Brevet FR2666951A1 — publié le 19920320

DISPOSITIF D'ACQUISITION ET DE RESTITUTION A SYNCHRONISATION D'IMAGES VIDEO ET DE DONNEES NUMERIQUES L'invention concerne les dispositifs d'acquisition et de restitution permettant de synchroniser des images vidéo, fournies par exemple par une caméra vidéo, et des données numériques, constituées par des informations éventuellement soumises à un pré-traitement avant enregistrement, lors de leur restitution afin de maintenir entre elles une relation temporelle correcte. L'invention a de nombreuses applications dans l'industrie et la recherche, notamment chaque fois qu'il est nécessaire d'enregistrer à la fois des images vidéo et des données numériques dont le volume ou le traitement antérieur rend nécessaire ou utile l'intervention d'un calculateur numérique avant mémorisation, par exemple pour réduire leur volume ou faciliter leur interprétation lors de la restitution. A titre d'exemples d'application de l'invention, on peut citer la recherche médicale (analyse du sommeil par exemple), le contrôle de l'environnement industriel en cas de pièces défectueuses, la surveillance vidéo avec enregistrement simultané de l'image, du son et de paramètres physiques, l'analyse des flux dans une surface de vente, impliquant à la fois l'analyse des images d'un point de vente et d'informations provenant de caisses informatisées. On a déjà proposé de nombreux dispositifs d'acquisition et de restitution simultanées d'images vidéo et d'informations numériques, avec synchronisation permettant de restituer la relation temporelle correcte. En particulier, on a proposé de numériser les images et de les mémoriser dans le calculateur : cette solution est très onéreuse, du fait du volume de calcul et d'archivage qu'elle requiert. Inversement, on a proposé d'insérer les données numériques dans le signal vidéo : pour cela, une interface spécifique est nécessaire pour transformer en temps réel les données numériques en signal vidéo, puis effectuer le mixage. Et elle rend difficile le traitement des données numériques après enregistrement. On a également proposé d'ajouter une information temporelle au signal vidéo : cela exige une électronique de codage et de décodage du temps sous forme vidéo, dont le développement et la réalisation sont coûteux. On a enfin envisagé de stocker des données numériques, représentant par exemple un sous-titrage, sur l'une des pistes son d'un magnétoscope stéréophonique cette solution nécessite elle aussi une interface spécifique et ne permet pas le post-traitement des données numériques. De plus, le volume de données numériques est très limité par la bande passante des magnétoscopes, notamment des magnétoscopes grand public où on ne peut espérer mémoriser que moins d'l koctet de données numériques par seconde. La présente invention vise à fournir un dispositif d'acquisition et de restitution à synchronisation répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que sa réalisation n'exige que des composants couramment disponibles dans le commerce. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif d'acquisition de 1 image vidéo sous forme analogique et d'informations numériques et de restitution à synchronisation, comprenant un calculateur muni d'une mémoire de masse de stockage des informations numériques transitant par le calculateur et un enregistreur vidéo comportant au moins une voie son, caractérisé en ce le dispositif comprend des moyens de modulation/démodulation interposés sur une liaison asynchrone entre le calculateur et un accès audio de l'enregistreur et en ce que le calculateur est prévu pour, d'une part, générer des signaux de codage horaire et les stocker en temps réel en même temps qu'il les émet sur la liaison asynchrone et, d'autre part, restituer les informations numériques en synchronisme avec les signaux de codage horaire reçus par la liaison asynchrone. Un tel dispositif peut n'utiliser que des composants de grande diffusion, tels qu'un micro-ordinateur, un modem, une caméra vidéo et un magnétoscope grand public. Etant donné que les magnétoscopes récents possèdent des circuits audio-stéréo, un des canaux reste libre pour enregistrer le son en même temps que l'image. Le codage horaire peut être très rudimentaire et par exemple constitué par un simple numérotage des secondes (ou des dixièmes de seconde si une précision élevée est requise). Ce numérotage peut s'effectuer par des nombres ayant au maximum six chiffres, plus un ou deux caractères de repérage : dans ce cas, une transmission sur la ligne asynchrone, reliée à une des sorties RS232 prévue sur tous les calculateurs, à une vitesse de 1200 bauds est suffisante. Le volume des données numériques stockées en mémoire de masse n'est limité que par la taille de cette mémoire. La programmation des informations envoyées sur la liaison série est simple et ne mobilise qu'une faible part de la capacité du calculateur. L'adressage de la mémoire de masse lors de la lecture et de la restitution, à partir du codage horaire restitué au calculateur par la liaison asynchrone, peut être effectué de façon classique. Il est important de noter que l'invention permet de stocker des informations numériques qui ne sont pas directement fournies par des sources extérieures telles que des capteurs, mais pré-traitées, par exemple par échantillonnage et mise en oeuvre d'opérations mathématiques telles que compression de données, passage du domaine temporel au domaine fréquentiel par TFR ou TCD. De même, les données numériques mémorisées peuvent être traitées de nouveau entre lecture et restitution. 