FR2551288A1 - Circuit de restitution du niveau du noir - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT DE RESTITUTION DU NIVEAU DU NOIR. CE CIRCUIT COMPORTE ESSENTIELLEMENT UN CIRCUIT D'EXTRACTION DE SIGNAL DU NOIR DEPASSANT UN NIVEAU PREDETERMINE, UN CIRCUIT ADDITIONNEUR QUI ADDITIONNE LE SIGNAL DU NOIR EXTRAIT AU SIGNAL VIDEO ENTRANT, UN DETECTEUR DE CRETE 5 CONNECTE AU CIRCUIT ADDITIONNEUR 8 QUI DETECTE UNE CRETE DU NOIR ET UN CIRCUIT 3, 6 CONNECTE A L'ADDITIONNEUR 8 ET AU DETECTEUR DE CRETE 5 POUR REGLER LE NIVEAU DU SIGNAL DU NOIR EXTRAIT, ADDITIONNE AU SIGNAL ENTRANT. L'INVENTION S'APPLIQUE PARTICULIEREMENT A DES RECEPTEURS DE TELEVISION EN COULEUR.

Description

La présente invention concerne un circuit de restitution du niveau du noir

destiné à rétablir le

niveau du noir dans un récepteur de télévision.

Un signal de télévision est généralement émis dans un état dans lequel un niveau de palier utilisé conme un niveau de référence du niveau le plus sombre est décalé vers le côté du niveau du blanc La différence entre le niveau de palier et le niveau du noir est appelée niveau de montée Le niveau de montée n'est pas toujours égal et il dépend du type de l'émetteur, de la caméra de télévision, du magnétoscope, etc Pour cette raison, le niveau du noir doit être restitué avec précision dans un récepteur de télévision, c'est-à-dire que le niveau du noir du signal vidéo doit coïncider avec le 15 niveau deécoupure du tube à rayons cathodiques Un procédé de réduction du facteur de transmission de composante continue et un procédé de réduction du niveau de luminance d'une valeur correspondant au niveau de montée sont couramment utilisés comme procédés de restitution du niveau du noir Dans le premier procédé, étant donné que le niveau de montée (composante continue) est réduit, aucune image sombre n'est supprimée Mais dans un signal vidéo dont le niveau de montée est faible, le

niveau de luminance est décalé vers le niveau du noir de 25 sorte que la résolution de l'image sombre est détériorée.

En combinaison avec ce procédé, un limiteur automatique de faisceau de luminance est couramment utilisé pour contrôler l'intensité du faisceau du tube à rayons cathodiques-en réduisant le niveau de luminance pour une image qui néces30 site un courant de faisceau trop élevé Mais dans cette combinaison, il se produit une détérioration indésirable de la résolution du noir et une restitution précise du

noir ne peut être espérée.

Par contre, dans le second procédé, le niveau de 35 crtte du noir pendant une période de balayage vertical d'un signal videéo, comme le montre par exemple la Figure l A, est détecté et il est contrôlé pour coïncider avec le niveau le plus noir (niveau de palier) comme le montre la Figure B Ce procédé est appelé un "système d'image dynamique" Un limiteur automatique de faisceau de con5 traste, ou limiteur automatique de faisceau d'image qui commande l'intensité du faisceau en réduisant le contraste d'une image qui nécessite un niveau trop élevé du courant du faisceau du tube à rayons cathodiques peut être utilisé

en combinaison avec ce procédé, ce qui permet d'espérer 10 une restitution stable du niveau du noir.

Cependant, dans ce dernier procédé, le niveau du signal de luminance varie toujours en raison de la commande de niveau de luminance correspondant au niveau de crête du noir du signal vidéo Par conséquent, le rapport de niveau 15 Y/C entre le signal de luminance Y et le signal de chrominance C change de façon indésirable Pour cette raison, la densité de couleur est changée, en correspondance avec la commande de niveau de crête du noir Par exemple, dans une couleur chair d'un corps humain (niveau de luminance de 50 20 à 80 % par rapport au niveau de crête du blanc), lorsque le niveau de crête du noir est décalé vers le niveau de crête du blanc, le signal de luminance est réduit par la boucle de commande Il en résulte que le signal de chrominance C change de façon indésirablement élevée par rapport au signal de luminance Y, de sorte que la couleur chair devient trop dense Par ailleurs, quand le niveau de crête du noir

est bas, la couleur chair devient trop lumineuse.

Il est en outre supposé que la restitution du noir est effectuée à l'instant t 1 par la boucle de commande, 30 comme le montre la Figure 2 A et qu'un signal P sur le coté de niveau du noir (par exemple un signal vidéo tramé en noir) est introduit à l'instant t 2 comme le montre la Figure 2 B Dans ce cas, la restitution du noir est effectuée de manière que le niveau de crête du noir du signal P 35 coïincide avec le niveau de palier sous l'effet de la boucle de commande Pour cette raison, la luminosité de l'image est brusquement augmentée, comme le montre la Figure 2 B Mais, comme le montre la Figure 2 C, quand le signal P disparaît brusquement à l'instant t 3, le niveau de luminance de l'image diminue brusquement L'image n'est donc pas satisfaisante et elle n'est pas agréable à regarder. Un objet de l'invention est de proposer un circuit de restitution du niveau du noir qui élimine les

inconvénients précités.

