Brevet FR2663487A1 — publié le 19911220

Dispositif de détection de salves de données numériques récurrentes dans un signal de télévision à multiplex numérique analogique L'invention a pour objet un dispositif destiné à détecter, dans un signal de télévision à multiplex numérique-analogique, la salve de données numériques qui se répète au même emplacement à chacune d'une partie au moins des lignes, donc à la fréquence de ligne. L'invention trouve une application particulière- ment importante dans l'isolement des salves numériques, et d'elles seules, d'un multiplex numérique-analogique en ligne, tel que celui constituant un signal de télévision suivant l'une des normes MAC/PAQUETS (normes D 2-MAC, D- MAC, HD-MAC). L'information de synchronisation, constituée par un mot particulier, est insérée dans la salve numérique de chaque ligne utile et dans la ligne 625 d'un signal D-MAC ou D 2-MAC Elle est indispensable pour permettre l'exploitation du signal de télévision Cette information peut être fortement altérée par les distorsions de transmission, à un point tel qu'il est impossible de reconnaître directement les informations de synchroni- sation Des techniques connues, notamment d'égalisation, permettent de corriger les dégradations Mais l'égali- sation ne peut être mise en oeuvre qu'après acquisition rigoureuse des salves de données numériques, car l'éga- lisation doit se faire à partir des données numériques et d'elles seules. L'invention vise à fournir un dispositif permettant de détecter les salves de données numériques récurrentes présentes dans un signal de télévision dont les lignes utiles au moins (c'est-à-dire les lignes contenant un signal vidéo) sont constituées par un multiplex numérique- analogique, ce dispositif étant capable de détecter les salves même dans un signal fortement dégradé L'invention vise également à fournir un tel dispositif ne mettant en oeuvre que des techno- logies numériques, donc susceptible d'être réalisé sans difficulté sous forme d'un circuit intégré. Dans ce but, l'invention utilise le fait que chaque ligne utile contient successivement, et toujours au même emplacement, une salve de données numériques ayant des transitions dont les emplacements correspondent à une fréquence bien déterminée, suivie d'une courte période de clampage o le signal est constant Le taux des transitions est toujours élevé; si le codage utilisé risque de donner naissance à des périodes longues sans transition, il est suivi d'un brassage ou d'un codage supplémentaire destiné à recréer des transitions, nécessaires au traitement à la réception. Dans le cas particulier d'un signal de type D 2- MAC/PAQUETS par exemple, les salves numériques présentent, à l'état non dégradé, les caractéristiques suivantes: transitions nombreuses à la fréquence de ,125 M Hz entre des niveaux de 0,4 V, niveau de clampage constant, indiquant une valeur de gris, après chaque salve numérique, durée constante des salves numériques ( 10,4 gs dans chaque ligne utile), récurrence ininterrompue des salves à la fré- quence de ligne pendant toutes celles des lignes d'une trame qui contiennent une partie vidéo. L'ininterruption de la récurrence de la séquence salves de donnéespériodes de clampage pendant toute la durée des lignes utiles permet de vérifier qu'une impulsion d'identification a bien été accrochée sur les salves, et non pas sur des séquences situées dans la partie analogique de la ligne et ayant des caractéris- tiques proches de celles des salves numériques. L'invention propose, en utilisant les consta- tations ci-dessus, un dispositif comportant: des moyens de détection des transitions mon- tantes et descendantes, des moyens permettant de détecter la présence d'une séquence comprenant successivement une période égale à au moins Ni Tl pendant laquelle ont été observées des transitions espacées d'au plus N 2 Tl (salve) et une période d'une durée au moins égale à N 3 Tl sans transi- tion et d'émettre une impulsion à chaque détection (Tl étant un intervalle de temps déterminé, du même ordre de grandeur que la période