Brevet FR2671257A1 — publié le 19920703

Procédé et dispositif de mesure de niveau de signal d'image. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure du niveau d'un signal d'image. On rappelle que, suivant une méthode classique d'analyse ou de restitution d'images par balayage en lignes et en trames, un signal d'image se décompose temporellement en un signal dit signal d'image utile et en un signal dit signal de suppression, occupant respectivement-des durées appelées durées de lignes utiles et durées de suppression, de lignes ou de trames, le signal de suppression contenant les éléments nécessaires à une restitution correcte des images, tels que des signaux de synchronisation ou de référence. Une technique possible de mesure de niveau de signal d'image consiste à prévoir, dans le signal d'image, certaines lignes particulières appelées lignes de test, non restituées lors de la restitution des images, et au cours desquelles le signal utile a une forme et un niveau nominal déterminés permettant de déduire le niveau du signal d'image de mesures effectuées sur ce signal utile, celui-ci ayant en effet, en dehors de ces lignes de test, une forme et un niveau totalement aléatoires liés au contenu de l'image. La présente invention a pour objet un dispositif de mesure de niveau de signal, particulièrement applicable à un signal d'image dans lequel ne sont pas prévues de telles lignes de test. La présente invention a pour objet un procédé de mesure de niveau de signal d'image, dans lequel ledit signal d'image se décompose temporellement en un signal dit signal d'image utile et en un signal dit signal de suppression, ledit signal de suppression comportant un signal de suppression de lignes comportant lui-même un palier dit de synchronisation et un palier dit de suppression, essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une mesure de niveau de palier de suppression par rapport au niveau du palier de synchronisation, et une comparaison du résultat de cette mesure à une valeur nominale déterminée obtenue pour la valeur nominale du niveau crête à crête du signal d'image. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est un diagramme rappelant la forme du signal de suppression de lignes sur une durée de suppression de ligne; - la figure 2 est un schéma synoptique d'un dispositif suivant un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 est un schéma synoptique d'un dispositif suivant un deuxième exemple de réalisation de l'invention; - la figure 4 est un schéma donnant un exemple de réalisation, en l'occurrence au moyen d'un circuit réalisant une fonction de diode sans seuil, des moyens d'alignement utilisés dans un dispositif suivant l'invention;; - la figure 5 est un schéma montrant un mode d'alimentation, dit modifié, d'un boîtier de circuit intégré réalisant une fonction de diode sans seuil, permettant d'obtenir un alignement sur un niveau V distinct de celui, V1, qui serait obtenu en utilisant son o mode d'alimentation normal; - les figures 6 à 13 sont des diagrammes montrant la forme des signaux obtenus en différents points des schémas des figures 2 ou 3. La figure 1 rappelle la forme du signal de suppression de lignes utilisé suivant l'invention pour effectuer une mesure de niveau de signal d'image, indépendamment du contenu de son signal d'image utile. Ce signal de suppression de lignes a essentiellement une forme en paliers comportant, dans l'ordre, un premier palier, dit palier de garde, à un niveau appelé niveau de suppression, noté VSU, un deuxième palier, dit palier de synchronisation, à un niveau appelé niveau de synchronisation, noté VsyX et un troisième palier, dit palier de suppression, au niveau de suppression VSU Dans le cas général d'images en couleur, le signal d'image utile est un signal composite qui se décompose en une composante de luminance et en une composante de chrominance, et dans le cas d'images en noir et blanc, le signal d'image utile se réduit à sa composante de luminance. Les grandeurs caractéristiques d'un signal d'image sont en général préconisées par normalisation. Ainsi il est préconisé pour l'amplitude crête à crête du signal d'image, c'est-à-dire son niveau maximum, ou niveau de blanc, Vg, de sa composante de luminance, pris par rapport à son niveau minimum, ou niveau de son palier de