FR2505588A1 - Analogue luminance signal recovery from digital transmission - by using D=A converter and signal processor for decomposing pixel into components dependent on neighbouring pixels - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un système pour la transmission numérique d'information se présentant sous la forme de signaux analogiques. The present invention relates to a system for the digital transmission of information in the form of analog signals.
Elle a plus particulièrement pour objet la transmission numérique de documents iconographiques émis et regus par une méthode de type "BELIN", grâce à l'ajout de circuits convertisseurs analogiques numériques et numériques analogiques. It more particularly relates to the digital transmission of iconographic documents issued and received by a "BELIN" method, thanks to the addition of analog digital and analog digital converter circuits.
Dans les méthodes de transmisssion de type BELON" employées jusqu'à ce jour, le document à transmettre est enroulé, sans recouvrement sur un cylindre qui est animé d'un mouvement rotatif, et un lecteur (cellule photosensible, tube photo-multiplicateur, etc... ) solidaire d'une platine se déplaçant sur un axe parallèle à l'axe du cylindre, est occulté par la lumière réfléchie du document éclairé, à la focale dudit lecteur. In BELON-type transmission methods used to date, the document to be transmitted is wound, without covering, on a cylinder which is driven by a rotary movement, and a reader (photosensitive cell, photo-multiplier tube, etc. ...) integral with a plate moving on an axis parallel to the axis of the cylinder, is obscured by the light reflected from the lit document, at the focal point of said reader.
Ce signal, résultat de l'analyse ligne par ligne du document, module ensuite en modulation d'amplitude ou de fréquence, une porteuse à basse fréquence propre à être véhiculée par les réseaux analogiques des postes et téléphones. This signal, the result of the line-by-line analysis of the document, then modulates, in amplitude or frequency modulation, a low frequency carrier capable of being carried by the analog networks of stations and telephones.
Dans ce système, le signal présente l1inconvénient d'occuper tonte la bande passante du réseau porteur, et de ne pas pouvoir être traité par ordinateur puisque ce signal est analogique. In this system, the signal has the drawback of occupying all the bandwidth of the carrier network, and of not being able to be processed by computer since this signal is analog.
En vue de supprimer ces inconvénients 1'invention propose de numériser le signal issu de l'analyseur de type "BELIN", en temps réel, et à transmettre ce signal numérique par exemple à la vitesse de 4800 BITS par seconde. In order to eliminate these drawbacks, the invention proposes to digitize the signal from the "BELIN" type analyzer, in real time, and to transmit this digital signal for example at the speed of 4800 BITS per second.
Cette solution permet d'éviter l'emploi de mémoires onéreuses pour stocker le signal numérique à une vitesse et à le transmettre à une autre vitesse. Autre part, les modems modernes permettant d'exploiter une ligne de transmission téléphonique à la vitesse de 9600 bits par seconde au moins, on peut voir qu'il reste 4800 bits disponiblès pour transmettre d'autres signaux que ceux issus de la numérisation du document iconographique. This solution avoids the use of expensive memories to store the digital signal at one speed and to transmit it at another speed. On the other hand, modern modems allowing to operate a telephone transmission line at the speed of at least 9600 bits per second, we can see that there remain 4800 bits available to transmit signals other than those coming from the scanning of the document iconographic.
Pour parvenir à ces résultats, le système pour la transmission numérique d'informations résultant de l'aval lyse ligne par ligne d'un document et se présentant sous la forme d'un signal analogique, comprend essentiellement:
a) Au niveau de la partie émettrice
- Un convertisseur linéaire/logarithmique recevant ledit signal analogique préalablement démodulé.To achieve these results, the system for the digital transmission of information resulting from the line by line downstream lysis of a document and in the form of an analog signal, essentially comprises:
a) At the level of the transmitting party
- A linear / logarithmic converter receiving said previously demodulated analog signal.
- Un ensemble formé par deux intégrateurs montés en parallele à la sortie dudit convertisseur, et travaillant en alternance, cet ensemble permettant d'intégrer la totalité du signal de luminance que délivre chaque pixel. - An assembly formed by two integrators mounted in parallel at the output of said converter, and working alternately, this assembly making it possible to integrate all of the luminance signal that each pixel delivers.
