dans la direction horizontale Le signal vidéo V 40 reçoit ainsi le contenu des trames 1-1, 2-1, 3-1, et la suite. Le signal vidéo V 80 du mode 80 ms comprend chaque fois dans une période d'images de 8 Oms, toute l'information d'une image du signal vidéo V, par exemple l'information des trames 1-1 et 1-2 L'image suivante en mode 8 Oms découle alors de la seconde image suivante du signal vidéo V, c'est-à-dire qu'elle se compose des trames 3-1 et 3-2. Dans le dispositif de l'invention, selon la figure 1, en plus du commutateur 6 il est prévu un dispositif de commutation 10 qui permet d'assurer, d'une part, la commutation connue entre les modes, en fonction du signal émis par un circuit d'évaluation de mouvement 9 et, d'autre part, une commutation pour le mode de fonctionnement film Le dispositif de commutation 10 comporte de façon appropriée une position CAM (signifiant caméra) et une position FILM. Dans le codeur HDMAC connu (position CAM) le mode 80 ms est activé pour des vitesses de mouvement allant jusqu'à 0,5 élément d'image/40 ms; pour des vitesses de mouvement comprises entre 0,5 et 12 éléments d'image/40 ms on passe en mode 40 ms et pour les vitesses de mouvement supérieures on passe en mode ms. Le circuit d'évaluation de mouvement 9 génère des vecteurs de mouvement de composantes MVH et MVV Ces composantes sont appliquées à un circuit de seuils 11, 12, respectifs et par une porte OU 13 à l'entrée 14 du dispositif de commutation 10 En position FILM, pour un niveau H appliqué à l'entrée 14, le dispositif de commutation 10 active le mode ms alors que pour un niveau O appliqué à l'entrée 14, il active le mode 80 ms Puis, dès que l'un des vecteurs de mouvement MVH ou MVV dépasse le seuil, on passe en mode 40 ms Selon un mode de réalisation de l'invention, ces seuils peuvent être réglés de manière fixe et de préférence à des niveaux différents pour les deux vecteurs de mouvement MVH et MVV Dans le mode de réalisation à la figure 1, les seuils des circuits de seuils 11, 12 dépendent des tensions de commande appliquées, et ces tensions dépendent elles- mêmes des défauts d'images fixes. Le dispositif montré à la figure 1 comporte en outre un circuit 16 pour mesurer le défaut d'image fixe recevant les signaux générés dans le lecteur de film 15 par la lecture des perforations, des cadres d'images ou des repères éclairés De tels circuits sont connus, si bien que leur description détaillée est inutile Un circuit qui convient de manière avantageuse pour l'application au dispositif selon l'invention est décrit de manière explicite dans les documents DE-37 36 789 Ai / US 4 875 102 Le circuit 16 génère des signaux BH et BV qui représentent l'amplitude du défaut d'image fixe dans la direction horizontale et verticale Ces signaux sont transmis par les additionneurs 17, 18 aux circuits de seuils 11, 12 Les additionneurs 17, 18 peuvent ajouter des valeurs aux signaux BH et BV, valeurs fournies par des organes de réglage manuels 19, 20 Ainsi, on peut décaler les signaux BH et/ou BV de façon que, par exemple, les seuils dépassent, avec une certaine distance de sécurité, les vitesses de mouvement correspondant aux défauts d'images fixes. Pour éviter des incidents provoqués du fait qu'en mode 8 Oms, pour fournir des images (images complètes formées de deux trames) on utilise des phases de mouvement différentes, le lecteur de film 15 fournit un signal PD (décalage) qui, à chaque changement d'image de film vers l'image suivante, change de niveau logique Le signal PD est utilisé en mode 80 ms pour commander une mémoire d'image 21 de façon que les images partielles suivant chaque fois un flanc du signal PD soient inscrites dans une mémoire 21 Cette association est représentée pour une vitesse de défilement de film de 25 images par seconde dans la ligne F 25 et dans la ligne PD 25 à la figure 2. L'utilisation du signal PD garantit ainsi que les deux trames proviennent d'une image du film (de manière détaillée, il s'agit des trames 1-1 et 1-2 de l'image Fl du film; des trames 2-1 et 2-2 de l'image F 2 du film. La figure 2 montre en outre aux lignes F 16 et PD 16, les relations pour une vitesse de défilement il de film correspondant à 16 2/3 images par seconde La lecture de chaque image de film Fl, F 2, F 3, dure dans ce cas la période de trois trames du signal W. Après le premier flanc positif représenté pour le signal PD 16, les trames 1-1 et 1-2 sont enregistrées dans la mémoire 21 comme pour la vitesse de défilement normale Toutefois, la seconde trame 2-2 du signal V commence pour le flanc suivant (négatif) du signal PD 