synchronisation, une valeur nominale de 1 volt, se répartissant en 0,7 volt pour le niveau de blanc par rapport au niveau du palier de suppression et en 0,3 volt pour le niveau du palier de suppression par rapport au niveau du palier de synchronisation. Dans la mesure où le signal d'image a été traité par des circuits linéaires, cette répartition est conservée même en cas d'écart par rapport à ces valeurs nominales et la mesure du niveau du palier de suppression, par rapport au niveau du palier de synchronisation, permet alors, par comparaison du résultat de cette mesure à la valeur nominale correspondante attendue pour un niveau nominal crête à crête de 1 volt du signal d'image, de connaître le niveau crête à crête du signal d'image, et ceci indépendamment du contenu de son signal d'image utile. Deux exemples de réalisation de dispositifs permettant d'effectuer une telle mesure du niveau du palier de suppression, par rapport au niveau du palier de synchronisation, conformément au procédé ainsi exposé, sont représentés respectivement sur les figures 2 et 3. Dans ces deux exemples, une telle mesure est effectuée pour chaque ligne du signal d'image incident et le résultat est fourni sous forme de valeur moyenne des mesures ainsi effectuées successivement. Les dispositifs représentés sur les figures 2 et 3 comportent chacun des moyens 1 de filtrage passe-bas permettant, dans le cas d'images en couleur avec un signal d'image comportant une salve de chrominance SC superposée au niveau de suppression pendant les paliers de suppression, comme rappelé sur la figure 1, de supprimer cette salve. Dans chacun des deux dispositifs, les moyens de filtrage passe-bas 1 sont avantageusement précédés d'un amplificateur adaptateur d'impédance 2, et avantageusement suivis d'un amplificateur adaptateur d'impédance 3 permettant également d'amplifier le signal filtré, affaibli. Les dispositifs représentés sur les figures 2 et 3 comportent également des moyens 4 et 40 respectivement d'alignement des paliers de synchronisation du signal d'image issu des moyens de filtrage passe-bas 1, sur un même niveau, appelé niveau d'alignement, noté Vo, qui constitue le niveau de référence par rapport auquel est ensuite mesuré le niveau des paliers de suppression du signal d'image, cette mesure étant plus précisément effectuée, dans ces exemples de réalisation, au moyen d'un convertisseur analogique-numérique 5 commandé par un signal d'horloge d'échantillonnage He issu d'un moyen 6 d'extraction de signaux dits de synchronisation du signal d'image incident, et qui seront précisés ultérieurement. Le convertisseur analogique-numérique 5 est suivi d'un convertisseur numérique-analogique 7 et d'un filtre passe-bas intégrateur 8, afin de fournir un résultat qui soit une moyenne des différentes mesures ainsi effectuées successivement par le convertisseur analogique-numérique 5 pour les différentes lignes du signal d'image. Le résultat fourni par l'intégrateur 8, représentatif du niveau du palier de suppression par rapport à celui du palier de synchronisation, peut alors être appliqué à un circuit d'évaluation, non représenté, effectuant une comparaison de ce résultat avec la valeur attendue pour un niveau crête à crête du signal d'image égal au niveau crête à crête nominal (de 1 Volt). Un tel circuit d'évaluation peut comporter par exemple un convertisseur analogique numérique pour numériser le signal fourni par l'intégrateur 8 suivi d'une table de transcodage transcodant les échantillons ainsi obtenus en valeurs d'écart par rapport à cette valeur attendue ou bien encore en valeurs d'écart du niveau crête à crête du signal d'image traité par rapport au niveau nominal crête à crête de 1 Volt ou bien encore en valeurs absolues de niveau de palier de suppression ou de niveau crête à crête. L'opération d'alignement effectuée par les moyens 4, respectivement 40, est rendue nécessaire par le fait qu'au signal d'image incident est en général superposé un signal alternatif parasite à basse fréquence tel que le ronflement d'alimentation, et que même en l'absence d'un tel signal parasite, le traitement du signal d'image par des circuits comportant des composants actifs nécessite la présence, dans ces circuits, de condensateurs de liaison qui arrêtent la composante continue de ce signal et donc restituent un