<Desc/Clms Page number 1>
Systeme de transmission de télévision.
La présente invention concerne un système de transmission de signal de television dans lequel le signal est transmis sous la forme d'une succession d'images de télévision, chaque image comprenant un grand nombre de lignes de télévision, qui comportent en substance toutes, une première et une seconde partie multiplexée dans le temps, la premiere partie de chacune des lignes contenant de l'information audio/données sous une forme numérique a un débit binaire donné, tandis que la seconde partie de chaque ligne située en dehors du ou des intervalles de suppression de trame véhicule de l'information vidéo.
L'invention a trait également à un appareil a utiliser avec un tel système.
Des systèmes de transmission du type précité sont décrits dans le document EBU (European Broadcasting Union) Tech. 3258-E "Specification of the systems of the MAC/packet family" daté d'octobre 1986 qui est cité ici a titre de référence. Ce document décrit un certain nombre de systèmes de transmission du type MAC (Multiplexage Analogique par Composantes) o & la première partie de la plupart des lignes d'une image forme une rafale de données d'une durée déterminée contenant des données numériques, pouvant comprendre du son, organisées en paquets, tandis que la seconde
<Desc/Clms Page number 2>
partie, en dehors des intervalles de suppression de trame, contient les composantes de luminance et de chrominance comprimées, multiplexes dans le temps, de l'information video.
Parmi les systèmes décrits, le système C-MAC/Paquets a un debit binaire numérique de 20, 25 Mb/s, la rafale de données ayant subi une modulation par déplacement de phase PSK 2-4 et étant à meme de vehiculer l'äquivalent de huit canaux audio de haute qualité, tandis que l'information vidéo est modulée en fréquence. Le système C-MAC/Paquets est destiné à être utilisé dans un canal de satellite de diffusion directe (DBS). Le système D-MAC/Paquets décrit est destiné à
EMI2.1
véhiculez l'information complate du système Cv syst'me c- MAC/Paquets dans des systèmes de distribution, par exemple par câble, et dans ce système, la rafale de données utilise un codage duobinaire, tandis que le système utilise la modulation d'amplitude.
Selon une proposition deja faite ailleurs, le système DMAC/Paquets pourrait être utilise pour une transmission par l'intermédiaire d'un satellite, l'information vidéo étant modulée en fréquence. L'autre système décrit dans le document mentionné plus haut est le Systeme D2MAC/Paquets dans lequel les données de la rafale de données sont à nouveau codées en duobinaire, mais le débit binaire est ramené à 10, 125 Mb/s, ce qui le rend à même de couvrir l'equivalent de quatre canaux audio de haute qualité. Si ce système doit être utilisé dans un canal de satellite, la modulation de fréquence est prévue, tandis que si le systeme doit être utilisé dans un canal de bande passante limitée, par exemple dans un Systeme de distribution, la modulation d'amplitude est prévue.
Des propositions récentes ont été faites pour transmettre des signaux de télévision à haute définition au moyen d'un des systèmes MAC/Paquets, ces
<Desc/Clms Page number 3>
propositions étant généralement qualifiées de HD-MAC. En même temps, certaines organisations de radiodiffusion ont annonc leur intention de lancer leurs services DBS sur base du système D2-MAC/Paquets de spécification réduite.
L'invention a pour but de procurer un système et un appareil de transmission de signal de télévision qui puisse, entre autres, être utilisé ä titre d'inter- mediaire compatible entre une spécification réduite et un Systeme de television a composantes a haute définition.
L'invention procure un système de transmission de signal de télévision dans lequel le signal est transmis sous la forme d'une succession d'images de télévision, chaque image comprenant un grand nombre de lignes de télévision, qui comportent en substance toutes, une première et une seconde partie multiplexée dans le temps, la première partie de chacune des lignes contenant de l'information audio/donnees sous une forme numérique à un débit binaire donne, tandis que la seconde partie de chaque ligne située en dehors du ou des intervalles de suppression de trame véhicule de 11 information vidéo,
caractérisé en ce que la seconde partie d'au moins certaines des lignes dans le seul ou dans un intervalle de suppression de trame contient de l'information supplémentaire sous une forme numérique à un débit binaire qui est supérieur au debit binaire donne.
Un tel Systeme offre l'avantage que si l'on prévoit d'utiliser un débit binaire plus levé pour l'information audio/données à un moment ultérieur quelconque, l'information supplementaire se trouve déjà
EMI3.1
a ce debit binaire.
