Brevet FR2712450A1 — publié le 19950519

PROCEDE DE TRANSFORMATION D'UNE IMAGE VIDEO EN UNE IMAGE POUR MATRICE D'AFFICHAGE La présente invention a pour objet un procédé de transformation d'une image vidéo en une image pour matrice d'affichage. Ce procédé s'applique en particulier à la transformation d'une image fournie par une caméra CCD monochrome (diodes à couplage de charge) en une image pour matrice d'affichage type LCD (liquid crystal display). L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. L'invention est d'une application particulièrement avantageuse pour les dispositifs de centrage de verre. Dans toute la suite du texte, le terme "image" représente aussi bien l'image réelle i.e.la représentation physique réelle visible, que les signaux correspondant à cette image, et susceptibles de permettre la représentation de celle-ci sur un dispositif du type tube cathodique (tube CRT) ou matrice d'affichage. Une caméra connue de type CCD permet d'obtenir facilement une image vidéo au format CCIR ou EIA: elle est d'une utilisation simple et d'une structure compacte. Toutefois, l'image fournie n'est utilisable que sur un écran type écran cathodique. Ceci constitue un inconvénient, car ce type d'écran, s'il assure une bonne qualité d'image, est plus encombrant qu'un écran plat; le maintien d'une même image conduit à un phénomène d'incrustation. I1 présente aussi, lorsqu'il est utilisé pour des mesures, des inconvénients liés à la stabilité temporelle de l'image, et aux problèmes de parallaxe dus à l'épaisseur de la glace de l'écran et à sa forme bombée. Un écran de type LCD fournit une solution simple à ces problèmes: il est d'un encombrement réduit, n'est pas sujet aux incrustations si une image est maintenue pendant longtemps sur l'écran, ne pose pas de problèmes de parallaxe ou de dérive temporelle de l'image. Toutefois, il n'existe pas de système permettant d'afficher sur un écran LCD l'image fournie par une caméra CCD. Ce problème se pose en particulier dans le domaine de l'optique. I1 est nécessaire pour les opticiens de placer avec précision verres et lentilles par rapport aux supports destinés à les recevoir. Des machines existantes, telles que celles commercialisées par la demanderesse, permettent de visualiser sur un écran cathodique l'image d'un verre, en même temps que l'image de son support, et par exemple de sa monture. Ces machines fonctionnent avec une caméra type CCD, qui filme l'image que projette un verre sur un écran dépoli sous l'éclairage d'une lumière émise par une diode électroluminescente. L'image filmée par la caméra CCD est projetée sur un écran cathodique, et l'image de la monture correspondante est projetée en meme temps. Ce système pourrait encore être améliorée en utilisant un écran plat type LCD à la place du tube cathodique. Un des objets de l'invention est donc de fournir un dispositif susceptible de recevoir en entrée l'image fournie par une caméra CCD et de délivrer en sortie une image à destination d'un écran LCD. Les seuls dispositifs connus dans le domaine technique en cause sont des circuits contrôleurs graphiques pour matrice d'affichage LCD, qui permettent d'afficher sur une telle matrice une image au format VGA ou une image dans un format différent, et par exemple une image non VGA, non entrelacée, asynchrone. De tels circuits ne sont pas adaptés à recevoir en entrée une image au format CCIR ou EIA, telle que celle fournie par une caméra CCD. La présente invention propose une solution à ce problème, et permet de combiner les avantages d'une caméra type CCD monochrome et d'une matrice d'affichage du type LCD. L'invention a pour objet un procédé de transformation d'une image vidéo en une image dans un format VGA ou dans un autre format numérique pour écran type LCD (par exemple non VGA, non entrelacée, asynchrone), qui comporte les étapes consistant à: - séparer les informations de synchronisation trame et ligne de l'image vidéo des informations utiles des tra mes paire et impaire; - convertir lesdites informations utiles en signaux numé- riques correspondant aux