Brevet FR2780843A1 — publié le 20000107

PROCEDE DE TRAITEMENT DE DONNEES VIDEO DESTINEES A ETRE VISUALISEES SUR ECRAN ET DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE LE PROCEDE L'invention concerne un procédé de traitement de données vidéo destinées à être visualisées sur écran ainsi qu'un dispositif mettant en oeuvre le procédé. L'invention s'applique plus particulièrement à la sélection et à la visualisation, sur écran de télévision, de données vidéo constituant un programme de télévision. Les bouquets de chaînes de télévision numérique distribuent simultanément un grand nombre de chaînes de télévision et, en conséquence, un grand nombre de programmes télévisés. Selon l'art connu, pour aider le téléspectateur à choisir un programme particulier parmi plusieurs programmes diffusés simultanément, une solution consiste à diffuser, sur un canal dédié, une chaîne de télévision communément appelée chaîne mosaïque. L'image d'une chaîne mosaïque est composée des N images que diffusent simultanément N chaînes de télévision différentes. Typiquement, le nombre N de chaînes est égal à 16. Les bouquets de chaînes de télévision numérique peuvent diffuser un très grand nombre de chaînes de télévision. A titre d'exemple, ce nombre peut être supérieur à 100. Dans ce cas, il n'est alors plus possible d'utiliser une chaîne mosaïque telle qu'une chaîne selon l'art antérieur pour présenter simultanément l'ensemble des programmes diffusés par un bouquet de chaînes de télévision numérique. En effet, les dimensions de chacune des images élémentaires qui composeraient l'image de la chaîne mosaïque seraient alors beaucoup trop petites pour permettre une visualisation correcte des différents 3 o programmes. L'invention ne présente pas cet inconvénient. En effet, I'invention concerne un procédé de traitement de données vidéo composant n signaux vidéo CH1, CH2....... CHn constitués, chacun, d'une succession de trames. Le procédé de traitement comprend: - une étape de traitement des signaux vidéo de façon à constituer une succession de blocs de données informatiques, chaque bloc de données informatiques étant constitué de n sous-ensembles de données informatiques, les données informatiques de chaque sous- ensemble représentant les données vidéo d'une trame d'un signal vidéo, une étape d'écriture des données informatiques issues de l'étape de traitement dans une mémoire (4) composée de x zones mémoire Zl, Z2..... Zx, x étant un entier supérieur ou égal à 2, chaque zone mémoire Zj (j = 1, 2....... x) comprenant n buffers circulaires Bjl, Bj2,...... Bjn, les données informatiques écrites dans le buffer circulaire Bji (j= 1, 2....... x et i = 1, 2....... n) représentant t trames échantillonnées successives du signal CHi, - une étape de lecture des données stockées dans la mémoire (4) de façon à créer un signal constitué des données extraites des..DTD: buffers circulaires successifs Bjl, Bj2....... Bjn (j= 1, 2....... x). Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, la zone mémoire Zj (j=1, 2....... n-1) commence à être lue quand l'écriture des données commence dans la zone Zj+ 1 et la zone mémoire Zn commence à être lue quand l'écriture des données commence dans la zone Z1. L'invention concerne également un dispositif de traitement de données vidéo composant n signaux vidéo CH1, CH2....... CHn constitués, chacun, d'une succession de trames. Le dispositif de traitement comprend un dispositif permettant de constituer une succession de blocs de données informatiques, chaque bloc de données informatiques étant constitué de n sous-ensembles de données informatiques, les données informatiques de chaque sous-ensemble représentant les données vidéo d'une trame d'un signal vidéo, et une mémoire composée de x zones mémoire Zl, Z2....... Zx, x étant un entier supérieur ou égal à 2, chaque zone mémoire Zj (j= 1, 2......, x) comprenant n buffers circulaires Bjl, Bj2....... Bjn. L'invention concerne également un procédé de construction d'images à partir de données vidéo numériques. Les données vidéo numériques étant issues d'un procédé de traitement tel que celui selon I'invention mentionné ci-dessus, le procédé de construction d'images comprend: - une étape de conversion des données vidéo numériques en données informatiques, - une étape d'écriture, dans une mémoire composée de n buffers circulaires C1, C2....... Cn, des données issues de l'étape de conversion, les données informatiques écrites dans le buffer circulaire Ci (i= 1, 2......, n) représentant y x t trames échantillonnées successives du signal CHi, y étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, - une étape de lecture, par un dispositif de synthèse d'images, des données stockées dans au moins un buffer circulaire C1, C2...... Cn, - une étape de construction d'images de synthèse à partir de données de programmes et des données lues par le dispositif de synthèse d'images. L'invention concerne encore un dispositif de construction d'images de synthèse à partir de données vidéo numériques. Le dispositif comprend un circuit de conversion des données vidéo numériques en données informatiques, une mémoire composée de n buffers circulaires (Cl1, C2.. ... Cn) et un dispositif de synthèse..DTD: d'images relié à la mémoire. Un avantage de l'invention est de constituer une chaîne mosaïque pouvant diffuser un très grand nombre de programmes simultanément. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence aux figures ci-annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 représente un dispositif permettant de constituer une chaîne mosaïque selon l'invention - la figure 2 représente une vue détaillée d'un élément représenté en figure 1; - la figure 3 représente un premier dispositif de lecture de chaîne mosaïque selon l'invention; - la figure 4 représente une vue détaillée d'un élément représenté en figure 3; - la figure 5 représente un deuxième dispositif de lecture de chaîne mosaïque selon l'invention. Sur toutes les figures, les mêmes repères désignent les mêmes lo éléments. La figure 1 représente un dispositif permettant de constituer une chaîne mosaïque selon l'invention. Le dispositif de la figure 1 comprend un multiplexeur 1, un premier circuit d'interface 2, un microprocesseur 3, une mémoire 4 et un deuxième circuit d'interface 5. Le microprocesseur 3 et la mémoire 4 sont reliés par le bus 6 du microprocesseur. Le multiplexeur 1 possède n voies d'entrée El, E2,..., En et une voie de sortie S. Les n voies d'entrée El, E2,..., En reçoivent les signaux vidéo respectifs CH1, CH2,..., CHn. Chaque signal vidéo CHi (i = 1, 2,... , n) est un signal associé à une chaîne de télévision. Un signal CHi peut être un signal associé à une chaîne de télévision émettant un seul programme ou encore à une chaîne de télévision de type mosaïque telle que définie selon l'art antérieur. Sous l'action d'une commande CMU issue du microprocesseur 3, le multiplexeur 1 sélectionne une trame sur n de chaque signal CHi (i = 1, 2,..., n) et le signal SM issu du multiplexeur 1 est constitué de la succession de blocs de n trames correspondant aux signaux sélectionnés respectifs CH1, CH2,..., CHn. Le signal SM est alors transmis au premier circuit d'interface 2 dont la fonction est de convertir les données vidéo en données informatiques Dl. Les données informatiques Dl issues du premier circuit d'interface 2 sont transmises au microprocesseur 3. Par le lien 6 établi entre le microprocesseur 3 et la mémoire 4, les données informatiques représentant les trames sélectionnées sont transmises du microprocesseur 3 à la mémoire 4. La mémoire 4 est organisée selon le principe des mémoires circulaires communément appelées buffers circulaires. Une description de la mémoire 4 est donnée en figure 2. La mémoire 4 est composée de x zones Zl, Z2,..., Zx, x étant un entier supérieur ou égal à 2, chaque zone Zj (j = 1, 2,..., x) comprenant n buffers circulaires Bjl, Bj2,..., Bjn. Selon le mode de l0 réalisation préférentiel de l'invention, x est égal à 2. Selon l'invention, les données informatiques correspondant à un même bloc de n trames successives sont stockées dans une zone Zj de façon que les données informatiques correspondant à la trame de rang i (i = 1, 2,..., n) soient stockées dans le buffer ciculaire Bji. Chaque buffer circulaire Bji comprend un espace mémoire permettant de stocker les données informatiques associées à t trames d'une même chaîne. Le signal vidéo qui compose la chaîne mosaïque selon l'invention peut être un signal codé selon la norme MPEG 2 vidéo. Comme cela est connu de l'homme de l'art, le codage selon la norme MPEG 2 vidéo utilise un algorithme de prédiction d'une trame à l'autre. Il s'ensuit que le nombre t de trames contenues dans un buffer circulaire Bji doit être suffisant pour éviter une détérioration de l'efficacité de codage. A titre d'exemple non limitatif, le nombre t de trames peut alors être égal à 4. Les données lues dans les zones mémoire Zj (j= 1, 2....... x) composent un signal SGN constitué des données provenant des buffers circulaires successifs Bjl, Bj2,..... Bjn (j= l, 2....... x). De façon préférentielle, la lecture des données contenues dans la zone mémoire Zj (j = 1, 2,..., x-1) est effectuée quand l'écriture des données commence dans la zone mémoire Zj + 1, et la lecture des données contenues dans la zone mémoire Zx commence quand l'écriture des données commence dans la zone Zl. Le signal SGN est composé de données informatiques transmises au circuit d'interface 5 dont la fonction est de transformer les données informatiques en un signal V de données vidéo numériques. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention représenté en figure 1, les données informatiques issues du premier circuit d'interface 2 sont transférées dans la mémoire 4 via le microprocesseur 3 et, de même, les données informatiques issues de la mémoire 4 sont transférées vers le circuit d'interface 5 via le microprocesseur 3. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, les données informatiques issues du premier circuit d'interface 2 sont transférées directement dans la mémoire 4 et les données informatiques issues de la mémoire 4 sont transférées directement vers le circuit d'interface 5. Ces autres modes de réalisation de l'invention correspondent respectivement au cas o le circuit 2 comprend des moyens d'adressage des données informatiques Dl et au cas o le circuit 5 comprend des moyens d'adressage des données issues de la mémoire 4. Selon le mode de réalisation représenté en figure 1, les signaux vidéo CHI1, CH2,...... CHn, sont multiplexés de façon à constituer le signal SM et le signal SM est converti en données informatiques. L'invention concerne également le cas o les signaux vidéo CH1, CH2....... CHn sont d'abord convertis en données informatiques et o les données informatiques sont ensuite multiplexées. La figure 3 représente un premier dispositif de lecture de chaîne mosaïque selon l'invention. Le dispositif de la figure 3 comprend un démultiplexeur 7, un circuit 8 permettant de transformer des données vidéo en données informatiques, une mémoire 9, un dispositif de synthèse d'images 10, un microprocesseur 1 1 et une zone de mémoire morte 12. Le démultiplexeur 7 reçoit sur son entrée un flux de données F contenant les données vidéo qui constituent le signal V de la chaîne mosaïque selon l'invention. De façon connue en soi, le flux F contient également, par exemple, les données vidéo de chacune des chaînes qui constituent la chaîne mosaïque, des données audio A et des données informatiques TS. Comme cela est connu de l'homme de l'art, les données informatiques TS constituent un flux de données communément appelé "Transport Stream". A titre d'exemple non limitatif, les données TS peuvent comprendre - entre autres - des données qui définissent les droits d'accès d'un utilisateur à l'un des programmes véhiculés dans le flux F. Sous l'action d'une commande CK issue du microprocesseur 11, le démultiplexeur 7 sépare les données vidéo, audio et informatiques. Dans le cas o les données vidéo de la chaîne mosaïque sont sélectionnées, le signal V est transmis au circuit 8. Les données informatiques VI issues du circuit 8 sont alors transmises à la mémoire o10 9. Une représentation de la mémoire 9 est donnée en figure 4. La mémoire 9 est composée de n buffers circulaires C1, C2, Cn. Chaque buffer circulaire comprend un espace mémoire permettant de stocker les données informatiques relatives à y x t trames o y est un nombre entier supérieur ou égal à 2. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, y est égal à 2 et les données informatiques relatives aux 2 x t trames que peut contenir le buffer circulaire Ci (i=1, 2....... n) sont les données qui proviennent des deux buffers Bli et B2i. De façon préférentielle, les opérations de lecture et d'écriture des données dans le buffer circulaire Ci (i= 1, 2....... n) sont effectuées de façon que la lecture des données correspondant aux t premières trames écrites dans le buffer Ci commence quand commence l'écriture, dans ce même buffer Ci, des données correspondant aux t dernières trames. De façon plus générale, les données informatiques associées aux yxt trames que contient le buffer circulaire Ci proviennent des y buffers circulaires successifs Bli, B2i...... Byi. Quand la chaîne mosaïque selon l'invention est sélectionnée, le programme d'images de synthèse est activé. Préférentiellement, le programme d'images de synthèse est stocké dans la mémoire morte 12. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, I'image élémentaire qui représente chacun des programmes affichés est constituée d'une seule trame. De façon connue en soi, la mémoire 9 est lue par le dispositif de synthèse d'images 10 pour former les images de la chaîne mosaïque selon l'invention. Un avantage de l'invention est de permettre une grande variété de configurations pour afficher les images élémentaires représentant chaque programme. Ainsi, par exemple, le dispositif de synthèse d'images peut-il être un générateur d'images tridimensionnelles par rendu de triangles avec plaquage de textures, un générateur d'images bidimensionnelles ou encore un dispositif de copies de pixels. Dans le cas o le dispositif de synthèse d'images est un générateur lo d'images tridimensionnelles par rendu de triangles avec plaquage de textures, la mémoire 9 est une mémoire du type mémoire de texture. Par ailleurs, la présentation des différents programmes à l'écran peut avantageusement être sélectionnée selon certains critères tels que, par exemple, le type de programme (sport, actualités,...) ou encore la langue dans laquelle est diffusé le programme. Les données informatiques TS contiennent alors les données requises pour effectuer ces sélections. Selon l'invention, il est alors possible au téléspectateur d'effectuer une navigation à travers les différents programmes présentés 2 o sur la chaîne mosaïque. De façon préférentielle, cette navigation peut être effectuée à l'aide d'une télécommande. Quand le nombre n de chaînes de télévision est grand, il n'est pas possible d'afficher simultanément et de facçon lisible tous les programmes diffusés. Selon un perfectionnement de l'invention, seules sont conservées en mémoire 9 les données dont l'affichage à l'écran est susceptible de fournir une image élémentaire de taille supérieure à un seuil donné. Ceci permet alors, par exemple, de limiter la capacité de la mémoire, tout en garantissant le stockage d'un grand nombre de programmes. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, au moins une des n chaînes qui composent la chaîne mosaïque est une chaîne telle qu'une chaîne mosaïque selon l'art antérieur. L'image d'une chaîne mosaïque selon l'art antérieur est constituée de deux trames entrelacées, chaque trame étant constituée de N trames élémentaires, chaque trame élémentaire correspondant à l'un des N programmes qui composent la chaîne mosaïque. Selon l'invention, si la chaîne de rang k est une chaîne mosaïque selon l'art antérieur, le buffer circulaire Ck est alors composé de N buffers circulaires élémentaires Ckl (I1= 1, 2....... N), chaque buffer circulaire élémentaire permettant de stocker une trame élémentaire. Sous le contrôle du microprocesseur 11, avant d'être écrites dans les buffers circulaires Ckl (I = 1,... N), les données informatiques qui représentent une trame de la chaîne mosaïque sont séparées, l0 préférentiellement dans le circuit 8, en N paquets de données, chaque paquet de données représentant une trame élémentaire telle que définie ci-dessus. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention pour lequel y est égal à 2, les trames élémentaires de rang I sont rangées en 2 sous-ensembles de t trames élémentaires dans le buffer circulaire Ckl. Les opérations de lecture et d'écriture des données contenues dans le buffer circulaire Ckl sont effectuées de facçon que la lecture des données correspondant aux t premières trames écrites dans le buffer circulaire Ckl commence quand commence l'écriture des données correspondant aux t dernières trames. De même, la lecture des données correspondant aux t dernières trames écrites dans le buffer circulaire Ckl commence quand commence l'écriture des données correspondant aux t premières trames. La figure 5 représente un deuxième dispositif de lecture de chaîne mosaïque selon l'invention. Le dispositif de la figure 5 comprend les mêmes circuits 7, 8, 9, 10, 1 1 et 12 que le dispositif de la figure 4. Il comprend, en plus, un bloc de circuits de décodage 13 situé entre la sortie vidéo du démultiplexeur 7 et l'entrée du circuit 8. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, le circuit de décodage 13 a pour fonction de décoder des données vidéo codées selon la norme MPEG 2 vidéo. Dans le cas o les données vidéo de la chaîne mosaïque sont sélectionnées, le signal V est transmis au circuit de décodage 13. De facçon connue en soi, le signal V est décodé et les données vidéo décodées VD sont transmises au circuit 8. Il s'en suit que l'invention concerne également un décodeur fonctionnant selon la norme MPEG 2 vidéo et comprenant un dispositif tel que celui représenté en figure 5. l1 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de données vidéo composant n signaux vidéo CH1, CH2,...... CHn constitués, chacun, d'une succession de trames, caractérisé en ce qu'il comprend: - une étape de traitement des signaux vidéo de façon à constituer une succession de blocs de données informatiques, chaque bloc de données informatiques étant constitué de n sous-ensembles de données informatiques, les données informatiques de chaque sous- ensemble représentant les données vidéo d'une trame d'un signal vidéo, une étape d'écriture des données informatiques issues de l'étape de traitement dans une mémoire (4) composée de x zones mémoire Zl, Z2....... Zx, x étant un entier supérieur ou égal à 2, chaque zone mémoire Zj (j=l, 2,...... x) comprenant n buffers circulaires Bjl, Bj2...... Bjn, les données informatiques écrites dans le buffer circulaire Bji (j = 1, 2....... x et i = 1, 2....... n) représentant t trames échantillonnées successives du signal CHi, - une étape de lecture des données stockées dans la mémoire (4) de façon à créer un signal (SGN) constitué des données extraites des buffers circulaires successifs Bjl, Bj2....... Bjn (j= 1, 2....... n). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de traitement est constituée: - d'une étape de multiplexage (1) des n signaux vidéo CH1, CH2......, CHn de façon à sélectionner une trame sur n de chaque signal et à constituer une succession de blocs de n trames correspondant aux signaux respectifs CH1, CH2....... CHn, et - d'une étape de conversion en données informatiques des données vidéo issues de l'étape de multiplexage (1). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone mémoire Zj (j = 1, 2....... n-1) commence à être lue quand l'écriture des données commence dans la zone Zj + 1 et la zone mémoire Zn commence à être lue quand l'écriture des données commence dans la zone mémoire Z1. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de conversion en données vidéo numériques (V) des données informatiques issues de l'étape de lecture des données stockées dans la mémoire (4). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de codage selon la norme MPEG 2 vidéo des données vidéo numériques (V). 6. Dispositif de traitement de données vidéo contenues dans n signaux vidéo CH1, CH2....... CHn constitués, chacun, d'une succession de trames, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif permettant de constituer une succession de blocs de données informatiques, chaque bloc de données informatiques étant constitué de n sous-ensembles de données informatiques, les données informatiques de chaque sous-ensemble représentant les données vidéo d'une trame d'un signal vidéo, et une mémoire (4) composée de x zones mémoire Z1, Z2,...... Zx, x étant un entier supérieur ou égal à 2, chaque zone mémoire Zj (j= 1, 2....... x) comprenant n buffers circulaires Bjl, Bj2, ,Bjn. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif permettant de constituer une succession de blocs de données informatiques comprend un multiplexeur (1) ayant n entrées (El, E2, En) et une sortie (S) et un premier circuit de conversion (2) ayant une entrée et une sortie et permettant de convertir des données vidéo en données informatiques, la sortie (S) du multiplexeur étant reliée à l'entrée du premier circuit de conversion (2). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième circuit de conversion (5) permettant de convertir en données vidéo numériques les données informatiques issues de la mémoire (4). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de codage selon la norme MPEG 2 vidéo des données numériques issues du deuxième circuit de conversion (5). 10. Procédé de construction d'images à partir de données vidéo numériques, caractérisé en ce que, les données vidéo étant des données telles que les données issues d'un procédé selon la revendication 4, il comprend: - une étape de conversion des données vidéo numériques (VD) en données informatiques (Vl), - une étape d'écriture, dans une mémoire (9) composée de n buffers circulaires C1, C2....... Cn, des données issues de l'étape de conversion, les données informatiques écrites dans le buffer circulaire Ci (i= 1, 2......, n) représentant y x t trames échantillonnées successives du signal CHi, y étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, - une étape de lecture, par un dispositif de synthèse d'images (10), des données stockées dans au moins un buffer circulaire C1, C2, ,C n, -une étape de construction d'images de synthèse à partir de données de programmes et des données lues par le dispositif de synthèse d'images. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape d'écriture, une étape permettant de séparer en N paquets de données les données associées à au moins une trame d'au moins un signal vidéo parmi les n signaux CH1, CH2....... CHn et en ce 3 o que l'étape d'écriture comprend l'écriture d'au moins un paquet de données parmi N dans un buffer circulaire élémentaire (Ckl). 12. Procédé selon la revendication 10 ou 1 1, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape de conversion, une étape pour décoder les données vidéo numériques. 13. Dispositif de construction d'images de synthèse à partir de données vidéo numériques, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de conversion (8) des données vidéo numériques en données informatiques, une mémoire (9) composée de n buffers circulaires (C1, C2...... Cn) et un dispositif (10) de synthèse d'images relié à la mémoire (9). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au moins un buffer circulaire (Ck) est composé de N buffers circulaires élémentaires (Ckl, I= 1, 2....... N). 15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la mémoire (9) est une mémoire de texture. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif (10) de synthèse d'images est un générateur d'images tridimensionnelles par rendu de triangles avec plaquage de texture. 17. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le dispositif (10) de synthèse d'images est un générateur d'images bidimensionnelles. 18. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le dispositif (10) de synthèse d'images est un dispositif de copie de pixels. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc (13) de circuits pour décoder des données codées selon la norme MPEG 2 vidéo. 20. Décodeur fonctionnant selon la norme MPEG 2 vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon la revendication 19.