Brevet FR2673060A1 — publié le 19920821

TERMINAL VISIOPHONIQUE L'invention concerne les installations de visiopho- nie, c'est-à-dire celles dans lesquelles il est possible à un locuteur muni d'un terminal d'échanger des informations vocales et visuelles avec un correspondant muni d'un termi- nal similaire L'invention concerne particulièrement les terminaux visiophoniques destinés à communiquer par l'intermédiaire du réseau commuté, à bande passante relati- vement étroite. L'invention présente un intérêt tout particulier dans un terminal répondant à la recommandation H 261 du CCT, comprenant un moniteur de télévision destiné à fournir l'image du correspondant, une caméra de télévision orientée pour fournir un signal vidéo de représentation en gros plan du locuteur utilisant le terminal, et un codeur-décodeur de mise du signal vidéo sous forme d'un train binaire sortant et de transformation d'un train binaire entrant en un si- gnal d'utilisation par le moniteur, la partie codeur ayant un codeur de source comprenant des moyens de prédiction temporelle inter-image et de transformation en cosinus dis- crête ou "TCD" de chacun des blocs rectangulaires de pixels, de même taille, constituant l'image. Pour être compatible avec la bande passante de transmission, l'image visiophonique a une faible résolu- tion, ce qui oblige à un cadrage en gros plan Les mouve- m 5 ents du locuteur peuvent l'amener à sortir du champ de la caméra Il est souhaitable de munir le terminal de moyens l'aidant à rester dans le champ. On a déjà réalisé dans ce but des terminaux dans lesquels l'écran du moniteur est placé au fond d'un tunnel orienté de façon telle que le locuteur soit dans le champ de la caméra lorsqu'il voit complètement l'écran Cette so- lution a, entre autres inconvénients, celui d'augmenter no- tablement l'encombrement du terminal. D'autres possibilités viennent immédiatement à l'esprit Par exemple on peut incruster en médaillon, dans l'image du correspondant fournie par le moniteur, une re- présentation de l'image transmise vers le correspondant. Cette solution complique notablement le terminal et diminue la surface de représentation disponible. La présente invention vise à fournir un terminal visiophonique du type ci-dessus défini fournissant au locu- teur une information l'aidant à se recentrer par rapport à la caméra lorsqu'il tente à sortir du champ, et ce de façon simple, sans complication notable des circuits du terminal. Pour cela l'invention part de la constatation que, dans la scène vue par la caméra, l'activité temporelle des blocs de pixels représentant le visage du locuteur est très supérieure à celle du fond: la tête n'est jamais parfaite- ment immobile et les traits du visage, notamment dans la région des yeux et de la bouche, se déforment en permanen- ce Elle utilise également le fait que tout terminal con- forme à la recommandation H 261 contient déjà des moyens de prédiction inter-image pour les blocs constitutifs et sou- vent des moyens de détermination du vecteur vitesse pour chaque bloc. L'invention propose en conséquence un terminal ca- ractérisé en ce que le codeur-décodeur contient des moyens d'estimation de l'activité temporelle individuelle des blocs d'image, par comparaison entre blocs correspondants de deux images successives, et des moyens pour déterminer les blocs d'activité temporelle maximale et comparer leur position avec une position de référence prédéterminée et des moyens pour fournir, sur le moniteur, une indication du sens du déplacement éventuel requis du locuteur pour qu'il soit cadré par rapport à-la caméra. Les moyens supplémentaires à prévoir pour estimer l'activité temporelle individuelle de chaque bloc et re- chercher les blocs d'activité maximale peuvent être sim- ples, car la plupart des composants nécessaires sont déjà prévus dans le terminal dans un but de prédiction intra ou inter-image. L'indication fournie au locuteur peut prendre des formes très diverses Cette indication peut se limiter à l'incrustation de flèches dont la direction (et éventuel- lement la longueur) indique le sens (et éventuellement l'importance) du déplacement que doit effectuer le locuteur pour