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 au dessin qui l'accompagne, dans lequel la figure unique est un schéma de principe d'un dispositif. Ce dispositif comporte un micro-ordinateur 10 muni d'une mémoire de masse 12 et relié à une source 14 d'informations sous forme numérique, constitué par exemple par des capteurs. Plusieurs capteurs peuvent être prévus, ayant chacun un convertisseur analogique-numérique. Le multiplexage des informations peut être effectué par un multiplexeur d'entrée (non représenté) ou par le microordinateur lui-même. Une des sorties série RS232 du calculateur est reliée à un des accès audio d'un enregistreur 16, tel qu'un magnétoscope grand public classique, par l'intermédiaire d'une liaison asynchrone 18 et d'un modem 20. Dans le cas d'un magnétoscope stéréophonique, ce montage laisse un canal de magnétoscope libre pour l'enregistrement du son. Le magnétoscope reçoit l'information analogique vidéo de toute source appropriée qui peut être une caméra 22 ayant une sortie vidéo 24 et une sortie son 26 ou avoir toute autre nature compatible avec les possibilités d'enregistrement du magnétoscope 16. Le calculateur 10 est programmé de façon à émettre un codage horaire numérique vers la voie son et en même temps à les mémoriser en les associant aux données numériques. Lors de la restitution par lecture du magnétoscope, dont l'information vidéo et son est transmise à un organe d'affichage, tel q'un moniteur de télévision 28, le codage horaire est restitué par le magnétoscope 16 au calculateur 10 par l'intermédiaire de la liaison asynchrone série 18 et du modem 20. Le calculateur peut être programmé de façon à modifier la présentation des données numériques ou à les soumettre à un traitement supplémentaire. Les données numériques sont affichées sur un second organe 30, qui peut être également un moniteur de télévision, ou incrustées dans l'image fournie par le moniteur 28. A titre d'exemple d'application, on peut citer l'enregistrement et la restitution d'informations sur le sommeil, en vue de recherches sur l'analyse du sommeil qui exigent la recherche de corrélations entre des signaux physiologiques,(par exemple sous forme d'électroencéphalogramme, d'électro-myogramme, de représentation des mouvements oculaires, de la respiration) et des mouvements. Jusqu'ici, on a analysé les phases du sommeil surtout en utilisant des polygraphes d'enregistrement des signaux, généralement à raison de 20 s par page. Récemment on a proposé de soumettre les signaux à divers traitements, tels que transformée de Fourrier, calculs de moyennes, corrélations, pour réduire le volume des informations utiles nécessaires à l'interprétation. Les informations à mémoriser représentent cependant environ 10 M.octet par heure. Plutôt que d'introduire les signaux physiologiques numérisés dans les parties inutilisées d'un signal vidéo d'enregistrement du patient (périodes de retour trame par exemple), le dispositif selon l'invention comporte un micro-ordinateur d'acquisition et de traitement des signaux physiologiques et de fourniture en temps réel de signaux de codage horaire. Lors de la relecture, le modem fonctionne en sens inverse du sens d'enregistrement et transmet en permanence au micro-ordinateur le codage horaire correspondant à l'image visualisée, lorsque le magnétoscope fonctionne en lecture. Le micro-ordinateur peut ainsi retrouver instantanément les signaux mémorisés, provenant directement de capteurs ou pré-traités, associés aux images présentées. Ces signaux peuvent être affichés par pages de 20 s correspondant chacune à une période d'affichage vidéo. Un tel dispositif permet à l'utilisateur d'effectuer des défilements rapides en avant ou en arrière pour repérer un événement précis. En effet, dès que le magnétoscope est de nouveau en lecture, le synchronisme est rétabli par le micro-ordinateur à réception des signaux horaires. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'acquisition et de restitution à synchronisation d'images vidéo et d'informations numériques, comprenant un calculateur (10) muni d'une mémoire de masse (12) de stockage des informations numériques et un enregistreur vidéo (16) comportant au moins un canal son, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens de modulation/démodulation (20) interposés sur une liaison asynchrone (18) entre le calculateur (10) et un accès audio de l'enregistreur (16) et en ce que le calculateur (10) est prévu d'une part pour générer des signaux de codage horaire et les stocker en temps réel en même temps qu'il les émet sur la liaison asynchrone et, d'autre part, restituer les informations numériques en synchronisme avec les signaux de codage horaire reçus par la liaison asynchrone. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dits moyens sont un modem et en ce que l'enregistrement est un magnétoscope grand public stéréo. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le codage horaire est constitué par un numérotage des secondes ou des dixièmes de seconde. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le numérotage est effectué par des nombres ayant au maximum six chiffres, plus un ou deux caractères de repérage.