Dans le circuit de restitution du niveau du noir selon l'invention, l'amplitude d'une composante du signal du noir au-dessous du niveau prédéterminé d'un signal vidéo est modifiée de manière que le niveau de crête du noir coïncide avec le niveau de palier, sous l'effet d'une commande en boucle fermée Dans cette configuration, une composante du signal vers le niveau du blanc au-dessus du niveau prédéterminé n'est pas changée par la restitution du noir, ce qui permet d'obtenir une reproduction stable des couleurs En outre, une image stable peut être obtenue indépendemment des variations brusques du niveau de crête du noir qui accompagne des sautiller ents de l'ensemble de l'image.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui 25 va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux

dessins annexes sur lesquels: les Figures 1 A et l B, et 2 A à 2 C sont des formes d'onde d'un signal vidéo montrant respectivement le traitement du signal par une commande de luminance courante, les Figures 3 A et 3 B, et 4 A à 4 C sont des formes d'onde d'un signal vidéo montrant le traitement de restitution du noir selon l'invention, correspondant respectivement aux Figures 1 et 2, la Figure 5 est un schéma d'un circuit de traite35 ment de signal vidéo selon un système de restitution du noir selon l'invention,

551288 3

la Figure 6 est un graphe montrant les caractéristiques d'entrée/sortie de l'opération d'expansion du nois de la Figure 5 et sa forme d'onde d'entrée/sortie, les Figures 7 A à 7 C sont des formes d'onde montrant différents états d'expansion du noir, la Figure 8 est un graphe montrant les caractéristiques d'entrée/sortie du traitement de signal selon un procédé courant de restitution du niveau du noir, les Figures 9 A à 9 D sont des schémas détaillés 10 du circuit représenté sur la Figure 5, les Figures 10 A à 10 C et 12 A et 12 B montrent des formes d'onde du signal vidéo pour expliquer le fonctionnement des circuits représentés sur les Figures 9 A-9 B, et

la Figure 11 est un graphe à grande échelle de 15 la caractéristique d'entrée/sortie de la Figure 6.

Les Figures 3 A, 3 B et 4 A à 4 C sont donc des formes d'onde d'un signal vidéo pour expliquer l'opération principale de la restitution du noir selon l'invention et correspondant respectivement aux Figures l A, l B et 2 B à 2 C illustrant la technique antérieure Dans la restitution du niveau du noir selon l'invention, un niveau seuil prédéterminé TH est prévu sur le côté du noir d'un signal vidéo, par rapport à un niveau de palier, comme le montre la Figure 3 A Une composante de signal du noir qui se trouve au-dessous du niveau TH (c'est-à-dire du côté du niveau du noir) est extraite et son niveau est contrôlé de manière que le niveau de crête du noir coïncide avec le niveau de palier comme le montre la Figure 3 B Par conséquent, dans la restitution de niveau du noir, l'amplitude 30 de la composante du signal vidéo au-dessus du niveau TH

(c'est-à-dire du côté du niveau du blanc) n'est pas traitée.

Le rapport de niveau de luminance/chrominance d'une composante de luminance relativement élevée (par exemple représentant la couleur chair) n'est donc pas soumis à la 35 restitution du niveau du noir, permettant une restitution

stable des couleurs.

Comme le montrent les Figures 4 A à 4 C, étant donné que la commande de niveau pour la restitution de niveau du noir est effectuée près du niveau de crête du noir en fonction des variations brusques de ce niveau (t 1 à t 3), la luminosité de l'ensemble de l'image n'est pas soumise à des changements brusques résultant du changement de niveau de crête du noir Une image stable

ayant une luminosité constante peut donc être obtenue sur 10 l'écran du cathoscope.

La Figure 5 est un schéma simplifié d'un circuit de traitement de signal vidéo de récepteur de télévision mettant en oeuvre le procédé de restitution du niveau du noir décrit ci-dessus Un signal vidéo provenant d'un détecteur vidéo (non représenté) est appliqué à une borne d'entrée 11 de la Figure 5 Le signal vidéo est ensuite appliqué à un amplificateur tampon 1 de gain unitaire par un condensateur 12 de fixation de niveau Le signal de sortie de l'amplificateur tampon 1 est appliqué à un circuit 20 de traitement de luminance-chrominance (non représenté) par

un additionneur 8 et un circuit 9 de compensation de facteur de transmission de composante continue.

Le signal de sortie de l'additionneur 8 est également appliqué à un circuit 7 de fixation de niveau de 25 palier pour être comparé avec une tension de référence ou potentiel de fixation de niveau Ep pendant une impulsion de

fixation de niveau correspondant à une partie de palier.

Lorsqu'une différence entre le niveau de palier et la tension de référence Ep est détectée, cette différence ou erreur est ramenée àla borne d'entrée de l'amplificateur tampon 1, de sorte que la charge continue du condensateur de fixation de niveau 12 est changée A l'état stable, lorsque l'erreur ramenée converge, le niveau de palier du

signal de sortie de l'additionneur 8 est donc fixé à une 35 tension de référence Ep.

2551288 i 1 Le signal d'entrée de l'amplificateur tampon 1 est également appliqué à un circuit 2 d'extraction du noir Un signal du noir au-dessous du niveau seuil prédéterminé TH est extrait comme le montre la Figure 3 A Le circuit d'extraction du noir 2 est un genre de circuit d'écrêtage et une tension de référence E 1 est donnée comme niveau d'écrêtage L'amplificateur tampon 1 est constitué par un amplificateur différentiel et son équilibre en courant continu est modifié par un signal de réglage de décalage extérieur, de manière que le niveau de palier du

signal vidéo d'entrée puisse être décalé au niveau E 1-TH.

Par conséquent, dans le circuit d'extraction du noir 2, le signal vidéo à niveau de palier fixé, au niveau E 1-TH est écrêté au niveau d'écrêtage E 1 de sorte qu'un signal du 15 noir indiqué par la partie hachurée de la Figure 3 A est extrait Une impulsion de blocage est ensuite appliquée au circuit d'extraction du noir 2 afin que le signal extrait

ne contienne pas d'impulsion de synchronisation.

L'amplitude du signal du noir extrait est contrô20 lée par un amplificateur de commande de gain 3 et le signal

du noir extrait est appliqué à l'additionneur 8 pour être additionné au signal de sortie de l'applicateur tampon 1.

Le gain de l'amplificateur de commande de gain 3 est modifié dans une plage de O à 1 Une commande variable du gain est 25 effectuée par rapport à la valeur de crête extraite du signal du noir à la sortie de l'additionneur 8 Par conséquent, l'amplitude du signal du noir au-dessous du niveau seuil TH, que contient le signal de sortie de l'additionneur

8 est expansée jusqu'à un maximum deux ( 1 + 1) vers le niveau 30 le plus sombre (niveau de palier).