de bits des données, tandis que Nl, N 2 et N 3 sont des nombres entiers prédéterminés), Ni étant très supérieur à N 2 et N 3 Tl étant inférieur à la durée d'une période sans transition, et des moyens de validation par comptage des impulsions émises chacune au cours d'une fenêtre tempo- relle calée sur la première impulsion, pendant une durée supérieure à celle des lignes utiles d'une trame et par vérification que le nombre des impulsions est supérieur à une valeur prédéterminée et éventuellement que le nombre des absences d'impulsions (absences qui peuvent être dues soit à une détection erronée, soit aux périodes de suppression de trame) ne dépasse pas une valeur prédéter- minée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et destiné à être intégré à un appareil de réception d'un signal de télévision constitué par un multiplex numérique-analogique de type MAC/PAQUETS La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la Figure 1 est un schéma synoptique de principe d'un dispositif; la Figure 2 est un diagramme temporel montrant l'échelonnement dans le temps de signaux appliqués au sous-ensemble d'entrée du dispositif de la Figure 1; la Figure 3 est un diagramme temporel montrant l'emplacement de la fenêtre de salve générée par le dispositif. Le dispositif dont le synoptique de principe est montré en Figure 1 est destiné à créer une fenêtre encadrant la salve numérique d'un signal de type MAC/PAQUETS dont une description peut être trouvée dans de nombreux documents Il sera surtout fait référence par la suite à des signaux du type D 2-MAC/PAQUETS décrits dans "Spécification du Système D 2-MAC/PAQUETS", Septembre 1985, publiée par Télédiffusion de France Mais le dispositif décrit est directement transposable au cas de signaux du type D-MAC (dans lesquels la fréquence de bits de la salve numérique est double) ou HD-MAC (dont la trame d'analyse vidéo comporte un nombre de lignes doublé). Le dispositif dont le synoptique de principe est donné en Figure 1 comprend un sous-ensemble d'entrée destiné à détecter les configurations de signal suscep- tibles de représenter la succession d'une salve de données, ayant un taux de transitions important, et d'une période de clampage courte ( 1 ps dans le cas de la norme D 2-MAC/PAQUETS) pendant laquelle le signal est constant et correspond à un niveau de gris. Ce sous-ensemble d'entrée comporte un détecteur de transitions 10 qui reçoit le signal démodulé, en bande de base Il est constitué d'un filtre passe-haut dont la fréquence de coupure est d'environ 1,5 M Hz dans le cas du D 2-MAC et de comparateurs à deux seuils qui reçoivent le signal filtré et fournissent, sur la sortie du détecteur , une impulsion à chaque transition montante ou descendante d'amplitude dépassant les seuils. Les impulsions ainsi obtenues, indiquant chacune une transition, sont appliquées à l'entrée d'un détecteur de fin de salve 12, constitué par des portes et par des compteurs émettant un signal de débordement lorsque leur contenu atteint ou dépasse une valeur déterminée. Le détecteur 12 est piloté par une horloge 14 fournissant en permanence un signal de période Tl (Tl étant la période de bits dans la salve de données), qui n'est pas nécessairement synchrone du signal de données. L'horloge 14 peut en conséquence être indé- pendante et il n'est pas indispensable d'extraire préalablement l'horloge du signal de télévision MAC/PAQUETS. Le détecteur de fin de salve 12 identifie la salve numérique par la présence d'une période Ni Tl pendant laquelle se produisent les transitions dont l'intervalle ne dépasse pas N 2 T 2, N 2 étant choisi en fonction du nombre maximum de périodes de bits sans transitions dans la salve, ce nombre maximum pouvant être soit fixé par la norme, soit choisi en fonction de résultats expérimentaux; la période de clampage (constituée par un palier de gris), par l'absence de transitions pendant une durée dépassant une valeur prédéterminée N 3 Tl, choisie en fonction de la durée de cette période de clampage ( 1 gs dans le cas du D 2-MAC. Comme le montre la