FR2502880A1 - Systeme de codage et de decodage d'un signal analogique de vision de television en couleurs - Google Patents

Abstract

LE CODAGE EST EQUIVALENT A UNE PERMUTATION DES BANDES DE FREQUENCE DES SIGNAUX DE LUMINANCE ET DE CHROMINANCE COMPOSANT LE SIGNAL DE VISION. DANS LE CODEUR, LA VOIE DE LUMINANCE L RECOIT LE SIGNAL DE LUMINANCE FILTRE PASSE-BAS 23 DANS UNE PREMIERE BANDE DE FREQUENCE DF ET LE TRANSPOSE AU MOYEN D'UN CIRCUIT DE MODULATION DE FREQUENCE 3 DANS UNE SECONDE BANDE DE FREQUENCE DF SUPERIEURE A LA PREMIERE, CONTENANT LA BANDE SPECTRALE DU SIGNAL DE CHROMINANCE INITIAL. LA VOIE DE CHROMINANCE C RECOIT LE SIGNAL DE CHROMINANCE FILTRE PASSE-BANDE 24 DANS LASECONDE BANDE DE FREQUENCE DF ET LE TRANSPOSE AU MOYEN D'UN CIRCUIT DE CHANGEMENT DE FREQUENCE 4 DANS UNE BANDE LATERALE INFERIEURE DE MODULATION INCLUSE DANS LA PREMIERE BANDE DE FREQUENCE DF. CONJOINTEMENT A CES DEUX TRANSPOSITIONS DE FREQUENCE, LE SIGNAL DE LUMINANCE PEUT ETRE CHIFFRE AU RYTHME D'UNE SEQUENCE ALEATOIRE, PAR INVERSIONS DE POLARITE DE SON AMPLITUDE. LE SIGNAL DE SON S PEUT ETRE EGALEMENT TRANSPOSE EN FREQUENCE DANS UNE BANDE DF COMPRISE ENTRE LES BANDES DE TRANSPOSITION DE FREQUENCE DES SIGNAUX DE CHROMINANCE ET DE LUMINANCE.

Description

SYSTEME DE CODAGE ET DE DECODAGE D'UN SIGNAL ANALOGIQUE DE VISION DE
TELEVISION EN COULEURS
La présente invention concerne un système de codage et de dé codage d'un signal analogique de vision de télévision en couleurs dans lequel codeur comprend une voie de luminance recevant a travers un filtre passe-bas d'entrée le signal de luminance modulé en amplitude dans une première bande de fréquence et une voie de chrominance recevant 9 travers un filtre passe-bds d'entrée le signal de chrominance modulé en fréquence ou en phase dans une seconde bande de fréquence supérieure à la première fréquence et dans lequel le décodeur comprend une voie de luminance délivrant à travers un filtre passe-bas de sortie ledit signal de luminance et une voie de chrominance délivrant a travers un filtre passe-bande de sortie ledit signal de chrominance.

Un tel systeme est utilisé d'une manière générale pour la transmission dun signal de télévision en couleurs pour lequel, à l'émission, au niveau de la régie du studio, les signaux de luminance, de chrominance et de synchronisation doivent être mélangés en vue de la formation et de l'émission du signal vidéo composite selon le standard de télévision en couleurs adopté.A la réception, dans le récepteur de l'abonné, des filtres permettent de séparer les signaux composants en vue de les appliquer au tube cathodique. Un tel systeme peut être également utilisé en vue de traiter séparément à l'émission l'un des signaux composants, par exemple, pour superposer dans le signal de luminance une petite image incrustée dans l'image totale, selon des procédés de génération d'effets spéciaux connues.

La présente invention fait appel a la séparation des signaux composant le signal de vision en vue de coder, ou plus précisément de brouiller ou de chiffrer le signal de vision. Le codage permet aussi de sélectionner une catégorie de téléspectateurs afin que ces derniers reçoivent uniquement une émission télédiffusée prédéterminée. Les récepteurs de télévision non équipés d'un décodeur ne peuvent pas alors visualiser une telle émission. Les émissions spécialisées sont appelées généralement émissions 9 acces sélectif ou à péage. En fonction d'une clé déterminée correspondant a un chiffrage déterminé dû signal transmis, seuls les récepteurs ayant enregistré cette clé peuvent visualiser l'émission correspondante.Cette clé est généralement mémorisée sur une carte magnétique qui est introduite dans un lecteur connecté au décodeur du récepteur du téléspectateur.

Pour parvenir au codage, il faut procéder à un codage de chiffrement à l'émission et à un décodage de chiffrement à la réception. Le chiffrement est efficace lorsque la modification d'un ou de plusieurs paramètres du signal de vision émis peut être détectée à la réception afin de reconstituer le signal de vision initial. Cependant, de telles modifications doivent être compatibles avec les caractéristiques de transmission des réseaux de télédiffusion actuels, notamment avec les types de modulation existants et les largeurs de bande de fréquence des moyens de transmission actuels.

L'invention a donc pour but de produire un signal de vision de télévision analogique codé dont les caractéristiques sont compatibles avec celles des réseaux de télédiffusion existants et dont les modifications dues au codage sont réalisées par des moyens relativement bon marché afin que ce décodeur soit un dispositif accessible au grand public et compatible aux normes exigées pour la téléinformatique "do- mes tique".

A cette fin, un système de codage et de décodage tel que défini dans l'entrée en matiere est caractérisé en ce que la voie de luminance du codeur comprend des moyens pour transposer le signal de luminance reçu dans la seconde bande de fréquence et la voie de luminance du décodeur comprend des moyens recevant le signal de luminance transposé dans le codeur pour le transposer dans la première bande de fréquence et en ce que la voie de chrominance du codeur comprend des moyens pour transposer le signal de chrominance reçu dans la première bande de fréquence et la voie de chrominance du décodeur comprend des moyens recevant le signal de chrominance transposé dans le codeur pour le transposer dans la bande de fréquence du signal de chrominance reçu dans le codeur, incluse dans la seconde bande de fréquence.

