Brevet FR2750279A1 — publié le 19971226

Procédé et dispositif de modification de la fréquence-trame d'un signal de télévision La présente invention concerne un procédé de génération d'images de télévision ayant une fréquence-trame F2 à partir d'images sources ayant une fréquence-trame F1 différente de F2. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, comportant une unité d'acquisition destinée à recevoir des signaux Hsync de synchronisation de lignes et des signaux Vsync de synchronisation de trames constituant les images sources, une unité de déflexion destinée à fournir des signaux H2sync de synchronisation de lignes et des signaux V2sync de synchronisation de trames constituant les images générées, et au moins un moyen de mémorisation des lignes utiles représentant la luminance et la chrominance des images sources. L'invention concerne notamment un procédé et uri dispositif de génération d'images de télévision en norme 100 Hz (respectivement 120 Hz) à partir d'images en norme 50 Hz (respectivement 60 Hz). La génération d'images en norme 100 Hz à partir d'images en norme 50 Hz vise à atténuer l'effet flicker de l'image, aussi bien horizontal que vertical, par un traitement AABB ou ABAB et consiste à transformer un balayage originel de type 625/50/1:2 en un balayage du type 625/100/1:2. Ainsi pour un nombre de lignes entrelacées identiques (625 ou 525), la fréquence de balayage trame est doublée, ce qui implique une multiplication par deux de la fréquence de balayage ligne. Comme cela est schématisé à la figure 1 a, selon le standard actuel relatif aux signaux TV, en norme 50 Hz, une image de télévision est composée de deux trames entrelacées de 312,5 lignes, ayant chacune une durée de 64,ps. Chaque trame commence par 22 lignes de suppression trame (blanking en langue anglaise) suivies de 288 lignes actives, suivies de 2,5 lignes de préégalisation. En norme 60 Hz, comme cela est schématisé à la figure 1 b, l'image est composée de deux trames entrelacées de 262,5 lignes, ayant chacune une durée de 64 ls. Chaque 2 2750279 trame commence par 16 lignes de blanking suivies de 244 lignes actives, suivies de 2,5 lignes de préégalisation. En pratique, les normes définies ci-dessus sont plus ou moins respectées. D'une part, certains paramètres, tels que par exemple le nombre de lignes, peuvent évoluer d'une trame à l'autre de l'image et, d'autres part, les signaux de synchronisation des trames sont liés au matériel vidéo les produisant (émission TV standard, émission TV satellite, console de jeux, magnétoscopes, CD Vidéo,...). Même si ces appareils respectent une norme donnée, les signaux de synchronisation des retours de trames et de lignes, qui devraient être périodiques pour un mode de fonctionnement donné, ne le sont généralement pas d'un appareil à l'autre, ou pour des modes de fonctionnement différents d'un même appareil. En outre, ces signaux peuvent être absents ou trop rapprochés d'une trame à l'autre, ce qui a pour conséquence de provoquer des erreurs de synchronisation des lignes constituant les images générées à partir des images sources. Le but de l'invention est de réaliser un procédé et un dispositif permettant d'obtenir, à partir d'images délivrées par des sources diverses, des images formées de trames dont le nombre de lignes est identique au nombre de lignes des trames constituant les images sources. Selon le procédé de l'invention, on extrait, des trames constituant les images sources, les lignes utiles représentant les informations de luminance et les informations de chrominance ainsi que les signaux de synchronisation HsYnc et Vsync respectivement des lignes et des trames desdites images sources, on mémorise les informations extraites à une fréquence fl, on compte le nombre de lignes constituant chaque trame, on compte le nombre de pixels constituant ces lignes, on mémorise ce nombre de pixels, on utilise, d'une part, les signaux HsYc et VsYnc et, d'autre part, le nombre de lignes constituant chaque trame reçue et le nombre de pixels constituant ces lignes, pour générer des signaux de synchronisation de lignes H2sync à une fréquence f2 différente de fl, et des signaux de synchronisation de trames V2sync à la fréquence F2. 