Figure 2, o la première ligne indique le signal d'horloge à période Tl et la seconde ligne un exemple représentatif de transitions identifiées par le détecteur de transitions 10, la fin 18 de la salve de données est décelable par la présence, en succession, d'une période Ni Tl et d'une période N 3 Tl. Le détecteur de fin de salve 12 peut comporter un premier compteur qui s'incrémente à la fréquence d'horloge 1/Tl dès que deux transitions successives séparées de moins de N 2 Tl ont été recues par le détecteur 12, revient à zéro dès que la durée N 2 Tl est dépassée avant l'arrivée d'une nouvelle transition et maintient un signal de sortie à partir du moment o son contenu atteint Ni Pour un choix approprié de Ni, ce premier compteur commence à fournir un signal de sortie un peu avant que ne se termine une salve de données Un second compteur, destiné à identifier la période de clampage, peut être prévu pour être validé aussi longtemps que le signal de sortie du premier compteur existe, s'incrémenter alors à la fréquence d'horloge 1/Tl en l'absence de transition, revenir à zéro pour chaque transition et fournir un signal de débordement dès que son contenu atteint une valeur N 3 L'homme de métier n'a aucune difficulté à réaliser un tel détecteur 12 et, en conséquence, ce dernier ne sera pas davantage décrit. Le signal de débordement du second compteur est émis à un instant 20 (Figure 2), c'est-à-dire avec un retard égal à N 3 Tl par rapport à la fin 18 de la salve de données. Les divers paramètres peuvent être ajustables pour tenir compte des conditions de réception, étant donné qu'ils constituent des compromis tenant compte des perturbations du signal, provoquées notamment par le bruit et les échos A titre d'exemple, on peut indiquer que les choix ciaprès ont donné de bons résultats dans des conditions de réception normales: Ni Tl: 90 % environ de la durée des salves (c'est-à-dire environ 9,36 es, soit Ni d'environ 95); N 3 Tl: 50 % environ de la durée des périodes de clampage (ce qui correspond à N 3 = 5 pour des périodes de 1 gs et à une fréquence d'horloge 14 de 10,125 M Hz). D'autres valeurs pourraient être adoptées pour tenir compte des conditions réelles de réception. Le signal de débordement du second compteur est transformé, dans le détecteur de fin de salve 12, en une impulsion I qui constitue un signal de sortie du sous- ensemble d'entrée Ce sous-ensemble fait un premier tri de rejet des transitions rencontrées dans la partie vidéo de chaque ligne utile, susceptibles d'être confondues avec des transitions de données. Le sous-ensemble d'entrée est suivi d'un sous- ensemble de sécurisation, destiné à vérifier que la séquence caractéristique de fin de salve se répète bien à l'intérieur de fenêtres temporelles successives de durée courte, se succédant à la période de ligne sur au moins une trame (avec éventuellement des interruptions dues à la présence des suppressions de trame). Le sous-ensemble de sécurisation montré en Figure 1 comporte un compteur 22 dont l'entrée d'incrémentation reçoit un signal d'horloge 24 à fréquence double de la fréquence d'horloge 14 (par exemple 20,25 M Hz au lieu de ,125 M Hz) et dont l'entrée de validation de comptage reçoit les impulsions I par l'intermédiaire d'une porte 26 La porte 26 est passante au repos et elle transmet en conséquence la première impulsion I qu'elle reçoit Le compteur 22 commence alors à s'incrémenter et, en même temps, provoque le blocage de la porte 26 par un circuit 28, de façon à arrêter les impulsions I suivantes qui se produisent avant qu'une période de ligne ne se soit presque entièrement écoulée Les impulsions ainsi écartées peuvent aussi bien représenter de véritables séquences (dans le cas o la première impulsion I est due à une séquence ressemblant à celles à détecter) que des séquences dont la ressemblance avec la séquence à détecter est fortuite Lorsque le contenu du compteur 22 atteint une valeur N 5, qui correspond à une durée N 5 T 1/2 légèrement inférieure à la période de ligne, par exemple égale à ( 64 0,4) es, un signal de