FR2488474A1

FR2488474A1 - Procede et dispositif pour obtenir un signal video couleur numerique

Info

Publication number: FR2488474A1
Application number: FR8114948A
Authority: FR
Inventors: Joseph Hubertus Peters
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1981-07-31
Publication date: 1982-02-12
Also published as: SE454834B; GB2082016A; FR2488474B1; HK98684A; DE3130990C2; SE8104695L; JPH038156B2; GB2082016B; JPS5754485A; AU7384081A; DE3130990A1; SG76684G; AT382486B; AU542166B2; ATA345081A; NL8004521A; US4405936A; CA1184290A

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR OBTENIR UN SIGNAL VIDEO COULEUR NUMERIQUE UTILISANT UNE TRANSFORMATION D'IMAGE. POUR REDUIRE LE DEBIT BINAIRE, ON ECHANTILLONNE LE SIGNAL VIDEO COULEUR (X(T)) A UNE FREQUENCE DOUBLE DE LA FREQUENCE DE LA SOUS-PORTEUSE COULEUR. LES ECHANTILLONS AINSI OBTENUS (X(Q)) SONT COMBINES EN DES IMAGES PARTIELLES BIDIMENSIONNELLES COMPRENANT CHACUNE P ECHANTILLONS DE SIGNAUX VIDEO SUCCESSIFS DE Q LIGNES SUCCESSIVES. CHAQUE IMAGE PARTIELLE EST "DEVELOPPEE" EN UNE SERIE D'IMAGES DE BASE AYANT CHACUNE UN COEFFICIENT (Y(M)) CODE EN BINAIRE ET QUI LUI EST PROPRE. LES IMAGES DE BASE SONT CONSTITUEES D'ELEMENTS D'IMAGES ENTIEREMENT BLANCS, OU BIEN ENTIEREMENT NOIRS (TRANSFORMATION DE HADAMARD (HN)). L'APPORT DE CHACUN DES SIGNAUX D'INFORMATION COULEUR A UNE IMAGE PARTIELLE PEUT ETRE ENTIEREMENT DECRIT PAR UNE SEULE IMAGE DE BASE. SEULS LES COEFFICIENTS APPARTENANT A CES IMAGES DE BASE DOIVENT ETRE CODES DE MANIERE PRECISE (Z(M)). UTILISATION EN TELEVISION.

Description

"Procédé et dispositif pour obtenir un signal vidéo couleur numérique". A.

Arrière plan de l'invention A(1) Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour obtenir un signal vidéo couleur numérique avec utilisation d'une

transformation d'image (transform coding).

L'invention se rapporte, en outre, à un dispositif de

codage pour l'application de ce procédé.

A<2) Description de l'état de la technique

Selon l'art antérieur, plusieurs procédés ont été indi-

qués pour obtenir un signal vidéo couleur numérique PAL ou NTSC, à savoir: a) modulation par codage d'impulsions, en abrégé PCM; b) modulation par codage différentiel d'impulsions en abréviation DPCM; c) codage après transformation d'image (Transform coding),

en abréviation TC.

Pour la modulation PCM, le signal vidéo est échantillonné à une fréquence d'échantillonnage fs déterminée, qui est au moins égale à la fréquence d'échantillonnage de Nyquist. On

obtient ainsi des échantillons de signaux vidéo qui sont quan-

tifiés et codés. C'est-à-dire que chaque échantillon de signal vidéo est converti en un mot de code qui comprend un nombre déterminé de bits. On obtient de cette façon un signal vidéo couleur numérique qui, dans la pratique, a un débit binaire

d'environ 120 mégabits par seconde.

Un débit binaire nettement plus favorable est obtenu au moyen de la modulation DPCM. Dans ce cas, on cherche à diminuer la redondance dans le signal vidéo couleur. A cet effet, ce signal vidéo est tout d'abord échantillonné avec la

3 fréquence d'échantillonnage de Nyquist et une valeur de pré-

diction est produite pour chaque échantillon de signal vidéo ainsi obtenu. En lieu et place de l'échantillon de signal vidéo lui-même, c'est la différence entre cet échantillon et sa valeur de prédiction qui est quantifiée et codée (voir, par exemple, les références 1 et 2).. La modulation DPCM peut être réalisée avec un appareillage relativement simple et semble donner de bons résultats, pour autant que l'on ne souhaite pas une diminution du débit binaire de plus d'un

facteur trois (voir, par exemple, la référence 3).

Une réduction de la redondance tout à fait différente 5 est obtenue par l'utilisation du codage TC (transformation d'image: voir, par exemple, les références 2, 4 et 5). Dans ce cas, l'image est pour ainsi dire divisée en un grand nombre d'dmages partielles rectangulaires et chaque image

partielle est ensuite considérée comme une somme d'un cer-

tain nombre d'images de base orthogonales les unes par rap-

port aux autres B(O), B(1)... B(N-1), chacune avec leur

facteur de pondération propre y(O), y(l), y(2)...y(N-1).

Ces facteurs de pondération seront, comme d'habitude, quali-

fiés ci-après de coefficients et ce sont précisément ces

coefficients qui sont quantifiés et çodés.

Pour la détermination de ces coefficients, le signal vidéo est, dans la pratique, tout d'abord échantillonné avec la fréquence d'échantillonnage de Nyquist. Les échantillons

de signaux x(n) ainsi obtenus peuvent être utilisés, directe-

ment ou après une conversion analogique numérique, pour un traitement ultérieur. Ladite image partielle est maintenant formée par N échantillons de signaux vidéo de ce type qui appartiennent, ou bien tous au même signal de ligne, ou bien à des signaux de ligne différents. En multipliant maintenant

chaque échantillon de signal vidéo x(n) de cette image par-

tielle par un facteur constant h(m,n) et en additionnant les

produits obtenus, on obtient le coefficient y(m). Cette opé-

ration peut être exprimée mathématiquement de la manière sui-

vante.

N-1

y(m) = h(m,n) x(n) n=O (1) m = 0;1,2,3,...N-1

Les facteurs constants h(m,n) peuvent être considérés com-

me les éléments d'une matrice NxN,H, qui sera qualifiée de

matrice de transformation.

Dans le cas de la télévision en noir et blanc, dans laquelle le signal vidéo ne représente qu'une seule grandeur variant dans le temps, à savoir la luminosité, l'image de

base B(0) représente la luminosité moyenne de l'image par-

tielle et y(o) sa valeur d'amplitude. Ce coefficient est ainsi le plus important et doit de ce fait être codé avec

une grande précision. Les images de base restantes B(1)...

B(N-1) fournissent de l'information au sujet des détails de l'image partielle. Les coefficients appartenant à ces images

partielles y(l)...y(N-l) semblent pouvoir être codés habi-

tuellement avec une précision nettement plus faible. Dans la pratique, le coefficient y(0) est habituellement converti en un mot de code z(0) contenant huit ou neuf bits, tandis que chacun des coefficients y(0) restants est converti en un mot de code z(m) qui comprend 0,1,2,3,4 ou 5 bits. Etant donné que les mots de code z(m) obtenus de cette façon ont à peu

près tous une longueur de mot qui est inférieure à la lon-

gueur de mot des échantillons de signaux vidéo x(n) à codage PCM, le débit binaire est aussi plus faible. Par un choix approprié de la matrice de transformation H, on peut

même encore réduire ce débit binaire jusqu'à une valeur in-

férieure à celle qui est obtenue par le codage DPCM des

échantillons de signaux vidéo. Les matrices de transforma-

tion les plus utilisées sous ce rapport sont les matrices

de Hotelling, de Fourier, de Hadamard et de Haar.

Bien que pour la télévision en noir et blanc, l'utilisa-

tion d'une transformation d'image permette une réduction supplémentaire du débit binaire par rapport à la modulation DPCM, l'utilisation d'une telle transformation d'image en télévision couleur, même par rapport à la modulation PCM, ne procure pratiquement pas de gain de débit binaire. Pour la télévision couleur, il est par conséquent préférable de

soumettre les échantillons de signaux vidéo à un codage DPCM.

