Brevet FR2711876A1 — publié le 19950505

Processeur de signaux vidéo La présente invention concerne un processeur de signaux vidéo comme, par exemple, un générateur de caractères vidéo. Dans les studios d'émission de télévision, des générateurs de caractères sont utilisés pour fournir des signaux de caractères qui sont superposés à un signal de télévision pour afficher une image sur un récepteur de télévision. Pour afficher un texte de haute qualité, une technique d'anticrénelage est utilisée pour filtrer numériquement le signal représentant chaque caractère, avant son utilisation. Ceci peut toutefois entraîner une vitesse de traitement plus lente que celle souhaitée dans certaines applications. Conformément à la présente invention, il est proposé un processeur de signaux vidéo dans lequel les signaux représentant des images sont soumis à un traitement d'anticrénelage avant affichage, le processeur comprenant des moyens pour 1) soumettre ces signaux à un premier traitement d'anticrénelage relativement lent afin de produire des images d'une qualité relativement élevée et 2) soumettre ces signaux à un second traitement d'anticrénelage relativement rapide afin de produire des images d'une qualité relativement plus faible; et des moyens pour effectuer une sélection entre les premier et second traitements. Le processeur de signaux vidéo est de préférence un générateur de caractères vidéo, et les signaux représentant des images représentent de préférence des caractères ou d'autres caractéristiques graphiques. Les buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple nullement limitatif en référence à la figure unique des dessins annexés, qui représente un schéma fonctionnel d'un exemple d'un générateur de caractères vidéo utilisant la présente invention. En se référent à cette figure unique, on peut voir un schéma fonctionnel d'un générateur de caractères vidéo du type fabriqué par Aston Electronic Designs Limited, à 123/127 Deepcut Bridge Road, Deepcut, Camberley, Surrey GU16 6SD, Angleterre, et appelé "MOTIF". Les images à afficher sont contenues dans un dispositif à deux mémoires d'images 1 comprenant deux mémoires d'images A et B à 32 binaires permettant des coupures en cours d'émission et des effets à réaliser entre deux pages de mémoire. Le dispositif de mémoires d'images est conçu pour présenter les deux trames de l'image simultanément à un interpolateur de mouvement 2. Ce dernier effectue une interpolation horizontale en prenant une somme pondérée de trois pixels adjacents sur la ligne en cours, et verticale en prenant une somme pondérée de valeurs de pixels correspondantes à partir de la ligne en cours de la trame en cours et des lignes situées de part et d'autre (dans l'autre trame). Grâce à une variation des pondérations, la sortie résultante place une image dans la page de sortie avec une précision inférieure au pixel (horizontalement) ou inférieure à la ligne de télévision (verticalement). De cette manière, il est possible de faire défiler ou avancer des légendes d'une manière régulière à n'importe quelle vitesse. La sortie de l'interpolateur de mouvement 2 est transmise à un convertisseur numérique/analogique (DAC) conventionnel et à un étage de sortie de traitement analogique 3 ainsi qu'à un étage de traitement de sortie numérique 4 conventionnel. Une mémoire d'image d'état séparée 5 à 32 binaires contient une image d'état en couleurs complète destinée à être affichée pour l'opérateur. La structure d'affichage décrite ci-dessus est commandée par un processeur d'affichage 6 mis en oeuvre à l'aide de composants à puces partielles. Le générateur est commandé par un microprocesseur 68030 7 ainsi que par un coprocesseur mathématique qui traite 16 Mo (mégaoctets) de mémoire, comprenant une antémémoire avant, une mémoire à disques et des moyens de communication avec l'opérateur et des périphériques extérieurs. Dans la pratique, le processeur central du générateur occupe trois unités d'espace de bâti et a une profondeur de 530 mm. Il comprend un fond de panier vertical à disposition tête-bêche dans lequel sont insérées quatre cartes Euro doubles (Double Euro Cards) ayant une profondeur de 280 mm, à l'avant, et deux autres cartes Euro doubles (Double Euro Cards) à l'arrière. Les quatres cartes avant comprennent la sortie vidéo; le dispositif de mémoires d'images 1; le processeur d'affichage 6; et le processeur central. Les deux cartes arrières comprennent les circuit de commande et les connecteurs femelles d'entrée et de sortie de vidéo/synchronisation; les interfaces parallèle et série; l'interface de réseau; et l'entrée clavier. L'unité électronique loge également une alimentation en énergie, deux unités de disques standard (une unité de disque dur de 127 Mo et une unité de disque souple 3,5"), plus une unité de disques Syquest de 44 Mo facultative à disques amovibles, un manipulateur codeur/générateur d'impulsions de synchronisation (SPG) et des sorties série et parallèle numériques conformes aux Recommandations du Comité Consultatif International des Radiocommunications (CCIR) 601 et 656. Deux options "Saisie Vidéo" (Video Grab) sont également disponibles, l'une capable de recevoir des images en VBR ou en clé plus Y/Pb/Pr, l'autre en formats parallèles et série 601. Un clavier 8 est prévu et il est possible de relier en chaîne les uns aux