débordement est émis par le compteur 22 vers un générateur 30 de fenêtre courte qui, en réponse: commande le circuit 28 pour remettre à zéro le compteur 22 et autoriser à nouveau la transmission au compteur d'une impulsion I arrivant pendant la durée de la fenêtre, et donc l'incrémentation du compteur à la fréquence l/2 T 1; détecte l'instant d'apparition de l'impulsion I suivante dans la fenêtre temporelle courte. Comme le montre la Figure 3, divers cas peuvent se présenter. (a) Aucune impulsion n'est détectée pendant la durée de la fenêtre courte 32, ce qui indique l'absence des séquences caractéristiques (cette absence pouvant être due soit à une première détection erronée, soit parce qu'il s'agissait de la ligne 625 d'une trame vidéo de type MAC ou similaire). (b) Une impulsion I est détectée dans la partie amont tl de la fenêtre courte 32, ce qui indique que la fenêtre est en retard. (c) Une impulsion I est détectée pendant la partie centrale t 2 de la fenêtre courte, ce qui indique que cette dernière est bien centrée. (d) Une impulsion I est détectée pendant la partie finale t 3 de la fenêtre, ce qui indique que la fenêtre est en retard. Le générateur de fenêtre courte 30 est associé à une logique d'asservissement 38 qui réagit à chacun de ces cas de façon différente. Dans le cas (a), elle incrémente d'une unité un compteur d'infirmation 34. Dans les cas (b), (c) et (d), elle envoie un signal de remise à zéro au compteur d'infirmation 34 et incrémente un compteur d'affirmation 36. De plus, dans les cas (b) et (d), la logique, suivant le cas, diminue d'une unité le cycle du compteur 22 (qui passe à N 5-1 s'il était égal à N 5) ou l'augmente d'une unité. Le compteur 22 fournit également, à un générateur de fenêtre de salve 40, des tops d'ouverture de fenêtre lorsque son contenu est N 6, de fermeture lorsque son contenu est N 7 N 6 et N 7 sont choisis pour que la fenêtre ainsi formée encadre la salve de données Le générateur peut être constitué par une simple bascule RS suivie d'une porte dont le rôle apparaîtra plus loin. Le rôle de la logique 38 et des compteurs 34 et 36 est d'éliminer les fausses fenêtres éventuelles et de provoquer une reprise de la recherche en cas d'élimi- nation La logique 38 valide la porte de sortie du générateur 40 uniquement: si le compteur 36 a totalisé au moins N 8 affirmations, N 8 étant choisi à une valeur supérieure au nombre de lignes utiles d'une trame; sans qu'il y ait eu, à un moment quelconque avant que N 8 ne soit atteint, N 9 infirmations successives totalisées par le compteur 34, donc sans interruption par une affirmation. Pour cela, si le contenu du compteur 34 atteint N 9, la logique 38 maintient inhibée la porte de sortie du générateur de fenêtre de salve 40, force à zéro le contenu du compteur 22 pour provoquer une nouvelle recherche et valide en permanence la porte 26 jusqu'à réception d'une nouvelle impulsion I, ce qui initialise une nouvelle recherche d'impulsions I se reproduisant de façon cyclique à la fréquence de ligne. Dans le cas d'un signal de télévision suivant la norme D 2-MAC, on peut choisir pour N 8 une valeur comprise entre 320 et 1000 et, pour N 9, une valeur égale à la moitié du nombre de lignes de suppression de trame Les durées tl, t 2 et t 3 peuvent par exemple être égales à ns, 400 ns et 200 ns. L'ensemble des fonctions définies ci-dessus peuvent être facilement intégrées sur silicium, par exemple en technologie CMOS, en n'exigeant qu'une très faible surface de semiconducteur Le dispositif est aisément adaptable à toute modification des normes et peut comporter des moyens de mémorisation des divers paramètres, ajustables ou non en fonction de carac- téristiques locales. là REVENDICATIONS 1 Dispositif de détection, dans un signal de télévision à multiplex numérique-analogique, l'empla- cement d'une salve de données numériques se répétant au même emplacement à chacune d'une partie au moins des lignes et suivie d'une période de signal constant, caractérisé en ce qu'il comporte: des premiers moyens ( 12) de détection des