3 2750279 Grâce au procédé selon l'invention, on réalise un mécanisme général de modification des fréquence-trames des images reçues capable de s'adapter automatiquement en cas de variations du nombre de lignes de deux trames successives ou en cas d'une variation du nombre de s pixels d'une ligne desdites trames reçues. Selon une caractéristique importante du dispositif de l'invention, I'unité d'acquisition comporte des moyens pour asservir la synchronisation des trames constituant les images à générer au nombre io de lignes utiles des trames constituant les images sources. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles: les figures l a et l b représentent schématiquement le signal utile d'une image reçue respectivement selon la norme 50 Hz et selon la norme 60 Hz; la figure 2 illustre schématiquement un procédé classique de génération d'images ayant une fréquence-trame de 100 Hz à partir d'images sources ayant une fréquence-trame de 50 Hz; la figure 3 représente un schéma-bloc d'un dispositif de génération d'images en norme 100 Hz selon l'invention; la figure 4 représente un schéma-bloc d'une unité d'acquisition intégrée au dispositif selon l'invention; la figure 5 représente un schématiquement un schéma-bloc d'une unité de déflexion intégrée au dispositif selon l'invention; la figure 6 représente un chronogramme illustrant un cas de transition d'une trame paire à une trame impaire d'une image reçue la figure 7 représente un chronogramme illustrant un cas de transition d'une trame impaire à une trame paire de l'image reçue la figure 8 représente un chronogramme illustrant la génération de signaux de synchronisation des trames des images 100 Hz produites par le dispositif de la figure 3; les figures 9 et 10 représentent un exemple de chronogramme illustrant l'asservissement de unité de déflexion par l'unité d'acquisition représentées à la figure 3. 4 2750279 Les définitions suivantes sont utilisées dans la suite de cette description afin d'en faciliter la compréhension: - Ligne vidéo: I'ensemble des pixels résultant de l'échantillonnage du signal vidéo limité temporellement par 2 fronts avant successifs du retour ligne. Chaque ligne a pour durée 64 ls, le signal vidéo 50 Hz ou 60 Hz est échantillonné à 13,5 MHz, il en résulte que chaque ligne sera constituée de 864 pixels. - Signal utile: partie du signal vidéo représentant la luminance et la chrominance d'une image. - Ligne utile: toute ligne vidéo qui comporte un signal utile. Le procédé selon l'invention a pour but de générer des images, ayant une fréquence-trame F2, à partir d'images sources, ayant une fréquence-trame F1. A cet effet, on extrait, des trames des images sources, les lignes utiles représentant les informations de luminance et les informations de chrominance ainsi que les signaux de synchronisation Hsync et Vsync respectivement des lignes et des trames desdites images sources, on mémorise les informations extraites à une fréquence fl, on compte le nombre de lignes constituant chaque trame, on compte le nombre de pixels constituant ces lignes, on mémorise ce nombre de pixel, on utilise d'une part les signaux Hsync et Vsync et, d'autre part, le nombre de lignes constituant chaque trame reçue et le nombre de pixels constituant ces lignes pour générer des signaux de synchronisation de lignes H2sync à une fréquence f2 différente de fl, et des signaux de synchronisation de trames V2sync, à la fréquence F2. Dans le cas de l'exemple relatif au passage de la norme 50 Hz à la norme 100 Hz, la valeur de la fréquence f2 est double de celle de la fréquence fl. Cette dernière vaut 13,5 MHz. Selon une caractéristique importante du procédé de l'invention, pour une trame reçue, de rang i, ayant un nombre de lignes LC,, on génère deux trames ayant respectivement un nombre de lignes Ici et un nombre de lignes Ic'1 de manière à réaliser les conditions suivantes Ici + Ic'i = 2*LCi 2750279 et Ici = Ic'i = LCi. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre par un dispositif comportant une unité d'acquisition 2 destinée à recevoir les signaux Hsync de synchronisation de lignes et les signaux Vsync de synchronisation de trames des images sources, une unité de déflexion 4 destinée à fournir des signaux H2sync de synchronisation de lignes et des signaux V2sync de synchronisation de trames des images générées, au moins un moyen de mémorisation (6, 8) des lignes utiles représentant la luminance et la chrominance images sources. Selon une caractéristique importante de ce dispositif, I'unité d'acquisition 2 comporte des moyens (6, 8) pour asservir la synchronisation des trames constituant les images générées au nombre de lignes utiles des trames constituant les images sources. Comme on peut le voir sur la figure 4, ces moyens d'asservissement de synchronisation sont constitués par un premier moyen de comptage 10, synchronisé sur la première fréquence d'horloge fl, et destiné, d'une part, à compter le nombre Pr de pixels constituant une ligne d'une trame reçue, et d'autre part, à détecter une éventuelle absence de signal Hsync de synchronisation de ligne, un deuxième moyen de comptage 12 réinitialisé à la fin de chaque trame reçue et destiné à fournir à l'unité de déflexion le nombre de lignes Is séparant deux trames reçues successives et un troisième moyen de comptage 14 destiné, d'une part, à délivrer des impulsions de synchronisation d'un signal Mt généré par l'unité d'acquisition et destiné à indiquer le milieu des trames reçues, et d'autre part, à détecter une éventuelle absence de signal de synchronisation Vsync. Comme on peut le voir sur la figure 5, I'unité de déflexion 4 comporte un quatrième moyen de comptage 20 du nombre de pixels pg constituant une ligne vidéo d'une trame générée, ce moyen de comptage est synchronisé sur la deuxième fréquence d'horloge f2 et est réinitialisé périodiquement lorsque son contenu atteint la. valeur du nombre Pr, un cinquième moyen de comptage 22 destiné à compter le 6 2750279 nombre de lignes 1g d'une trame générée, ce cinquième moyen de comptage étant réinitialisé soit par le signal Mt, soit par un signal V'2syn, d'auto-réinitialisation généré par un moyen générateur d'impulsions 24 recevant à une entrée 26 le nombre 1I et à une entrée 28 le nombre Ig, et délivrant à une sortie 29 ledit signal V'2syn, lorsque les nombres Is et Ig sont égaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier moyen de comptage 10 génère des signaux Hsync+1/2, Hsync+1/4 et Hsync+3/4 issus 1o d'un décodage de la position spatiale dans une ligne d'une trame reçue, et destinés respectivement à synchroniser le décodage du pixel situé au milieu de ligne, le décodage du premier pixel situé au premier quart de ligne et le décodage du premier pixel situé au dernier quart de ligne. En outre, les signaux Hsync+1/4, Hsync+3/4 sont utilisées pour synchroniser respectivement le comptage du nombre de lignes d'une trame paire, et le comptage du nombre de lignes d'une trame impaire comme cela est illustré aux figures 6 et 7. En fonctionnement, comme on peut le voir sur la figurer 4 I'unité d'acquisition reçoit les signaux de synchronisation Hsync et Vsync extraits, de façon connue en soi, d'un signal vidéo composite représentant l'image reçue. Les signaux Hsync et Vsync sont des impulsions rectangulaires périodiques. Le front arrière du signal Hsync détermine la référence temporelle de la période de ligne tandis que le front arrière du signal Vsyns détermine l'instant significatif de la synchronisation de trame. Chaque ligne a un durée de 64 ps et est échantillonnée à une fréquence égale à 13,5 MHz en 864 pixels indépendamment de la norme de l'émission. Les impulsions Hsync initialisent le moyen de comptage de pixels 10. En cas d'absence d'une impulsion Hsync ce moyen de comptage de pixels 1 0 s'auto-initialise automatiquement lorsque le nombre de pixels comptés Pr atteint la valeur 864 et délivre une impulsion de pseudo- synchronisation H'sync. Cette impulsion H'syns apparaît avec un retard d'un cycle, et réalise l'incrémentation des moyens de comptage de 12 et 14. Si les