autres jusqu'à dix claviers à l'aide d'un câble vidéo de 75 ohm standard, jusqu'à 300 m maximum du processeur central. Les sorties vidéo sont fournies à la fois pour une mise en forme et une transmission. La sortie de mise en forme provenant d'un manipulateur 9 est fournie en VBR, tandis qu'une transmission peut être doté d'une configuration soit pour VBR soit pour la clé plus Y/Pb/Pr. Des sorties à synchronisation simultanée séparées, dérivées d'une source de synchronisation externe ou du générateur d'impulsions de synchronisation interne sont également fournies à la fois pour une mise en forme et une transmission. Il est prévu deux interfaces parallèle ainsi que deux interfaces série intelligentes qui, pour des applications de studios d'informations électroniques, peuvent être configurées pour un fonctionnement RF232 ou un fonctionnement RS422. Une interface Centronics parallèle peut être reliée à une imprimante pour imprimer des répertoires, etc. Une interface de réseau peut prendre en charge jusqu'à huit noeuds, ou jusqu'à 64 noeuds avec un matériel extérieur. Sur la base d'un Réseau de Calcul à Ressources Auxiliaires (ARCNET), le réseau peut permettre le transfert entre machines de fichiers de pages, de pages, d'images de logos et de caractères individuels. Un dispositif facultatif formé d'un codeur/SPG couleur "de synchronisation" 10 et d'un manipulateur 11 fournit deux sorties à clé (dont l'une est pourvue d'une dérivation de protection), deux sorties codées, deux sorties à synchronisation mixte de qualité émission (lorsqu'elles sont "synchronisées", c'est-à-dire synchronisées avec un signal de référence extérieur) et une sortie YC (S). Une sortie numérique facultative selon les Recommandations 601 et 656 du CCIR existe en deux versions: parallèle seulement (transmission et clé); et parallèle et série. L'option "Saisie Vidéo" existe pour des entrées provenant de sources VBR-clé plus Y/Pb/Pr, ou pour un format numérique parallèle/ série. Les caractères (ou les autres données graphiques) destinés à être traités et/ou affichés par le système sont introduits au niveau du clavier 8 ou à distance à partir de l'interface parallèle, série ou de réseau et chargés dans le système par l'intermédiaire d'une unité d'entrée/sortie 12. Le générateur de caractères affiche les caractères (ou les données graphiques) sous une forme anticrénelée afin de supprimer des phénomènes de crénelage visuels, tels que des "marches d'escalier" le long des lignes diagonales. Ceci s'effectue par un contrôle de l'intensité des pixels qui définissent les caractères d'une manière plus précise que par un simple "allumé" ou "éteint". L'intensité de chaque pixel peut être sélectionné d'une manière appropriée à partir de 256 niveaux d'intensité disponibles. La qualité du caractère perçu peut être jugée principalement à l'aide de deux critères: la "régularité" de toutes les lignes et courbes du caractère (par exemple, absence de "marches d'escalier"), et la stabilité visuelle du caractère (par exemple, absence de scintillement d'entrelacement). Par conséquent, le générateur peut réaliser un anticrénelage entre des lignes de balayage individuelles afin d'éviter un scintillement visuel susceptible de se produire du fait du procédé de régénération entrelacée grâce auquel une image de télévision est produite. La méthode grâce à laquelle l'anticrénelage est réalisé constitue le facteur principal qui détermine la qualité des caractères délivrés en sortie. Toutefois, comme cela a été décrit précédemment, des degrés supérieurs d'anticrénelage nécessitent des temps de traitement plus long. L'une des techniques d'anticrénelage standard consiste à restituer le caractère voulu suivant une taille supérieure à la taille requise (par exemple deux fois supérieure à la taille finale), mais d'une manière non anticrénelée. On ramène ensuite ce caractère de référence non anticrénelé à la taille requise en faisant passer sur lui un filtre bidimensionnel. Conformément à l'exemple de la présente invention, le processeur 68030 7 change les caractéristiques du filtre qui doit être utilisé par le générateur de caractères, ainsi que le taux de réduction requis de la hauteur de référence à la hauteur requise, de sorte que différentes qualités de caractères et, par conséquent, différentes vitesses de traitement peuvent être choisies par l'utilisateur. L'utilisateur peut par exemple choisir entre des caractères de haute qualité avec une vitesse de traitement relativement lente et des caractères de qualité inférieure avec une vitesse de traitement relativement rapide. Pour ce faire, le générateur doit disposer d'au moins deux techniques de traitement. Deux techniques de traitement nécessitant des vitesses de traitement différentes et produisant des caractères de qualités différentes vont maintenant être décrites à titre d'exemple. Selon une première technique relativement lente, un filtre de Gauss bidimensionnel est utilisé pour réduire l'image et produire un caractère de haute qualité. En supposant un taux de réduction tant en hauteur qu'en largeur entre le caractère de référence et le caractère anticrénelé, un filtre de Gauss bidimensionnel ayant une dimension de N pixels (en largeur) sur M lignes (en hauteur) est utilisé pour produire une somme pondérée sur une surface du caractère de référence. La valeur de cette somme pondérée au niveau d'un point particulier sert à donner l'intensité du pixel correspondant dans le caractère anticrénelé. Le filtre est appliqué tous les R pixels et toutes les R lignes à travers le caractère de référence pour produire la dimension de caractère anti-crénelé requise. Plus précisément, la somme pondérée W pour un pixel au niveau d'un point (x, y) du caractère anticrénelé est calculée à l'aide de l'équation suivante: M N 2 2 W) = F(x.