Brevet FR2749467A1 — publié le 19971205

Procédé de synchronisation vis-à-vis du contenu d'un service dans une chaîne de transmission La présente invention concerne un procédé de synchronisation vis-à-vis du contenu d'un service dans une chaîne vidéo, et plus particulièrement de synchronisation d'images numériques de télévision. Dans le domaine de la télévision numérique, ou de la transmission d'images entre terminaux d'abonnés reliés à un réseau de télécommunications, il est souvent utile de synchroniser, en bout d'une chaîne numérique, des images provenant de deux sources d'image distinctes. Par exemple, dans le domaine de la télévision, la synchronisation de deux programmes, l'un national et l'autre local, permet des opérations de basculement d'un programme à l'autre à des instants très précis, dans un centre de télédiffusion local. De même, des opérations de téléchargement ou d'incrustation d'images utilisent la synchronisation d'images. Dans la technique antérieure, des procédés de synchronisation détectent les changements de plan dans des séquences d'images de télévision, afin de déterminer des repères temporels dans ces dernières et synchroniser des signaux, images, ou circuits numériques sur les séquences d'images de télévision. Ces procédés ne peuvent repérer que certains instants correspondant aux changements de plan. D'autres procédés, utilisés en particulier pour basculer d'un programme de télévision national émis par une régie nationale vers un programme local dans une régie locale, nécessitent soit une intervention humaine de façon à repérer manuellement des séquences d'images particulières, soit l'envoi depuis la régie nationale vers la régie locale d'un signal d'ordre synchrone avec le programme de télévision national. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à fournir un procédé de synchronisation automatique dans une chaine de transmission vidéo ou audio, simple à mettre en oeuvre en temps réel, et permettant de repérer n'importe quel instant dans un signal donné transmis dans la chaîne. A cette fin, un procédé de synchronisation visà-vis du contenu d'un service dans une chaîne de transmission transmettant un signal initial pour fournir, en bout de chaîne, un signal transmis,est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - insérer au moins une portion de signal de synchronisation prédéterminée dans le signal initial, afin que ladite portion de signal de synchronisation soit transmise dans ladite chaîne de transmission, de manière à fournir en bout de chaîne une portion de signal de synchronisation transmise, et - détecter la portion de signal de synchronisation transmise dans le signal transmis afin de synchroniser un signal particulier avec le signal transmis. Typiquement, la chaîne de transmission est une chaîne vidéo, le signal initial et le signal transmis sont des signaux vidéo, et la portion de signal de synchronisation est une image incluant des blocs avec des couleurs uniformes respectives. La portion de signal de synchronisation peut également être une imagette insérée dans une image dudit service et incluant de préférence des blocs avec des couleurs uniformes respectives. De préférence, la portion de signal de synchronisation transmise est détectée par comparaison d'histogrammes de portions du signal transmis avec un histogramme préalablement mémorisé de la portion de signal de synchronisation. Selon une autre réalisation de l'invention, ladite portion de signal de synchronisation est une portion de signal prédéterminée déjà comprise dans le signal initial et l'étape d'insertion d'au moins une portion de signal de synchronisation est supprimée. Selon un aspect de l'invention, ledit signal initial est un signal d'image d'un programme de télévision national, et ledit signal particulier est un signal d'image d'un programme de télévision local. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la figure 1 est un bloc-diagramme d'une chaine vidéo numérique utilisant le procédé de synchronisation conforme à la présente invention - la figure 2 montre une séquence d'images de synchronisation conformes à la présente invention ; et - la figure 3 montre un histogramme d'une image de synchronisation de la figure 2. En référence à la figure 1, une channe de transmission vidéo numérique comprend notamment une source d'image 1, un codeur d'image 2, un réseau de transmission RT, un décodeur 3 et un récepteur de télévision 4. La chaîne vidéo numérique inclut également des modulateur et démodulateur (non représentés) entre le codeur et le décodeur. La source d'image 1 est par exemple un magnétoscope numérique, ou une caméra associée à un convertisseur analogique/numérique. Typiquement, la source d'image 1 diffuse un programme, ou service, de télévision national PN reçu en bout de chaîne par un abonné au moyen du récepteur 4. Un signal d'image SI produit par la source d'image 1 est appliqué à l'entrée du codeur 2. Le codeur 2 est un codeur à réduction de débit, comprimant le signal d'image SI en un signal d'image codé SIc fourni en sortie du codeur. De manière connue, le codeur à réduction de débit effectue des opérations de prédiction, transformation en cosinus discrète, quantification et codage. Le signal codé SIc est transmis à travers le réseau de transmission RT vers le décodeur 3 et le récepteur 4 situés en bout de la chaîne vidéo numérique. Le décodeur 3 transforme le signal codé reçu SIc en un signal transmis décodé SId exploitable par le récepteur 4. Le décodeur 