lignes de l'image reçue ont une durée dr inférieure à 64,ps, les retours lignes seront rapprochés. Dans ce cas, comme le moyen de comptage 10 est asservi au retour ligne qui coïncide avec le comptage de 7 2750279 864 pixels, il est automatiquement réinitialisé à la même période que les véritables retours lignes et une impulsion H',ync est produite de manière synchrone avec ces véritables retours lignes. Il en résulte que les moyens de comptages de lignes 10 et 14 seront bien incrémentés. Toutefois, le moyen de comptage 10 compte pendant une durée de 64 lis correspondant au nombre de pixels par ligne. Par conséquent, en cas d'absence de signal synchronisation ligne Hsyc et si les lignes précédentes sont de durée inférieure à 64 ls, le signal utile de la prochaine ligne sera mal mémorisé puisque le début supposé de cette ligne est décalé par rapport au retour ligne prévu. Ceci reste vrai pour toute les lignes suivantes de l'image reçue dont l'impulsion Hsync n'est pas générée. Cependant dès la génération d'une impulsion H',vnc le moyen de comptage 10 est réinitialisé produisant un repositionnement correct du signal utile reçu. En effet, comme on peut le voir à la figure 4, les impulsions Hsync reçues et H'sync générées par l'arrivée en butée du moyen de comptage 10 sont appliquées simultanément à l'entrée d'une porte logique OU portant la référence 30. Il en résulte qu'en fonctionnement standard (pas d'absence d'une impulsion Hsync), l'une des impulsions H.ync et H'sync commande l'incrémentation des moyens de comptage de lignes 12 et 14. Ainsi, le moyen de comptage de lignes 14 est totalement asservi aux salves de retours ligne de l'image reçue, et le moyen de comptage 12 est asservi aux salves de retours trame de l'image reçue. Ce moyen de comptage 1 2 compte, à partir de zéro, le nombre entier de lignes Is séparant deux trames successives, et la valeur qu'il atteint définit le nombre de lignes des trames 100 Hz générées. Notons que pour permettre l'entrelacement des trames, le nombre de lignes Ir par trame reçue est un multiple impair de demilignes. Sa valeur maximale est notée INT(Is), o INT(Is) représente un nombre entier compris entre Is-l et Is, Is étant le nombre de lignes séparant deux trames successives. L'initialisation du moyen de comptage 12 coïncide avec la première des impulsions Hsync+1/4, ou Hsync+3/4 qui synchronise le retour trame de l'image reçue. L'incrémentation de ce moyen de comptage 12 est obtenue soit par une impulsions Hsync+114, si la trame reçue est paire, soit par l'impulsion Hsync+3/4, si la trame reçue est 8 2750279 impaire, comme cela est illustré schématiquement, respectivement, par les figures 6 et 7. Ainsi, quelle que soit la parité de la trame reçue, le moyen de comptage 12 compte toujours le même nombre de lignes. Dans le cas de la norme 50 Hz, o chaque trame est composée de 312,5 lignes, le moyen de comptage 12 commence à zéro et compte alors 312 lignes aussi bien pour une trame reçue paire que pour une trame reçue impaire. A chaque retour trame Vsync, la valeur atteinte par ce moyen de comptage 12 est transférée, à l'unité de déflexion via un registre de sauvegarde RS, non représenté. Cette valeur est ensuite utilisée pour générer des impulsions de retour trame V2sync des trames de l'image générée. Notons que la valeur atteinte par le moyen de comptage 12 n'est transférée au registre de sauvegarde RS que si elle est comprise entre les deux valeurs limites 234 et 340. En effet, pour certains appareils vidéo (magnétoscopes par exemple) le nombre de lignes par trame peut varier tout en restant compris entre ces valeurs limites. Si la valeur atteinte par le moyen de comptage 12 avant réinitialisation est trop différente pour deux trame successives, cela signifie qu'il y a un dysfonctionnement temporaire qui provient, soit d'une absence d'impulsion de retour trame Vsync, si ladite valeur atteinte est supérieure à 340 lignes, soit d'un changement de chaîne d'émission si cette valeur atteinte est inférieure à 234 lignes. Dans ce cas, afin de garder une certaine continuité dans la taille des images