- Un convertisseur analogique-numérique relié à la sortie du susdit ensemble par l'intermédiaire d'un échantillonneur bloqueur destiné à stocker le signal fourni par l'un ou l'autre des deux intégrateurs pendant le temps nécessaire à la conversion analogique numérique relative à chaque pixel, et
Un interface parallèle/série permettant de sérialiser le signal numérique représentant la valeur de chacun des pixels et de le transmettre à un multiplexeur et/ou un modem permettant d'attaquer la ligne de transmission selon les normes en vigueur.- An analog-digital converter connected to the output of the above-mentioned assembly via a blocking sampler intended to store the signal supplied by one or the other of the two integrators for the time necessary for the analog-to-digital conversion relating to each pixel, and
A parallel / serial interface allowing to serialize the digital signal representing the value of each of the pixels and to transmit it to a multiplexer and / or a modem making it possible to attack the transmission line according to the standards in force.
b) Au niveau de la partie réceptrice. b) At the level of the receiving part.
- Un convertisseur serie/parallèle recevant le signal numérique série émanant de la ligne de transmission. - A serial / parallel converter receiving the digital serial signal from the transmission line.
- Un convertisseur numérique-analogique relié à la sortie du convertisseur série-parallèle. - A digital-analog converter connected to the output of the serial-parallel converter.
- Un convertisseur logarithme-linéaire permettant de traiter le signal obtenu par le convertisseur numérique analogique de manière à obtenir en sortie un signal exponentiel, identique au signal analogique démodulé transmis à l'entrée de la partie émettrice. - A logarithm-linear converter allowing the signal obtained by the digital analog converter to be processed so as to obtain an exponential signal at output, identical to the demodulated analog signal transmitted at the input of the transmitting part.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le signal modulé fourni par l'émetteur est transmis au convertisseur linéaire/logarithme par l'intermédiaire d'un circuit de démodulation, de détection de blanc et de mise à niveau, ce circuit comprenant: en série entre l'émetteur et le convertisseur linéaire-logarithmique, un amplificateur à gain variable et un redresseur double alternance, un dispositif de commutation étant prévu ent;re le redresseur double alternance, le convertisseur linéaire logarithmique et/ou la ligne de transmission. According to another characteristic of the invention, the modulated signal supplied by the transmitter is transmitted to the linear / logarithm converter via a demodulation, blank detection and leveling circuit, this circuit comprising: series between the transmitter and the linear-logarithmic converter, a variable gain amplifier and a full wave rectifier, a switching device being provided between the full wave rectifier, the linear logarithmic converter and / or the transmission line.
Dans ce cas, l'invention prévoit un circuit agissant sur le dispositif de commutation pour interrompre la liaison entre le redresseur double alternance et le convertisseur linéaire logarithmique en l'absence d'une émission de l'émetteur. In this case, the invention provides a circuit acting on the switching device to interrupt the connection between the full wave rectifier and the logarithmic linear converter in the absence of a transmission from the transmitter.
Un circuit est également prévu pour:
- détecter la présence d'un signal de blanc émis au début de l'émission;
- d'ajuster le gain de l'amplitude à gain variable pour que celui-ci délivre un signal dont l'amplitude soit égale à la valeur maximale que puisse admettre le convertisseur analogique-numérique
- de mémoriser le signal déterminant le gain de l'amplificateur de sorte que ce gain reste identique tout au long de la transmission, et
- à connecter la liaison entre le redresseur double alternance et le convertisseur linéaire-logarithmique lorsque le verrouillage du gain de l'amplificateur est réalisé.A circuit is also planned for:
- detect the presence of a blank signal emitted at the start of the emission;
- adjust the gain of the variable gain amplitude so that it delivers a signal whose amplitude is equal to the maximum value that the analog-digital converter can accept
- memorizing the signal determining the gain of the amplifier so that this gain remains identical throughout the transmission, and
- to connect the link between the full wave rectifier and the linear-logarithmic converter when the gain gain locking of the amplifier is achieved.