Le procédé de codage selon l'invention est donc équivalent à une permutation des bandes de fréquence des signaux de luminance et de chrominance, sans modification de la largeur de la bande de fréquence de vision. En outre, les amplitudes des signaux composants codés sont ajustées de façon que le signal de vision codé présente, pour une impédance caractéristique de 75 ohms, des niveaux normalisés tels que 300 mVolts pour le signal de synchronisation et 1,14 Volts crête pour le signal image.

Selon un aspect de l'invention, le signal de luminance initial modulé en amplitude est transposé en fréquence par une modulation de fréquence obtenue au moyen d'un oscillateur commandé en tension dont la fréquence du signal de sortie dans la seconde bande de fréquence varie linéairement avec l'amplitude du signal de luminance initial. Le signal de chrominance -ou les signaux de chrominance monochromatiquessont transposés en fréquence dans la première bande de fréquence au moyen d'un modulateur d'amplitude recevant une onde porteuse à une fréquence prédéterminée. Le signal de synchronisation est extrait du signal de vision initial à l'entrée du codeur et est mélangé sans modification aux signaux composants transposés en sortie du codeur afin qu'il puisse être détecté convenablement dans le décodeur.

Selon une variante préférée de l'invention, 9 ces transpositions de fréquence est adjoint un chiffrement du signal de luminance. Ce chiffrement est fondé sur des inversions de polarité de l'amplitude du signal de luminance en fonction d'une séquence aléatoire ou pseudoaléatoire. Cette séquence est générée par des générateurs aléatoires ou pseudo-aléatoires synchrones dans le codeur et le décodeur. Comme il est connu, 9 chaque séquence correspond une clé de chiffrement qui permet de sélectionner une catégorie de téléspectateurs pour une émission déterminée.

Dans ce cas, la voie de luminance du codeur comprend, en amont des moyens de transposition de fréquence, des moyens pour inverser la polarité de parties du signal de luminance en fonction d'une séquence aléatoire prédéterminée et la voie de luninance du décodeur comprend, en aval des moyens de transposition de fréquence, des moyens pour inverser lesdites parties du signal de luminance en fonction d'une séquence aléatoire identique et synchrone de la séquence aléatoire du codeur. Une inversion de polarité consiste à faire correspondre le niveau blanc au niveau noir et le niveau noir au niveau blanc.

Selon une caractéristique de l'invention, le signal de son du signal de vision est également transposé en fréquence. La voie de son du codeur comprend des moyens pour transposer le signal de son reçu en bande de base dans une bande de transposition comprise entre la fréquence de coupure haute de la bande de fréquence, dans laquelle est transposé le signal de chrominance et qui est incluse dans la premiere bande de fréquence, et la fréquence de coupure basse de la bande de fréquence, dans laquelle est transposé le signal de luminance et qui est incluse dans la seconde bande de fréquence. La voie de son du décodeur comprend des moyens recevant le signal de son transpose en fréquence dans le codeur pour le transposer dans la bande de base du signal de son reçu par le codeur.Le fait que le signal de son est transposé dans une bande comprise entre les bandes de transposition en frequence des signaux de chrominance et de luminance réduit avantageusement la bande de fréquence du signal de vision transmis par le codeur.

D'autres avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisations préférés et des dessins annexés correspondants, dans lesquels
- les Figs. la à Id sont des diagrammes amplitude-fréquence montrant les bandes de fréquence des signaux composant les signaux de vision initial et codé ainsi que les bandes de fréquence de filtres du codeur et du décodeur
- la Fig. 2 est un bloc-diagramme d'un codeur dans lequel les signaux de luminance, de chrominance et de son sont transposés en fréquence
- les Figs. 3a à 3h montrent des formes d'onde des signaux composant le signal de vision au cours de leur traitement dans le codeur ou le décodeur ;;
- la Fig. 4 est un bloc-diagramme d'un décodeur correspondant au codeur de la Fig. 2
- la Fig. 5 est un bloc-diagramme détaillé du démodulateur inclus dans la voie de luminance ou la voie de son du décodeur de la Fig. 4 ;
- la Fig. 6 est un bloc-diagramme détaillé d'un circuit de chiffrement du signal de luminance dans le codeur
- la Fig. 7 est un bloc-diagramme détaillé d'un circuit de déchiffrement du signal de luminance dans le décodeur ; et
- les Figs. 8a à 8c montrent des formes d'ondes relatives au chiffrement du signal de luminance.

En premier lieu sera décrit un systeme de codage et de décodage selon l'invention propre à transposer en fréquence les signaux composants d'un signal analogique de vision. Ce signal de vision sera considérée selon un premier mode de réalisation comme étant le signal vidéo composite qui est composé du signal de luminance et du signal de chrominance. Le signal vidéo composite est celui défini par l'un des standards normalisés relatifs aux procédés connus de télévision en couleurs SECAM ou PAL qui diffèrent essentiellement par le fait que les sous-porteuses de chrominance sont modulées en fréquence ou en phase.

Dans la suite, on désignera par signal de chrominance indifféremment le signal de chrominance affecté à l'une des couleurs, rouge et bleue, qui sont transmises alternativement trie ligne sur deux selon le procédé
SECAM. Par contre, le signal de luminance est modulé en amplitude. On se réfèrera dans la suite, afin de fixer les idées, aux caractéristiques du signal de vision SECAM.

La Fig. la montre les diverses bandes de fréquence des signaux composant le signal vidéo composite VE entrant en bande de base dans le codeur. On sait que le spectre des fréquences élevées de la bande de fréquence AFL du signal de luminance L contient la bande fréquence #FC des deux signaux de chrominance bleu et rouge. Cette bande de fréquence est centrée sur la fréquence FOC = 4,350 MHz qui est comprise entre les fréquences des sous-porteuses de chrominance bleue
FOB = 4,250 MHz et rouge FOR 4,406 Après préaccentuation et écrêtage des signaux de chrominance, la bande AFC est égale à 0,85 MHz.