+iy+j) M(h+iR.y+J) M N 2 2 dans laquelle: F(X Y) représente le poids du filtre au niveau d'un décalage (x, y) (il faut noter que (0, 0) correspond au centre du filtre); et M(X y) représente la valeur du pixel, ou son intensité, dans le caractère de référence au niveau de l'emplacement (x, y). M(^ y) ne peut avoir comme valeur que 0 ou 1, ce qui indique que le pixel est "éteint" ou "allumé". D'une manière caractéristique, les contraintes suivantes vont s'appliquer: N, M 2 R pour faire en sorte que tous les pixels de référence soient échantillonnés; et M 2 N pour aider à réduire le scintillement d'entrelacement. Le poids F du filtre de Gauss à x pixels et y lignes du centre du filtre peut être calculé à partir de l'équation suivante: F(x) = ke "42 dans laquelle: k est une constante d'échelle utilisée pour contrôler le poids total du filtre; e est la base logarithmique naturelle; et d est la distance, mise à l'échelle par une constante c, du centre du filtre à la position située à x pixels et y lignes du centre du filtre, donnée par: d = c x-+y2 Il est possible d'obtenir des qualités de caractère différentes et des vitesses de traitement différentes en faisant varier les constantes R, M, N, k et c ci-dessus. Une seconde technique relativement plus rapide (qui, d'une manière caractéristique, fournit une qualité inférieure) est une variante de la première technique et utilise un filtre plat et non un filtre de Gauss. Dans ce cas, tous les poids de filtre ont la même valeur de constante f, c'est-à-dire: F(xAy)f Dans cette technique, les valeurs correspondant à M et N seront, d'une manière caractéristique, inférieures aux valeurs équivalentes obtenues avec la première technique. L'opérateur peut effectuer, par exemple, à l'aide du clavier 8 un choix entre ces techniques ou, facultativement entre d'autres techniques pour réaliser un équilibre voulu entre vitesse de traitement et qualité des caractères. REVENDICATIONS 1. Processeur de signaux vidéo dans lequel des signaux représentant des images sont soumis à un anticrénelage avant affichage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour 1) soumettre ces signaux à un premier traitement d'anticrénelage relativement lent afin de produire des images destinées à être affichées de qualité relativement élevée et 2) soumettre ces signaux à un second traitement d'anticrénelage relativement rapide afin de produire des images destinées à être affichées de qualité relativement faible; et des moyens (8) pour effectuer une sélection entre les premier et second traitements. 2. Processeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier traitement d'anticrénelage comprend les étapes qui consistent à recevoir les données qui définissent les images avec une résolution supérieure à celle avec laquelle elles doivent être affichées, et à traiter les données reçues pour produire les images destinées à être affichées. 3. Processeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier traitement d'anticrénelage comprend l'étape qui consiste à appliquer un premier filtre aux données reçues. 4. Processeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier traitement d'anticrénelage comprend l'étape qui consiste à déterminer l'intensité d'un pixel d'une image destinée à être affichée en calculant la somme W des produits de 1) l'intensité de chaque emplacement correspondant des données reçues et 2) la valeur d'une première fonction de filtre appropriée à cet emplacement. 5. Processeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première fonction de filtre est une fonction de filtre de Gauss. 6. Processeur selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second traitement d'anticrénelage comprend les étapes qui consistent à recevoir les données qui définissent les images avec une résolution supérieure à celle avec laquelle elles doivent être affichées, et à traiter les données reçues pour produire les images destinées à être affichées. 7. Processeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second traitement d'anticrénelage comprend l'étape qui consiste à appliquer un second filtre aux données revues. 8. Processeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second traitement d'anticrénelage comprend l'étape qui consiste à déterminer l'intensité d'un pixel d'une image à afficher en calculant la somme W des produits de 1) l'intensité de chaque emplacement correspondant des données reçues et 2) la valeur d'une fonction de filtre appropriée à cet emplacement. 9. Processeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la fonction de filtre a une valeur constante pour tous les emplacements. 10. Processeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste en un générateur de caractère vidéo, et en ce que les signaux qui représentent les images comprennent des représentations de caractères ou d'autres caractéristiques graphiques.