générées, la valeur atteinte par le moyen de comptage 12 n'est pas transférée dans le registre de sauvegarde RS. Dans le cas contraire, cette valeur est utilisée pour asservir la synchronisation des trames générée de manière à réaliser la relation Ici + Ic'i = 2*LCi. Dans le cas o LC- est compris entre 234 et 340 lignes, et si Lci est inférieur ou égal à 23+288, la 23ième ligne étant la première ligne utile, le nombre de lignes utiles maximum pouvant être mémorisées dans le moyen de mémorisation des trames (6,8) est égal à 288 lignes. De façon général, le nombre de lignes utiles maximum pouvant être mémorisées dans le moyen de mémorisation des trames (6,8) est, pour la norme 50 Hz, égal à la plus petite des deux valeurs 288 et (Lci - 23) ( respectivement (Lci - 17) pour la norme 60 Hz) représentée par min (288, Lci - 23) (respectivement par min (244, Lci - 17) pour la norme 60 Hz). 9 2750279 Comme on peut le voir sur les figures 9 et 10, schématisant le contenu des moyens de comptage 14, on voit que ce dernier est initialisé à chaque front montant du signal Vsync et lorsque ce moyen de comptage 14 atteint la valeur 160, pour la norme 50 Hz, et 134, pour la norme 60 Hz, le signal Mt est généré par l'unité d'acquisition. Ce signal Mt initialise le moyen de comptage 22, et partant, synchronise la génération des signaux V2synC comme on peut le voir sur les figures 9 et 10. Ce mécanisme permet d'imposer aux trames générées un nombre de lignes égal à Is qui est égal à LC. Le signal utile des trames sera positionné soit à la ligne 17, pour la norme 60 Hz, soit à la ligne 23 pour la norme 50 Hz est sera bien lu deux fois correctement à partir des moyens de mémorisation de trames. La figure 10 illustre le cas d'un signal reçu selon la norme 50 Hz o LCi est supérieur à 340 lignes, le moyen de comptage 14 reboucle dès qu'il atteint la dernière valeur mémorisée dans le registre de sauvegarde RS. Cette valeur correspond au nombre IS qui est par définition inférieure ou égale à 340 et qui est différent du nombre de lignes de la trame 50 Hz reçue. Cependant, seules les lignes numérotées de 23 à 310 seront mémorisées et toutes les lignes de numéro supérieur ou égal à 23+288 seront considérées comme faisant partie de la suppression de trame. A la relecture, compte tenu de l'instant choisi pour débuter la première lecture, toutes les lignes actives seront présentes dans la trame 100 Hz générée. En effet, I'unité acquisition reçoit une trame ayant un nombre de lignes LC1 supérieur au nombre de lignes Is. Or au bout de (LCi - Is) lignes, un retour trame véritable VsYnc est reçu par ladite l'unité acquisition. Cela revient à considérer que le signal de suppression de trame a été plus long qu'habituellement dans la trame précédente. Toutes les lignes de numéro compris entre O et (LCi - Is) juste après la réinitialisation du moyen de comptage 14 par arrivée en butée, c'est à dire lorsque la valeur atteinte par ce moyen de comptage 14 est égale à Is, sont considérées comme des lignes du retour de trame. Il en résulte que les trames 100 Hz successives générées auront respectivement pour Is lignes de 32,ps et (2* LC,) - Is lignes. Seules ces deux trames seront générées. Les deux trames 100 Hz successives auront bien le même nombre de lignes utiles et, dans chaque trame, le 2750279 signal utile sera véritablement celui de la trame 50 Hz reçue. L'image synthétisée correspond donc à l'image reçue sans aucune perturbation. 1 1il 2750279 REVENDICATIONS 1. Procédé de génération d'images ayant une fréquence-trame F2 à partir d'images sources ayant une fréquence-trame F, différente de F2, caractérisé en ce que l'on extrait, des trames des images sources, les lignes utiles représentant les informations de luminance et les informations de chrominance ainsi que les signaux de synchronisation Hsync et Vsync respectivement des lignes et des trames desdites images sources, on mémorise les informations extraites à une fréquence fl, on compte le nombre de lignes constituant chaque trame, on compte le nombre de pixels constituant ces lignes, on mémorise ce nombre de