3 effectue en fait des opérations inverses de celles du codeur, c'est-à-dire notamment des transformation en cosinus discrète inverse, déquantification et décodage. Le signal d'image décodé SId en sortie du décodeur 3 est appliqué ensuite au récepteur 4 qui exploite et restitue les images diffusées par la source d'image 1. Selon l'invention, un moyen de réception en bout de chaîne vidéo comprend, outre le décodeur 3 et le récepteur 4, un circuit de synchronisation 5 et une source d'image locale 6. Le circuit de synchronisation 5, typiquement sous la forme d'un processeur vidéo numérique, reçoit également le signal d'image décodé SId et fournit à la source d'image locale 6 des premier et second signaux de commande SC1 et SC2 en fonction d'images de synchronisation détectées dans le signal SId, détaillées dans la suite. La source locale 6 délivre un signal d'image numérique SL, par exemple relativement à un programme de télévision local PL, à transmettre au récepteur 4 alternativement avec le signal d'image décodé SId, au moyen d'un commutateur à deux entrées SW, en fonction des signaux de commande SC1 et SC2. Le commutateur SW, commandé par le circuit de synchronisation 5, relie, dans un premier état El le décodeur 3 au récepteur 4, et dans un second état E2, la source locale 6 au récepteur 4. Le signal d'image SI produit par la source d'image numérique 1 comprend des séquences d'images d'information INF, et des séquences identiques d'images de synchronisation SYNC. Les séquences d'information INF représentent le contenu utile des images du programme de télévision PN. Les séquences de synchronisation SYNC contiennent des images prédéterminées, facilement détectables. Deux séquences SYNC successives sont séparées d'un nombre variable de séquences d'information INF. Chaque séquence SYNC constitue un repère temporel dans le signal d'image SI et le programme de télévision PN. Les séquences d'images SYNC sont ainsi codées par le codeur 2, pour être transmises à travers le réseau de transmission RT puis décodées dans le décodeur 3. Des séquences d'images de synchronisation décodées SYNCd, présentes dans le signal d'image décodé SId en alternance avec des séquences d'images d'information décodées INFd, sont détectées dans le circuit de synchronisation 5. Selon une première configuration du moyen de réception 3-6 en réponse à une première séquence d'images de synchronisation décodée SYNCd, le circuit de synchronisation 5 applique le premier signal de commande SC1 à la source d'image locale 6, et commande le commutateur SW au second état E2 de manière à relier la source locale au récepteur 4. Le récepteur 4 reçoit alors le signal d'image SL relatif au programme de télévision local PL délivré par la source locale 6 à travers notamment un codeur, un réseau de transmission local et un décodeur (désignés ensemble par 7), au lieu du signal d'image SId relatif au programme national PN provenant de la source d'image 1. Selon une seconde configuration du moyen de réception 3-6, en réponse à une seconde séquence d'images de synchronisation décodée SYNCd, identique à la première séquence de synchronisation décodée, le circuit 5 bascule le commutateur SW de manière à relier de nouveau le décodeur 3 au récepteur 4 et à fournir au récepteur le signal d'image SId relatif au programme de télévision PN, et applique le second signal de commande SC2 à la source locale 6 pour synchroniser cette dernière. Les première et seconde configurations décrites ci-dessus se succèdent alternativement, à des instants variables, afin d'alterner les programmes PN et PL fournis au récepteur 4 de l'abonné. La séquence de synchronisation SYNC est composée d'images repérables par le circuit de synchronisation 5. En référence à la figure 2, la séquence SYNC comprend, selon une première variante, cinq images de synchronisation IS1 à IS5. Chacune des images de synchronisation IS1 à IS5 est partitionnée en P blocs de pixel ayant chacun une couleur uniforme. Selon la figure 2, l'entier P est égal à 4 et chacune des images IS1 à IS5 est formée de sensiblement quatre rectangles. A titre d'exemple, l'image IS2 est formée de quatre blocs B21 à B24. L'évolution temporelle et spatiale des images de la séquence SYNC est "douce", c'est-à-dire d'une image à la suivante l'un quelconque des blocs varie faiblement en longueur, largeur et niveau de couleur (luminance et chrominance). En pratique, les variations des longueur, largeur et niveau de couleur d'un bloc d'une image de la séquence SYNC sont limitées par des seuils respectifs déterminés expérimentalement. Selon une seconde variante, la séquence de synchronisation SYNC comprend une seule image du type des images IS1 à IS5. Selon une troisième variante, la séquence SYNC est remplacée par une imagette insérée dans une image IM du programme PN. Cette imagette est typiquement constituée de blocs, de façon identique aux images IS1 à IS5. Grâce aux caractéristiques précédentes de la séquence de synchronisation SYNC, la séquence codée correspondante SYNCd en sortie du codeur 2 est très peu perturbée par le codage à réduction de débit et est ainsi indépendante du type de codeur, ce qui permet de la détecter facilement dans le circuit de synchronisation 5. La détection des images de synchronisation dans le circuit de synchronisation 5 est réalisée par comparaison d'histogrammes des images du signal d'image décodé SId avec des histogrammes de référence stockés dans une mémoire RAM incluse dans le circuit 5. Les histogrammes