Comme montré à la Fig. Ib, le codage du signal vidéo composite L + C selon l'invention consiste à séparer la bande fréquence AFL = 6 MHz du signal de luminance en une première bande inférieure AF1 qui s'étend de O jùsqu'à environ 3,5 MHz et en une seconde bande supérieure
AF2 qui estcomprise entre 3,5 et 6 MHz, sachant que les amplitudes du signal de luminance L dans la bande supérIeure AF2 sont très faibles. Puis, les contenus des bandes de fréquence AF1 et AF2 sont échangés, pour obtenir le spectre du signal vidéo composite VS sortant du codeur, tel que montré à la Fig. Ic, qui est compatible avec les caractéristiques de transmission des réseaux de télédiffusion actuels.

Comme montré à la Fig. lc, la bande inférieure AF1 du signal vidéo composite sortant VS comprend la bande de fréquence AfC = 0,85 MHz du signal de chrominance C qui a été transposé dans le codeur par rapport à une fréquence locale flC égale à 6 MHz. Pour cette transposition de fréquence, la bande latérale inférieure a été retenue. La bande AfC du signal de chrominance sortant est centrée sur la fréquence foc = 6 - 4,350 = 1,65 MHz. La bande supérieure AF2 du signal vidéo composite sortant VS comprend une bande de fréquence AfL qui est comprise entre 3,7 et 4,9 MHz.La bande AfL correspond au spectre du signal dé luminance entrant qui est contenu dans la bande de fréquence 1flférieureAF1 et qui est modulé en fréquence dans la bande AF2 par le codeur.

On se réfère maintenant à la Fig. 2 montrant le bloc-diagramme du codeur dans lequel sont considérées uniquement les deux voies affectées au traitement du signal de chrominance et du signal de luminance, selon ce premier mode de réalisation.

Le codeur comprend à partir de son entrée 1 un circuit de séparation et de filtrage 2 qui sépare les signaux composants du signal vidéo composite entrant VE, un circuit de modulation de fréquence 3 qui transpose en fréquence le signal de luminance L de la première bande dite inférieure AF1 dans la seconde bande dite supérieure AF2, un circuit de changement de fréquence 4 qui transpose en fréquence la signal de chrominance C de la seconde bande dite supérieure AF2 dans la première bande dite inférieure AF1, et un circuit mélangeur 6 qui mélange les signaux de chrominance et de luminance transposés ainsi que le signal de synchronisation et de suppression de ligne SY qui a été extrait par le circuit 2.

Dans le circuit de séparation et de filtrage 2, une unité logique d'extraction classique 20 extrait du signal vidéo composite entrant VE qu'elle reçoit à son entrée 1, le signal de synchronisation SY à impulsions de polarité positive, le signal d'alignement sur le niveau noir ou signal de "clamp" Cl et le signal de découpage D. Ces trois signaux sont délivrés respectivement sur des fils de sorties 25, 26 et 27 du circuit 2 et sont montrés aux Figs. 3b, 3c et 3d. La Fig. 3a représente le signal vidéo composite reçu à l'entrée 1 pour lequel on a supposé que la partie utile TU = 52 ps de l'image dans une ligne de durée TL = 64 ijs convoie le signal d'identification des couleurs.

L'unité 20 comprend essentiellement un extracteur 201 qui est par exemple du type V 106 commercialisé par CIT ALCATEL et qui extraitper la sortie 202 le signal de synchronisation SY composé de crénaux inversés dusignalde suppression et desynchronisation de ligne, afin de l'additionner au signal vidéo composite sortant dans le mélangeur 6, en sortie du codeur. La durée Tsy des créneaux de synchronisation est de l'ordre de 4,5 à 4,9 ps et celle TSL du signal de suppression est de l'ordre 11,7 à 12,3 us. A la sortie 202 de l'extracteur 201 sont reliés deux circuits logiques 206 et 207 qui sont essentiellement constitués de bascules monostables afin de produire les signaux Cl et D.Le signal de découpage D est composé de créneaux TD ayant une durée de l'ordre de 7,9 à 8,1 us. Pour un tel créneau TD, son front montant avant correspond au front descendant avant du créneau du signal de synchronisation
SY et son front descendant arrière correspond sensiblement au milieu de l'intervalle TC qui est à la fin du palier arrière du signal de suppression de ligne et qui contient l'une des ondes sous-porteuses de chrominance de référence ou ''salve'l affectée à la couleur, rouge ou bleue, transmise sur la ligne considérée. Le signal d'alignement au niveau noir Cl est composé de créneaux très étroits produits chacun au début du palier arrière de suppression.

L'autre sortie 28 de l'extracteur 202 transmet le signal vidéo composite à un amplificateur-répéteur 21 à deux voies qui sont respectivement affectées à la transposition en fréquence des signaux de luminance L et de chrominance C. Les entrées des voies L et C reçoivent le signal vidéo composite amplifié, dénué du signal de suppression de ligne, et l'appliquent respectivement à un filtre passe-bas 23 et à un filtre passe-bande 24.

Dans la première voie dite de luminance L, le filtre passe-bas d'entrée 23 a une fréquence de coupure de l'ordre de 3,5 MHz à -12dB ou du moins inférieure à la fréquence de coupure basse, égale à 3,9 MHz, de la bande de fréquence de chrominanceAFc (Figs. la et lb). Le filtre d'entrée 23 applique à travers un amplificateur opérationnel non inverseur 31 le signal de luminance compris dans la bande inférieure AF1, à un circuit d'alignement au niveau noir 32. Le circuit 32 reçoit par le fil 26 le signal de "clamp" Cl et contribue à aligner l'ampli tude crête à crête du signal de luminance 1. aux amplitudes limites d'un oscillateur commandé en tension (VCO)33.L'oscillateur 33 module en fréquence le signal de luminance et a sa fréquence qui varie linéairement avec l'amplitude du signal de luminance entrant entre 3,7 et 4,9 MHz (AfL - Fig. 1c). Puis le signal délivré par l'osri1]ateur 5s, tel que montré à la Fig. 3e, est découpe dans un circuit de découpage 34 afin d'éliminer la partie du signal de modulation qui correspond sensiblement à l'intervalle de suppression de ligne l-SL' c'est-à-dire en pratique à la largeur TD des créneaux du signal de découpage b que reçoit le circuit 34 par le fil 27.Le signal de modulation découpé sortant du circuit de découpage 34, montre à la Fig. 3g, est appliqué à une première entrée 63 du mélangeur 6.