signal alternatif dont les paliers de synchronisation ne sont en général pas alignés. Suivant une première variante, qui fait l'objet de la figure 2, cette opération d'alignement est effectuée en une seule étape, de préférence au moyen d'un circuit réalisant une fonction de diode sans seuil, et en alignant les paliers de synchronisation du signal de suppression de lignes de préférence sur la valeur inférieure de la plage de codage du convertisseur analogique-numérique 5. Le schéma d'un montage réalisant une opération d'alignement au moyen d'un circuit réalisant une fonction de diode sans seuil est rappelé sur la figure 4. Ce montage comporte un condensateur de liaison 41 dont une première borne reçoit le signal incident et dont une deuxième borne est reliée à la cathode d'une diode sans seuil 44 dont l'anode est mise à un potentiel Vo, éventuellement nul, correspondant au niveau d'alignement souhaité. Le point commun au condensateur de liaison 41 et à la cathode de la diode sans seuil 44 est relié à l'entrée d'un circuit de charge tampon 45 constitué par exemple d'un amplificateur de gain 1 à forte impédance d'entrée et en sortie duquel est obtenu le signal de sortie du montage. La diode sans seuil 44 est constituée d'une diode 43 et d'un amplificateur opérationnel 42 dont la sortie est rebouclée sur l'entrée soustractive à travers la diode 43, avec l'anode de la diode 43 reliée à cette sortie et la cathode de la diode 43 reliée à cette entrée soustractive. Le point commun à la cathode de la diode 43 et à l'entrée soustractive de l'amplificateur opérationnel 42, qui constitue la borne de la cathode de la diode sans seuil 44, est relié à la deuxième borne du condensateur 41. L'entrée additive de l'amplificateur opérationnel 42, qui constitue la borne de l'anode de la diode sans seuil 44, est mise au potentiel VO. On rappelle brièvement le principe de fonctionnement d'un tel montage. Le signal appliqué en entrée du condensateur de liaison 41 étant la superposition d'une composante continue et d'une composante alternative, le signal en sortie du condensateur de liaison se stabilise à cette composante alternative. Le condensateur de liaison 41 se charge négativement pendant les paliers de synchronisation du signal de suppression de lignes et la diode 43 est alors passante, le potentiel obtenu au point commun au condensateur de liaison 41 et à la cathode de la diode 43 étant alors le potentiel Vo.Compte tenu de la forte impédance d'entrée de l'amplificateur opérationnel 42 et de l'amplificateur tampon 45, le condensateur de liaison 41 ne peut se décharger pendant la durée qui suit ces paliers de synchronisation, de sorte que la composante alternative qui est alors transmise par ce condensateur se trouve superposée à la composante continue V ainsi créée. o Comme indiqué précédemment le potentiel V correspond o avantageusement à la valeur inférieure de la plage de codage du convertisseur analogique-numérique 5. Suivant une deuxième variante de réalisation, qui fait l'objet de la figure 3, afin de renforcer l'efficacité de l'opération d'alignement, spécialement en présence d'un signal incident très perturbé, cette opération est réalisée, par les moyens 40, en deux étapes, une première étape appelée préalignement, effectuée par des moyens 4', et une deuxième étape appelée alignement effectuée par des moyens 4", avantageusement séparées par une opération d'amplification intermédiaire au moyen d'un amplificateur 9. Cette opération d'amplification intermédiaire permet de rendre l'alignement effectif même en présence d'un signal incident de faible niveau par rapport au niveau nominal de 1 volt crête à crête rappelé plus haut, plus précisément alors grâce aux moyens 4" situés en aval de l'amplificateur 9. Le gain de l'amplificateur 9 est en outre avantageusement déterminé de manière à faire sensiblement coïncider le niveau maximum admis du palier de suppression c'est-à-dire le niveau du palier de suppression ayant l'écart maximum admis par rapport à la valeur nominale de 0,3 volt rappelée ci- avant, à la limite supérieure V x de la plage de codage du convertisseur analogique-numérique 5. Cette opération d'amplification intermédiaire est avantageusement suivie d'une opération d'écrêtage permettant de faire entrer le signal ainsi amplifié dans les limites admises