La partie émettrice peut en outre comprendre un circuit permettant de générer, après le susdit verrouillage de gain et avant le traitement numérique du document. The transmitting part may further comprise a circuit making it possible to generate, after the above-mentioned gain locking and before the digital processing of the document.
a) un mot binaire redondant servant de signal de synchronisationàlapartie réceptrice pour que celle-ci puisse reconnaître le début et la fin d'un mot binaire quantifiant un pixel. a) a redundant binary word serving as a synchronization signal to the receiving part so that it can recognize the beginning and the end of a binary word quantizing a pixel.
b) éventuellement un mot de reconnaissance généralement dénommé SECAL qui, suivant le code employé pourra ou non autoriser le récepteur à recevoir le message. b) possibly a recognition word generally called SECAL which, depending on the code used, may or may not authorize the receiver to receive the message.
Dans ce cas, la partie réceptrice peut elle-même comprendre:
- Un circuit permettant de décoder le mot de reconnaissance qui, suivant le code employé autorisera ou non le récepteur à recevoir le signal transmis par la ligne.In this case, the receiving party may itself include:
- A circuit for decoding the recognition word which, depending on the code used, will authorize or not the receiver to receive the signal transmitted by the line.
- Un décodeur de mot de synchronisation destiné à transmettre un signal de remise à zéro de l'horloge pilotant le convertisseur numérique-analogique. - A synchronization word decoder intended to transmit a reset signal to the clock driving the digital-analog converter.
Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 est un schéma-bloc de la partie émettrice dtun système pour la transmission numérique de documents iconographiques émis et reçus par une méthode de type "BELON";
La figure 2 est un sch-éma-bloc de la partie réceptrice correspondant à la partie émettrice de la figure 1.An embodiment of the invention will be described below, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a block diagram of the transmitting part of a system for the digital transmission of iconographic documents transmitted and received by a "BELON" type method;
Figure 2 is a block diagram of the receiving part corresponding to the transmitting part of Figure 1.
Avec référence à la figure 1, le signal issu de ltémet- teur 1 (par exemple une porteuse de 1800 Hz modulée en amplitude) est appliqué à l'entrée d'un amplificateur à gain variable 2 à travers un transformateur d'isolement 3. With reference to FIG. 1, the signal from transmitter 1 (for example an amplitude modulated 1800 Hz carrier) is applied to the input of a variable gain amplifier 2 through an isolation transformer 3.
Au bout de trois secondes de signal blanc ininterrompu envoyé par ltémetteur 1 1, le circuit 4 détecte la présence de début de transmission et ajuste le gain de l'amplificateur 2 pour que celui-ci délivre un signal dont l'amplitude de soit égale à la valeur maximale que puisse admettre le convertisseur analogique-numérique 5, ceci afin que le signal d'amplitude maximale correspondant au "blanc" délivré par ltémetteur 1, corresponde bien à la valeur numérique la plus élevée que puisse fournir le convertisseur analogique-numérique 5. Toutefois, dans le cas où le signal de lecture du document présenterait une amplitude de blanc, supérieure à celle déterminée à l'origine par le signal de blanc, un écrêteur peut être prévu pour aligner cette amplitude au niveau de blanc préalablement établi. Le signal déterminant le gain de l'amplificateur 2 est mémorisé de sorte que ce gain reste identique tout au long de la transmission du document. After three seconds of uninterrupted white signal sent by the transmitter 1 1, the circuit 4 detects the presence of the start of transmission and adjusts the gain of the amplifier 2 so that the latter delivers a signal whose amplitude is equal to the maximum value that the analog-digital converter 5 can accept, this so that the signal of maximum amplitude corresponding to the "blank" delivered by the transmitter 1, corresponds well to the highest digital value that the analog-digital converter 5 can provide However, in the case where the document reading signal has a white amplitude greater than that originally determined by the white signal, a clipper can be provided to align this amplitude with the previously established white level. The signal determining the gain of amplifier 2 is memorized so that this gain remains identical throughout the transmission of the document.
Dès que ce verrouillage de gain est réalisé, un circuit 6 génère un mot binaire redondant qui servira de signal de synchronisation à la parite réceptrice (figure 2) pour que celle-ci puisse reconnattre le début et la fin d'un mot binaire quantitifiant un pixel. A la sortie de l'amplificateur 2, est relié un redresseur double alternance avec filtre passe-bas 7 destiné à démoduler le signal de luminance de la porteuse à 1800 Hz. As soon as this gain locking is achieved, a circuit 6 generates a redundant binary word which will serve as a synchronization signal to the receiving parity (FIG. 2) so that it can recognize the beginning and the end of a binary word quantifying a pixel. At the output of amplifier 2 is connected a full wave rectifier with low pass filter 7 intended to demodulate the luminance signal of the carrier at 1800 Hz.