Si chaque image comprend deux trames de television contenant chacune un intervalle de sup-
<Desc/Clms Page number 4>
pression de trame, l'invention peut, en outre, entre caractérisé en ce que la seconde partie d'au moins certaines des lignes situées dans les deux intervalles de suppression de trame d'une image véhicule l'information supplémentaire. 11 en serait ainsi dans le cas de systèmes de télévision à analyse entrelacée.
L'invention peut, en outre, être caractérisée en ce que l'information supplémentaire peut être contenue dans la plupart des lignes du seul ou de chaque intervalle de suppression de trame d'une image.
Dans un système préféré conforme à l'inven- tion, le débit binaire supérieur peut valoir le double du débit binaire donné.
L'invention peut aussi être caractérisée en ce que la seconde partie des lignes subsistant éventuellement dans le ou les intervalles de suppression de trame peut véhiculer de l'autre information sous une forme numérique au debit donne, Cette autre information peut être de l'information de télétexte.
Un tel système peut être à même de transmettre des signaux de télévision ä haute définition dans lesquels l'information vidéo forme l'information de canal analogique pour un signal de television à assistance numérique. Dans un tel cas, le système peut être caractérisé en ce que l'information supplementaire forme l'information de canal numérique pour le signal de télévision à assistance numérique qui contient de l'Information de controle et autre pour l'amelioration de l'information vidéo.
L'invention a trait également à un appareil de transmission de télévision à utiliser avec le système de transmission précité, qui comprend un dispositif pour produire de l'information audio/données, un dispositif pour assembler l'information audio/donnees sous une forme numérique à un débit binaire donné dans
<Desc/Clms Page number 5>
une première partie de sensiblement toutes les lignes d'une image de télévision, un dispositif pour produire de l'information vidéo et un dispositif pour assembler l'information vidéo dans une seconde partie des lignes de l'image de television situées en dehors du ou des intervalles de suppression de trame, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre,
un dispositif pour produire de l'information supplémentaire et un dispositif pour assembler dans la seconde partie d'au moins certaines des lignes situées dans le seul ou dans un intervalle de suppression de trame, 11 information supplémentaire sous une forme numérique ä un debit binaire supérieur au débit binaire donné.
Lorsque l'appareil est destiné à être utilisé avec un système de transmission dans lequel chaque
EMI5.1
image comprend deux trames de té1évision contenant chacune un intervalle de suppression de trame, l'inven- tion peut être caractérisé, en outre, en ce que le dispositif pour assembler l'information supplémentaire peut assembler cette information dans la seconde partie d'au moins certaines des lignes situées dans les deux intervalles de suppression d'une image.
De préférence, le dispositif destiné à assembler l'information supplémentaire assemble cette information supplémentaire dans la plupart des lignes du seul ou de chacun des intervalles de suppression de trame.
Lorsque l'information vidéo est obtenue d'un signal de television à haute définition et forme l'information de canal analogique pour un signal de télévision a assistance numérique, l'appareil peut, en outre, être caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour déduire du signal de télévision à haute définition, de l'information de contrôle et autre pour l'amélioration de l'image, cette information de con-
<Desc/Clms Page number 6>
trôle et autre formant l'information supplémentaire et constituant l'information de canal numérique du signal de télévision à assistance numérique.
L'invention a trait, en outre, à un appareil
EMI6.1
ecepteur de t416vision récepteur de télévision utiliser avec le Systeme de r transmission de télévision précité, qui comprend un dispositif pour recevoir un signal de télévision du type spécifié, un dispositif pour déduire du signal recu, l'information audio/donnees de la première partie de sensiblement toutes les lignes d'une image de télévision et un dispositif pour déduire du signal reçu, l'information vidéo de la seconde partie des lignes qui sont situées en dehors du seul ou des intervalles de suppression de trame, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un dispositif pour déduire l'information supplémentaire de la seconde partie d'au moins certaines des lignes situées dans le seul, dans un, ou dans chaque intervalle de suppression de trame.
Lorsque l'information vidéo forme l'information de canal analogique d'un signal de télévision à assistance numérique, l'invention peut, en outre, être caractérisée en ce que l'information supplémentaire comprend l'information de canal numérique du signal de télévision à assistance numérique, l'appareil comprenant, en outre, un dispositif pour déduire de cette information supplementaire, l'information de controle et autre destinee a ameliorer l'information Video obtenue en vue de fournir un signal de télévision à haute definition.