Le circuit d'alignement 32 et le circuit de découpage 34 du codeur ainsi que ceux du décodeur sont par exemple du type inverseur rapide V 111 commercialisé par CIT ALCALTEL. L'oscillateur commandé en tension 33 est par exemple du type MC 4324 commercialisé par MOTORbLA.

La seconde voie affectée au signal de chrominance C comprend, à la suite du filtre passe-bande d'entrée 24, dans le circuit de changement de fréquence 4, un amplificateur opérationnel non inverseur 41, un modulateur d'amplitude 42, éventuellement un second amplificateur 43 puis enfin un filtre de sortie 44. Le modulateur 42 est un modulateur équilibré qui joue le rôle de changeur de fréquence, et est par exemple un modulateur en anneau du type SRA3H. Sur son autre entrée 421 est appliqué un signal à la fréquence f1C f 6 MHz par un oscillateur local 45.

Le filtre passe-bande d'entrée 24 a pour bande passante au moins la bande de fréquence de chrominance AFc, de préférence la bande supérieure de luminance AF2 comprise entre 3,5 et 6 MHz afin d1appliuer le signal de chrominance à l'entrée 420 du modulateur 42, à travers l'amplificateur 41. La sortie du modulateur 42 transmet, eventueliement à travers le second amplificateur 43, le signal modulé en amplitue à porteuse flC et à bandes laterales de largeur F à l'entrée e. filtre de sortie passe-bas (ou passe-bande) 44.Le filtre passe-bas 44 a une fréquence de coupure haute supérieure à fOC + Fcl2 nais inférieure à flc afin d'éliminer laporteuse résiduelle flC et d'extraire la bance a- térale inférieure du signal issu de la modulation dans le modulateur équilibré 42. En pratique, la fréquence de coupure haute du filtre 44 est de l'ordre de 3,5 MRz ; ce filtre peut être un filtre passe-bas ou éventuellement passe-bande convenable.Le filtre 44 fournit à une seconde entrée 64 du mélangeur 6 un signal ayant la première bande latérale inférieure résultant de la modulation, sans la porteuse locale flics centrée sur la sous-porteuse de chrominance de sortie foc. Le signal de chrominance transposé dans la bande AfC (Fig. 1c) est montré à la Fig. 3f.

Le mélangeur 6 est composé de trois amplificateurs opérationnels 60, 61 et 62 qui sont en série et qui fonctionnent par exemple en additionneur, ou éventuellement en soustracteur si la polarité de l'un ou des signaux appliqués aux entrées du mélangeur ont dû être inversés pour les besoins de leur traitement dans les circuits précédents. L'amplificateur 60 reçoit par ses entrées 63 et 64 les signaux de luminance et de chrominance transposés et applique,par sa sortie, le signal vidéo composite sortant à l'une des entrées de l'amplificateur 61. Ce dernier mélange le signal vidéo composite sortant avec le signal de son reçu à l'entrée 63.Ce signal de son peut être le signal de son classique transposé en fréquence dans une bande qui est extérieure à la bande AEL du signal vidéo composite et qui est générallement centrée sur la fréquence de 6,5 MHz. Cependant, comme on le verra dans la suite, le signal de son en bande de base peut être transposé dans une bande de fréquence contenue dans la bande AFL et comprise entre les bandes Afç et AfL- Enfin, l'amplificateur 62 mélange le signal composite vidéo sortant et le signal de son sortant ainsi que le signal de synchronisation SY délivré par le fil 25, via la quatrième entrée 66 du mélangeur 6, en le signal de vision sortant Vs tel que montré à la Fig. 3h.

Dans le décodeur montré à la Fig. 4, on y retrouve également un circuit de séparation et de filtrage 12 qui reçoit à son entrée 10 le signal de vision Vs (Fig. 3h) délivré par la sortie du codeur, via le moyen de transmission de télédiffusion, et qui sépare les trois signaux de luminance L, de chrominance C et de son S composant le signal Vs. Les trois signaux composants sont transmis sur trois voies parallèles L, C,
S qui sont constitués respectivement par un circuit de démodulation de fréquence 13 du signal de luminance, par un circuit de changement de fréquence 14 de la sous-porteuse de chrominance et par un circuit de dé dulation de fréquence 15 du signal de son. Les signaux sortants des trois voies L, C, S sont identiques aux signaux entrants dans les trois voies parallèles du codeur.

On supposera, selon cette première réalisation, que le signal de vision est le signal vidéo composite, la voie de son selon l'invention étant décrite ultérieurement.

L'agencement des circuits composant chacun des circuits 12, 14 et 16 sont identiques-à celui des circuits 2, 4 et 6 du codeur. En pratique, les circuits composants sont identiques à ceux du décodeur, à l'exception des filtres d'entrée 124 et de sortie 144 de la voie C qui sont permutés par rapport aux filtres d'entrée 24 et de sortie 44 de la voie C du codeur et à l'exception du filtre d'entrée de la voie de luminance qui est un filtre passe-bande 123 et remplace le filtre passe-bas 23 du codeur.

Le circuit de séparation et de filtrage 12 comprend, à partir de son entrée 110, une unité logique 120, identique à l'unité 12 du codeur, un amplificateur-répéteur à trois voies 121 ainsi que trois filtres 123, 124 et 125 qui desservent les trois voies de luminance L, de chrominance C et de son S sortant de l'amplificateur-répéteur 121.