Cette opération d'expansion est exécutée par une commande en boucle sous l'effet de la réaction d'erreur, de sorte que le niveau de crête du noir coïncide avec le niveau de palier Ainsi, le signal de sortie de l'additionneur 8 35 est appliqué à un circuit de blocage 4 pour extraire le signal vidéo à l'exception du signal de synchronisation Le

signal vidéo est ensuite appliqué à un circuit 5 de main-

2551288 1 '

tien de crête du noir pour que son niveau de crête du noir soit détecté Le niveau de crête du noir détecté est appliqué à un comparateur 6 de niveau du noir et de niveau de palier pour obtenir la différence entre le niveau de crête du noir et le niveau de palier Ep La boucle fonctionne de manière que le signal de différence détectée soit appliqué à l'amplificateur de commande de gain 3 comme un signal de commande afin que le niveau de crête du noir coïncide avec le niveau de palier Il en résulte, comiue le montre la Figure 3 B, que la restitution du noir est effectuée dans le récepteur de télévision dans le cas o le niveau de crête du noir se prolonge vers le

niveau de palier.

Quand le circuit 5 de maintien de niveau du noir 15 détecte une crête d'une composante du signal vers le côté de niveau du noir comme un bruit d'accord ayant une grande amplitude, produit pendant l'opération d'accord, il faut un temps considérable au circuit 5 de maintien de niveau du noir pour revenir à la détection de crête du noir normale. 20 Pendant ce temps, une image blanchâtre est formée Par conséquent, pour éviter cet inconvénient, un limiteur de détection de crête 10 est prévu pour contrôler le niveau maximal de détection du circuit 5 de maintien de crête du noir Le limiteur 10 contient la valeur de crête détectée de manière qu'elle ne soit pas trop au-dessous du niveau de palier. La Figure 6 est un graphe montrant les caractéristiques d'entrée/sortie de l'opération d'expansion du noir de ce système, avec une forme d'onde d'entrée/sortie. 30 La Figure 7 montre divers exemples de signaux vidéo pour la restitution du noir Comme le montre la Figure 6, une partie du signal vidéo d'entrée au-dessus du niveau seuil TH est représentée par une ligne de pente 1 Le traitement de l'amplitude n'est donc pas effectué dans cette partie. 35 Autrement dit, selon la Figure 5, le signal de sortie de l'amplificateur tampon 1 passe par l'additionneur 8 sans

aucun changement.

Bien que le signal du noir au-dessous du niveau seuil subisse une expansion, l'opération d'expansion n'est pas exécutée quand le niveau de crête du noir coïncide 5 avec le niveau de palier comme le montre la Figure 7 C. Selon la Figure 6, la caractéristique d'entrée/sortie du signal vidéo au-dessous du niveau TH est représentée par

une ligne q O de pente 1 Dans ce cas, le gain de l'amplificateur de commande de gain 3 est nul.

Quand le niveau de crête du noir est au-dessus du niveau de palier, l'expansion du noir est effectuée correspondant au décalage Le rapport d'expansion maximal ou le gain est 2 Autrement dit, sur la Figure 5, le gain de l'amplificateur de commande de gain 3 est 1 et le signal de sortie de l'amplificateur tampon 1 est additionné celui de l'amplificateur de commande de gain 3 par l'additionneur 8 Ainsi, l'amplitude de-signal du noir devient au plus double Dans ces conditions, la caractéristique d'entrée/sortie du signal au-dessous du niveau TH est représentée par une ligne qmax de pente E représentée sur

la Figure 6.

Si le signal de crête du noir se trouve au niveau TH/2 comme l'entrée Sin de la Figure 6, la sortie Sout coïncide avec le niveau de palier, grace à l'expansion de 25 gain 2 Comme le montre la Figure 7 A, dans le cas o le signal d'entrée est au niveau de crête du noir qui n'atteint pas le niveau TH/2, bien que l'expansion du niveau du noir doublant le gain de 2 soit effectué, le niveau de crête du noir n'atteint pas le niveau de palier Par conséquent, 30 l'expansion de niveau du noir est contrôlée pour ne pas

produire l'expansion avec un gain dépassant 2.

Comme le montre la Figure 7 B, dans le cas o le signal d'entrée est à un niveau de crête du noir qui est au-dessous du niveau TH/2, l'expansion du niveau du noir est effectuée dans la plage de gain de 1 à 2 Dans ce cas, l'une des lignes dans la plage entre la ligne q O et la

ligne qmax représente la caractéristique d'entrée/sortie.

La pente de la ligne est déterminée par la différence

entre le niveau de crête du noir et le niveau de palier.

Dans ce cas, l'amplificateur de commande de gain 3 est

commandé par le signal de sortie du comparateur noir5 palier 6 afin que son gain soit dans la plage de 0 à 1.

De cette manière, la valeur maximale du gain d'expansion est contrôlée pour être égale i 2 ou moins, ce qui évite des images non naturelles provoquées par une caractéristique d'entrée/sortie non linéaire de l'expansion du niveau du noir Mais la valeur maximale du gain d'expansion peut être réglée à 2 ou davantage, ou à 2 ou moins Si la valeur maximale du gain d'expansion est réglée à 2 ou davantage, la restitution du noir est effectuée de façon efficace mais la caractéristique non linéaire 15 devient trop forte Par contre, si la valeur maximale est

réglée à 2 ou moins, la restitution du noir est moins efficace mais la caractéristique non linéaire peut être modérée.