La référence 6 démontre que dans ce cas, une réduction sup-

plémentaire du débit binaire peut encore être réalisée. Il y est en effet prouvé que le signal vidéo couleur PAL peut être échantillonné avec une fréquence d'échantillonnage fs qui est deux fois supérieure à la fréquence de l'onde porteuse

auxiliaire couleur f, pourvu que les moments d'échantillon-

nage coincident exclusivement avec les points de phase de

450 et de 2250 du signal d'information couleur u(t). La ré-

férence 7 indique que le signal vidéo couleur NTSC peut aussi être échantillonné avec une fréquence d'échantillonnage qui est deux fois plus élevée que la fréquence d'onde porteuse

couleur fSc, pourvu que les moments d'échantillonnage coinci-

dent en alternance, d'abord pendant deux signaux de ligne avec les points de phase de 450 et de 2250, puis pendant deux signaux de ligne suivants avec les points de phase de 135 et

de 3150 du signal d'information couleur u(t).

B. Résumé de l'invention L'invention vise à procurer un procédé pourobtenir un

- signal vidéo couleur numérique PAL ou NTSC au moyen du-

quel on réalise, par rapport à la modulation DPCM, une réduc-

tion notable du débit binaire. Suivant l'invention, ce procé-

dé comprend, à cet effet, les opérations suivantes:

a) l'échantillonnage du signal vidéo couleur avec une fré-

quence d'échantillonnage f. qui est égale au double de la fréquence de l'onde porteuse couleur f et à des moments sc qui coïncident avec les points de phase + +Mrdu signal d'information couleur u(t) dans le signal de ligne, o M

représente un nombre entier, en vue de produire des échan-

tillons de signaux vidéo x(n); -^, b) la composition d'une image partielle formée de Q groupes vidéo appartenant à des signaux de ligne successifs qui sont chacun formés par une succession de P échantillons de signaux vidéo du signal de ligne en question;

c) la transformation d'une telle image partielle en un grou-

pe de coefficients formé de N coefficients y(m) qui sont cha-

cun égaux à la somme de valeurs des échantillons de signaux vidéo de l'image partielle pondérés par un facteur +1 ou -1, m étant égal à 0,1,2,.

N-1 et N étant égal au produit de P et de Q; d) la conversion de chacun des coefficients y(m) en un mot de code z(m) qui comporte un nombre de bits attribué au..DTD: coefficient en question.

Au cours de l'opération a) est définie la manière d'échantillonner un signal vidéo couleur, comme indiqué dans la référence 6 pour un signal PAL et dans la référence 7 pour un signal NTSC. Cette opération a) fournit, en combinaison avec l'opération b), une image partielle dont les points d'image (échantillons de signaux vidéo) sont décalés les

uns des autres d'une ligne à une autre- L'opération c) im-

plique que pour la transformation de l'image partielle, il faut choisir la matrice de Hadamard en tant que matrice de transformation. La réduction souhaitée du débit binaire est

obtenue par l'opération de codage proprement dite d).

L'invention est basée sur le principe suivant: Comme déjà mentionné, en télévision en noir et blanc, la luminosité moyenne est représentée par l'image de base B(O) et la valeur d'amplitude de cette luminosité moyenne, par y(O). Ceci signifie que si une image partielle est d'un gris égal, seul ce coefficient y(O) diffère de zéro et doit être codé. Ceci est indépendant de la fréquence d'échantillonnage

que l'on suppose maintenant être égale à la fréquence'd'é-

chantillonnage de Nyquist.

On examinera maintenant un signal vidéo couleur qui est échantillonné avec la fréquence d'échantillonnage de Nyquist et qui, en dehors d'un signal de luminosité constant, ne comporte qu'un seul signal d'information couleur dont l'amplitude est constante. Comme dans le cas de la télévision en noir et blanc, la luminosité d'une image partielle peut maintenant aussi être représentée par l'image de base B(O)

unique. Bien que le signal d'information couleur ait une am-

plitude constante, l'apport de ce signal à une image partiel-

le ne peut être représenté que par la somme d'un nombre habi-

tuellement assez grand d'images de base. Les coefficients associés aux images de base citées en dernier lieu doivent

tous être codés de manière précise. C'est la raison pour la-

quelle une transformation d'image utilisée sur un signal

vidéo couleur qui est échantillonné avec la fréquence d'é-

chantillonnage de Nyquist et à l'aide de n'importe quelle matrice de transformation, ne procure pratiquement pas de gain de débit binaire. Ceci semble être le cas aussi lorsque le signal vidéo couleur est échantillonné avec une fréquence

qui est deux fois supérieure à la fréquence de l'onde porteu-

se couleur fSc et que la matrice de transformation utilisée

n'est pas égale à la matrice de Hadamard.

Grâce aux mesures conformes à l'invention, il est par exemple possible qu'en présence d'un signal d'information couleur d'amplitude constante, l'apport de ce signal à une image partielle puisse être décrit par une seule image de base, de sorte que seul le coefficient qui y est associé doit être codé de manière précise. La réduction envisagée du débit binaire est ainsi réalisée. Cette réduction peut atteindre

un facteur 5.

C. Terminologie 1. Un signal vidéo couleur est formé par une succession de

signaux de ligne qui sont constitués chacun de la superposi-

tion d'un signal de luminosité Y et de deux signaux d'infor-

mation couleur u(t) et v(t), étant entendu que u(t) = U sin (2 i-Sc t + e) (2) v(t) =y V cos (2 r fsct +%) (3) Dans ces relations, U est proportionnel à B-Y et V, à R-Y. La grandeur B représente le signal de couleur primaire bleu et

R, le rouge. Pour le NTSC, y = 1 et pour le PAL,y est alterna-

tivement égal à +1 et à -1 pour des signaux de ligne succes-

sifs. La grandeur fSc est qualifiée de fréquence d'onde por-

teuse auxiliaire en couleur. Si le signal vidéo couleur est

indiqué par E, il peut être écrit mathématiquement de la ma-

nière suivante: E = Y + U sin (27 f Sct +) + V cos (21 fSct+) (4)

2. La fréquence d'échantillonnage de Nyquist est une fré-

quence qui est deux fois supérieure à la fréquence maximum fm

dans le signal vidéo couleur. Cette fréquence fm est supé-

rieure à f Sc D. Références 1. Differential Encoding of Composite Color Television

Signals Using Chrominance - Corrected Prediction; J.E.

Thompson; IEEE Transactions on Communications, volume COM-22,

n 8, août 1974, pages 1106 à 1113.

2. Picture Coding: A Review; A.N. Netravali, J.O. Limb; Proceedings of the IEEE, volume 68 n 3, mars 1980, pages

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Limb, F.W. Mounts; Bell Systems Technical Journal, volume 48,

1969, pages 2583 à 2599.

4. Transform Picture Coding; P.A. Wintz; Proceedings of

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5. Real-time orthogonal transformation of colour-television pictures; H. Bacchi, A. Moreau; Philips Technical Review;

volume 38, n 4/5, 1978/1979, pages 119 à 130.

6. Digital Video: Sub-Nyquist Sampling of PAL Colour Signals; V.G. Devereux; BBC Research Department, Report

n BBC RD 1975/4; Janvier 1975.

7. Sub-Nyquist Sampled PCM NTSC Color TV Signal Derived

from Four Times the Color Subcarrier Sampled Signal; J.P.

Rossi; IBC 78, Conference Publication n 166, pages 218 à 221.