se recentrer, lorsque son décentrage par rapport à la caméra dépasse un seuil déterminé. Une indication plus directement compréhensible consiste en un effacement ou un décalage de l'image du cor- respondant sur l'écran du moniteur, dans une direction et d'une amplitude correspondant à celles du défaut de centra- 1 o ge du locuteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe montrant les composants principaux d'un codeur-décodeur de terminal viosiophonique conforme à la recommandation H 261, complété pour mettre en oeuvre l'invention; la figure 2 est un schéma destiné à faire appa- raître le mode de lecture en mémoire dynamique dans un ter- minal conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention; la figure 3 montre l'aspect de l'image fournie par le moniteur en cas d'utilisation d'une mémoire dynami- que du genre schématisé en figure 2. Le codeur-décodeur montré en figure 1 ne sera pas décrit en détail, car sa constitution générale peut être identique à celle de visiophones déjà commercialisés et conformes à la recommandation H 261 La partie codeur com- prend un codeur de source 10 recevant un signal vidéo four- ni par une caméra 12 Ce codeur fonctionne suivant un mode sélectionnable à l'aide d'un circuit de commande 14 Dans tous les cas, il effectue une compression du signal vidéo qui implique le fractionnement de l'image, représentée schématiquement en 16 sur la figure 2, en bloc 18 (par exemple de 8 x 8 pixels), une opération de prédiction inter- image sur chaque bloc, éventuellement une détermination de vecteur vitesse sur des macro-blocs constitués par exemple chacun de quatre blocs (par une technique qui peut être une quelconque de celles couramment utilisées, notamment en té- lévision haute définition), et une transformée en cosinus discrète. Tous les paramètres représentatifs de l'image fournis par le codeur de source 10 et les indications iden- tifiant le mode de fonctionnement, provenant du circuit de commande 14, sont appliqués à un multiplexeur vidéo 20 qui alimente, par l'intermédiaire d'une mémoire tampon 22, un codeur de transmission 24 Le train binaire provenant du codeur de transmission 24 est appliqué à une ligne télépho- nique 26 par l'intermédiaire d'un circuit séparateur 28. Les trains binaires provenant d'un terminal éloigné et appliqués au codeur-décodeur vidéo sont dirigés vers la partie décodeur Ils traversent d'abord un décodeur de transmission 30 et une mémoire tampon de réception 32 Un démultiplexeur 34 restitue au décodeur de source 36 les in- formations nécessaires pour effectuer les opérations duales de celles du codeur 10 Les caractéristiques de chaque pixel (luminance et éventuellement chrominance) sont mémo- risées dans une mémoire vive 38 dont la lecture s'effectue à une cadence fixée par une horloge non représentée Le mo- niteur 40 reçoit ces signaux par l'intermédiaire des cir- cuits habituels qui assurent notamment le dématriçage en cas de transmission en couleur. Pour permettre la mise en oeuvre de l'invention, la mémoire 38 est constituée par une mémoire dynamique de ca- pacité suffisante pour permettre de stocker non seulement les caractéristiques des Ye pixels de chacune des Xe lignes reconstitués sous forme numérique par le codeurdécodeur, mais aussi les caractéristiques, fixées à priori, de pixels35 supplémentaires, correspondants à 2 A Ye points de 2 A Xe lignes On mémorise ainsi une zone virtuelle autour de la zone reconstituée. Le codeur-décodeur comporte de plus un dispositif de commande 42 qui provoque la lecture de la mémoire dyna- mique 38 non pas à partir d'une position Xo, YO liée à l'image reconstituée par le décodeur, mais à partir d'une position X 1, Y 1 Le décalage entre les points Xo, YO et X 1, Y 1 est sélectionné par le dispositif de commande 42 en fonction du sens et de l'amplitude du décalage entre les blocs de l'image ayant une forte activité temporelle (c'est-à-dire qui se modifient, d'une image à la suivante, d'une quantité supérieure à un seuil) et le centre du champ de la caméra Cette détermination peut s'effectuer par des moyens connus Par exemple l'activité temporelle de chaque bloc peut être représentée par la