Ces particularités ainsi que d'autres encore
EMI6.2
de l'invention seront décrites ci-après, ä titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique d'une image d'un signal de television a utiliser avec l'invention,
<Desc/Clms Page number 7>
la Fig. 2 est une vue schématique d'une variante de l'image de la Fig. l ? la Fig. 3 est un schéma synoptique d'un matériel de transmission à utiliser avec l'invention, et la Fig. 4 est un schéma synoptique d'un matériel de réception à utiliser avec l'invention.
Lors de l'introduction de tout nouveau système, il est toujours souhaitable au départ de maintenir le système aussi simple que possible afin que (dans le cas d'un système de télévision) le matériel de
EMI7.1
reception ne soit pas trop compliqué et ne soit pas p initialement d'un coût prohibitif alors que la demande est faible. Cependant, le système doit pouvoir être développé afin que l'on puisse en retirer tous les avantages en temps voulu sans que ce développement rende le matériel de réception précédemment construit obsolete.
Compte tenu de cela, suivant l'invention, il est prévu d'introduire un système de diffusion par satellite en trois phases, a savoir : i phase l-une phase de démarrage avec un signal compatible avec le système D2-
MAC/Paquets défini dans le document EBU précité. ii phase 2 - une phase intermédiaire avec un signal qui est une modification du système D2- MAC/Paquets précité. A cette phase, la télé- vision A haute définition de specification réduite serait introduite avec un format d'image de 16 : 9. iii phase 3 - une phase finale avec un signal qui est une modification du Systeme D-MAC/Paquets défini dans le document mentionné plus haut.
Dans cette phase, la pleine capacité du canal peut etre utilisée et la télévision ä haute
<Desc/Clms Page number 8>
définition de spécification complète peut être introduite.
EMI8.1
e La phase 3 ne devrait être introduite que lorsqu'on pourra supposer que tous les récepteurs construits pour les transmissions de phase 1 sont arrivés à 1a fin de leur durée de vie, tandis que les récepteurs construits pour les transmissions de phase 2 devraient être à même de recevoir aussi bien les transmissions de phase 1 que les transmissions de phase 3, mais dans ce dernier cas avec une inter-
EMI8.2
prétation de la télévision & haute définition dans un re e p mode à spécification réduite.
La Fig. 1 illustre schématiquement et sans échelle de temps particulière, la structure d'une image d'un signal de télévision dans les limites de la spécification du Systeme D2-MAC/Paquets pour la phase 1. Cette image de signal occupe une période de 40 ms et chaque image comprend 625 périodes de ligne de 64 microsecondes chacune, la période de ligne étant
EMI8.3
supposée être en travers de la figure. Des numéros de suppos e e lignes appropries sont indiqués du côté droit de la Fig. 1. Les deux dernières lignes de l'image, 624 et 625, ne contiennent que des signaux de référence et des données spécifiques, comme défini dans le document EBU précité.
La première partie (approximativement 10 microsecondes) de chacune des lignes 1 ä 623 incluse, comprend la rafale de données DB pendant chacune desquelles, en plus d'un mot de synchronisation, des données numériques sont véhiculées au débit binaire de 10, 125 MHz par seconde. Un premier intervalle de suppression de trame VBI est formé par 1a deuxième partie des lignes 1 à 22 incluse dont la plupart sont blanches, mais dont certaines, ä savoir les lignes 17 à 22 incluse, véhiculent des signaux de télétexte de format fixe qui se présentent sous une
<Desc/Clms Page number 9>
forme numérique et sont au même debit binaire de 10, 125 Mb par seconde.
La deuxième partie des lignes 23 à 310 incluse contient la première trame de l'infor- mation vidéo ici représentée sous la forme d'une composante de signal de différence de couleur comprimée dans le temps U/V suivie de la composante de signal de luminance comprimée dans le temps Y, bien que dans la pratique, ces deux composantes soient brouillées par une forme de rotation de coupure de ligne.
La seconde partie des lignes 311 A 334 incluse forme le second intervalle de suppression de trame VBI et, comme dans le cas du premier intervalle de suppression de trame, la plupart des lignes sont blanches, tandis que certaines d'entre elles, a. savoir les lignes 329 a 334 incluse, véhiculent également des signaux de télétexte de format fixe, tandis qu'une autre, à savoir la ligne 312, contient des signaux de test d'insertion. Les lignes 335 à 622 contiennent, dans leur seconde partie, la seconde trame de l'information video, tandis que la seconde partie de la ligne 623 contient des signaux de test d'insertion.
Pendant la phase 2, le contenu de la période d'image de la Fig. 1 reste en majeure partie le même que pendant la phase 1, le débit binaire de la rafale de données, les données des lignes 624 et 625, les signaux de test d'insertion et les périodes d'information de luminance restant inchangés.