E. Courte description des fiaures

La figure 1 illustre la structure générale d'un dispo-

sitif de codage dans lequel une transformation d'image est utilisée;

les figures 2 à 10 illustrent des instants d'échantil-

lonnage, des images partielles et des signaux d'information couleur u(t) et v(t), servant à éclairer le fonctionnement du dispositif de codage représenté sur la figure 1 dans le

cas de signaux PAL et d'images partielles de formes sembla-

bles les unes aux autres;

les figures 11 à 17 illustrent des instants d'échan-

tillonnage, des images partielles et des signaux d'informa-

tion couleur u(t) et v(t), en vue d'éclairer le fonctionne-

ment du dispositif de codage représenté sur la figure 1 dans le cas d'un signal NTSC et d'images partielles de formes semblables les unes aux autres;

- les figures 18 à 22 illustrent des instants d'échan-

tillonnage et des images partielles en vue d'éclairer le

fonctionnement du dispositif de codage représenté sur la fi-

gure 1 dans le cas d'un signal PAL et d'images partielles de formE différentes;

- les figures 23 et 24 illustrent des instants d'échan-

tillonnage et des images partielles en vue d'éclairer le fonctionnement du dispositif de codage représenté sur la figure 1 dans le cas d'un signal NTSC et d'images partielles de formes différentes; - la figure 25 illustre la forme d'exécution préférée du dispositif de transformation; - la figure 26 illustre la forme d'exécution préférée du transformateur auxiliaire à utiliser dans le dispositif de transformation qui est représenté sur la figure 25;

- la figure 27 illustre un exemple d'exécution d'un dis-

positif de codage auxiliaire à longueur de mot variable, - la figure 28 illustre un exemple de réalisation d'une

mémoire d'attribution de bits 6 à utiliser dans le disposi-

tif de codage qui est représenté sur la figure 1; - la figure 29 illustre une mémoire d'attribution de bits à utiliser dans un dispositif de codage qui convient pour

traiter des signaux vidéo couleur NTSC.

- la figure 30 illustre un circuit de commande à utili-

ser en combinaison avec un dispositif de codage qui convient pour le traitement de signaux vidéo couleur PAL;

- la figure 31 illustre un circuit de commande à utili-

ser en combinaison avec un dispositif de codage qui convient pour le traitement de signaux vidéo couleur NTSC;

- la figure 32 illustre une variante du circuit de for-

mation d'image partielle à utiliser dans le dispositif de transformation; - la figure 33 illustre la relation entre les codes d'adresse AD(0) et AD(1) qui sont utilisés dans le circuit de formation d'image partielle de la figure 32; - la figure 34 illustre la matrice-16x16 de Hadamard;

- la figure 35 illustre, sous forme de tableau, le nom-

bre de bits qui sont attribués aux différents coefficients y(m). F. Le dispositif de coZaae F(1) La construction Générale La figure 1 illustre un dispositif de codage dont la

structure est conçue pour la mise en oeuvre du procédé con-

forme à l'invention. A ce dispositif de codage est amené un

signal vidéo couleur x(t) qui provient d'une source de si-

gnaux vidéo 1. Ce signal vidéo est amené à un dispositif

d'échantillonnage 2 qui, sous la commande d'impulsions d'é-

chantillonnage S(1) apparaissant à une fréquence d'échantil-

lonnage f5 = 1/T, prélève des échantillons de ce signal vidéo et fournit les échantillons de signal vidéo x(qT). Dans ce

cas, q =...-2, -1, 0, 1, 2,.... Ces échantillons de si-

gnaux vidéo sont ensuite amenés à un convertisseur analogique

numérique 3 qui fournit les échantillons de signaux vidéo nu-

mériques x(q). Ces échantillons de signaux lidéo x(q) sont ame-

nés à un dispositif de transformation 4 qui sera décrit plus loin plus en détail et qui: 1i combine les échantillons de signaux vidéo numériques en une image partielle constituée de Q groupes vidéo appartenant à des signaux de ligne successifs et formés chacun par une

succession de P échantillons de signaux vidéo du signal de li-

gne en question.

2. transforme une image partielle ainsi formée en un groupe de coefficients formé de N coefficients y(m) qui sont chacun égaux à la somme de valeurs des échantillons de signaux vidéo de l'image partielle, pondérés par un facteur de +1 ou de -1, o m = 0,1, 2,... N-1 et N est égal au produit de P et de Q. Si un échantillon de signal vidéo de l'image partielle

est maintenant désigné par x(n), la relation entre un coeffi-

cient y(m) et les N échantillons de signaux vidéo de l'image partielle est donnée par l'expression (1), dans laquelle, en

particulier, h(m,n) = +1 ou -1.

Comme déjà mentionné plus haut, les constantes h(m,n) peuvent être considérées comme les éléments d'une matrice de transformation H qui, dans ce cas, est égale àla matrice

de Hadamard. Dans la description qui suit, ceci se traduira

par le fait que la matrice de Hadamard est associée au dispo-

sitif de transformation.

Le dispositif de transformation fournit ainsi les coef-

ficients y(m) qui sont amenés à leur tour à un dispositif de codage auxiliaire à longueur de mot variable 5 qui convertit chaque coefficient en un mot de code z(m) d'une longueur de mot appropriée. Cette longueur de mot est déterminée

par une grandeur b(j) qui est fournie par une mémoire d'at-

tribution de bits 6 et qui est amenée par l'intermédiaire

d'une entrée de commande 501 à ce dispositif de codage auxi-

liaire 5.

F(2) Fonctionnement avec des signaux vidéo couleur PAL

Comme déjà mentionné plus haut, la fréquence d'échantil-

lonnage fs est choisie égale au double de la fréquence d'onde porteuse auxiliaire couleur f sc' Cette fréquence fSc se trouve

dans une relation très particulière avec la fréquence de li-

gne f1. C'est-à-dire que pour des signaux PAL, il s'avère que: fsc (i -) f1 (5)

o i représente un nombre entier.

Il en résulte que: fs= (2i 2) 1 (6)

Cette relation entre fs et fi a des conséquences très parti-

culières. On suppose, par exemple, que le signal de ligne dé-

bute avec le numéro d'ordre r au moment to. On suppose, en èeme o,r outre, que le j échantillon de signal vidéo de ce signal de

3Ohigne apparaît au moment tor +à t + (j-l)T. On suppose main-

tenant que de la manière correspondante, le signal de ligne avec le numéro d'ordre r+1 débute au moment to r+l Le j échantillon de signal vidéo de ce signal de ligne apparait

alors au moment to r+ + /.t + (j-1)T + fT.

Sur la figure 2, les moments auxquels les échantillons de signaux vidéo des signaux de ligne à numéro d'ordre

r = 1, 2, 3,..., 8 sont pris, sont illustrés schématique-

ment par des points. Sur cette figure, les signaux de ligne

ne sont cependant pas représentés les uns à la suite des au-

tres, mais les uns en dessous des autres et ce, d'une manière

telle, que le moment initial de chaque signal de ligne coin-

cide avec le moment t = O indiqué sur la figure 2. Cette fi-

gure représente ainsi en fait une image de télévision.

Dans la référence 5, il est prouvé que î1t doit être choisi d'une manière telle qu'aux moments d'échantillonnage t, l'argument ou le point de phase 2 tfSc t +e de chacune des fonctions trigonométriques dans les expressions (2), (3)

et (4) soit égal à - + MlÀ, o M est un nombre entier.

Dans chacune des figures 3 et 4, les moments auxquels

les échantillons de signaux vidéo des signaux de ligne à numé-

ro d'ordre r = 1, 2, 3,..., 8 sont pris, sont à nouveau indi-

qués, à titre d'exemple et à plus grande échelle que sur la figure 2, par des points. Dans ces figures, le moment initial

tor de chacun des signaux de ligne est à nouveau fixé au mo-

ment t = O et ' est choisi égal à zéro, de sorte queia t= T Sur la figure 3, le signal d'information couleur u(t) est représenté pour chaque signal de ligne. On suppose, dans ce

cas, que l'amplitude U est constante. D'une manière corres-

pondante, le signal d'information couleur v(t) est représen-

té sur la figure 4 pour chaque signal de ligne. On suppose, dans ce cas, que l'amplitude V est constante. Pour les deux

figures, on admet en outre que i = 5. Il ressort de la fi-

gure 3 qu'à chaque moment d'échantillonnage, le signal d'information couleur u(t) a la même-valeur absolue. Plus particulièrement, cette valeur absolue est égale à 2U Vx X

Il ressort de la figure 4 qu'à chaque moment d'échantillon-

nage, le signal d'information couleur v(t) a aussi la même

valeur absolue, qui est maintenant égale à 2 V Vr.