Le signal analogique démodulé fourni par le redresseur 7 est transmis à un convertisseur linéaire-logarithmique 8 par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation 9. The demodulated analog signal supplied by the rectifier 7 is transmitted to a linear-logarithmic converter 8 via a switching device 9.
Ce convertisseur 8 a pour but de linéariser le signal de luminance. En effet, celui-ci est lié de façon exponentielle aux différents gris allant du noir au blanc, du document. Le fait de linéariser ce rapport permet de quantifier chaque pixel avec 3 bits seulement. The purpose of this converter 8 is to linearize the luminance signal. Indeed, it is linked exponentially to the different grays ranging from black to white, of the document. Linearizing this ratio allows each pixel to be quantified with only 3 bits.
Le convertisseur 8 est relié par sa sortie à un intégrateur double 10 dont chaque section travaillant alternativement permet d'intégrertout le signal de luminance que délivre chaque pixel. Cette méthode élimine l'incertitude d'intégration qui serait due an temps nécessaire pris par un intégrateur simple pour revenir à zéro avant chaque nouvelle intégration de signal de luminance de pixel. The converter 8 is connected by its output to a double integrator 10, each section of which working alternately makes it possible to integrate all of the luminance signal which each pixel delivers. This method eliminates the integration uncertainty which would be due to the time taken for a simple integrator to return to zero before each new pixel luminance signal integration.
Dès que cette intégration est terminée, le signal est transféré dans une chantillonneur bloqueur 11 et stocké dans cet échantillonneur 11 le temps que le convertisseur analogique numérique 5 faisant suite ait fini sa conversion. Le signal numérique représentant la valeur du pixel est ensuite sérialisé par l'interface parallèle/série 12 et envoyé en sortie du système vers un multiplexeur et ou un modem 13 permettant d'attaquer la ligne 14 selon les normes en vigueur. As soon as this integration is complete, the signal is transferred to a blocking sampler 11 and stored in this sampler 11 until the following analog-to-digital converter 5 has finished its conversion. The digital signal representing the value of the pixel is then serialized by the parallel / serial interface 12 and sent at the output of the system to a multiplexer and or a modem 13 making it possible to attack the line 14 according to the standards in force.
Dans cet exemple de réalisation, la fréquence horloge pilotant le convertisseur analogique-numérique 5 et l'interface parallèle/série 12, est égale à 4800 Hz, fréquance fournie par le modem émetteur 13, divisée de façon synchrone par N, N étant le nombre de bits binaires composant le mot binaire quantifiant un pixel. In this exemplary embodiment, the clock frequency driving the analog-digital converter 5 and the parallel / serial interface 12, is equal to 4800 Hz, frequency provided by the transmitting modem 13, divided synchronously by N, N being the number of binary bits making up the binary word quantizing a pixel.
On obtient donc une transmission synchrone des informations binaires, ctest-à-dire sans bits supplémentaires de début et de fin. A synchronous transmission of the binary information is therefore obtained, that is to say without additional start and end bits.
Dans la partie réceptrice représentée figure 2, le signal numérique série transmis par la ligne 14 est appliqué à l'entrée d'un convertisseur/série parallèle de 5 bits (registre à décalage 16). Les signaux issus de ce convertisseur 16 sont reçus par un décodeur de mot binaire de reconnaissance 17 émis par le bloc 6' (figure 1) qui, suivant le code 18 employé, autorisera ou non la partie réceptrice à prendre le document. Parallèlement, un décodeur de mot de synchronisation 18' déclenche sur ce mot de synchronisation, après validation 19, un signal qui est appliqué à l'entrée remise à zéro d'un compteur 20 diviseur par cinq de la fréquence horloge du modem 13 (4 800 Hz). In the receiving part shown in FIG. 2, the serial digital signal transmitted by line 14 is applied to the input of a 5-bit parallel converter / serial (shift register 16). The signals from this converter 16 are received by a binary recognition word decoder 17 emitted by the block 6 '(FIG. 1) which, depending on the code 18 used, will authorize or not the receiving party to take the document. In parallel, a synchronization word decoder 18 'triggers on this synchronization word, after validation 19, a signal which is applied to the reset input of a counter 20 divisor by five of the clock frequency of the modem 13 (4 800 Hz).