Au moins certaines des secondes parties des lignes qui forment les deux intervalles de suppression de trame véhiculent, A titre d'information supplémentaire, 11 information de canal numérique pour un signal de télévision à assistance numérique (DATV) dont les composantes vidéo U/V et Y forment l'information de canal analogique.
11 est propose que ces secondes parties des lignes formant les intervalles de suppression de trame, ou au moins
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
celles qui ne contiennent pas de signaux de télétexte, si ceux-ci sont présents, véhiculent sous une forme numérique, l'information de contre et autre afin de permettre l'amelioration de l'image transmise au niveau du récepteur, ces données étant transmises à un débit binaire de 20, 25 Mb par seconde, qui vaut le double du débit binaire utilisé pour la rafale de données des signaux de télétexte (éventuels). Une proposition pour DATV a été publiée par la British Broadcasting Corporation dans Research Department Report BBC RD 1986/5"HDTV motion adaptive bandwidth reduction using DATV" par R.
Storey, du mois-de juin 1986, ainsi qu'a l'occasion de la"1986 International Broadcasting Convention". 11 convient de noter qu'un récepteur conqu pour recevoir une transmission en phase 1 qui ignore les lignes blanches dans les intervalles de suppression de trame sera également a même de recevoir une transmission en phase 2 ignorant l'information DATV dans les intervalles de suppression de trame. L'image visualisée par un tel récepteur de phase 1 ne dépendra que du contenu de l'information Video analogique qui ne sera, par conséquent, pas améliorée.
Pour la phase 3, le contenu de la période d'image est illustré schématiquement sur la Fig. 21 dans laquelle des références identiques ä celles de la Fig. 1 ont été utilisées. Les intervalles de suppression de trame, les périodes d'information video et la rafale de données totale sont les mêmes pour cette variante du Systeme D-MAC/Paquets que pour le système D2-MAC/Paquets. Cependant, la rafale de données est divisée en deux sous-multiplex SM1 et SM2 et le debit de données pour l'information numérique dans ces sousmultiplex est de 20, 25 Mn par seconde, ce qui correspond au double du débit utilisé pour la rafale de données dans le système D2-MAC/Paquets et est donc ä
<Desc/Clms Page number 11>
meme de véhiculer le double de l'information.
Les secondes parties des lignes formant les intervalles de suppression de trame véhiculeront à nouveau l'information de canal numerique pour le signal DATV au même débit binaire que pour la phase 2, ce qui se fera, par conséquent, au meme debit binaire que la rafale de données et que les signaux de reference et de données des lignes 624 et 625.
Des signaux de télétexte peuvent être supprimés des quelques lignes des intervalles de suppression de trame et peuvent être placés dans les groupes sous-multiplexes, donnant ainsi davantage d'information DATV dans ces intervalles que celles véhiculées pendant la phase 2. 11 est également possible d'utiliser dans cette phase deux jeux de rapports de compression pour 1'information Video. D'autres informations DATV peuvent aussi être contenues dans un des groupes sous-multiplexés, si l'äquivalent de moins de huit canaux audio de haute qualité est requis avec la transmission.
La Fig. 3 est un schéma synoptique du matériel de transmission à utiliser au stade de la phase 2, seules les parties qui sont considérées comme nieces- saires pour la compréhension de l'invention étant représentées. La référence 1 indique une caméra de télévision ä haute definition destinée ä produire un signal d'image de television contenant, par exemple, 1250 lignes, un entrelacement 2 : 1, 50 trames par seconde et un format d'image de 16 : 9. Les signaux rouge (R), vert (G) et bleu (B), qui sont sous forme analogique, sont appliques a une matrice 2 pour produire des signaux de luminance Y et de différence de couleurs u/V qui sont appliqués ä un convertisseur analogiquenumérique 3.
Les signaux numériques résultants, qui sont sous une forme parallele, sont appliques à un etage de filtre vertical et de conversion d'analyse 4
<Desc/Clms Page number 12>
où le signal d'image est converti en un signal d'image de 625 lignes conservant les autres caractéristiques.
L'information requise pour le canal numérique a des fins de DATV est déduite de ce stade et est appliquée a un codeur DATV 5. Le signal de 625 lignes provenant du stade 4 est appliqué à un étage de compression de temps MAC 6 dans lequel les composantes de luminance et de chrominance sont convenablement comprimées dans le temps et assemblées dans leur ordre correct, brouillées ou non par une forme de rotation de coupure de ligne.