Les échantillons de signaux vidéo numériques fournis par le convertisseur analogique numérique 3 sont combinés en images partielles dans le dispositif de transformation 4. On supposera ci-après que cette image partielle a la

forme qui est représentée sur la figure 5 et que P = Q = 4.

Cette image partielle, qui est indiquée par B1, comprend donc les seize échantillons de signaux vidéo qui sont indiqués sur

la figure 5 par le signe "x". Chaque image de télévision com-

plète peut maintenant, comme la figure 2 le montre schémati-

quement, être considérée comme étant formée d'un certain nom-

bre de telles images partielles. Comme indiqué sur la figure , par des traits interrompus, on peut estimer que chaque image partielle est formée d'un certain nombre de plages o d'égale grandeur qui contiennent chacune un échantillon de

signal vidéo. Une telle plage est qualifiée d'élément d'i-

mage ou Pel (Picture element). On suppose, dans ce cas, que

le signal vidéo couleur E (voir l'expression L4 J), est pa-

reil pour chaque point d'un tel élément d'image.

En indiquant un Pel à valeur de signal normalisée +1 par le carré blanc qui est représenté sur la figure 6a et un Pel à valeur de signal normalisée -1, par le carré hachuré qui est représenté sur la figure 6b, on peut composer les seize images de base B 1(), B1(1)... B1(15) orthogonales entre elles, représentées sur la figure 7, qui peuvent être dérivées de la manière indiquée dans la référence 5 de la matrice 4x4 de Hadamard H4 représentée sur la figure 8 et

qui sont constituées de Pels entièrement "blancs" et entiè-

rement "noirs".

Comme mentionné plus haut, une transformation d'image orthogonale est basée sur l'idée de décrire chaque image partielle indiquée sur la figure 2 comme une combinaison linéaire des seize images de base qui sont indiquées sur la figure 7, chaque image de base B1(m) étant multipliée par

un coefficient y(m) déterminé.

Par la manière particulière d'échantillonner le signal

vidéo couleur et par le choix d'images partielles "bidimen-

sionnelles" dans lesquelles chaque rangée comporte le même

nombre d'échantillons de signaux vidéo, il ressort de la fi-

gure 3 que l'apport du signal d'information couleur u(t) à chacune des images partielles est le même et que cet apport peut être décrit par l'image auxiliaire qui est représentée sur la figure 9a. Dans cette figure, le signe "+" indique

qu'au moment d'échantillonnage en question, le signal d'infor-

* mation couleur u(t) est positif: plus particulièrement, à ce moment u(t) = + 2 U C. Le signe "-" indique qu'au moment

d'échantillonnage en question, u(t) est négatif; plus parti-

culièrement, à ce moment u(t) = -. Etant donné que la valeur absolue de u(t) est maintenant la même à tous les moments d'échantillonnage, cette image auxiliaire représentée sur la figure 9a peut être normalisée et être présentée par l'image auxiliaire formée de seize Pels et représentée sur la figure 9b. Etant donné que la matrice de transformation choisie est la matrice de Hadamard qui est également formée d'éléments ayant la même valeur absolue, les figures 9b et 7 peuvent être comparées l'une à l'autre. Il ressort de cette comparaison que l'apport de u(t) à une image partielle peut

être décrit complètement par l'apport d'une seule image de ba-

se à cette image partielle. Dans la numérotation des images de base indiquée sur la figure 7, ceci correspond donc à

B1(6).

D'une manière correspondante, il ressort de la figure 4 que l'apport du signal d'information couleur v(t) à chaque

image partielle est le même et que cet-apport peut être re-

présenté par l'image auxiliaire qui est indiquée sur la fi-

gure 10a, cette image auxiliaire pouvant à nouveau être ra-

menée à l'image auxiliaire qui est représentée sur la figure lob. Si on compare maintenant la figure lob avec la figure 7;

il s'avère que l'apport de v(t) à une image partielle est aus-

si décrit complètement par l'apport d'une seule image de ba-

se à cette image partielle, dans ce cas par B1(7).

Comme mentionné plus haut, l'apport du signal de lumi-

nance Y à une image partielle est décrit principalement par l'apport de l'image de base B1(O) à cette image partielle et

donc par le coefficient y(O).

L'abaissement souhaité du débit binaire est maintenant obtenu par le fait que seuls les trois coefficients y( O),

y(6) et y(7) doivent être codés de manière précise.

F(3) Fonctionnement avec les signaux vidéo couleur NTSC Comme déjà mentionné plus haut, dans ce cas aussi, la fréquence d'échantillonnage fs est choisie égale au double

de la fréquence d'onde porteuse couleur fsc. Cette fréquen-

ce se trouve cependant dans une autre relation avec la fré-

quence de ligne fl que dans les signaux PAL. Plus particuliè- rement, pour le système NTSC, il s'avère que: fsc = (i)f f = (2i - 1)f1

(7) Sc 2 1' s

0 o i représente un nombre entier.

Le résultat de cette relation entre fs et f1 est que, lors-

que le signal de ligne à numéro d'ordre r débute au moment jéeme to, r' pour toutes les valeurs de r, son jeme échantillon de

signal vidéo apparaît au moment tor + A t + (j-l)T.

Dans la référence 7, il est prouvé que maintenant t doit être choisi tel que, en alternance, d'abord pendant deux

signaux de ligne t = L t1, puis pendant deux signaux de li-

gne suivants L t = t1 + T/2. Sur la figure 11, les moments

auxquels les échantillons de signaux vidéo des signaux de li-

gne à numéro d'ordre r = 1, 2, 3,..., 8 sont pris sont in-

diqués schématiquement, à titre d'exemple, par des points.

Dans cette figure, les signaux de ligne sont représentés les uns en dessous des autres comme dans la figure 2, et ce à nouveau d'une manière telle que le moment initial de chaque signal de ligne coincide avec le moment t = O indiqué sur les dessins, de sorte que cette figure 11 représente aussi pour

ainsi dire une image de télévision.

Dans la référence 7, il est en outre encore prouvé que Lt1 doit être choisi tel que 2 X fsc f t = -, de sorte qu', aux moments d'échantillonnage t, l'argument o le point de phase 2 fSc t +e de chacune des fonctions trigonométriques sc des équations (2), (3) et (4), soit, en alternance, d'abord pendant deux signaux de ligne égal à + 2 + MIr, o M = O, 1, 2,..., puis pendant deux signaux de ligne suivants, à 3 + M X = 4 + (M+1r) 7. Dans chacune des figures 12 et 13, plusieurs moments d'échantillonnage pour les signaux de ligne à numéro d'ordre

r = 1, 2, 3,..., 8 sont à nouveau indiqués par des points.

Dans ces figures, le moment initial de chacun des signaux de ligne coïncide à nouveau avec t = 0 =O est choisi égal à

0, de sorte que At1 = T/4. Sur la figure 12, pour chaque si-

gnal de ligne, le signal d'information couleur u(t) est, en outre, indiqué et, sur la figure 13, le signal v(t). Comme dans ce qui précède, on suppose ici aussi que U et V sont constants et, en outre, que i = 5. Il ressort également de la figure 12 et de l'équation 2 que u(t) a la même valeur absolue à chaque moment d'échantillonnage. Il ressort de la

figure 13 et de l'équation 3 qu'il en est de même pour v(t).

Par la disposition particulière des moments d'échantil-

lonnage, les images partielles seront maintenant choisies

telles qu'elles aient la forme de l'image partielle repré-

sentée sur la figure 14 pour P = Q = 4 et indiquée par C1.