transitions, d'identification de la présence d'une séquence comprenant successivement une période de durée égale à au moins Ni Tl pendant laquelle sont présentes des transitions espacées d'au plus N 2 Tl et une période d'une durée au moins égale à N 3 Tl sans transition (Tl étant un intervalle de temps déterminé, du même ordre de grandeur que la période de bits des données, tandis que Ni, N 2 et N 3 sont des nombres entiers prédéterminés), Ni étant très supérieur à N 2 et N 3 Tl étant inférieur à la durée d'une période sans transition, et d'émission d'une impulsion à chaque identification, des seconds moyens ( 22-40) de validation par comptage des impulsions émises chacune au cours d'une fenêtre temporelle calée sur la première impulsion, pendant une durée supérieure à celle des lignes utiles d'une trame et vérification que le nombre des impulsions est supérieur à une valeur prédéterminée. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens sont prévus pour vérifier que le nombre des absences d'impulsions ne dépasse pas une valeur prédéterminée. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens ( 12) de détection de séquence comprennent un compteur incrémenté à la fréquence d'une horloge à fréquence 1/Tl dès que deux transitions successives séparées de moins de N 2 Tl ont été reçues et ramené à zéro dès que la durée N 2 Tl est dépassée avant l'arrivée d'une nouvelle transition, et un second compteur validé aussi longtemps que le contenu du premier compteur atteint ou dépasse Ni, qui s'incrémente à la fréquence d'horloge en l'absence de transition, revient à zéro à chaque transition et fournit un signal de débordement lorsque son contenu atteint N 3. 4 Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que Ni est choisi de façon que Ni Tl soit égal à 90 % environ de la durée d'une salve. 5 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que N 3 est choisi de façon que N 3 Tl représente 50 % environ de la durée des périodes de clampage du signal. 6 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de validation des impulsions comprennent un compteur ( 22) ayant une entrée d'incrémentation qui reçoit un signal d'horloge et une entrée de validation de comptage qui reçoit lesdites impulsions par l'intermédiaire d'une porte ( 26), passante au repos et bloquée à partir de la réception d'une première impulsion et jusqu'à ce que se soit écoulé un temps légèrement inférieur à la fréquence de ligne. 7 Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les moyens de validation sont prévus pour que le comptage revienne à zéro si le nombre des absences d'impulsions successives à la période de répétition de ligne dépasse une valeur prédéterminée. 8 Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de validation comportent un générateur ( 30) de fenêtre courte associé à une logique d'asservissement ( 38), un compteur d'affirmations ( 36) qui est incrémenté à chaque présence d'une impulsion dans la fenêtre courte, et un compteur d'infirmations ( 34) qui est incrémenté à chaque absence d'impulsion pendant la fenêtre courte et qui est remis à zéro à chaque présence d'une impulsion pendant la fenêtre, ladite logique fournissant un signal de validation lorsque le contenu du compteur d'affirmations atteint une valeur prédéterminée sans que le contenu du compteur d'infirmations ait atteint une autre valeur prédéter- minée. 9 Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les moyens de validation comportent un générateur ( 40) de fenêtre de salve recevant un top d'ouverture du compteur ( 22) lorsque le contenu de ce dernier atteint une valeur déterminée et un top de fermeture lorsque le contenu du compteur atteint une autre valeur, ledit générateur comportant une porte de sortie commandée par la logique d'asservissement ( 38). 10 Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le compteur ( 22) est muni d'une entrée de commande de durée de cycle incrémentable et décrémentable par la logique d'asservissement ( 38) en fonction de l'emplacement d'apparition de l'impulsion I dans la fenêtre courte.