somme des carrés des écarts de luminance entre points correspondants de deux images successives Le barycentre des blocs dont l'activité ainsi déterminée est supérieure à un seuil est calculé La position de ce barycentre est comparé au centre du champ de la caméra, ou à un autre point déterminé dans le champ de la caméra. Par exemple, en cas de décalage vers la gauche du visage du locuteur, le dispositif de commande 36 provoquera une lecture en mémoire dynamique 38 avec un décalage du genre montré en figure 2 et l'image de l'interlocuteur ap- paraîtra sur l'écran du moniteur 40 décalée vers la gauche, avec une bordure unie 44 Cela induira naturellement le locuteur à se déplacer par rapport à la caméra dans un sens qui provoque la disparition de la bordure unie. Cette solution présente notamment l'avantage de donner une indication très claire, même lorsque le corres- pondant n'est lui-même pas exactement centré. Dans une variante de réalisation, qui n'exige pas une taille de mémoire dynamique 38 supérieure à celle strictement nécessaire pour mémoriser Ye pixels de chacune35 des Xe lignes, le dispositif de commande substitue simple- ment, avant lecture, une bande unie, par exemple noire, aux points correspondants de l'image provenant du décodeur. Cette opération peut s'effectuer de façon très simple, par écriture en certains points de la mémoire dynamique 38 après décodage et avant lecture pour affichage sur le moniteur 40. Dans une autre variante encore de réalisation, beaucoup plus simple mais qui a l'inconvénient de donner une indication moins parlante à l'utilisateur, le disposi- tif de commande 42 incruste simplement, dans l'image, une flèche f indiquant dans quel sens le locuteur doit déplacer son visage pour le recentrer par rapport à la caméra. REVENDICATIONS 1 Terminal visiophonique comprenant un moniteur de télévision ( 40) destiné à fournir l'image du correspondant, une caméra de télévision orientée pour fournir un signal vidéo de représentation en gros plan du locuteur utilisant le terminal, et un codeur-décodeur de mise du signal vidéo sous forme d'un train binaire sortant et de transformation d'un train binaire entrant en un signal d'utilisation par le moniteur, la partie codeur ayant un codeur de source comprenant des moyens de prédiction temporelle inter-image et de transformation en cosinus discrète de chacun de blocs rectangulaires de pixels, de même taille, constituant l'image,;- caractérisé en ce que le codeur-décodeur contient des moyens d'estimation de l'activité temporelle individuelle des blocs d'image, par comparaison entre blocs correspon- dants de deux images successives, et des moyens pour déter- miner les blocs d'activité temporelle maximale et comparer leur position avec une position de référence prédéterminée et des moyens pour fournir, sur le moniteur, une indication du sens du déplacement éventuel requis du locuteur pour qu'il soit cadré par rapport à la caméra. 2 Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indication du sens du déplacement est consti- tuée par la substitution d'une bande uniforme sur le moni- teur ( 40) à une fraction de l'image, du côté vers lequel l'utilisateur doit déplacer son visage. 3 Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indication du sens de déplacement est consti- tuée par une flèche incrustée dans l'image fournie par le moniteur. 4 Terminal selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que lesdits moyens fournissant une indication comprennent une mémoire dynamique ( 38) ayant une capacité supérieure au nombre de pixels constituant l'image resti- tuée par un décodeur de source ( 36), appartenant à la par- tie décodeur, qui est prévu pour écrire les informations représentatives de l'image décodée dans une zone centrale de la mémoire ( 38) et un dispositif de commande ( 42) pour, en réponse à une information fournie par les moyens de comparaison de positions, provoquer la lecture en mémoire dynamique et l'affichage sur le moniteur de pixels repré- sentés par une zone de la mémoire décalée de la zone d'écriture, dans un sens et d'une distance correspondant au sens et à l'amplitude du déplacement éventuel requis.