Par analogie avec ce qui est indiqué dans le paragraphe F(2), les seize images de base C1(o), C1(1),... C1(15) orthogonales entre elles indiquées sur la figure 15 peuvent être composées et peuvent être dérivées de la matrice 4 x 4 de Hadamard H4 qui est représentée sur la figure 8. Ces images de bas*e sont ici également formées de Pels entièrement "blancs" et de Pels

entièrement "noirs". Il ressort de la figure 12 et de la fi-

gure 13 que l'apport de u(t) ou de v(t) à chacune des images partielles peut être décrit par l'image auxiliaire qui est représentée, respectivement sur la figure 16 ou sur la figure 17. Une comparaison de la figure 16 ou de la figure 17 avec

la figure 15 montre que l'apport de u(t) ou de v(t) à une ima-

ge partielle est entièrement décrit par l'apport de l'image de base C1(5) ou C1(7) à cette image partielle et donc par le

coefficient y(5) ou y(7).

L'abaissement souhaité du débit binaire est ici aussi ob-

tenu par le fait que seuls les coefficients y(O), y(5) et y(7)

doivent dans ce cas être codés de manière précise.

-14) Images partielles différentes les unes des autres

Les figures 2 et 11 indiquent comment une image de télé-

vision peut être subdivisée en images partielles. Dans ces figures,-ces images partielles sont toutes de la même forme, et pour le système PAL, le signal d'information couleur u(t) est entièrement décrit par l'image de base B1(6), le signal v(t), par l'image B1(7), de sorte que seuls les coefficients y(0), y(6) et y(7) doivent être codés avec précision. Pour le système NTSC, le signal d'information couleur u(t) est entièrement décrit par l'image de base C1(5), le signal v(t),

par l'image de base C1(7), de sorte que seuls les coeffi-

cients y(O), y(5) et y(7) doivent être codés de manière pré-

cise. Dans la pratique, il s'avère avantageux d'utiliser plu-

sieurs images partielles de formes différentes et de définir, pour chaque forme d'image de base, un système d'images de base orthogonales entre elles qui sont dérivées d'une matrice de Hadamard. Ceci sera expliqué plus en détail ci-après pour le

cas P = Q = 4.

En lieu et place de l'image partielle B1 représentée sur la figure 5, pour le système PAL, on peut également prendre l'image partielle B2 représentée sur la figure 18. A cette image partielle B2-appartient le système de seize images de

base oithcgonales iepré snté smr la figue 19. Une imae de be B2 (i) est dé -

rivée de 1'mEde bae B (i).A et cet efet, le rasgesde (i) sat daa-

lées les unes par rapport aux autres d'une manière telleque

cete himde bae prenne la forme de l'image partielle B2.

Une image de télévision peut maintenant, comme indiqué sur la figure 20, être divisée en images partielles B1 et en images partielles B2. Pour réaliser cette division, il faut exiger que chaque signal de ligne soit caractérisé par 16j+12 échantillons de signaux vidéo. Dans ce cas, j est un nombre entier. Il est maintenant possible de dériver de la figure 3,

la valeur de l'apport de u(t) aux diverses images partielles.

Cet apport est représenté schématiquement sur la figure 21.

Si l'on compare cette figure 21 aux figures 7 et 19, il s'a-

vère que cet apport est entièrement décrit par l'image de

base B1(6) ou par l'image de base B2(7).

D'une manière correspondante, il est possible de dériver de la figure 4, la valeur de l'apport de v(t) aux diverses images partielles. Cet apport est indiqué schématiquement sur la figure 22. Si l'on compare cette figure 22 aux figures 7 et

19, il s'avère que cet apport est entièrement décrit par l'i-

5 mage de base B1(7) ou par l'image de base B2(6). Lorsqu'on code maintenant y(6) et y(7) avec la même précision, il n'est pas nécessaire de savoir si une image partielle B1 ou une image partielle B2 a été transformée. Dans ce cas, il suffit donc de coder, avec précision, les trois coefficients

1Â0 y(O), y(6) et y(7).

Pour le système NTSC, on peut opérer d'une manière cor-

respondante. Dans ce cas, il est notamment possible de pren-

dre, en dehors de l'image partielle C1 définie sur la figu-

re 14, une ou plusieurs des images partielles C2, C3, C4 qui 1'5 sont indiquées sur la figure 23. Une image de télévision peut maintenant, comme indiqué sur la figure 24, être divisée en images partielles C1, C2, C3 et C4. A chacune de ces images partielles appartient également un système de seize images

de base orthogonales entre elles. Les images de base appar-

tenant à l'image partielle Cl peuvent être indiquées par C1(.), celles appartenant à C2 par C2(.) etc.. Ces images de base peuvent aussi être dérivées des images de base C (.) qui sont indiquées sur la figure 15. Une image de base C Mti) est maintenant obtenue en décalant les rangées de C1(i) les unes par rapport aux autres d'une manière telle que C1(i) prenne la forme de l'image partielle C m. Dans ce cas, m = 1, 2, 3, 4, et i = O, 1, 2,..., 15. Par analogie avec ce qui précède, on peut maintenant déterminer que l'apport de u(t) à l'image partielle Cm est entièrement décrit par l'image de base C m(5). On peut également déterminer que

l'apport de v(t) à l'image partielle C1 ou C3 est entière-

ment décrit par l'image de base C 1(7) ou C3(7) et que cet apport de v(t) à l'image partielle C2 ou C4 est entièrement

décrit par l'image de base C2(6) ou l'image de base C4(6).

Pour le système NTSC, il faut donc coder, avec précision en alternance, les ensembles {y(O) y(5), y(7)) et

(y(O), y(5), y(6)2 de coefficients.

G. Réalisation détaillée de quelques éléments G(l) Le dispositif de transformation

La figure 25 représente la forme d'exécution pré-

férée du dispositif de transformation 4. Il est conçu pour diviser l'image de télévision en images partielles

de la manière illustrée sur la figure 20 ou sur la fi-

gure 24. Dans le cas ici considéré, on suppose que p = Q = 4. Ce dispositif de transformation est pourvu, à cet effet, d'un circuit formateur d'image partielle 401 et d'un circuit de transformation 402. A l'entrée 403 du circuit 401 est connecté un montage en cascade de Q-I lignes à retard 404(1), 404(2) et 404(3). Chaque ligne à retard a un retard de (R-P)/fs secondes et comporte R-P échantillons de signaux vidéo. R représente ici le nomoe d'échantillons de signaux vidéo d'un signal de ligne et est égal à R = J.P.Q.+(Q-1)P. = 16j+12. L'entrée 403dece

circuit formateur d'image partielle et la sortie de cha-

que ligne à retard sont connectées par l'intermédiaire

d'un circuS-porte ET 405(.) à une entrée d'un circui-

porte OU 406. P impulsions de commande sont également

amenées à chaque circit-porte ET.

Plus particulièrement, quatre impulsions de com-

mande sont tout d'abord amenées au circuit-porte ET 405 (5), puis quatre au circuit-porte ET 405(2), puis quatre

au circuit-porte ET 405(1) et finalement quatre au cir-

cuit porte ET 405(0)o Ces impulsions de commande sont produites par un compteur 407 modulo 16, auquel sont amenées les impusicrs d'échantillonnage S(l). Un réseau de décodage 408 est connecté à ce compteur et comporte quatre sorties 408(.)

qui sont chacune connectées à une entrée d'un circuitpor-

te ET 405(.). Ce réseau de décodage 408 fournit mainte-

nant un "l" logique àa sa sortie 408(3), chaque fois que

le compteur se trouve dans l'une des positions de comp-

tage 1,2,3 ou 4, A la sortie 408(2) apparaît un "1" logi-

que chaque fois que le compteur occupe une des positions de comptage 5, 6, 7 ou 8. Pour les positions de comptage 9, 10, 11, 12, un'9" logique apparaît

248847L

19 of chaque fois à la sortie 408(1), tandis qu'un "1" logique apparatt chaque fois à la sortie 408(0) lorsque le compteur

occupe une des positions de comptage 13, 14, 15 ou 16.

Les échantillons de signaux vidéo x(n) d'une image 5 partielle apparaissent maintenant les uns à la suite des autres à la sortie du circuit-porte OU 406. Ces échantillons de signaux vidéo sont amenés au circuit de transformation 402 qui est formé par un montage en. cascade d'un premier transformateur auxiliaire 409, d'une mémoire 410 et d'un deuxième transformateur auxiliaire 411. Ces transformateurs auxiliaires sont construits de la même manière et une forme d'exécution en sera décrite ci-après avec référence à la figure 26. Il convient de noter que la matrice 4x4 de Hadamard qui est représentée sur la figure 8 est associée à

chacun de ces transformateurs auxiliaires.