pixels, on utilise d'une part les signaux Hsync et Vsync et, d'autre part, le nombre de lignes constituant chaque trame reçcue et le nombre de pixels constituant ces lignes pour générer des signaux de synchronisation de lignes H2sync ayant à une fréquence f2 différente de fl, et des signaux de synchronisation de trames V2sync ayant la fréquence F2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une trame reçue, ayant un nombre de lignes LCi, on génère deux trames ayant respectivement un nombre de lignes Ici et un nombre de lignes Ic', réalisant les conditions suivantes Ici + Ic', = 2*LC et Ici = Ic'i = LCi 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence f2 a une valeur double de la fréquence f 1. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les images sources sont des images de télévision ayant une fréquence-trame F, égale 50 Hz, et en ce que les images générées ont une fréquence- trame F2 égale 100 Hz. 5. Dispositif de génération d'images ayant une fréquence-trame F2 à partir d'images sources ayant une fréquence-trame F, différente de F2 comportant une unité d'acquisition (2) destinée à recevoir les signaux 12 2750279 Hsync de synchronisation de lignes et les signaux Vsync de synchronisation de trames des images sources, une unité de déflexion (4) destinée à fournir des signaux H2sync de synchronisation de lignes et des signaux V2sync de synchronisation de trames des images générées, au moins un moyen de mémorisation (6, 8) des lignes utiles représentant la luminance et la chrominance des images sources, caractérisé en ce que l'unité d'acquisition comporte des moyens pour asservir la synchronisation des trames constituant les images à générer au nombre de lignes utiles des trames constituant les images sources. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ces moyens d'asservissement de synchronisation sont constitués par un premier moyen de comptage (10), synchronisé sur la première fréquence d'horloge fl, et destiné, d'une part, à compter le nombre de pixels constituant une ligne d'une trame reçue, et d'autre part, à détecter une éventuelle absence de signal Hsync de synchronisation de ligne, un deuxième moyen de comptage (12) réinitialisé à la fin de chaque trame reçue et destiné à fournir à l'unité de déflexion le nombre de lignes ls séparant deux trames reçues successives et un troisième moyen de comptage (14) destiné, d'une part, à délivrer des impulsions de synchronisation d'un signal Mt généré par l'unité d'acquisition et destiné à indiquer le milieu des trames reçues, et d'autre part, à détecter une éventuelle absence de signal de synchronisation Vsync. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de déflexion (4) comporte un quatrième moyen de comptage (20) du nombre de pixels pg constituant une ligne vidéo d'une trame générée, ce moyen de comptage (20) est synchronisé sur la deuxième fréquence d'horloge f2 et est réinitialisé périodiquement lorsque son contenu atteint la valeur du nombre Pr, un cinquième moyen de comptage (22) destiné à compter le nombre de lignes 1g d'une trame générée, ce cinquième moyen de comptage étant réinitialisé soit par le signal Mt, soit par un signal V'2syn d'auto-réinitialisation généré par un moyen générateur d'impulsions (24) recevant à une entrée (26) le nombre Is et à une entrée (28) le nombre 1g, et délivrant à une sortie (29) ledit signal V'2syn lorsque les nombres Is et g19 sont égaux. 13 2750279 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier moyen de comptage (10) génère des signaux Hsync+1/2, Hsync+1/4' et Hsync+ 3/4 issus d'un décodage de la position spatiale dans une ligne d'une trame reçue et destinés respectivement à synchroniser le décodage du pixel situé au milieu de ligne, le décodage du premier pixel situé au premier quart de ligne et le décodage du premier pixel situé au dernier quart de ligne. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les signaux H sync+ 1/4, Hsync+3/4 sont utilisées pour synchroniser respectivement le comptage du nombre de lignes d'une trame paire, et le comptage du nombre de lignes d'une trame impaire.