La première voie dite de-luminance L du décodeur comprend le filtre d'entrée passe-bande 123 et, dans le circuit de démodulation de fréquence 13, un démodulateur de fréquence 133 qui est relié à la sortie du filtre 123 à travers un premier amplificateur 131, un circuit d'alignement au niveau noir ou circuit de "clamp" 132 qui est relié à la sortie du modulateur 133 à travers un second amplificateur 135, et enfin, un circuit de découpage 134. Le filtre d'entrée 123 est un filtre passe-bande dont la bande passante contient la bande Af1. Elle a sa fréquence de coupure basse qui est comprise entre la fréquence de coupure haute de la bande Af C et la fréquence de coupure basse de la bande Af1. En pratique, elle est égale à AF2 selon cette première réalisation.Le circuit d'alignement 132 reçoit le signal d'alignement Cl (Fig. 3c) qui est délivré sur un fil de sortie 126 de l'unité logique 120, et réaligne le signal de luminance démodulé sur le niveau noir. Le circuit de découpage 134 reçoit le signal de découpage
D (Fig. 3d) qui est délivré sur un fil de sortie 127 de l'unité logique 120, et restitue le signal de luminance de l'image utile, dont l'en- veloppe est montrée en traits interrompus courts à la Fig. 3g.

Un mode de réalisation préférée du démodulateur 133 est détaillé à la Fig. 5.

A son entrée 136 reliée à la sortie de l'amplificateur 131, il comprend un doubleur de fréquence 137 qui double la fréquence du signal de luminance délivré par le filtre passe-bande 123, afin de rejeter la sous-porteuse au-delà de la bande de fréquence de vision AFL et permettre son élimination en sortie par filtrage. Le doubleur de fréquence 137 comprend un amplificateur différentiel symétrique ayant deux transistors bipolaires, 13711 et 13712, et une source de courant constant 1372 à diode compensatrice 1373. Les tensions opposées sortant sur les deux collecteurs, 13741et13742,des deux transistors bipolaires sont amplifiées dans deux étages à transistor, 13751 et 13752, puis sont appliquées à deux bascules monostables, l3761et13762,qui détectent les polarités positive et négative.Les sorties des bascules monâstables 13761 et 13762 sont reliées à une porte ET (ou OU) 1377 dont la sortie délivre le signal à fréquence double à une bascule monostable 1378.

Un démodulateur de fréquence, sous la forme d'un circuit accordé 138 suivi d'un filtre de sortie passe-bas 139,démodule le signal de luminance afin de transposer-son spectre dans la première bande dite inférieure AF1. Le circuit accordé 138 consiste ent un transistor PNP 1380 dont l'émetteur est relié à un circuit inductif- capacitif LC 1381 qui est accordé à la fréquence double de la fréquence centrale du spectre du signal de luminance reçu, soit 4,3 x 2 = 8,6 MHz. Le collecteur du transistor 1380 est couplé au filtre de sortie 139 dont la fréquence de coupure est de l'ordre de 3,5 MHz et qui est en pratique identique au filtre passe-bas 23 de la voie de luminance du codeur (Fig. 2). La sortie du filtre 139 est connectée à l'amplificateur 135 ayant deux étages à transistor.

En se référant de nouveau à la Fig. 4, la seconde voie dite de chrominance C du décodeur accomplit une transposition en fréquence du signal de chrominance à l'opposé de celle du signal de chrominance dans le codeur par rapport à la fréquence locale flC = 6 MHz. Le filtre d'entrée 124 de la voie de chrominance est un filtre passe-bas (ou passe-bande) présentant une bande de fréquence qui contientla bande et et qui est de préférence égale à la bande AF1.En pratique, le filtre 124 est, selon cette première réalisation, identique aux filtres23, 44 (Fig. 2) et 139 (Fig. 5) et a donc une bande complémentaire de la bande passante AF2 des filtres 24 (Fig. 2) et 123 et 144 (Fig. 4) par rapport à la bande de vision AFL Le filtre 124 applique à travers un amplificateur opérationnel non inverseur 141 le signal de chrominance à sous-porteuse centrale foc = 1,650 MHz à une première entrée 1420 d'un modulateur équilibré, du type en anneau, 142.L'autre entrée 1421 du modulateur 142 reçoit la fréquence locale flC = 6 MHz provenant d'un oscillateur local 145 afin de reconstituer, entre autres, la bande latérale inférieure (AFC, Foc = 4,35 MHz). Ce filtrage est obtenu par le filtre de sortie passe-bande 144 à bande passante AF2 -en pratique identique au filtre 24- qui est connecté à la sortie du modulateur 142 éventuellement à travers un amplificateur 143.

En sortie du décodeur, le signal de luminance decoupé délivré par le circuit de découpage 134, le signal de chrominance délivré par le filtre 144 et le signal de synchronisation SY délivré par le fil de sortie 125 de l'unité logique 120 sont respectivement appliqués aux bornes d'entrée 163, 164 et 166 d'un mélangeur 16 afin de reconstituer le signal vidéo composite initial. Celui-ci comprend deux amplificateurs opérationnels 160 et 162 fonctionnant en sommateur, comme dans le mélangeur 6 du codeur. Le premier amplificateur 160 a ses entrées reliées aux bornes 163 et 164 et a sa sortie reliée à l'une des entrées du second amplificateur 162. Le signal composite issu du mélange des signaux de luminance et de chrominance est additionné au signal de suppression et de synchronisation de ligne SY appliqué à l'autre entrée 166 de l'amplificateur 162. La sortie de-ce dernier restitue le signal vidéo composite VE, tel que montré à la Fig. 3a.

Comme déjà dit dans le préambule, l'invention prévoit également de chiffrer le signal de luminance en addition à la transposition du spectre de fréquence du signal de luminance. Dans ce cas, le codeur de la Fig. 2 comprend un circuit de chiffrement 7 inséré dans la voie de luminance, en amont du modulateur de fréquence sous la forme de l'oscillateur 33, et le décodeur de la Fig. 4 comprend un circuit de déchiffrement 17 inséré dans la voie de luminance en aval du démodulateur 133. Le chiffrement est fondé sur une inversion ou non de polarité du signal de luminance rythmé à la fréquence de ligne, ou, éventuellement à un sousmultiple de celle-ci.