La mémoire 410 peut être formée par une mémoire RAM et sert à stocker les échantillons de signaux w(m) qui sont fournis par le transformateur auxiliaire 409. L'adressage de cette mémoire 409 est maintenant tel que les échantillons de signaux w(m) qui y sont stockés soient lus dans un autre ordre que celui dans lequel ils y ont été inscrits. A cet effet, le code d'adresse fourni par un premier ou parun

deuxième générateur d'adresses 413 ou 414 est fourni au dé-

codeur d'adresse 412 de cette mémoire. Ces générateurs d'a-

dresses 413 et 414 sont, à cet effet, connectés chacun, par l'intermédiaire d'un circuit-porte ET 415 ou 416 et d'un

circuit-porte OU 417, à l'entrée du décodeur d'adresse 412.

Chacun des circuits-portes ET 415 et 416 reçoit un signal de commande produit par une bascule 418 à laquelle sont amenées les impulsions de sortie du réseau de décodage 408 indiqué dans le dessin. Les échantillons de signaux fournis par la mémoire 410 sont amenés au transformateur auxiliaire 411 qui

fournit les coefficients y(m) en série et à une vitesse fs.

Dans ce dispositif de transformation, l'image partielle est considérée comme une matrice 4x4, X, formée de seize échantillons de signaux vidéo. Cette matrice X est multipliée dans le transformateur auxiliaire 409 par la matrice 4x4 de Hadamard H4, à la suite de quoi la matrice 4x4,W, est obtenue avec les éléments w(m), de sorte que

W = XH4

Pour obtenir maintenant les coefficients souhaités y(m) en utilisant à nouveau la matrice H4, il faut tout d'abord transposer la matrice W. Cette transposition s'effectue par

utilisation de la mémoire 410 et des deux générateurs d'adres-

ses 413 et 414 sous la commande desquels W est inscrite ran-

gée par rangée dans la mémoire 410 et en est extraite par lecture colonne par colonne. En multipliant la matrice WT transposée par la matrice H4, on obtient une matrice 4x4, Y, telle que:

Y = WTH4

dont les éléments sont les coefficients recherchés.

Une forme d'exécution du transformateur auxiliaire est

représentée sur la figure 26. La matrice de Hadamard H4 pré-

citée est associée à ce transformateur auxiliaire. Il est pourvu d'une entrée 419 et d'une sortie 420. Entre l'entrée

et la sortie est prévu un montage en cascade de plusieurs cir-

cuits auxiliaires 421(.). Chacun de ces circuits auxiliaires est pourvu d'une entrée 422(.) et d'une sortie 423(.). Un montage en cascade de deux éléments à retard 424(1.) et 425(.) est connecté à l'entrée 422<.). Des entrées et des

sorties de ces éléments à retard 424(.) et 425(.) sont con-

nectées de la manière indiquée sur le dessin, au moyen d'un circuit inverseur 426(.), de circuits-portes ET 427(.), 428<.), 429(.) et 430(.) et de circuits-portes OU 431(.) et

432(.) aux entrées d'un dispositif additionneur 433 (.).

Des impulsions de commande sont amenées aux circuits-portes ET 427(.), 428(.), 429(.) et 430(.) et sont dérivées des

impulsions d'échantillonnage S(1) au moyen d'un circuit divi-

seur 434(.). La sortie du dispositif additionneur 433(.) est connectée par l'intermédiaire d'un dispositif à retard 435(.)

à la sortie 423(.) du circuit auxiliaire.

Dans la forme d'exécution représentée dans laquelle la matrice de transformation H4 de Hadamard doit être réalisée,

le dispositif de transformation auxiliaire comprend deux cir-

cuits auxiliaires 421(1) et 421(2) et le temps de retard des éléments à retard 424(1), 425(1), 435(1) est de T = 1/f, le temps de retard des éléments 424(2), 425(2) et 435(2) étant égal à 2T. Le circuit diviseur 434(1) a un facteur de division égal à deux et est formé par une seule bascule. Le circuit diviseur 434(2) a un facteur de division égal à quatre et

est formé par un montage en cascade de deux bascules.

Si une matrice de transformation de Hadamard H8 doit être réalisée, il suffit de connecter à la sortie 423(2), un troisième circuit auxiliaire 431(3), auquel cas le temps de retard des éléments à retard 424(3), 425(3) et 435(3) est égal à 4T. Le circuit diviseur 434(3) doit avoir un facteur

de division de huit et peut être formé par un montage en cas-

cade de trois bascules.

G(2) Le dispositif de codaae auxiliaire à lonaueur de mot variable

La figure 27 illustre un exemple de réalisation du dis-

positif de codage auxiliaire à longueur de mot variable 5.

Ce dispositif est pourvu de l'entrée 501 mentionnée plus haut à laquelle sont amenées des grandeurs b(j) qui, ci-après, seront qualifiées d'éléments d'attribution de bits. Dé plus, il comporte une entrée 502 à laquelle les coefficients sont amenés et une sortie 503 à laquelle apparaissent les mots de code z(m). Plusieurs dispositifs de codage auxiliaires, dans ce cas dix, 504(1), 504(2)... 504(10) sont connectés à

l'entrée 502 et fournissent, dans ce cas par exemple, respec-

tivement des mots de code de 1, 2, 3... et 10 bits. Les sor-

ties de ces dispositifs de codage auxiliaires sont connectées, par l'intermédiaire de circuits-portes ET 505 (.) et d'un circuit-porte OU 506, à la sortie 503. Ce dispositif 5 est pourvu, en outre, d'une mémoire 507 dans laquelle les éléments d'attribution de bits b(j) sont stockés temporairement. Un

réseau de décodage 508 est connecté à cette mémoire et com-

porte dix sorties 509. Chacune de ces sorties est connectée à une entrée d'un circuit-porte ET 505(.). Si un élément b(j) est inscrit dans la mémoire 507, une impulsion est émise à une sortie déterminée 509(i) du réseau de décodage 508. Cette impulsion est amenée au circuit-porte ET 505(i) connecté à

cette sortie, de sorte que le mot de code fourni par le dis-

positif de codage auxiliaire 504(i) est amené en tant que

mot de code de sortie z(m) à la sortie 503.

Il convient de noter que, dans de nombreux cas, l'élé-

ment d'attribution de bits b(j) représentera le numéro d'or-

dre (i) du dispositif de codage auxiliaire 504(i) dont le mot de code de sortie doit être amené en tant que mot de code z(m) à la sortie 503. Ce n'est que dans la forme d'exécution décrite plus haut que i est aussi égal au nombre de bits dans

le mot de code z(m).

Il convient de noter également que la relation entre z(m) et y(m) peut être une relation linéaire; cependant, une

relation non linéaire est également possible.

Etant donné que dans la forme d'exécution ici décrite, les coefficients y(m) sont déjà disponibles sous une forme numérique, les dispositifs de codage auxiliaire 504(.). ont chacun, de préférence, la forme d'une mémoire, par exemple

d'une mémoire ROM qui est adressée par les coefficients y(m).

Pour, comme on le suppose ici, permettre aux éléments d'attribution de bits b(j) d'apparaître les uns à la suite

des autres, la mémoire d'attribution de bits 6 a, de préfé-

rence, la forme d'un registre à décalage à circulation. Une

forme d'exécution schématique en est représentée sur la figu-

re 28. Elle comporte un registre à décalage 601 avec, au to-

tal, 16 éléments de registre à décalage 601(j) qui sont cha-

cun conçus pour stocker un élément d'attribution de bits b(j).

Le contenu de ce registre est décalé par les impulsions S(1).

La sortie 602 de ce registre à décalage est connectée à l'entrée 501 du dispositif de codage auxiliaire à longueur de mot variable 5. Pour la réalisation du caractère circulant,

la sortie 602 est également connectée à l'entrée 603 du re-

gistre à décalage.