trames paire et impaire; - écrire dans une mémoire paire les signaux numériques correspondant à une trame paire, ou dans une mémoire impaire les signaux numériques correspondant à une trame impaire, à une fréquence compatible avec celle du signal vidéo; - lire dans la mémoire impaire les signaux numériques correspondant à une trame impaire, ou dans la mémoire paire les signaux numériques correspondant à une trame paire, à une fréquence compatible avec celle du signal VGA ou celle du signal d'un autre format numérique pour écran type LCD; - reconstituer une image au format voulu, à partir des signaux ainsi lus. Dans un mode de mise en oeuvre du procédé, les étapes consistant respectivement à lire et à écrire s'effectuent simultanément respectivement dans l'une et dans l'autre desdites mémoires paire et impaire. Dans un autre mode de mise en oeuvre du procédé, l'image fournie est une image au format VGA, et l'étape consistant à lire s'effectue en lisant alternativement dans l'une ou l'autre desdites mémoires paire et impaire tous les signaux numériques correspondant à une trame. Dans encore un autre mode de mise en oeuvre du procédé, l'image fournie est une image non entrelacée, et l'étape consistant à lire s'effectue en lisant alternativement dans l'une ou l'autre desdites mémoires paire et impaire les signaux numériques correspondant à une ligne. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comportant: - un séparateur de signaux de synchronisation, recevant une image vidéo et fournissant en sortie d'une part les informations de synchronisation trame et ligne et d'autre part les informations utiles des trames paire et im paire; - un convertisseur analogique numérique recevant en entrée lesdites informations utiles; - des mémoires paire et impaire; - un contrôleur gérant l'écriture des signaux fournis par le convertisseur dans la mémoire paire ou dans la mé moire impaire; ledit convertisseur gérant aussi la lec ture dans la mémoire impaire ou dans la mémoire paire; - un dispositif de contrôle de l'affichage recevant les signaux lus dans les mémoires paire et impaire. Selon un mode de réalisation du dispositif, le dispositif de contrôle de l'affichage est un microprocesseur graphique pour matrice d'affichage. Selon un autre mode de réalisation du dispositif, le dispositif de contrôle de l'affichage est un composant acceptant en entrée des images VGA. Il est aussi possible que le dispositif comporte en outre un mélangeur vidéo. Dans un mode de réalisation, le contrôleur présente une première partie gérant l'écriture dans la mémoire paire ou dans la mémoire impaire à une fréquence compatible avec celle d'une image vidéo, et une deuxième partie gérant la lecture dans la mémoire impaire ou dans la mémoire paire, à une fréquence compatible avec celle de l'image de sortie. L'invention a enfin pour objet un appareil de centrage de verres, comprenant: - un ensemble fournissant une image vidéo du verre à cen trer; - un dispositif selon l'invention, transformant cette image vidéo en une image VGA ou dans un autre format numérique; - un dispositif d'affichage susceptible de recevoir une image VGA ou dans un autre format numérique; Cet appareil peut aussi comporter un ensemble fournis sant une image vidéo d'une monture et/ou d'une mire. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, donnée à titre d'exemple et en référence aux figures annexées qui montrent: - la figure 1, de façon très schématique, les différentes étapes du traitement des données dans le procédé selon l'invention. - la figure 2 un schéma synoptique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. - la figure 3 un schéma synoptique d'un deuxième mode de dispositif pour la mise en oeuvre du pro cédé selon l'invention. - la figure 4 un schéma d'une application de l'invention à un dispositif de centrage de verre. La figure 1 montre de façon très schématique, les différentes étapes de traitement du procédé selon l'invention. A l'étape 1, le signal vidéo au format CCIR ou EIA reçu est traité de façon à séparer les données "utiles" des données de