FR2570566A1 - Procede d'incrustation d'images et module d'extension adaptable a un micro-ordinateur domestique mettant en oeuvre un tel procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION TROUVE APPLICATION DANS LE DOMAINE DE L'INFORMATIQUE GRAND PUBLIC. POUR REALISER L'INCRUSTATION DE L'IMAGE ENGENDREE PAR LE MICRO-ORDINATEUR1 SUR UNE IMAGE ENGENDREE PAR UN MAGNETOSCOPE16 DIRECTEMENT SUR L'ECRAN D'UN TELEVISEUR2, ON CONNECTE PAR UN CONNECTEUR STANDARD14 UN MODULE D'EXTENSION15. CELUI-CI REALISE UNE SYNCHRONISATION22 DE L'EMISSION D'IMAGES DU MICRO-ORDINATEUR1 SUR LA PRISE3 DU TELEVISEUR EN FONCTION DU SIGNAL DE SYNCHRONISATION DE TRAME DU SIGNAL VIDEO DE L'IMAGE ENGENDREE PAR LE MAGNETOSCOPE16. IL SYNCHRONISE AUSSI 21 CHAQUE LIGNE DE L'IMAGE DU MICRO-ORDINATEUR SUR LE SIGNAL DE SYNCHRONISATION DE LIGNE DE L'IMAGE DU MAGNETOSCOPE EN FOURNISSANT UNE FREQUENCE D'HORLOGE30 VARIABLE AU MICRO-ORDINATEUR.

Description

PROCEDE D'INCRUSTATION D'IMAGES ET
MODULE D'EXTENSION ADAPTABLE A UN MICROORDINATEUR
DOMESTIQUE METTANT EN OEUVRE UN TEL PROCEDE
La présente invention concerne un procédé d'incrustation d'images et un module d'extension adaptable à un microordinateur domestique mettant en oeuvre un tel procédé. Elle trouve application dans l'informatique grand public.

Pour réaliser une incrustation d'image numérique sur une image analogique produite par une source d'image standard de télévision, il faut que l'ordinateur qui engendre l'image numérique fournisse une image en synchronisme des trames du standard télévision de l'image analogique choisie. Ainsi, pour une image analogique de télévision au standard classique de 625 lignes, l'image complète comporte deux "demies images" ou trames de 312,5 lignes dites entrelacées car la seconde trame a ses lignes décalées d'une demi-période des lignes de la trame précédente.

Dans l'art antérieur, on connaît, notamment dans les régies de télévision commerciale, l'usage de dispositifs d'incrustation qui fournissent de bons résultats. Mais, ils utilisent des moyens motteux et difficiles à mettre en oeuvre. Or, c'est un but de la présente invention de proposer un procédé et un appareil d'incrustation d'images adaptés à des microordinateurs familiaux largement diffusés.

Quand l'image numérique est engendrée, elle est le plus souvent réalisée sous une forme mémorisée dans une mémoire vive d'image. Chaque adresse de cette mémoire d'image correspond à un élément physique (pixel) de l'image finale. C'est la vitesse d'accès en lecture et/ou en écriture qui conditionne le rythme de limage numérique. En mode lecture de la mémoire d'image, le bus de données numériques est connecté à une interface de visualisation qui convertit le flux de pixels en un signal d'image numérique, ce signal étant en fait un signal analogique compatible avec le périphérique qui porte l'écran. De même l'interface de visualisation reçoit les adresses en synchronisme des pixels qu'elle reçoit et engendre un signal de synchronisation apte à exciter les circuits de balayage du récepteur de télévision ou moniteur.

Si on veut réaliser une incrustation, les deux images incrustées ne "bougeant" pas l'une par rapport à l'autre, on doit les synchroniser l'une par rapport à l'autre. C'est un autre but de la présente invention de permettre une synchronisation des deux images désirées.