Comme décrit dans le paragraphe F(4), dans le cas du système NTSC, les jeux de coefficients Vy(O), y(5), y(7) et {y(0), y(5), y(6)} doivent être codés de manière précise, alternativement. Ceci peut s'effectuer d'une manière simple en utilisant deux registres à décalage à circulation pour

réaliser la mémoire d'attribution de bits 6. Cette réalisa-

tion est représentée schématiquement sur la figure 29. La mé-

moire d'attribUtion de bits représentée sur cette figure comporte les deux registres à décalage à circulation 601 et

601' qui sont chacun du type représenté sur la figure 28.

Ces registres à décalage à circulation sont connectés chacun par leur sortie 602 ou 602' à une entrée d'un dispositif de commutation 604 qui n'est représenté que symboliquement sur la figure et qui est commandé par des impulsions de commande

S(2). La sortie 605 de ce dispositif de commutation est con-

nectée à l'entrée 501 du dispositif de codage auxiliaire à

longueur de mot variable 5. Dans le registre 601 sont main-

tenant stockés, entre autres, les éléments d'attribution de bits b(j) qui attribuent à chacun des coefficients y(0), y(5) et y(7) des nombres de bits relativement grands, tandis que

dans le registre 601' sont stockés, entre autres, les élé-

ments d'attribution de bits qui attribuent aux coefficients

y(0), y(5), y(6) des nombres de bits relativement grands.

G(3) Le circuit de commande

Dans ce paragraphe, on examinera la manière selon la-

quelle les signaux de commande nécessaires sont produits pour

commander les dispositifs décrits plus haut.

Pour le système PAL, on peut, à cet effet, utiliser le circuit de commande représenté sur la figure 30. Dans ce cas, on suppose que i = 284, de sorte que 4 fSc = 1135 f1 et que, au total, 556 échantillons sont nécessaires de chaque signal de ligne qui dure 64 microsecondes. Ce circuit de commande est pourvu d'un oscillateur à impulsions d'horloge 701 qui fournit des impulsions de sortie à une fréquence fsc et qui, d'une manière connue et habituelle (par exemple à l'aide d'une boucle à verrouillage de phase), est maintenu

en synchronisme avec la sous-porteuse couleur qui a la fré-

quence de sous-porteuse fSc. Les impulsions de sortie de cet oscillateur 701 sont amenées à un montage en cascade de deux multiplicateurs de fréquence 702 et 703 qui ont chacun

un facteur de multiplication de deux. Les impulsions d'horlo-

ge qui sont fournies par le multiplicateur 703 et qui appa-

raissent à une vitesse de 4 fsc sont amenées à un compteur 704, modulo 1135. Un réseau de décodage 705 est connecté à ce compteur et fournit un signal a(t). Ce signal a(t) a la valeur logique "0" aussi longtemps que le compteur 704 se trouve dans l'une des positions 1 à 23 incluses et a(t) a la valeur logique "1" aussi longtemps que ce compteur 704 se

trouve dans l'une des positions de comptage 24 à 1135 inclu-

ses. Ce signal a(t) est amené maintenant, avec les impulsions qui sont fournies par le multiplicateur de fréquence 702 et qui apparaissent à une vitesse de 2 fsc' à un circuit-porte

ET 706 à la sortie duquel apparaissent les impulsions d'é-

chantillonnage S(1). En particulier, les impulsions qui sont

fournies par le multiplicateur 702 peuvent traverser le cir-

cuit-porte ET 706 lorsque a(t) a la valeur logique "1". Ce-

pendant, si a(t) a la valeur logique "0", lesdites impulsions

ne peuvent pas traverser le circuit-porte ET 706.

Pour le système NTSC, on peut utiliser le circuit de commande représenté sur la figure 31. Dans ce cas, on suppose

que i = 228, de sorte que 4 fSc = 910 f1 et que de chaque si-

gnal de ligne, au total, 444 échantillons sont nécessaires.

Ce circuit de commande est également pourvu d'un oscillateur

à impulsions d'horloge 701 qui fournit des impulsions de sor-

tie à une fréquence fSc et qui est, lui aussi, maintenu, d'u-

ne manière connue et habituelle, en synchronisme avec la sous-

porteuse couleur. Les impulsions de sortie de cet oscillateur à impulsions d'horloge sont à nouveau amenées à un montage en cascade de deux multiplicateurs de fréquence 702 et 703 présentant chacun un facteur de multiplication de deux. Les impulsions d'horloge qui sont fournies par le multiplicateur 703 et qui apparaissent à la fréquence de 4 fsce sont amenées à un compteur 707 modulo 910. A ce compteur 707 est connecté un réseau de décodage 708 qui fournit un signal c(t) et un signal d(t). Le signal c(t) a la valeur logique "0" aussi

longtemps que le compteur 707 se trouve dans l'une des posi-

tions de comptage 1 à 22 incluses et le signal c(t) a la valeur logique "1" aussi longtemps que ce compteur 707 se

5 trouve dans l'une des positions de comptage 23 à 910 incluses.

Le signal d(t) a la valeur logique "1" exclusivement et uni-

quement lorsque le compteur présente la position de comptage 910. Ce signal d(t), dans lequel les impulsions apparaissent

donc à une fréquence fi, est maintenant amené, par l'inter-

0 médiaire de deux diviseurs de fréquence 709 et 710, à un cir-

cuit-porte OU EXCLUSIF 711 auquel les impulsions de sortie

du multiplicateur 702 sont également amenées. Chacun des di-

viseurs de fréquence 709%et 710 a un facteur de division de deux, de sorte qu'à la sortie du diviseur de fréquence 709,

des impulsions apparaissent à une fréquence f 1/2. Les impul-

sions mentionnées en dernier lieu forment les impulsions de commande S(2) qui sont amenées au dispositif de commutation 604 de la mémoire d'attribution de bits 6 représentée sur la

figure 29. Les impulsions de sortie du circuit-porte OU-

EXCLUSIF 711 sont, en même temps que le signal c(l), amenées

à un circuit-porte ET 712 qui fournit les impulsions d'échan-

tillonnage S(1).

G(4) Une variante de dispositif de transformation

La figure 25 illustre une forme d'exécution d'un dispo-

sitif de transformation dans lequel le circuit de formation d'image partielle 401 comporte un certain nombre (dans ce cas-ci trois) de lignes à retard. Ce circuit 401 convient au

mieux pour diviser l'image de télévision, de la manière re-

présentée sur la figure 20 ou sur la figure 24, en images

partielles qui sont de formes différentes. Cependant, lors-

que l'image de télévision doit être divisée, de la manière

indiquée sur la figure 2 ou sur la figure 11, en images par-

tielles qui ont toutes la même forme, ce circuit de forma-

tion d'image partielle 401 peut être réalisé de la manière représentée sur la figure 32. Ce circuit est pourvu de deux mémoires 436(1) et 436(2) qui sont réalisées chacune comme une mémoire à accès direct (RAM: Random acces memory) et qui sont utilisées en alternance. Les échantillons de signaux vidéo de quatre signaux de ligne successifs sont inscrits les uns à la suite des autres dans une telle mémoire 436<.). Dans

la forme d'exécution représentée, on suppose que chaque si-

gnal de ligne est formé de 556 échantillons de signaux vidéo.

* Les 556 échantillons de signaux-du premier signal de ligne des quatre signaux de ligne successifs envisagés sont stockés dans les emplacements de stockage qui portent les numéros respectifs 1,2,3...556. Les 556 échantillons de signaux du deuxième signal de ligne sont stockés dans les emplacements

de mémoires qui portent les numéros respectifs 557,558...1112.

On opère d'une manière correspondante pour les échantillons

de signaux vidéo du troisième et du quatrième signal de ligne.