par le convertisseur analogique-numérique 5. Cette opération d'écrêtage est par exemple réalisée au moyen d'une diode, non représentée, disposée en sortie de l'amplificateur 9. On notera que l'amplificateur 9, à forte impédance d'entrée réalise en outre avantageusement la fonction de circuit tampon mentionné en regard de la figure 4. Dans le cas où l'alignement est ainsi effectué en deux étapes, c'est bien entendu la deuxième étape qui détermine le niveau d'alignement final. Les composants réalisant une fonction de diode sans seuil et rappelés ci-avant en regard de la figure 4 peuvent être réalisés en circuit intégré se présentant extérieurement sous forme d'un boîtier ayant des entrées/sorties de signaux et des entrées d'alimentation. Dans le cas où la tension appliquée, de façon interne au boîtier, à l'entrée "+" de l'amplificateur opérationnel 42, ne serait pas la tension d'alignement souhaitée Vo, mais une tension V1 différente de V0, ce qui poserait surtout un problème ainsi qu'il vient d'être vu pour les opérations d'alignement 4 et 4", l'invention prévoit en outre un moyen simple permettant d'obtenir néanmoins le niveau d'alignement souhaité. Ce moyen consiste à appliquer, à l'entrée de référence d'alimentation du boîtier, référencé 10 sur la figure 5, non pas la tension de référence ce qui constituerait le mode normal d'alimentation de ce boîtier, mais la tension de référence décalée d'une tension V0 -V1 , ce qui constitue le mode d'alimentation appelé mode d'alimentation modifié. Un exemple d'un tel boîtier est celui connu sous la référence LM1881, ayant pour fonction principale l'extraction de divers signaux de synchronisation d'un signal d'image et comportant une fonction préalable d'alignement. La tension de référence d'alimentation décalée de VO-V1 est fournie par une source de tension référencée 11 sur la figure 5. Cette source qui, ainsi qu'illustré sur cette figure, est une source de tension VO-V1 pour une tension de référence égale à 0 Volt, est avantageusement stabilisée en température, suivant un principe bien connu et non rappelée ici; on citera, à titre d'exemple, le circuit ayant pour référence + 723 qui permet de réaliser une telle stabilisation en température. Les autres éléments du dispositif suivant l'invention, amplificateurs, filtre basse-bas, convertisseur analogique-numérique, convertisseur numérique-analogique, filtre passe-bas intégrateur, sont également de principe bien connu, non rappelé ici. Les signaux dits de synchronisation dont il a été question plus haut pour l'élaboration du signal d'horloge d'échantillonnage appliqué au convertisseur analogique-numérique 5 consistent en l'occurence en un premier signal de synchronisation S1 qui présente des impulsions à la fréquence de répétition des lignes, et en phase avec les paliers de suppression des durées de suppression de ligne, par exemple coincidant sensiblement avec le milieu de ces paliers, et en un second signal de synchronisation S2 qui présente un niveau logique déterminé au cours des durées de suppression de trame, où les signaux de suppression transmis sont différents de ceux transmis pendant les durées de suppression de ligne, rappelés sur la figure 1, et utilisés suivant l'invention pour effectuer une mesure de niveau de signal d'image. Le signal d'horloge d'échantillonnage He est alors obtenu, e comme représenté sur les figures 2 et 3, en sortie d'une porte logique 12 qui reçoit, du moyen 6 d'extraction de signaux de synchronisation, les signaux S1 et S2, qui laisse passer le signal S1 en dehors des durées de suppression de trame, et qui le bloque pendant ces durées. Le moyen d'extraction de signaux de synchronisation est également de principe connu et non rappelé ici; on citera à titre d'exemple les circuits ayant pour référence LM1881, ou TDA 2593 permettant de réaliser une telle extraction. La forme des signaux obtenus en différents points des schémas des figures 2 ou 3 est montrée sur les diagrammes des figures 6 à 13, faits, à titre d'exemple, pour trois lignes successives d'un signal d'image incident ayant par exemple un niveau nominal pour la première ligne, un niveau inférieur au niveau nominal pour la deuxième ligne, un niveau supérieur au niveau nominal pour la troisième ligne, et des paliers de synchronisation non alignés pour ces trois lignes. La