La Figure 8 montre une caractéristique d'entrée/ sortie courante de restitution du noir Dans ce cas, le niveau du signal (niveau de luminance totale) est diminué en correspondance avec la valeur de décalage du niveau de crête du noir par rapport au niveau de palier, comme décrit ci- dessus La caractéristique d'entree/sortie est changée dans la plage indiquée par les lignes p O à Pmax' Etant donné 25 que la ligne p O représente l'état o le niveau de crête du noir coïincide avec le niveau de palier, le niveau de crête du noir n'est pas corrigé La ligne Pmax représente l'état o la correction maximale de niveau est effectuée Si le niveau de crête du noir change brusquement, il se produit un 30 changement d'énergie (changement de quantité de lumière) correspondant à la partie hachurée indiquée par les lignes P à Pma de la Figure 8 Par contre, le changement d'énerPO m rax gie correspondant à celui de la Figure 6 se produit dans la plage indiquée par la partie hachurée Comme cela ressort 35 de la Figure 6, la restitution du noir peut être effectuée

sans changement appréciable d'énergie.

Les Figures 9 A à 9 D constituent un schéma détaillé du circuit de traitement de signal video de la Figure 5 Les parties séparées par des pointillés sur les Figures 9 A à 9 D correspondent aux cases de la Figure 5. 5 Ce circuit de traitement consiste en un circuit intégré formé sur une seule pastille de silicium et il comporte des broches de connexion indiquées par des hachures Les bornes T 1 et T 3 sont connectées respectivement à une

source d'alimentation Vcc et au potentiel de la masse.

Un signal vidéo est appliqué à l'amplificateur tampon 1 depuis la borne T 2, par le condensateur de fixation de niveau 12 L'amplificateur tampon 1 comporte deux transistors d'entrée Q 06 et Q 07 dont les émetteurs sont connectés entre eux par une résistance R 08 Le signal vidéo 15 entrant est appliqué à la base du transistor Q 06 par un transistor Q 01 à charge d'émetteur La tension de référence E 1 (Figure 3 A) est appliquée à la base de l'autre transistor Q 07 par un conducteur 16 provenant d'un circuit

de polarisation 15.

Des transistors à courant constant Q 03 et Q 04 sont connectés respectivement aux émetteurs des deux transistors Q 06 et Q 07 et des courants I 1 et 12 y circulent respectivement Par conséquent, un courant correspondant au changement de courant de collecteur du transistor Q 06, en fonction du signal vidéo d'entrée, est transmis à l'émetteur du transistor Q 07 afin de provoquer un changement correspondant de son courant de collecteur Le courant de collecteur du transistor Q 07 passe par une résistance de charge R 309 eti: un signal de tension est prélevé au collecteur du transis30 tor Q 07 Dans ce cas, le gain d'amplification de cet étage

est à peu près unitaire.

Le signal au collecteur du transistor Q 07 est appliqué, par les transistors Q 09 et Q 12 à charge d'émetteur à la base d'un transistor Q 13 d'une paire Q 13 et Q 14 qui 35 constituent un comparateur 17 du circuit de fixation de

niveau 7.

255 1 ? 8

Un potentiel de fixation de niveau Ep représenté sur la Figure 1 OA est appliqué par les transistors Q 18 et Q 15 à charge d'émetteur à l'autre transistor Q 14 du comparateur 17 Le potentiel Ep est une tension cons5 tante par rapport à la tension de référence E 1 (Figure 0 l B) qui est fournie par le circuit de polarisation 15 sur le conducteur 16 La base et l'émetteur du transistor Q 08 sont connectés respectivement au conducteur 16 et à un transistor Q 05 à courant constant (courant I 3) Le potentiel de fixation de niveau Ep = Vcc 13 x R 10 (R O l O est la résistance de charge de collecteur du transistor Q 08) est appliqué au collecteur du transistor du collecteur Q 08 Le potentiel Ep est appliqué au transistor à

charge d'émetteur Q 18 par un conducteur 18.

Le comparateur 17 du circuit de fixation de niveau 7 est débloqué par une impulsion de courant Ip produite à chaque partie de palier et délivrée par un générateur d'impulsions 19 sur un conducteur 20 Ensuite, le potentiel de fixation de niveau Ep est comparé avec un 20 niveau de palier e d'un signal vidéo provenant du collecteur du transistor Q 07 Dans cette comparaison de niveau, les tensions respectives de base et d'émetteur des transistors Q 09, Q 12, Q 18 et Q 15 sont annulées en raison de leur symétrie La tension différentielle résultant de la 25 comparaison est convertie en un courant par une charge active d'un circuit miroir de courant comprenant des transistors Q 19, Q 20 et Q 21 Ensuite ce courant converti est appliqué au condensateur de fixation de niveau 12 sur le

côté d'entrée de l'amplificateur tampon 1 par un conducteur 30 21.

Si e est inférieur à Ep, le transistor Q 13 du P

comparateur 17 est débloqué et le transistor Q 14 est bloqué.

Par consequent, le courant de collecteur du transistor Q 13 charge le condensateur 12 Il en résulte qu'une composante 35 continue (niveau de palier) de l'entrée de base du transistor QO 1 est augmentée Par contre, si e est supérieur à Ep, le transistor 13 est boqup et le transistor Q 14 est le transistor Q 213 est bloqué et le transistor Q 14 est débloqué Le courant de décharge du condensateur 12

passe par le transistor Q 19, par le conducteur 21.

De cette manière, le niveau de palier e du p signal vidéo est corrigé par réaction de l'erreur détec5 tée jusqu'à ce que le niveau de palier ep du signal video coïncide avec le potentiel de fixation de niveau Ep Si aucune erreur n'est détectée par le comparateur 17, le signal vidéo dont le niveau de palier est maintenu au

potentiel de fixation de niveau Ep peut être obtenu à la o 10 sortie de l'amplificateur tampon 1 (collecteur du transistor Q 07).

Le collecteur du transistor Q 07 constitue l'additionneur 8 de la -Figure 5 Un signal d'addition pour l'expansion du noir provenant de l'amplificateur de commande de gain 3 est appliqué à l'additionneur 8 Le signal vidéo après expansion du noir est appliqué au circuit 5 de maintien de crête de la Figure 9 C par les

transistors Q 09 et Q 12 à charge d'émetteur, par l'intermédiaire du conducteur 23.