Les échantillons de signaux vidéo ainsi stockés sont lus en blocs de 4x4 échantillons de signaux. C'est-à-dire qu'à la sortie de cette mémoire apparaissent tout d'abord, les uns à la suite des autres, les échantillons de signaux vidéo qui sont stockés dans les emplacements de mémoires portant les numéros respectifs 1, 2, 3,4,557,558, 559, 560, 1113, 1114, 1115, 1116, 1669, 1670, 1671, 1672. Ensuite, apparaissent les uns à la suite des autres, à la sortie, les échantillons de

signaux vidéo qui sont stockés dans les emplacements de stoc-

kage portant les numéros respectifs 5, 6, 7, 8; 561, 562,

563, 564, 1117, 1118, 1119, 1120, 1673, 1674, 1675, 1676.

D'une manière correspondante, un troisième bloc, un quatrième

bloc, etc. sont ensuite lus. Les échantillons de signaux vi-

déo apparaissant à la sortie de cette mémoire 4361.) sont amenés, parl'intermédiaire d'un circuit-porte ET 437(.) au circuit-porte OU 406 dont la sortie est connectée à l'entrée

du circuit de transformation 402-(voir figure 25).

Pour faire fonctionner les mémoires 436 (.) de la ma-

nière précitée, chacune de ces mémoires est pourvue d'un dé-

codeur d'adresse 438(.) recevant chacun des codes d'adresse D(.) ainsi qu'un signal de lecture-écriture F(.,t). Dans ce cas, F(2,t) est la version inversée logique de F(l,t) et si F(.,t) a la valeur logique "O", ce signal sert de signal d'écriture, de sorte que des échantillons de signaux vidéo peuvent être inscrits dans la mémoire en question. Si par contre, F(.,t) a la valeur logique "1", il sert de signal de lecture, de sorte que le contenu de la mémoire en question

est amené à sa sortie. Comme indiqué par le dessin, ces si-

gnaux de lecture-écriture sont également amenés aux circuits-

portes ET 537(.).

Ces codes d'adresse et ces signaux de lecture-écriture

sont produits par un circuit de commande 439. Ce circuit com-

porte un compteur modulo 2224, 440 auquel les impulsions d'échantillonnage S(1) sont amenées et dont les positions de comptage sont utilisées comme codes d'adresse AD(O). Ces codes d'adresse AD(O) sont amenés à une mémoire ROM 441 qui fournit les codes d'adresse AD(1). La relation entre AD(O) et AD(1) est partiellement indiquée sur la figure 33. A ce compteur

440 est en outre connecté un réseau de décodage 442 qui four-

nit chaque fois une impulsion à sa sortie lorsqu'il prend la

position de comptage un.

Cette impulsion est amenée à un diviseur par deux 443

(par exemple une bascule) qui fournit le signal de lecture-

écriture F(2,t) à sa sortie Q et qui fournit le signal F(l,t) à sa sortie Q. Ces signaux F(l,t) et F(2,t) ainsi que les codes d'adresse Ad(O) et AD(1) sont amenés de la manière indiquée sur le dessin à des circuitsportes ET 444(.) dont les sorties sont connectées à des entrées de circuits-portes OU 445(1) et 445(2) qui fournissent les codes d'adresse D(1) et D(2) correspondants. Plus particulièrement, lorsque F(l,t) a la valeur logique "O", D(1) = AD(O) et D(2): AD(1). Si, par contre, F(l,t) a la valeur logique "1", D(1) = AD(1) et

D(2): Ad(O).

H. Remarques finales I. La figure 25 montre schématiquement comment le circuit de transformation est, de préférence, construit à l'aide de

deux transformateurs auxiliaires à chacun desquels est asso-

ciée la matrice 4x4 de Hadamard de la figure 8, Ce circuit de transformation peut cependant aussi être construit de la

manière décrite dans la référence 5. Dans ce cas, les échan-

tillons de signaux vidéo x(n) d'une image partielle, qui sont fournis de manière séquentielle par le circuit de formation d'image partielle 401, sont considérés, selon l'équation (1), comme les éléments d'un vecteur de colonne X'. D'une manière correspondante, les coefficients y(m) fournis par le circuit de transformation 402 sont considérés comme les éléments d'un vecteur de colonne Y' et la relation entre les vecteurs X' et Y' est donnée, par exemple, par la matrice 16x16 de Hadamard H16' indiquée par la figure 34, de sorte que

Y' = H16 X'

II. Dans la forme d'exécution préférée du dispositif de co-

dage éprouvée dans la pratique, N était choisi égal à 16.

Le nombre de bits pour le codage des coefficients y(m) est

indiqué dans le tableau de la figure 35. Plus particulière-

ment, dans cette figure, la colonne m indique le numéro d'or-

dre du coefficient y(m) et la colonne îy(m)3, le nombre de bits utilisé pour le codage du coefficient y(m) en question dans un système PAL, l'image de télévision étant divisée en

images partielles de la manière indiquée dans la figure 20.

III. Dans ce qui précède, on a supposé que chaque coefficient est codé en permanence par le même nombre de bits. Un tel procédé de codage est un procédé "non adaptatif". Il convient

toutefois de noter qu'on peut également utiliser des procé-

dés de codage dits "adaptatifs", par exemple un des procédés

qui sont décrits dans la référence 4, ou encore de préféren-

ce le procédé qui est décrit dans la demande de brevet néer-

landais 8003873 déposée le 4 Juillet 1980 au nom de N.V.

Philips' Gloeilampenfabrieken.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Procédé pour obtenir un signal vidéo couleur nu-

mérique qui est formé d'une succession de signaux de ligne

constitués chacun d'une superposition d'un signal de lumino-

sité et de deux signaux d'information couleur u(t) et v(t) qui sont chacun formés par un signal de différence de couleur

modulant une sous-porteuse ayant une fréquence de sous-por-

teuse couleur f S, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes

a. l'échantillonnage du signal vidéo couleur avec une fré-

quence d'échantillonnage fs qui est égale au double de la fréquence de la sous-porteuse couleur f et à des moments Sc __-: qui co5ncident avec les points de phase t 4 + MWT du signal d'information couleur u(t) dans le signal de ligne, o M

représente un nombre entier, en vue de produire des échantil-

lons de signaux vidéo x(n);

b. la composition d'une image partielle formée de Q grou-

pes vidéo appartenant à des signaux de ligne successifs qui sont chacun formés par une succession de P échantillons de signal vidéo du signal de ligne en question; c. la transformation d'une telle image partielle en un groupe de coefficients formé de N coefficients y(m) qui sont chacun égaux à la somme des valeurs des échantillons de signaux vidéo de l'image partielle pondérées par un facteur +1 ou -1, o m = 0, 1, 2,..., N-1 et N est égal au produit de P et de Q d. la conversion de chacun des coefficients y(m) en un mot de code z(m) qui comporte un nombre de bits attribués

au coefficient en question.

2.- Dispositif pour obtenir un signal vidéo couleur nu-

mérique qui est formé par une succession de signaux de li-

gne constitués chacun d'une superposition d'un signal de luminosité et de deux signaux d'information couleur u(t) et v(t) qui sont chacun formés par un signal de différence de couleur modulant une sous-porteuse ayant une fréquence de sous-porteuse couleur fsc' comportant:

2488.474

a. des moyens pour échantillonner le signal vidéo couleur à une fréquence d'échantillonnage fs qui est égale au double de la fréquence de la sousporteuse couleur fSc et à des

moments qui coïncident avec les points de phase + - + M-

-4

du signal d'information couleur u(t) dans le signal de li-

gne, M représentant un nombre entier, en vue de produire des échantillons de signaux vidéo x(n); b. des moyens pour composer une image formée de Q groupes vidéo appartenant à des signaux de ligne successifs qui sont

chacun formés par une succession de P échantillons de si-

gnaux vidéo du signal de ligne en question, c. des moyens pour transformer une telle image partielle en un groupe de coefficients formé de N coefficients y(m) qui sont chacun égaux à la somme de valeurs des échantillons de signaux vidéo de l'image partielle pondérées par un facteur +1 ou -1 o m = 0, 1, 2,..., N-1 et N est égal au produit de P et de Q; d. des moyens pour convertir un coefficient y(m) en un mot de code z(m) qui comporte un nombre de bits attribués au

coefficient en question.