16. Suivant les hypothèses de détail on peut, après ce flanc, inscrire les trames 2-2 et 3-1 dans la mémoire 21, mais à la lecture, il faut tenir compte du fait que la trame 3-1 est la première trame et la trame 2-2 est la deuxième trame de l'image du signal vidéo V 80 En variante, on peut attendre pour inscrire en mémoire jusqu'au début de la trame 3-1 et inscrire alors les deux trames 3-1 et 3-2 Dans les deux cas, il est certain que l'on obtient une image en mode 80 ms pour chaque image du film A la lecture de film, suivant des vitesses supérieures à 25 images par seconde, les durées de lecture des différentes images du film sont inférieures à 40 ms. Pour des multiples de la vitesse de défilement du film qui ne correspondent pas à un nombre entier, on a une alternance entre les durées de lecture des différentes images du film Pour une vitesse du film de 30 images par seconde (ligne F 30 à la figure 2) on forme deux trames avec l'image Fl du film, deux trames avec l'image F 2 du film, une trame avec l'image F 3 du film, deux trames avec l'image F 4 du film Le signal PD 30 comporte des intervalles alternant entre les différents flancs Si un intervalle est égal à 40 ms, l'image lue pendant cet intervalle peut être inscrite dans la mémoire 21 Dans ce cas, il est possible de choisir le mode 80 ms dans l'hypothèse o les vitesses de mouvement sont suffisamment faibles. Par contre, si l'on ne dispose d'une image de film que pendant 20 ms, comme l'image F 3 du film à la ligne F 30, il n'est pas possible d'avoir un fonctionnement correct en mode 80 ms Un circuit 22 qui classe les intervalles respectifs entre les flancs du signal PD commande le dispositif de commutation 6 à partir d'une autre entrée 24 du dispositif de commutation 10 pour que dans ce cas on passe en mode ms. Les défauts d'images fixes peuvent arriver dans une plage de fréquence voisine de O Hz jusqu'à la plage de la fréquence des images de film Selon les recherches R G Gilbert et autres, "Perceptibility of Vertical Unsteadiness in Television Display of Motion- Picture Films", SMPTE Journal, 82: 654-657, août 1973, on considère que même des défauts d'images fixes compris entre 2 Hz et 12 Hz, et d'amplitude réduite, sont plus gênants qu'aux autres fréquences Du fait que selon un développement de l'invention on n'utilise que chaque quatrième image de film pour le mode 80 ms, on divise ainsi par deux la fréquence des défauts d'images fixes si bien que pour des fréquences particulièrement critiques pour le défaut d'image fixe, par exemple à 6 Hz, on a dans le signal V 80 un défaut d'image fixe de 3 Hz Or, à une telle fréquence, la possibilité pour l'oeil humain de suivre des objets mobiles se traduit par une réduction de la gêne occasionnée. Pour la mise en oeuvre de ce développement du procédé de l'invention, un analyseur de fréquence 23 est relié au circuit 16 pour mesurer les défauts d'images fixes Le signal de sortie de cet analyseur est appliqué à la mémoire 21 de façon à n'y inscrire que les signaux obtenus pour chaque quatrième image du film. Pour transférer selon le procédé de l'invention, des signaux vidéo enregistrés à partir de la transcription d'un film sur une bande magnétique, il est nécessaire pour avoir tous les avantages du procédé de l'invention, d'enregistrer également le signal d'identification PD Le dispositif représenté à la figure 3 permet cela de manière avantageuse. Le lecteur de film 15 est relié à une entrée 31 de signaux vidéo V d'un magnétoscope 32 Le signal PD est appliqué à une entrée 33 d'un générateur de code de temps 34 Le générateur de code de temps 34 associe le signal PD aux bits libres (bit d'utilisateur) Les signaux de sortie du générateur de code de temps 34 sont en outre inscrits à l'aide d'une tête magnétique 35, appropriée, sur la bande magnétique 36 en plus du signal vidéo Un dispositif à tête magnétique rotative 37 inscrit de manière connue les signaux vidéo. A la lecture, les signaux vidéo arrivent à la sortie 38 du magnétoscope 32 et le signal PD à la sortie 39 d'un dispositif de lecture de code de temps pour être transmis par exemple à un circuit de commutation selon la figure 1. R E V E N D I C A T I O N S ) Procédé de transmission de signaux vidéo résultant de la lecture de film, avec un codage adapté au mouvement pour réduire la largeur de bande, ce codage commandant les signaux codés de définition de lieu et de définition de temps en fonction des signaux de mouvement, ces signaux de mouvement traduisant la vitesse de mouvement du contenu de l'image dans les différentes parties d'image (trames), procédé caractérisé en ce que pour des vitesses de mouvement qui ne sont pas très supérieures aux vitesses de mouvement engendrées par les défauts d'images fixes, on choisit un codage offrant la plus grande définition de lieu. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on commute du codage offrant la plus grande définition de lieu sur un codage de moins grande définition de lieu pour une vitesse de déplacement horizontale d'un élément image/40 ms et/ou une vitesse de déplacement verticale d'environ 1,5 lignes vidéo/40 ms. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de mouvement dans la direction verticale, qui provoque la commutation du codage offrant la plus grande définition de lieu et un codage offrant une définition de lieu moins grande, correspond pour la vitesse de déplacement dans la direction verticale à environ 1,5 fois la vitesse de déplacement dans la direction horizontale qui provoque la commutation. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses de mouvement qui commutent entre le codage de plus grande définition de lieu et un codage de moins grande définition de lieu sont réglables. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses de mouvement qui commutent entre le codage de plus grande définition de lieu et un codage de moins grande définition de lieu dépendent des défauts d'images fixes, déterminés. ) Procédé de transmission de signaux vidéo obtenus par la détection de films avec un codage adapté au mouvement pour réduire la largeur de bande, selon lequel, en fonction des signaux de mouvement, on commande les signaux codés de définition de lieu et de définition de temps, les signaux de mouvement reproduisant la vitesse de mouvement du contenu de l'image dans les différentes parties d'image (trames), procédé caractérisé en ce qu'on déduit les signaux de transmission d'une image offrant la plus grande définition de lieu, chaque fois seulement d'une image du film. ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un signal d'identification est ajouté au signal vidéo obtenu par la lecture du film, ce signal d'identification caractérisant l'appartenance des différentes parties d'image (trames) à une image du film. ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour une inscription des signaux vidéo résultant de la lecture du film sur une bande magnétique, on utilise les emplacements binaires d'un code de temps, à la disposition de l'utilisateur, pour servir de signaux d'identification 90) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour savoir si les signaux vidéo ont été obtenus par la lecture d'un film et/ou pour savoir si les parties d'image (trames) appartenant chaque fois à une image du film, on effectue une comparaison de mouvements entre les images partielles successives. ') Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise les signaux de chaque quatrième image de film pour transmettre des images offrant la plus grande définition de lieu. 11 ) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu a partir de signaux représentant les défauts d'images fixes on forme un signal à l'aide d'un discriminateur de fréquence, signal qui pour un codage avec la plus grande définition de lieu, commute entre une transmission de signaux vidéo provenant de chaque seconde image du film ou de chaque quatrième image du film. ) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que pour transmettre des signaux vidéo à partir de chaque quatrième image du film on interdit périodiquement l'inscription de signaux vidéo dans une mémoire d'images prévue pour le codage offrant la plus grande définition de lieu. 13 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on bloque l'enregistrement des signaux vidéo dans une mémoire d'images prévue pour le codage avec la plus grande définition de lieu si à la vitesse réglée de défilement du film, il n'est plus possible d'assurer la lecture complète d'une image du film. 14 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour une vitesse de défilement du film qui ne permet plus une lecture complète de chaque image du film on commande le codage offrant la plus faible résolution de lieu. ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend un codeur (codeur HDMAC) ( 1), un commutateur ( 6) pour différents codages, pour commander le commutateur ( 6) à partir des signaux de mouvement fournis par un circuit de détection de mouvement ( 9), signaux qui sont transmis par au moins un circuit à seuil ( 11, 12) et en ce que ce circuit ( 11, 12) est commandé par une installation ( 16)mesurant les défauts d'images fixes.