Le signal de sortie du transistor Q 01 à charge d'émetteur sur le côté d'entrée de l'amplificateur tampon 1 est appliqué au circuit d'extraction du noir 2 de la Figure 3 B par un conducteur 24 L'amplificateur tampon 1 remplit une fonction qui permet de décaler le niveau de palier du signalvidéo du niveau seuil TH, par rapport à la tension de référence E 1 comme le montre la Figure 10 C. Les valeurs des courants I et 12 des sources de transistors Q 03 et Q 04 connectés aux émetteurs respectifs de la paire de transistors Q 06 et Q 07 de l'amplificateur tampon 1 sont réglées pour être égales à la valeur de courant I 3 d'un transistor Q 05 source de courant connecté à l'émetteur du transistor Q 08 qui produit le potentiel de fixation de niveau E (c'est-à-dire Il = 12 = I 3) Autrement dit, les résistances d'émetteurs R 05, R 08 et R 07 sont 35 réglées à la même valeur et les bases des transistors Q 03

à Q 05 sont connectées en commun pour recevoir le même courant que le transistor Q 02, pour la polarisation.

Les collecteurs respectifs du transistor Q 07 de l'amplificateur tampon 1 et du transistor Q 08, pour régler le potentiel Ep, sont placés au même potentiel par l'opération de fixation de niveau en réaction dans l'intervalle de palier du signal vidéo (ep = Ep) Les r Csistances de collecteur R 09 et R 10 du transistor A 07 et Q 08 sont rêglëez à la même valeur et la tension de référenee E 1 est appliquée en commun aux bases des transistors Q 07 et Q 08 Ainsi, dans l'intervalle de palier, les tranl 10 sistors Q 07 et Q 08 fonctionnent dans les mêmes conditions (c'est-à-dire un 5 oint de fonctionnement en courant continu) Le courant de collecteur du transistor Q 07 est donc égal à son courant d'émetteur (c'est-à-dire 12 = 13) et aucun courant ne circule dans la résistance de couplage 15 d'émetteur ROS des transistors Q 06 et Q 07 o Pour cette raison, le potentiel de base du transistor Q 06 dans l'intervalle de palier devient le même que celui du transistor Q 07 et égal à la tension de référence El Le signal vidéo à la base du transistor Q 06 est donc fixé à la tension de référence E, comme le montre la Figure 10 B. Lorsqu'un courant de décalage a est appliqué à l'émetteur du transistor Q 07 par un conducteur 25, ce courant a circule vers la source de courant de l'émetteur du transistor Q 06 par la résistance de couplage d'émetteur R 08. 25 Etant donne que le courant d'émetteur du transistor Q 06 est la vaieur constante ii, son courant de collecteur est réduit de a Ouand le courant de décalage a circule, une différelce de potentiel R 08 x a est produite entre les émetteurs des transistors Q 07 et Q 06 Si la différence de 30 potentiel ROS X a est réglée à la valeur seuil TH décrite ci-dessus, le niveau de palier du signal vidéo à la base du transistor Q 06 est décalé au niveau E 1 TH comme le montre

la Figure IOC.

Le courant de décalage a dans la résistance R 08 peut ftre réglé en changeant la valeur d'une résistance R 75 du circuit de polarisation 15 de la Figure 9 D, de manière à changer le niveau seuil TH de l'extraction du noir dans le circuit d'extraction du noir 2 de la Figure 5 et de la Figure 9 B. Le signal vidéo dont le niveau de palier est maintenu au niveau E 1 TH comme le montre la Figure O l C est obtenu comme signal de sortie du transistor à charge d'émetteur Q Ol de l'amplificateur tampon 1 (la base du transistor Q 06) Le signal vidéo est transmis par le conducteur 24 à une (Q 45) des bases des deux transistors 10 Q 45 et Q 46 du circuit d'extraction du noir 2 de la Figure

9 B Ces transistors Q 45 et Q 46 constituent un écrêteur 27.

La tension de référence E 1 est fournie comme un niveau d'écrêtage à la base de l'autre transistor Q 46 par le conducteur 16 provenant du circuit de polarisation 15 Les 15 émetteurs respectifs des transistors Q 45 et Q 46 sont reliés

entre eux par des diodes Qu 3 et Q 44 et une résistance R 46.

L'émetteur (cathode) de la diode Q 43 est relié à un transistor Q 41 source de courant et un courant constant 14 lui

est fourni.

Lorsque la tension eld'un signal à la base du transistor Q 45 est supérieure à la tension de référence E 1 (ev > El) aucun courant ne circule dans la résistance R 46 et le transistor Q 46 est bloqué Par contre, si ev east inférieur à E (ev < El) c'est-à-dire si le signal s'étend vers 25 le côté du noir à partir de E 1 comme l'indique la partie

hachurée de la Figure 10 C, le transistor Q 46 est bloqué.

Etant donné que le signal ev provient de l'émetteur du transistor Q 45, un courant ev/R 46 correspondant au signal du noir indiqué par la partiehachurée de la Figure l OC circule dans la résistance R 46 et un courant de signal du noir i B ayant pratiquement la même valeur que le courant

ev/R 46 circule par le collecteur du transistor Q 46.

Le courant de signal du noir i B circule depuis l'additionneur 8 de l'amplificateur tampon 9 par l'ampliI ficateur de commande de gain 3 et un conducteur 2-2, de sorte que le signal du noir est additionné au signal de

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sortie de l'amplificateur tampon 1 dans la résistance

R 09 Par cette addition, l'expansion du noir est effectuée avec un gain d'environ 2 au maximum.

L'amplificateur de commande de gain 3 comporte un amplificateur différentiel consistant en deux transistors Q 47 et Q 48 Le courant de signal du noir i B provenant de l'émetteur commun des deux transistors Q 47 et Q 48 est divisé dans un rapport contrôlé par les transistors Q 47 et Q 48 Le rapport de division correspond à

un gain variable de l'amplificateur de commande de gain 3.

Le signal de commande de gain est fourni par le comparateur 6 de noirpalier de la Figure 9 C, par les conducteurs 28 et 29.