synchronisation de trame et de synchronisation de ligne. Par données "utiles", on entend les données correspondant aux niveaux gris des pixels de chacune des lignes pour les trames paire et impaire, A l'étape 2, les données utiles obtenues à l'étape 1 sont numérisées dans un convertisseur analogique-numérique. On dispose donc, en sortie de l'étape 2, et de façon syn chrone au signal vidéo d'entrée, des données utiles des trames paires et impaires, numérisées. A l'étape 3, on écrit les données utiles obtenues à l'étape 2 dans une mémoire vive (mémoire RAM), paire ou impaire, selon la trame. Autrement dit, lorsque l'on obtient en sortie de l'étape 2 les données utiles numérisées de la trame paire, on les écrit dans la mémoire RAM paire, et quand on obtient en sortie de l'étape 2 les données utiles numérisées de la trame impaire, on les écrit dans la mémoire RAM impaire. Cette partie d'écriture de l'étape 3 s'effectue à une fréquence compatible avec celle du signal CCIR ou ElA fourni en entrée de l'étape 1. En même temps, à l'étape 3, on lit successivement ligne par ligne les données écrites dans les mémoires RAM paires et impaires non plus de façon synchrone avec le signal CCIR, mais à une fréquence compatible avec celle du microprocesseur graphique utilisé pour l'écran d'affichage. A l'étape 4, les données lues dans l'étape 3 sont utilisées par le microprocesseur graphique pour l'affichage sur l'écran graphique. Comme expliqué plus en détail en référence à la figure 2, ces données peuvent être stockées dans une mémoire RAM tampon avant leur affichage sur l'écran. La figure 2 montre un schéma synoptique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention. Le dispositif de la figure 1 comprend un séparateur de signaux de synchronisation 10. Le séparateur 10 re çoit sur son entrée 11 le signal vidéo CCIR ou EIA émis par exemple par une caméra CCD non représentée. Il fournit sur sa sortie 12 un signal numérique de synchronisation trame paire ou impaire et ligne, qui est obtenu à partir des signaux de synchronisation du signal vidéo CCIR. Sur sa sortie 13, le séparateur 10 fournit un signal analogique correspondant aux données utiles du signal vidéo reçu. La sortie du séparateur 10 est reliée à l'entrée 14 d'un convertisseur analogique numérique 15. Ce convertisseur analogique numérique 15 fournit sur une sortie 4 bits un signal numérique correspondant aux données utiles du signal CCIR reçu sur l'entrée du séparateur 10. La sortie du convertisseur 16 est synchrone du signal vidéo CCIR reçu sur l'entrée 11. Le dispositif de la figure 2 comprend un contrôleur 17. Ce contrôleur reçoit sur une entrée 18 les données provenant de la sortie 16 du convertisseur 15, et sur une entrée 19 les données de synchronisation provenant de la sortie 12 du séparateur 10. Le contrôleur 17 est relié d'une part à une mémoire vive ou mémoire RAM paire 20 et d'autre part à une mémoire vive ou mémoire RAM impaire 21; ces deux mémoires présentent une taille telle qu'elles peuvent stocker les données utiles correspondant à une trame. Le contrôleur 17 peut lire ou écrire dans chacune des mémoires RAM paire 20 et impaire 21. Le contrôleur présente en outre une sortie 22, reliée à une entrée 23 d'un microprocesseur graphique 24. Le microprocesseur graphique est susceptible de recevoir en entrée une image non entrelacée. Le microprocesseur graphique 24 est relié à une mémoire RAM tampon 25, et fournit sur sa sortie 26 un signal utilisable par une matrice d'affichage. Le dispositif de la figure 2 fonctionne de manière suivante. Le contrôleur 17 écrit ligne par ligne, soit dans la mémoire RAM paire 20, soit dans la mémoire RAM impaire 21, les données utiles reçues sur son entrée 18, à une fréquence compatible avec la fréquence du signal CCIR ou EIA. Le choix par le contrôleur 17 de la mémoire paire 20 ou impaire 21, s'effectue grâce aux informations de synchronisation trame et ligne reçues sur l'entrée 19. Les mémoires paire 20 et impaire 21 contiennent respectivement ainsi, ligne par ligne, les données utiles des trames paires et impaires. En