La sortie de ce compteur 20 commande l'acquisition par le convertisseur numérique-analogique 21 du signal présent sur ses entrées. Les mots binaires appliqués au convertisseur numérique-analogique seront pris en compte de façon synchrone aux mots binaires générés par l'émetteur.The output of this counter 20 controls the acquisition by the digital-analog converter 21 of the signal present on its inputs. The binary words applied to the digital-analog converter will be taken into account synchronously with the binary words generated by the transmitter.
Le signal ainsi obtenu est, à la reconstruction numérique près, l'image analogique du signal émis. Ce signal est ensuite traité par le convertisseur logarithmique/ linéaire 22 ainsi qu'éventuellement une unité de calcul et de traitement 23 de sorte que le signal obtenu en sortie de ce convertisseur soit exponentiel. Ce signal exponentiel module ensuite une porteuse par exemple à 1800 Hz, dans le modulateur 25, et le signal est dirigé vers l'appareil restitueur 24 par l'intermédiaire dtun transformateur d'isolement 26. Ce signal est donc identique au signal analogique modulé qui a été délivré par l'émetteur 1. The signal thus obtained is, apart from the digital reconstruction, the analog image of the signal transmitted. This signal is then processed by the logarithmic / linear converter 22 as well as possibly a calculation and processing unit 23 so that the signal obtained at the output of this converter is exponential. This exponential signal then modulates a carrier for example at 1800 Hz, in the modulator 25, and the signal is directed to the restoring device 24 via an isolation transformer 26. This signal is therefore identical to the modulated analog signal which has been issued by the issuer 1.
Afin d'éviter les interférences qui se traduisent par des moirages sur le document reconstitué le modulateur 25 est asservi au signal horloge du modem 13. In order to avoid interference which results in moiré patterns on the reconstituted document, the modulator 25 is slaved to the clock signal of the modem 13.
Quand l'appareil émetteur a fini l'analyse du document, le signal à 1800 Hz disparait. A ce moment un circuit 27 de détection image, court-circuite la sortie du convertisseur 22 de sorte que le niveau de modulation du circuit 25 soit alors à -50 dB, (bloc 275 l'appareil restitueur ne prenant un signal qutau-dessus de -37 dB, enregistre alors la fin de transmission. When the sending device has finished analyzing the document, the 1800 Hz signal disappears. At this time, an image detection circuit 27, short-circuits the output of the converter 22 so that the modulation level of the circuit 25 is then at -50 dB, (block 275 the reproducing apparatus taking a signal only above -37 dB, then records the end of transmission.
Il convient de noter que dans le système de transmission selon l'invention, la lecture ligne par ligne des documents peut être réalisée selon un autre principe que celui du procédé "BELIN". It should be noted that in the transmission system according to the invention, the reading line by line of the documents can be carried out according to another principle than that of the "BELIN" process.
Par ailleurs, un avantage important du système selon l'invention est qu'il autorise des fréquences d'horloge variées sans que le fonctionnement du système se trouve perturbé. Furthermore, an important advantage of the system according to the invention is that it allows various clock frequencies without disturbing the operation of the system.
En outre la réalisation de ce système de transmission peut être effectuée à l'aide de microprocesseurs. In addition, the production of this transmission system can be carried out using microprocessors.
Dans ce cas 11 ordre des traitements effectués sur le signal se trouve modifié de la façon suivante:
- dans la partie réceptrice, tous les traitements effectués sur le signal s'effectueront en amont du convertisseur numérique-analogique 21;
- dans la partie émettrice, les traitements effectués sur le signal s'effectueront en aval du convertisseur analogique numérique 5. In this case, the order of processing carried out on the signal is modified as follows:
- in the receiving part, all the processing carried out on the signal will be carried out upstream of the digital-analog converter 21;
- in the transmitting part, the processing carried out on the signal will be carried out downstream of the analog-to-digital converter 5.
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