Dans l'état commandé pour un gain maximal, le 15 transistor Q 48 de l'amplificateur de commande de gain 3 est pratiquement débloqué Ainsi, pratiquement tout le courant de signal du noir i B circule depuis la résistance de charge R 09 de l'amplificateur tampon 1, par le transistor Q 48, le conducteur 22 et l'additionneur 8 Par consé20 quent, dans ces conditions, un gain de tension du signal du noir additionné à une extrémité de la résistance R 09 est donné par R 09/R 46 (c'est-à-dire que R 09/R 46 est pratiquement 1) Par ailleurs, le courant du signal ne circule que par la résistance de couplage d'émetteur R 08 et la résistance 2 '5 de charge R 09 de sorte que le gain de l'amplificateur tampon 1 est donné par R 09/R 08 (c'est-à-dire que R 09/R 08 est aussi pratiquement 1) Par conséquent, le gain en tension du signal superposé dans la résistance R 09 est donné par (R 09/R 46)+(R 09/R 08) et il est produit à une extrémité de la 30 résistance de charge R 09 (correspondant au collecteur du transistor Q 07) Comme l'indique la ligne qmax de la Figure 1 (vue à grande échelle de la Figure 6) l'expansion du noir

est effectuée avec un gain de pratiquement 2.

Si l'amplificateur de commande de gain 3 est commandé au gain minimal, le transistor Q 47 est débloqué et le transistor Q 48 est bloqué Pour cette raison, le courant de signal du noir i B circule dans le transistor Q 47 Le gain du signal du noir qui est fourni à l'additionneur 8 devient nul Par conséquent, aucune expansion du noir n'est effectuée comme l'indique la ligne q O de la

Figure il.

Le circuit d'écrêtage 27 est inhibé pendant l'intervalle du signal de synchronisation de sorte que cet intervalle qui se prolonge au-dessous du niveau de palier n'est pas détecté comme signal du noir Lorsqu'une impulsion de blocage BLK est appliquée à un transistor de 10 commande Q 42 par la borne T 4, ce transistor Q 42 est débloqué pendant l'intervalle du signal de synchronisation et le transistor source de courant Q 41 est bloqué; les deux transistors Q 43 et Q 44 qui constituent le circuit

d'écrêtage 27 sont bloqués de manière à interrompre l'opé15 ration d'extraction du noir.

Les émetteurs des transistors Q 45 et Q 46 sont connectés entre eux par des diodes Q 43 et Q 44 et une résistance R 46 Il est évident que les diodes Q 43 et Q 44 ne sont pas bloquées/débloquées pour présenter des flancs 20 avant et arrière brusques mais qu'elles ont une région transitoire de fonction exponentielle Aucun écrêtage brusque ne se produit donc au-dessus du niveau seuil TH et un écrêtage progressif est effectué pendant l'intervalle d'une plage prédéterminée près du niveau seuil TH Il en résulte que le point de rebroussement de la caractéristique non linéaire de l'expansion du noir est supprimée et qu'une caractéristique non linéaire modérément incurvée peut être

obtenue comme l'indique le pointillé r sur la Figure 11.

Cela permet donc de réduire considérablement la dégradation 30 d'une image due au traitement non linéaire de l'amplitude

du signal vidéo.

Le signal vidéo avec expansion du noir est appliqué au circuit 5 de maintien de crête du noir de la Figure 9 C par les transistors Q 09 et Q 12 à charge d'émetteur et un 35 conducteur 23 provenant du collecteur du transistor Q 07 de l'amplificateur tampon 1 avec l'additionneur 8 dans l'état dans lequel le signal vidéo est verrouillé au niveau de palier, au potentiel Ep Le circuit 5 de maintien de crête comporte deux transistors Q 25 et Q 26 couplés par émetteur Le signal vidéo avec expansion du noir, repré5 senté par le pointillé sur la Figure l OA est appliqué à la base du transistor Q 25 Par ailleurs, un condensateur de maintien de crête est connecté entre une borne T 8 connectée à la base de l'autre transistor Q 26 et à une source d'alimentation Vcc et une tension de maintien correspondant à la valeur de crête du noir est produite à la base du transistor Q 26 comme une tension de charge du

condensateur 30.

Quand le niveau de crête du noir s'abaisse vers le côté du niveau du noir, la charge du condensateur 30 est 15 augmentée et le potentiel de base du transistor Q 26 s'approche du côté de la masse Etant donné que la valeur de crête du noir du signal vidéo change en correspondance avec le contenu d'une image, une résistance de décharge 31 est connectée entre la borne T 8 et l'alimentation Vcc, en 20 parallèle avec le condensateur 30 de manière à suivre la valeur de crête du noir dans le temps La constante de décharge (temps de récupération) est réglée à quelques secondes. Quand le niveau de crête du noir du signal vidéo 25 à la base du transistor Q 25 est inférieur à la valeur de maintien de crête à la base du transistor Q 26, le transistor Q 25 est bloqué et le transistor Q 26 est débloqué Un courant circule pour débloquer un transistor Q 29 par un circuit miroir de courant comprenant des transistors Q 27 et 30 Q 28 connectés au collecteur du transistor Q 26 Quand le transistor Q 29 est débloqué, le condensater 30 est chargé jusqu'à la valeur de crête du noir par une résistance R 29 de faible valeur La constante de temps de charge (temps

d'attaque) déterminée par le condensateur 30 et la résis35 tance R 29 est réglée à une valeur suffisamment réduite.

Quand le niveau du signal vidéo d'entrée dépasse la valeur détectée de maintien de cr Ste du noir, le transistor 25 est débloqué et le transistor 26 est bloqué, de sorte que

l'état de maintien du noir est atteint.

Le circuit de blocage 4 fonctionne pendant l'in5 tervalle d'un signal de synchronisation de manière que le circuit 5 de maintien de crête du noir ne détecte pas par erreur un niveau maximal du signal de synchronisation comme niveau de crête du noir Dans ce cas, l'impulsion de blocage BLK est appliquée à un transistor de commande Q 29 10 depuis la borne T 4 par un conducteur 32 Pendant l'intervalle du signal de synchronisation, le transistor Q 24 est débloqué et le transistor Q 23 est bloqué Le transistor Q 23 sert de source de courant de la paire de transistors Q 25 et Q 26 du circuit 5 de maintien de crête du noir Par 15 conséquent, ces transistors Q 25 et Q 26 sont tous deux bloqués pour interrompre l'opération de maintien de crête

du noir.