Comme montré en traits interrompus courts à la Fig. 2, le circuit d'alignement 32 est remplacé par le circuit de chiffrement 7 montré à la Fig. 6. Le circuit 7 comprend trois inverseurs rapides 70, 71 et 72,de préférence du type V111.Le premier inverseur 70 reçoit de la sortie de l'amplificateur 31 le signal de luminance et l'inverse ou non en fonction du signal de chiffrement appliqué à son autre entrée 701. Le signal de chiffrement peut être, comme montré à la Fig. 8b, un signal rectangulaire à la fréquence de ligne qui est par exemple au niveau logique haut lorsqu'il n'y a pas d'inversion et au niveau logique bas lorsqu'il y a inversion.Ces niveaux sont dépendants d'une séquence pseudo-aléatoire générée par un générateur de séquence aléatoire ou pseudo-aléatoire 73 qui est rythmé par le signal de synchronisation de ligne SY délivré par le fil de sortie 25 de l'unité logique 20. Le signal aléatoire montré à la Fig. 8b peut avoir des créneaux ayant une largeur égale à la période de ligne TL ou peut comprendre pendant une période de ligne TL plusieurs créneaux à largeurs différentes ou égales. Comme on le voit en comparant les Figs. 8a et 8c -qui représentent respectivement les signaux de luminance entrant et sortant du circuit de chiffrement 7- lorsque le signal de chiffrement est au niveau bas, la polarité du signal de luminance chiffré est négative, c'est-àdire son amplitude décroît du niveau noir vers le niveau blanc à l'opposé de l'amplitude du signal de luminance normal de polarité positive.

Dans le circuit 7, l'inverseur 70 transmet le signal de luminance correspondant à la polarité positive sur une première voie et le signal de luminance correspondant à la polarité négative sur une seconde voie. Les première et seconde voies sont composées chacune d'un amplificateur de gain prédéterminé positif 74, resp. négatif 75 suivi par un circuit d'alignement 71, 72, recevant le signal de clamp" Cl à partir du fil de sortie 26 de l'unité logique 20. La sortie des deux voies applique à 11 entrée de l'oscillateur 33 le signal de luminance chiffré à polarités positive et négative tel que montré à la Fig. 8c.

Les circuits d'alignement 71 et 72 permettent de recadrer le signal de luminance chiffré dans la plage d'amplitude entre les niveaux noir et blanc.

Comme montré en traits interrompus dans la Fig. 4, le circuit de déchiffrement 17 remplace le circuit d'alignement 132. Le circuit 17 est montré à la Fig. 7 et comprend des composants 170 à 175 qui ont des structures et un agencement analogues à ceux des composants 70 à 75 du circuit de chiffrement 7. L'inverseur 170 reçoit le signal de luminance chiffré démodulé fourni par la sortie de l'amplificateur 135 et les deux voies du circuit 7 restituent le signal de luminance déchiffré à polarité positive à l'entrée du circuit de découpage 134. Le générateur aléatoire ou pseudo-aléatoire 173 transmet la même séquence (Fig. 8b) que celle délivrée par le générateur 73 et est synchronisé avec ce dernier par des moyens connus, tels qu'un détecteur d'un signal particulier de début de chiffrement transmis par le codeur.Le signal de synchronisation SY sur le fil 125 est appliqué au générateur 173 et le signal d'alignement Cl est appliqué aux circuits 171 et 172. L'amplificateur 174 amplifie avec un gain positif prédéterminé les parties du signal de luminance à polarité positive et l'amplificateur 175 amplifie avec un gain négatif prédéterminé les parties du signal de luminance à polarité négative.

Selon un second mode de réalisation, le signal de son qui est à transmettre avec le signal vidéo composite est également transposé en fréquence afin de réduire la largeur de bande du signal de vision. La transposition en fréquence du signal de son est effectué par modulation de fréquence d'une manière analogue à celle du signal de luminance. Dans ce cas, le codeur et le décodeur comprennent respectivement un circuit de modulation de fréquence 5 et un circuit de démodulation 15 pour le traitement du signal de son dans une troisième voie dite de son.

Comme montré à la Fig. 2, la troisième voie du codeur reçoit à l'entrée 50 d'un amplificateur 51 le signal de son en bande de base
AF comprise entre 0 et 30 kHz. Celui-ci traverse un filtre de préaccen
S tuation 52 qui l'applique à l'entrée d'un oscillateur commandé en tension (VCO) 53. Comme l'oscillateur 33 de la voie de luminance, l'oscillateur 53 est par exemple du type MC 4324, commercialisé par MOTOROLA, et module en fréquence le signal de son. La fréquence du signal sortant de l'oscillateur 53 varie linéairement avec l'amplitude du signal de son entrant de part et d'autre d'une fréquence centrale fos d'une bande de fréquence QfS dont la largeur est de l'ordre de 0,4 MHz.

Comme montré à la Fig. îc, la bande de fréquence AfS du signal de son sortant est comprise entre la fréquence de coupure haute (2,075 MHz) de la bande de fréquence de chrominance Af C et la fréquence de coupure basse (3,7 MHz) de la bande de fréquence de luminance L Ainsi, la fréquence centrale f08 peut être comprise entre 2,3 MHz et 3,5 MHz et est, par exemple, égale à 3,2 MHz.

L'oscillateur 53 est suivi d'un filtre passe-bande 54 dont la bande de fréquence est centrée sur la fréquence f05 et à une largeur au moins égale à Af8. Puis le signal de son est découpé dans un circuit de découpage 35, identique aux circuits 34 et 134, qui reçoit le signal de découpage D via le fil 27 et qui applique le signal de son transposé en fréquence à l'entrée 63 du mélangeur 6.

Selon ce second mode de réalisation, la voie de son du décodeur montré à la Fig. 4 reçoit le signal vidéo composite et le signal de son transposés en fréquence qui sont transmis par l'amplificateur-repeteur à trois voies 121 vers centrée du filtre passe-bande 125. Le filtre 125 est identique au filtre 54.

Dans le circuit de démodulation de fréquence 15, le signal de son filtré est ensuite démodulé en fréquence au moyen d'un démodulateur 153 dont la structure peut être analogue à celle du démodulateur 133 montré à la Fig. 5. Dans le démodulateur 153, le circuit inductif-capacitif,tel que 1381, est accordé à une fréquence égale à 2 x f08 et le filtre passe-bas de sortie, tel que 139, filtre le signal de son dans la bande de base et a donc une fréquence de coupure de l'ordre de 30 kHz.