de référence sont les histogrammes des images de la séquence de synchronisation SYNC, c'est-à-dire des images ISl à IS5 selon la première variante. Les histogrammes de référence, ainsi que ceux des séquences SYNCd, ont une forme générale montrée à titre d'exemple à la figure 3, dans laquelle sur l'axe des abscisses sont portés les niveaux de luminosité, et sur l'axe des ordonnées la proportion du nombre de pixels correspondant. Un histogramme comprend P=4 maxima correspondant aux niveaux de luminosité respectifs xl à x4 de chacun des rectangles, ou blocs, dans l'image correspondante IS1 à IS5 de la figure 2. Chaque histogramme des images du signal SId entrant dans le circuit 5 est ainsi comparé aux cinq histogrammes de référence des images de synchronisation IS1 à IS5. La comparaison consiste par exemple en une recherche des maxima des histogrammes des images du signal SId et des comparaisons du nombre, de la position et de la valeur des maxima de l'histogramme de chaque image du signal SId respectivement avec le nombre, la position et la valeur des maxima des histogrammes de chaque image IS1 à IS5, avec des tolérances prédéterminées respectives. Lorsque les histogrammes de cinq images successives dans le signal SId sont considérés comme chacun égaux à l'histogramme de l'une des images de synchronisation IS1 à IS5, les cinq images successives précitées sont réputées être une séquence de synchronisation SYNCd. Selon la seconde variante, c'est-à-dire dans le cas où la séquence de synchronisation SYNC ne contient qu'une image, les histogrammes des images du signal décodé SId sont comparés à celui de l'image de la séquence SYNC de manière à détecter l'image de synchronisation décodée correspondante. Selon la troisième variante, des histogrammes des parties d'images du signal décodé SId correspondant à la partie d'imagette de l'image IM sont comparés à l'histogramme de l'imagette afin de détecter en sortie du décodeur une image contenant 1' imagette décodée. Selon une autre réalisation de l'invention, aucune séquence de synchronisation n'est insérée dans le signal d'image SI, mais des images du signal SI sont utilisées comme images de synchronisation. Ces images sont par exemple des images noires souvent présentes à l'enchaînement entre deux séquences d'images du signal SI. Ces images noires sont alors détectées par le circuit de synchronisation 5. Egalement, une image quelconque du signal SI à laquelle une "signature", c'est-à-dire un moyen d'identification, particulière a été associée peut être employée comme image de synchronisation. Cette dernière est détectée en sortie du décodeur par reconnaissance de la signature dans le circuit de synchronisation 5. La description ci-dessus de la synchronisation de deux programmes de télévision différents n'est produite qu'à titre d'exemple, pour illustrer une application du procédé conforme à la présente invention. I1 apparaîtra à l'homme du métier que tout type de signal ou circuit peut être synchronisé au moyen de la détection d'images de synchronisation prédéterminées dans un signal d'image. En outre, l'invention n'est pas limitée à une chaîne vidéo numérique, mais s'applique à tout type de chaîne de transmission, par exemple audio, numérique ou analogique. Les images sont alors remplacées par des portions de signal. REVENDICATIONS 1 - Procédé de synchronisation vis-à-vis du contenu d'un service (PN) dans une chaîne de transmission (2,RT,3) transmettant un signal initial (SI) pour fournir, en bout de chaîne, un signal transmis (SId), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - insérer au moins une portion de signal de synchronisation prédéterminée (SYNC) dans le signal initial (SI), afin que ladite portion de signal de synchronisation soit transmise dans ladite chaîne de transmission, de manière à fournir en bout de chaîne une portion de signal de synchronisation transmise (SYNCd), et - détecter la portion de signal de synchronisation transmise (SYNCd) dans le signal transmis (SId) afin de synchroniser un signal particulier (SL) avec le signal transmis (SId). 2 - Procédé conforme à la revendication 1, dans lequel la chaîne de transmission est une chaîne vidéo, le signal initial (SI) et le signal transmis (SId) sont des signaux vidéo, et la portion de signal de synchronisation est une image (IS1 - IS5) incluant des blocs (B21 - B24) avec des couleurs uniformes respectives. 3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, dans lequel la chaîne de transmission est une chaîne vidéo et la portion de signal de synchronisation est une imagette insérée dans une image (IM) dudit service (PN) et incluant de préférence des blocs avec des couleurs uniformes respectives. 4 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la portion de signal de synchronisation transmise (SYNCd) est détectée par comparaison d'histogrammes de portions du signal transmis (SId) avec un histogramme préalablement mémorisé de la portion de signal de synchronisation (SYNC). 5 - Procédé conforme à la revendication 1, dans lequel ladite portion de signal de synchronisation est une portion de signal prédéterminée déjà comprise dans le signal initial (SI) et l'étape d'insertion d'au moins une portion de signal de synchronisation est supprimée. 6 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit signal initial (SI) est un signal d'image d'un programme de télévision national (PN), et ledit signal particulier (SL) est un signal d'image d'un programme de télévision local (PL).