Le signal de sortie du circuit 5 de maintien de crête du noir est appliqué au comparateur 6 de noir-palier 20 par un conducteur 33 Le comparateur 6 comporte un amplificateur différentiel 35 comprenant des transistors Q 31 et Q 32 Les émetteurs des transistors Q 31 et Q 32 sont connectés entre eux par des résistances R 35 et R 36 et un courant constant est appliqué au point de couplage entre eux par un circuit miroir de courant comprenant des transistors Q 33 et Q 34 Le niveau de maintien de-crête du noir est appliqué à

la base du transistor Q 31 de l'amplificateur différentiel 35.

Par ailleurs, le potentiel de fixation de niveau Ep est appliqué à la base de l'autre transistor Q 32 par les tran30 sistôrs Q 18 et Q 1 S à charge d'émetteur et un conducteur 34, de manière à comparer la valeur de maintien de crête du noir

avec le potentiel de fixation de niveau Ep.

Quand la valeur de maintien de crête du noir est supérieure au potentiel Ep vers le côté du niveau du blanc, 35 la tension de sortie au collecteur du transistor Q 32 de l'amplificateur différentiel 35 passe au niveau haut Cette tension de sortie est appliqué à la base du transistor Q 458 de l'amplificateur de commande de gain 3 par un conducteur 29, de sorte que l'impédance du transistor Q 48 est réduite Une tension inférieure à celle du conducteur 29, d'une tension base-émetteur de VBE, est appliquée S par le conducteur 28 à la base du transistor Q 47 de l'amplificateur de commande de gain 3 par l'émetteur du

transistor Q 35, de sorte que le transistor Q 47 est bloqué.

Il en résulte que le courant du signal du noir i B provenant de l'additionneur 8 de l'amplificateur tampon 10 1 augmente en correspondance avec la différence entre le niveau de crête du noir et le niveau de palier Le signal du noir du signal vidéo obtenu à la sortie de l'additionneur S subit une expansion Cette expansion du noir est effectuée jusqu'à ce que le niveau de crête du noir coin15 cide avec la tension de référence, c'est-à-dire le niveau de palier e Quand le niveau de crête du noir atteint le P niveau de palier ep, l'amplificateur différentiel 35 est pratiquement équilibré pour interrompre l'opération d'expansion du noir Dans cet état, le rapport de courant des 20 collecteurs des transistors Q 47 et Q 48 de l'amplificateur de commande de gain 3 est déterminé par la petite différence de potentiel entre leurs bases En correspondance avec ce rapport de courant, le courant du signal du noir i B est

divisé et le signal du noir est superposé avec un rapport 25 de courant donné.

Les collecteurs des transistors Q 31 et Q 32 qui constituent l'amplificateur différentiel 35 sont connectés respectivement aux émetteurs des transistors Q 36 et Q 37 par des résistances R 37 et R 38 Une tension fournie par le circuit de polarisation 15 de la Figure 9 D, sur un conducteur 36, est maintenue constante aux bases respectives des transistors Q 36 et Q 37 Ainsi, quand l'amplificateur différentiel 35 est équilibré, pratiquement le même courant circule dans les collecteurs des transistors Q 31 et Q 32 Ce 35 courant circule par les collecteurs des transistors Q 36 et Q 37 vers les résistances R 39 et 41 Ces résistances R 39 et R 41 sont connectées aux bases d'une paire de transistors Q 38 et Q 39 qui constituent un détecteur 37 du limiteur de détection de crête 10 Les valeurs des résistances R 39 et R 41 sont réglées de manière que R 39 soit supérieur à R 41 Quand l'amplificateur différentiel 35 est équilibré, la tension de base du transistor Q 39 est élevée et celle du transistor Q 38 est basse Le transistor Q 39 est

donc débloqué et le transistor Q 38 est bloqué.

Pendant l'accord d'un récepteur de télévision, 10 une composante de bruit de grande amplitude est quelquefois appliquée à la borne Ti Le niveau de crête de cette composante de bruit devient anormalement inférieur au niveau de palier Dans ce cas, le limiteur de détection de crête 10 fonctionne de manière à ne pas détecter de façon 15 erronée le niveau de crête de la composante de bruit comme

un signal du noir.

Quand la valeur de maintien du noir qui est fournie à la base du transistor Q 31 de l'amplificateur différentiel 35 devient anormalement inférieure au niveau de palier 20 (c'est-à-dire lorsqu'elle est audessous du niveau Ep-AE), le courant de collecteur du transistor Q 31 augmente et la tension de base du transistor Q 38 du détecteur 37 diminue de sorte que le transistor Q 38 est débloqué et que le transistor Q 39 est bloqué Il en résulte que le transistor Q 30 25 est bloqué Un courant constantcircule dans les résistances R 30 et R 29 et dans le transistor Q 29, de sorte que la valeur de maintien de crête du noir produite sur le conducteur 33 augmente Autrement dit, la valeur de maintien de crête du noir est contrôlée de manière à ne pas devenir inférieure 30 au niveau EpAE Un niveau limite peut être réglé à la valeur (Ep-AE) qui est réduite près du niveau maximal de

synchronisation, pour être inférieur au niveau de palier Ep.