L'information de controle et supplémentaire produite par le codeur DATV 5 est ajoutée au signal d'image pendant l'ensemble ou certaines des secondes parties des lignes dans les intervalles de suppression de trame, cette information étant présente sous une forme numérique et étant telle qu'elle provoque finalement la transmission des données à un débit binaire de 20, 25 Mb par seconde. Le signal assemblé produit par l'étage 6 est applique a un étage de traitement horizontal et de sous-échantillonnage 7 dont la sortie est appliquée à un convertisseur numérique-analogique 8. Le convertisseur produit un signal d'image analogique en meme temps que les composantes numériques du signal DATV qui sont appliquées à une première entrée d'un étage additionneur 9.
Une seconde entrée de l'etage additionneur 9 est représentée connectée à un bloc 10 dans lequel les données de la rafale de données sont assem- b1ées ä un débit binaire de 10, 25 Mb par seconde. Le procédé pour la production des données pour la rafale de données ou son assemblage n'est pas décrit en detail, car il est sans importance pour la compréhension de l'invention. Le signal combiné provenant de l'etage additionneur 9 est applique a un émetteur 11 pour amplification et conversion à 1a fréquence de transmission dont la sortie est appliquée a une antenne
<Desc/Clms Page number 13>
12 en vue d'une transmission vers le satellite approprie, si ce mode de transfert du signal est utilisé.
La Fig. 4 est un schéma synoptique du matériel de réception à utiliser au stade de la phase 2 bien que, comme décrit plus haut, il fonctionne également avec des signaux aux stades des phases 1 et 3. Seuls sont représentés les éléments qui paraissent nécessaires à une compréhension de l'invention. Le signal provenant du satellite est reçu par une antenne 13 et subit une conversion d'abaissement avant d'être applique ä l'entrée 14 d'un récepteur. Dans le précepteur, le signal est à nouveau traite d'une. manière connue dans un bloc 15 donnant ä sa sortie un signal de bande de base qui est appliqué à un convertisseur analogiquenumerique 16.
Le signal numérique résultant, sous une forme binaire parallèle, est applique à un étage 17 qui acquiert les données de la rafale de données et produit â partir de celles-ci, des signaux de synchronisation et de rythme ä utiliser dans le récepteur. Les données restantes de la rafale de données sont appliquées à un étage de traitement de signaux numeriques 18 dans lequel les divers signaux provenant du multiplex de paquets sont décodés pour fournir les divers signaux, y compris les signaux audio et d'autorisation, qu'ils contiennent. Ceci n'est pas illustré plus en détail étant donné son manque d 1 importance pour la compréhension de l'invention.
Le signal provenant du convertisseur est également applique à un étage de décor- pression dans le temps MAC 19 dans lequel le signal vidéo est décomprimé et transforme en ses composantes de luminance Y et de chrominance U/V. Si ce signal a été brouillé dans l'émetteur, le désembroui1lage a lieu
EMI13.1
dans 11 étage de decompression 19 sous la commande de signaux de la rafale de donnes et, pour cette raison, une connexion est indiquée entre les étages 18 et 19.
<Desc/Clms Page number 14>
Les données DATV dans les secondes parties des lignes appropriées dans 11 intervalle de suppression de trame sont séparées du signal video dans 1'étage 19 et appliquées à un décodeur DATV 20.
Les signaux de luminance et de chrominance sont appliqués ä un étage convertisseur de balayage vers le haut 21, dans lequel le signal de 625 lignes reçu est converti en un signal d'image de 1250 lignes et, dans cet étage, les signaux produits par le décodeur DATV 20 sont utilisés pour améliorer le signal d'image converti. Le signal converti vers le haut amélioré, est appliqué ä un convertisseur numérique-analogique 22. dont les sorties analogiques Y et U/V sont appliquées une matrice 23 pour produire des signaux R, G, B qui sont utilises par un dispositif de visualisation 24 pour produire une image à haute définition de 1250 lignes.
Quoique dans la description qui precede, des détails particuliers soient donnés quant au nombre de lignes et de trames, ä l'entrelacement, aux formats d'image, etc., il convient de noter que le système et le matériel décrits plus haut peuvent eire utilises avec des signaux de télévision présentant d'autres paramètres. De plus, il n'est pas nécessaire que le signal de television soit véhiculé par une transmission a satellite de diffusion, mais il pourrait l'être par
EMI14.1
un Systeme à câble.
Bien que dans le système décrit plus haut, l'information supplémentaire soit constituée par l'information de canal numérique pour la télévision A assistance numérique DATV, il pourrait, en variante, s'agir de toute autre forme de données, par exemple des données d'autorisation ou des adresses d'abonnements.