La sortie du démodulateur 153 est reliée à un filtre de désaccentuation 152 qui est complémentaire du filtre de préaccentuation 52 et qui est en série avec un amplificateur de sortie 151. La sortie de l'amplificateur 151 reproduit le signal de son initial en bande de base qui était appliqué à l'entrée de la voie de son du codeur.

On notera que, selon ce second mode de réalisation, au moins les bandes de fréquence des filtres d'entrée des voies de luminance et de chrominance du décodeur sont sensiblement modifiées. Comme montré à la
Fig. Id, la fréquence de coupure basse de la bande Af2 du filtre 123 est toujours supérieure à la fréquence de coupure de haute de la bande de transposition de son Bof , et la fréquence de coupure haute de la bande Af1 du filtre 124 est toujours inférieure à la fréquence de coupure basse de la bande Af En outre, le filtre de sortie 44 de la voie de chrominance du codeur peut être encore, en pratique, identique au filtre d'entrée 124 du décodeur.

Par ailleurs, on notera qu'une ligne à retard ajustable peut être insérée dans l'une ou plusieurs des voies parallèles du codeur ou du décodeur afin d'égaliser les différents temps de propagation des signaux composants de luminance, de chrominance et de son dépendant de leurs traitements respectifs et ainsi de rendre synchrones ces différents signaux composants au niveau de la sortie du codeur ou du décodeur.

Claims (20)

R e v e n d i c a t i o n s.

1 - Système de codage et décodage d'un signal analogique de vision de télévision en couleurs dans lequel le codeur comprend une voie de luminance recevant à travers un filtre passe-bas d'entrée (23) le signal de luminance modulé en amplitud; dans une première bande de fréquence ( AF1 ) et une voie de chrominance recevant à travers un filtre passebande d'entrée (24) le signal de chrominance modulé en fréquence ou en phase dans une seconde bande de fréquence ( A F2) supérieure à la première ( AF1 ) et dans lequel le décodeur comprend une voie de luminance délivrant à travers un filtre passe-bas de sortie (139) ledit signal de luminance et une voie de chrominance délivrant à travers un filtre passe-bande de sortie (144) ledit signal de chrominance, 'caractérisé en ce que la voie de luminance du codeur comprend des moyens (3) pour transposer le signal de luminance reçu dans la seconde bande de fréquence ( A F2 ) et la voie de luminance du décodeur comprend des moyens (13) recevant le signal de luminance transposé dans le codeur pour le transposer dans la première bande de fréquence ( A F1 ) et en ce que la voie de chrominance du codeur comprend des moyens (4) pour transposer le signal de chrominance reçu dans la première bande de fréquence ( A F1 ) et la voie de de chrominance du décodeur comprend des moyens (14) recevant le signal de chrominance transposé dans le codeur pour le transposer dans la bande de fréquence ( AFc) du signal de chrominance reçu dans le codeur, incluse dans la seconde bande de fréquence ( A F2).

2 - Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transposition en fréquence du signal de luminance (3) du codeur comprennent un oscillateur commandé en tension (33) pour moduler en fréquence le signal de luminance reçu et filtré dans une bande de fréquence ( AfL) incluse dans la seconde bande de fréquence (AF2) et les moyens de transposition en fréquence du signal de luminance (13) du décodeur comprennent un filtre d'entrée passe-bande (123) dont la bande de fréquence inclut la bande de fréquence de modulation c AfL) de ltoscillateur (33), puis des moyens (133) pour démoduler en fréquence le signal transmis par ce dernier filtre d'entrée (123), en ledit signal de luminance modulé en amplitude ayant la première bande de fréquence ( A F1).

3 - Système conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de démodulation en fréquence (133) comprennent en série des moyens (137) pour doubler la fréquence du signal de luminance reçu et filtré dans la voie de luminance du décodeur et des moyens (138) accordés sur la fréquence double de la fréquence centrale du signal de luminance reçu dans le décodeur et reliés à l'entrée dudit filtre passe-bas de sortie (139).

4 - Système conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de doublement de fréquence (137) comprennent un amplificateur différentiel symétrique (1371) dont les deux sorties sont reliées à une porte logique (1377), à travers deux bascules monostables (1376), dont la sortie est reliée à une autre bascule monostable (1378).

S - Système conforme à l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la bande de fréquence (AfL) définie par ledit oscillateur (33) du codeur est comprise substantiellement entre 3,7 et 4,9 MHz.

6 - Système conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de transposition en fréquence du signal de chrominance (4) du codeur comprennent un modulateur d'amplitude (42) pour moduler un signal à une fréquence prédéterminée (foc) par le signal de chrominance reçu et filtré, puis un filtre passe-bas ou passe-bande de sortie (44) pour filtrer le signal modulé dans une bande de fré quence latérale de modulation t 4 ) incluse dans ladite première bande de fréquence (au1), et les moyens de transposition en fréquence du signal de chrominance (14) dans le décodeur comprennent un filtre passe-bas ou passe-bande d'entrée (124) dont la bande inclut la bande latérale de modulation (hic), puis un modulateur d'amplitude (142) pour moduler un signal à ladite fréquence prédéterminée (floc) par le signal de chrominance filtré.

7 - Système conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fréquence prédéterminée (foc) est substantiellement égale à la fréquence de coupure haute de la seconde bande de fréquence (AF2).

8 - Système conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le codeur et le décodeur comprennent chacun des moyens (20 ; 120) en amont des voies de luminance et de chrominance pour extraire le signal de synchronisation de ligne (SY) dans le signal de vision entrant (VE ;V5) et des moyens logiques (206 ; 207) pour déduire du signal de synchronisation (SY) un signal d'alignement au niveau noir (coq) et un signal de découpage (D) ayant des créneaux de largeur inférieure à l'intervalle de suppression de ligne (TSL), des moyens (32 ; 132) insérés dans la voie de luminance pour aligner l'amplitude du signal de luminance non transposé en fréquence sur le niveau noir transmis par le signal d'alignement (CR) et des moyens (34 ; 134) pour découper le signal de luminance transposé en fréquence dans le codeur ou non transposé en fréquence dans le décodeur en un signal de luminance transmettant substantiellement les périodes d'image utile (Tu) comprises entre les créneaux du signal de découpage (D).