même temps, le contrôleur 17 lit, ligne par ligne, dans les mémoires paires et impaires, les données utiles. Ces données utiles sont fournies sur la sortie 22, vers le microprocesseur graphique 24. On obtient ainsi, sur la sortie 22, ligne par ligne, une image non entrelacée. Le contrôleur 17 lit donc alternativement une ligne de données dans chacune des mémoires paire 20 et impaire 21. Cette lecture dans les mémoires 20 et 21 s'effectue à une fréquence choisie d'une part en fonction du microproces seur graphique 24 et d'autre part, en fonction de la fréquence d'écriture dans les RAM 20 et 21. Le microprocesseur graphique 24 reçoit sur son entrée 23, ligne par ligne, une image non entrelacée. Les données reçues sur l'entrée 23 sont stockées dans une mémoire RAM 25, et utilisée par le microprocesseur 24 pour l'affichage sur un écran type LCD non représentées. Le dispositif de la figure 2 permet ainsi de transformer l'image vidéo reçue sur l'entrée 11 en une image susceptible d'être affichée sur une matrice d'affichage type écran LCD. La figure 3 montre un schéma synoptique d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le dispositif de la figure 3 utilise un composant microprocesseur graphique de l'art antérieur, qui est conçu pour recevoir en entrée une image format VGA et pour fournir en sortie une image susceptible d'être affichée sur un écran plat type LCD. Le dispositif de la figure 3 comprend un mélangeur vidéo 30, qui reçoit sur une entrée 31 une image vidéo au format CCIR, et sur une entrée 32 une image vidéo correspondant à une mire. Le mélangeur vidéo 30, de façon connue en soi mélange les deux images, de façon à fournir sur une sortie 33 une image vidéo correspondant à la superposition des images reçues sur les entrées 31 et 32. Le mélangeur vidéo 30 est par exemple réalisé à l'aide d'un composant de type 74 HC 4066, de chez NS (National Semiconductor). L'image fournie par le mélangeur vidéo 30 est transmise à une entrée 35 d'un séparateur de signaux de synchronisation 34, qui fonctionne de façon analogue au séparateur 10 décrit en référence à la figure 2. Sur une sortie 36, le séparateur 34 fournit un signal numérique de synchronisation trame paire ou impaire et ligne. Sur une sortie 37, le séparateur 34 fournit un signal analogique correspondant aux données utiles du signal vidéo reçu sur l'entrée 35. Le séparateur vidéo peut être réalisé à l'aide d'un composant LM 1881 de chez NS par exemple. La sortie 37 du séparateur 34 est reliée à l'entrée 38 d'un convertisseur analogique numérique 39, qui fournit sur une sortie 40 sur 4 bits un signal numérique correspondant. On peut utiliser pour le convertisseur analogique numérique 39 un circuit TDA 8709 de chez Philips, ou tout autre circuit analogue. Les signaux numérique émis sur la sortie 40 sont fournis à l'entrée 41 d'un dispositif de lecture-écriture 42. Ce dispositif de lecture-écriture 42 est relié à deux mémoires RAM de 256 Kx4 octets dans lesquelles il peut accéder soit en lecture, soit en écriture. En mode écriture, le dispositif de lecture-écriture 42 écrit dans l'une ou l'autre des mémoire RAM 43, 44 les informations présentes sur son entrée 41. En mode lecture, le dispositif 42 de type 74 HC 244 de chez NS fournit sur une sortie 45 sur 4 bits les informations lues dans l'une ou l'autre des mémoires RAM 43,44. Le choix du mode écriture ou lecture du dispositif 42 s'effectue grâce à deux entrées de commande 46,47, qui permettent de choisir, pour chacune des RAM 43,44, les modes de lecture ou écriture. Le dispositif 42 est par exemple réalisé à l'aide d'un composant du type 74 HC 244 de chez NS, relié aux mémoires RAM 43,44 sur 4 bits. Le fonctionnement du dispositif 42 est commandé par un contrôleur 48. Ce contrôleur 48 reçoit sur une entrée 49 le signal numérique de synchronisation trame et ligne provenant de la sortie 36 du séparateur 34. Le contrôleur 48 émet sur deux sorties 50 et 51 respectivement des signaux de commande vers les entrées de commande 46,47 au dispositif de lecture écriture 42. Enfin, le contrôleur 48 fournit sur une