La valeur de AE peut être réglée en fonction du rapport entre les résistances R 39 et R 41 et du gain de l'amplifica35 teur différentiel 35 De cette manière, le signal vidéo avec expansion du noir est obtenu par la borne T 7 de la Figure 9 D, par

? 551288

l'intermédiaire des transistors Q 09 et Q 10 à charge d'émetteur, un conducteur 38 et un transistor de sortie Q 60 du circuit 9 de compensation de facteur de transmission en courant continu, depuis l'additionneur 8 (le collecteur du transistor Q 07) de l'amplificateur tampon 1. Le signal vidéo à niveau de palier fixé (Figure 12 A) avec le niveau de palier égal à e à l'additionneur 8 de l'amP plificateur tampon 1 et le potentiel de fixation de niveau Ep sont appliqués respectivement aux bases des deux tran10 sistors Qll et Q 16 qui font partie du circuit de fixation de niveau 7 Les émetteurs de ces transistors Qll et Q 16 sont connectés en commun et sont reliés à la masse par une résistance R 13 Un signal vidéo qui dépasse le niveau de palier ep est donc extrait Les transistors Qll et Q 16 fonctionnent comme l'écrêteur 27 qui élimine la composante de signal de synchronisation comme l'indique le pointillé de la Figure 12 A. Le signal vidéo écrêté est appliqué par un conducteur 39 à un circuit de détection de niveau moyen d'image constitué par une résistance 40 et un condensateur 41 qui sont connectés en série à une résistance R 56 du circuit 9 de compensation de facteur de transmission en courant continu de la Figure 9 D et une borne T 6 Dans ce circuit de détection de niveau moyen, le signal peut être 25 filtré par la constante de temps qui est déterminée par la résistance R 56, la résistance 40 et le condensateur 41 de sorte qu'une valeur moyenne du signal est détectée La tension de valeur moyenne détectée est divisée en des valeurs appropriées par les résistances R 56 et 40 Ensuite, 30 la valeur de tension divisée est appliquée à la base d'un transistor Q 55 d'une paire Q 55 et 56 Le potentiel de fixation de niveau Ep est appliqué à la base de l'autre transistor Q 56 par le transistor Q 18 à charge d'émetteur et le transistor Q 17 à charge d'émetteur, un conducteur 42 et 35 une résistance R 61 Les émetteurs des transistors Q 55 et Q 56 sont connectés en commun par des résistances R 57 et R 58 Un courant pulsé correspondant- à un intervalle de

palier est appliqué au point de couplage entre les transistors Q 55 et Q 56 par le conducteur 44.

Les transistors Q 55 et Q 56 ne fonctionnent donc que pendant l'intervalle de palier Pendant cet inter5 valle, dans lequel le niveau moyen détecté est supérieur au potentiel Ep, un courant i correspondant à la différence circule par une résistance R 62 et une charge active constituée par un transistor Q 57 et des transistors miroirs de courant Q 58 et Q 59 Il en résulte que pendant 10 l'intervalle de palier, une impulsion 43 de compensation de facteur de transmission en courant continu est superposée sur la composante de signal vidéo qui est dérivée de la borne T 7 comme le montre la Figure 12 B Le niveau de cette- impulsion de compensation 43 est fonction de la différence entre le niveau moyen détecté et le niveau de référence, compensant ainsi l'abaissement du niveau de palier en correspondance avec la partie de niveau bas du niveau moyen détecté Quand le facteur de transmission de courant continu du dernier étage est inférieur à 100 %, une 20 compensation inverse est effectuée de sorte que le facteur de transmission de courant continu est compensé pour être % à la cathode du cathoscope Ainsi, une restitution

stable du noir peut être obtenue.

Dans le générateur d'impulsions 19 de la Figure 25 9 B, les transistors Q 53 et Q 54 sont débloqués par l'impulsion de blocage PLK et l'impulsion de fixation de niveau de l'intervalle de palier qui sont appliquées parla borne T 4 et une borne TS Les transistors Q 49 et QSO sources de courant sont débloqués pendant l'intervalle de palier dans 30 l'intervalle de blocage Ainsi, l'impulsion de fixation de niveau est appliquée au circuit de fixation de niveau-7 de la Figure 9 A et au circuit 9 de compensation de facteur de transmission en courant continu de la Figure 9 D par les

transistors Q 51 et Q 52.

Selon l'invention telle qu'elle a été décrite cidessus, un signal du noir dont le niveau est inférieur à un

D 1288

niveau prédéterminé est extrait Le signal du noir extrait subit une expansion de manière que le niveau de crête coïncide avec un niveau de palier Il en résulte que le niveau du luminance d'une composante du signal qui se trouve sur le côté du niveau blanc du nivenu de palier n'est pas affecté par la restitution du niveau du noir, ce qui permet une reproduction stable des couleurs. Le sautillement de l'image devenant noir et blanc en

réponse à des changements brusques du niveau de crête du 10 noir ne se produit pas, ce qui donne une image stable.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisation décrit et illustré à titre d'exemple nullement limitatif

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Circuit de restitution du niveau du noir destiné à un appareil de télévision, et comportant un dispositif d'extraction du niveau du noir dépassant un niveau du noir prédéterminé d'un signal vidéo entrant, et 5 un dispositif connecté audit dispositif d'extraction pour additionner le signal du noir extrait audit signal vidéo entrant, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de détection de crête ( 5) connecté audit dispositif d'addition ( 8) pour détecter une crête du noir du 10 signal vidéo provenant dudit dispositif d'addition et un dispositif ( 3, 6) connecté audit dispositif d'addition ( 8) et audit dispositif de détection de crête ( 5) pour régler un niveau du signal du noir extrait à additionner

audit signal entrant.

2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage comporte un dispositif ( 6) de comparaison de crête du noir et de niveau de palier, le niveau du signal du noir extrait à additionner étant

contrôlé de manière que la crête du noir du signal vidéo 20 soit prolongée vers le niveau de palier.

3 Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage comporte un amplificateur

3 à gain commandé qui commande le niveau dudit signal du noir extrait en réponse à une sortie dudit dispositif de 25 comparaison ( 6).

4 Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de crête ( 5) comporte un dispositif de blocage ( 4) qui élimine l'opération de

détection de ce dispositif de détection de crête pendant 30 les intervalles de retour de balayage.

Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de crête ( 5) comporte un limiteur de détection de crête ( 10) qui protège contre

toute opération erronée du dispositif de détection de crête 35 résultant de parasites.