9 - Système conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le front arrière du signal de découpage (D, Fig. 3d) correspond sensiblement au milieu de l'intervalle (Tc) incluant le signal de référence de chrominance compris dans le palier arrière de l'intervalle de suppression de ligne (TSL).

10 - Système conforme à la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le codeur et le décodeur comprennent chacun des moyens (21 ; 121) pour amplifier et répéter le signal vidéo sortant des moyens d'extraction (20 ; 120) aux entrées des voies de luminance et de chrominance et des moyens (60, 62 ; 160, 162) pour mélanger les signaux de luminance et de chrominance sortant des voies de luminance et de chrominance avec le signal de synchronisation extrait (su).

11 - Système conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la voie de luminance du codeur comprend, en amont des moyens de transposition de fréquence (33), des moyens (7) pour inverser la polarité de parties du signal de luminance en fonction d'une séquence aléatoire prédéterminée et la voie de luminance du décodeur comprend en aval des moyens de transposition de fréquence (133) des moyens (17) pour inverser lesdites parties du signal de luminance en fonction d'une sé-quence aléatoire identique et synchrone de la séquence aléatoire du codeur.

12 - Système conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites périodes de séquence aléatoire ont une durée égale à la période de ligne (TL) du signal de vision.

13 - Système conforme à la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que chaque moyen d'inversion (7 ; 17) comprend des moyens (73 ; 173) pour générer la séquence aléatoire (Fig. 8bi, des moyens (70 ; 170) recevant la séquence aléatoire pour délivrer les parties à inverser du signal de luminance sur une première voie comprenant un amplificateur de gain prédéterminé négatif (75 ; 175) et les parties complémentaires du signal de luminance sur une seconde voie comprenant un amplificateur au gain prédéterminé positif (74 ; 174) et des moyens (72, 71 ; 172 , 171) en sortie desdites première et seconde voies pour aligner les signaux amplifiés dans les amplificateurs (75, 74 ; 175, 174) au niveau noir du signal de vision.

14 - Système conforme à l'une deS revendications 1 à 13 dans lequel le codeur comprend une voie de son recevant le signal de son (S) en bande de base ( AF5) et le décodeur comprend une voie de son délivrant ledit signal de son (S), caractérisé en ce que la voie de son du codeur comprend des moyens (53, 54) pour transposer le signal de son dans une bande de fréquence de transposition ( ifs, Fig. 3d) comprise entre la fréquence de coupure haute de la bande de fréquence ( arc) dans laquelle est transposé le signal de chrominance et qui est incluse dans la première bande de fréquence ( au1), et la fréquence de coupure basse de la bande fréquence ( AfL) > dans laquelle est transposé le signal de luminance et qui est incluse dans la seconde bande de fréquence ( Au2), et en ce que la voie de son du décodeur comprend des moyens (125, 153) recevant le signal de son transposé en fréquence dans le codeur pour le transposer dans la bande de base (A Fs) du signal de son reçu par le codeur.

15 - Système conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de transposition du signal de son (53, 54) dans le codeur comprennent en série un oscillateur commandé en tension (53) pour moduler en fréquence le signal de son reçu dans la bande de fréquence de transposition ( Afs) et un filtre de sortie passe-bande (54) pour filtrer le signal modulé dans ladite bande de fréquence de transposition ( Afs) et les moyens de transposition du signal de son (125 , 153) dans le décodeur comprennent en série un filtre passe-bande (125) ayant pour bande passante ladite bande de fréquence de transposition ( clefs) et des moyens (153) pour démoduler en fréquence le signal transmis par ce dernier filtre (154) en ledit -signal de son en bande de base.

16 - Système conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de démodulation en fréquence du signal de son (153, Fig. 5) dans le décodeur comprennent en serie des moyens (137) pour doubler la fréquence du signal de son reçu et filtré dans la voie de son du décodeur, des moyens (138) accordés sur la fréquence double de la fréquence centrale du signal de son reçu dans le décodeur et un filtre de sortie passe-bas (139) pour filtrer le signal de son dans la bande de base (A Fs).

17 - Système conforme à la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de doublement de fréquence (137) des moyens de démodulation en fréquence du signal de son comprennent un amplificateur différentiel symétrique (1371) dont les deux sorties sont reliées à une porte logique (1377), à travers deux bascules monostables (1376), dont la sortie est reliée à une autre bascule monostable (1378).

18 - Système conforme à la revendication 8 et à l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la sortie du filtre de sortie passebande (54) de la voie de son du codeur est relié à des moyens (55) de découpage du signal de son transposé en fréquence pour transmettre les parties de ce signal de son comprises entre les créneaux dudit signal de découpage (D).

19 - Système conforme à l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que la fréquence centrale (fous) de la bande de fréquence de transposition du son (Af5) est comprise substantiellement entre 2, 3 et 3,5 MHz,i,de préférence, est égale à 3,2 MHz.

20 - Système conforme à la revendication 10 et à l'une des revendications 14 à 19, caractérisé en ce que les moyens de mélange (6, 61) du codeur mélangent également le signal de son sortant de la voie de son aux signaux de luminance, de chrominance et de synchronisation et en ce que les moyens d'amplification et de répétition (121) du décodeur transmettent le signal de vision aux entrées des voies de luminance, de chrominance et de son.

21 - Système conforme à l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que les filtres passe-bas d'entrée (23) de la voie de luminance du codeur, de sortie (44) de la voie de chrominance du codeur, d'entrée (124) de la voie de chrominance du décodeur et de sortie (139) de la voie de luminance du décodeur ont des bandes de fréquence égales à la première bande de fréquence (# F1) et en ce que les filtres passe- bande d'entrée (24) de la voie de chrominance du codeur, d'entrée (123) de la voie de luminance du décodeur et de sortie (124) de la voie de chrominance du décodeur ont des bandes de fréquence égales à la seconde bande de fréquence (E F2).