sortie 52 des signaux de synchronisation. Le contrôleur 48 est réalisé par un circuit semi-personnalisé, à cellules prédéfinies du type commercialisé sous la marque XILING. Le dispositif de la figure 3 comprend enfin un composant de l'art antérieur. Ce composant reçoit en entrée une image au format VGA, et fournit en sortie 54 des signaux pour écran LCD. Les signaux d'image VGA proviennent d'une part de la sortie 45 du dispositif de lecture écriture 42, et d'autre part de la sortie 52 du contrôleur 48. Le composant 53 est couplé à une mémoire RAM 55 de stockage. Le dispositif de la figure 3 fonctionne de la façon suivante. Les informations de synchronisation trame et ligne du signal vidéo d'entrée sont présentes, sous forme numérique sur l'entrée 49 du contrôleur 48. Les informations des trames paires ou impaires vidéo, numérisées, sont présentes sur l'entrée 41 du dispositif de lecture écriture 42. Le contrôleur 48 présente une première partie qui fonctionne à une fréquence compatible avec celle du signal vidéo et qui gère l'écriture dans les RAM paires et impaires 43 et 44. Pour cela le contrôleur 48, en fonction des signaux de synchronisation trame et ligne reçus sur son entrée 49 gère les compteurs de ligne pour la génération des adresses d'écriture dans les RAM paire 43 et impaire 44 et gère les signaux de commande émis sur les sorties 50 et 51. Le contrôleur 48 présente en outre une deuxième partie, qui fonctionne à une fréquence compatible avec la fréquence du signal VGA que le composant 53 doit recevoir, et qui gère la lecture dans les RAM paire 43 et impaire 44. Le contrôleur 48 genère sur sa sortie 52 des signaux de synchronisation VGA, il incrémente des compteurs de ligne pour la génération des adresses de lecture dans les RAM paire 43 et 44, et des signaux de commande correspondants. La sortie 45 du dispositif 42 et la sortie 52 du contrôleur 48 fournissent au composant 53 un signal format VGA. Le contrôleur 48 gère les cycles de lecture et d'écriture dans les RAM paire et impaire 43,44, de façon à écrire dans l'une des RAM les informations provenant du convertisseur analogique numérique, tout en lisant dans l'autre RAM les informations à transmettre vers le composant 53. La figure 4 montre un schéma d'une application de l'invention à un dispositif de centrage de verre. Le dispositif de centrage de verre de la figure 4 comprend un premier ensemble 60, qui fournit une image vidéo au format CCIR du verre à traiter. Typiquement, l'ensemble 60 comprend un support sur lequel est posé le verre à traiter, un dispositif d'éclairage de ce verre et une caméra CCD qui filme une image du verre. Le dispositif de la figure 4 comprend en outre un ensemble 61 lecteur de monture, qui permet d'obtenir une image vidéo d'une monture donnée. Des appareils de ce type sont connus dans l'art antérieur. Le dispositif de la figure 4 comprend aussi un ensemble 62 qui genère un signal vidéo de mire. Les signaux vidéo générés par les ensembles 60, 61 et 62 sont fournis à un dispositif 63, du type de celui de la figure 3. Le dispositif 63 est analogue à celui décrit en référence à la figure 3, à celà près que le mélangeur vidéo 30 présente trois entrées de façon à pouvoir mélanger les signaux vidéo provenant des trois ensembles 60, 61 et 62. Le dispositif 63 génère une image pour écran type LCD qui superpose les images du verre à traiter, de la monture et de la mire. Cette image est transmise pour affichage à une matrice d'affichage 64. Bien entendu, la présente invention n' est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. En particulier, le mélange des images du verre, de la monture et de la mire s'effectue dans le dispositif de la figure 4 grâce à un mélangeur vidéo. Il est tout à fait possible selon l'invention d'ajouter l'image de la monture ou de la mire au niveau du composant 53 de la figure 3, ou en écrivant dans les RAM paire et impaire 43, 44 de la figure 3. Enfin, si on a décrit le cas d'une image VGA et d'une image non entrelacée, il est possible, grâce à l'invention, d'obtenir une image numérique dans un autre format, tout en restant dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1.