figure 6 montre la forme de ce signal d'image incident. La figure 7 montre la forme du signal correspondant en sortie des moyens de filtrage passe-bas 1. La figure 8 montre la forme du signal correspondant en sortie des moyens de préalignement 4'. La figure 9 montre la forme du signal correspondant en sortie de l'amplificateur intermédiaire 9 et après l'opération d'écrêtage mentionnée ci-avant. La figure 10 montre la forme du signal correspondant en sortie des moyens d'alignement 4". La figure 11 montre la forme du signal d'horloge d'échantillonnage He. La figure 12 montre la forme du signal en sortie du convertisseur numérique-analogique 6. La figure 13 montre la forme du signal en sortie de l'intégrateur 8. REVENDICATIONS 1 - Procédé de mesure de niveau de signal d'image, dans lequel ledit signal d'image se décompose temporellement en un signal dit signal d'image utile et en un signal dit signal de suppression, ledit signal de suppression comportant un signal de suppression de lignes comportant lui-même un palier dit de synchronisation et un palier dit de suppression, caractérisé en ce qu'il comporte une mesure de niveau de palier de suppression par rapport au niveau du palier de synchronisation, et une comparaison du résultat de cette mesure à une valeur nominale déterminée obtenue pour la valeur nominale du niveau crête à crête du signal d'image. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ladite mesure est effectuée sur plusieurs lignes successives du signal d'image incident. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, comportant des moyens de mesure du niveau des paliers de suppression par rapport au niveau des paliers de synchronisation, caractérisé en ce que, lesdits moyens de mesure comportent des moyens de conversion analogique-numérique (5) recevant le signal d'image incident et commandés par un signal d'horloge d'échantillonnage présentant des impulsions pendant les paliers de suppression 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination de valeur moyenne des résultats de mesures successives, comportant eux-mêmes des moyens de conversion numérique-analogique (7) disposés en sortie des moyens de conversion analogique-numérique (5) et suivis d'un filtre passe-bas intégrateur (8). 5 - Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont desdits moyens de mesure, des moyens de filtrage passe-bas (1) permettant notamment de supprimer les salves de chrominance superposées au niveau de suppression des paliers de suppression dans le cas d'images en couleur. 6 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, ledit signal d'image étant traité préalablement par des circuits arrêtant sa composante continue, et/ou un signal alternatif parasite étant superposé audit signal d'image, il comporte des moyens (4, 40) pour effectuer, préalablement à ladite mesure, une ou plusieurs opérations d'alignement des paliers de synchronisation du signal d'image incident sur un niveau VO dit niveau d'alignement. 7 - Dispositif selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que ledit niveau d'alignement coïncide sensiblement avec la limite inférieure de la plage de codage des moyens de conversion analogique-numérique. 8 - Dispositif selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce, que, dans le cas de deux opérations d'alignement, celles-ci sont séparées par une opération d'amplification intermédiaire, au moyen d'un amplificateur (9) de gain déterminé pour faire sensiblement coïncider un niveau de suppression ayant l'écart maximum admis par rapport à sa valeur nominale, avec la limite supérieure de la plage de codage des moyens de conversion analogique-numérique. 9 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lesdits moyens d'alignement comportent un condensateur de liaison (41) recevant le signal d'image incident par l'une de ses bornes et connecté par son autre borne à la cathode d'une diode sans seuil (44) dont l'anode est mise au niveau de tension VO. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que, ladite diode sans seuil étant réalisée en circuit intégré (10), permettant de réaliser un alignement sur un niveau V1 distinct du niveau VO, l'entrée de référence d'alimentation du boîtier dudit circuit intégré est alimentée avec un signal de niveau V0-V1 par rapport au niveau de référence.