- Procédé de transformation d'une image vidéo en une image dans un format VGA ou dans un autre format numérique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: - séparer (1) les informations de synchronisation trame et ligne de l'image vidéo des informations utiles des trames paire et impaire; - convertir (2) lesdites informations utiles en signaux numériques correspondant aux trames paire et impaire; - écrire (3) dans une mémoire paire les signaux numériques correspondant à une trame paire, ou dans une mémoire impaire les signaux numériques correspondant à une trame impaire, à une fréquence compatible avec celle du signal vidéo; - lire (4) dans la mémoire impaire les signaux numériques correspondant à une trame impaire, ou dans la mémoire paire les signaux numériques correspondant à une trame paire, à une fréquence compatible avec celle du signal VGA ou celle du signal d'un autre format numérique; - reconstituer une image au format voulu, à partir des signaux ainsi lus. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites étapes consistant respectivement à lire et à écrire s'effectuent simultanément respectivement dans l'une et dans l'autre desdites mémoires paire et impaire. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'image fournie est une image au format VGA, et en ce que ladite étape consistant à lire s'effectue en lisant alternativement dans l'une ou l'autre desdites mémoires paire et impaire tous les signaux numériques correspondant à une trame. 4.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'image fournie est une image non entrelacée, et en ce que ladite étape consistant à lire s'effectue en lisant alternativement dans l'une ou l'autre desdites mémoires paire et impaire les signaux numériques correspondant à une ligne. 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant: - un séparateur de signaux de synchronisation (10; 34), recevant une image vidéo et fournissant en sortie d'une part (12; 36) les informations de synchronisation trame et ligne et d'autre part (13; 37) les informations utiles des trames paire et impaire; - un convertisseur analogique numérique (15; 39) recevant en entrée lesdites informations utiles; - des mémoires paire (20; 43) et impaire (21; 44); - un contrôleur (17, 48) gérant l'écriture des signaux fournis par le convertisseur (15; 39) dans la mémoire paire (20; 43) ou dans la mémoire impaire (21; 44); ledit contrôleur gérant aussi la lecture dans la mémoire impaire (21; 44) ou dans la mémoire paire (20; 43); - un dispositif de contrôle de l'affichage (24; 53) rece vant les signaux lus dans les mémoires paire (20; 43) et impaire (21; 44). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle de l'affichage est un microprocesseur graphique (24) pour matrice d'affichage. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle de l'affichage est un composant (53) acceptant en entrée des images au format VGA. 8.- Dispositif selon l'une quelconques des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un mélangeur vidéo (30). 9.- Dispositif selon l'une quelconques des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ledit contrôleur (17, 48) présente une première partie gérant l'écriture dans la mémoire paire (20; 43) ou dans la mémoire impaire (21; 44), à une fréquence compatible avec celle d'une image vidéo, et une deuxième partie gérant la lecture dans la mémoire impaire (21; 44) ou dans la mémoire paire (20; 43), à une fréquence compatible avec celle de l'image de sortie. 10.- Appareil de centrage de verres, comprenant: - un ensemble (60) fournissant une image vidéo du verre à centrer; - un dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, transformant cette image vidéo en une image VGA ou dans un autre format numérique; - un dispositif d'affichage (64) susceptible de recevoir une image VGA ou dans un autre format numérique. 11.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ensemble (61, 62) fournissant une image vidéo d'une monture et/ou d'une mire.