Un autre but encore de la présente invention est de proposer un moyen transparent pour l'utilisateur d'incruster une image numérique sur une image analogique. Selon l'invention en effet, le microordinateur gère de manière autonome sous logiciel toutes les opérations d'incrustation, l'utilisateur utilisant dans ses programmes des commandes spécifiques comme des encadrés, des médaillons, etc. et tous effets spéciaux bien connus du téléspectateur.

A ces fins et d'autres encore, la présente invention concerne notamment un procédé d'incrustation d'une image numérique sur une image analogique, l'affichage étant effectué sur un téléviseur grand public au standard. L'invention utilise un téléviseur comportant:
- une entrée de signal d'image analogique,
- une entrée de signaux de commutation,
- une sortie d'un signal vidéocomposite extrait du signal d'image analogique prédédent,
- une entre du signal d'image numérique, par exemple les trois composantes RVB.

Le signal d'image analogique est émis par une source grand public comme un magnétoscope ou un vidéodisque. Ce peut être aussi le signal d'antenne de réception classique, ou d'une tête de réception de télévision par câble, coaxial ou optique par exemple.

Le signal d'image numérique, qui peut être numérique ou analogique, est fourni par la sortie vidéo d'un microordinateur domestique. Le procédé selon l'invention consiste à réaliser l'incrustation directement sur l'écran du téléviseur, en sélectionnant séquentiellement dans le temps l'un ou l'gaufre des signaux d'image numérique ou d'image analogique. Simultanément9 le signal d'image numérique est synchronisé sur le signal d'image analogique par variation de la fréquence d'horloge de l'unité centrale du microordinateur.

L'invention concerne aussi un module d'e::tension connectahie à un microordinateur, pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Le module selon l'invention comporte un connecteur de liaison au connecteur de sortie du microordinateur et comprend un boîtier
- un extracteur de synchronisation ligne et trame du signal d'image analogique provenant du téléviseurS
- un séparateur, qui lui est connecté, des signaux de synchronisation ligne et trame,
- un générateur de signal d'initialisation de l'adressage de la mémoire d'image numérique du microordinateur en fonction du signal de synchronisation de trame,
- un générateur de signal d'horloge commandée en fonction du signal de synchronisation de ligne destiné à remplacer horloge interne du microordinateur pendant les périodes d'incrustation.

C'est un avantage de la présente invention de permettre d'adapter l'invention à différents microordinateurs et à différentes sources d'images analogiques grand public.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention sont décrites à l'aide des dessins annexés qui sont:
- la figure 1 un schéma général d'un exemple de réalisation selon l'invention
- les figures 2 à 12 des schémas de circuits électroniques parties de l'invention.

A la figure l, on a représenté un schéma général d'un système microinformatique grand public dans un exemple de réalisation de la présente invention. Le standard télévision présenté est celui dit du "625 lignes entrelacées". Le téléviseur (ou encore récepteur de télévision ou poste de -télévision) est équipé d'une prise coaxiale et d'une prise Péritel ainsi que de tous les dispositifs annexes habituels en télévision grand public. Au dessin, le téléviseur 2 comporte donc une prise Péritel 3 et une prise d'antenne 17.La prise Péritel 3 comporte notamment les broches suivantes utiles pour la mise en oeuvre de l'invention:
- une broche de commutation lente, (dite broche "8")
- une broche de commutation rapide, (dite broche "16")
- une broche de sortie de vidéosignal extrait des circuits de réception du téléviseur et provenant du signal d'image entrée analogique,
- trois broches d'entrée de signaux de couleurs représentant les composantes du signal d'image engendré par le microordinateur relié au téléviseur.

On utilise la propriété suivante de la prise Péritel aux normes
SCART. Si la tension envoyée au téléviseur sur la broche "8" de la prise Péritel (signal de commutation "lente") est comprise entre 0 et 1 volt, alors le téléviseur utilise, pour se synchroniser, les tops de synchronisation contenus dans 1 image qui lui parvient par son Tuner (HF). Selon que la tension qu'on envoie sur la broche "16" de la prise
Péritel (signal de commutation "rapide") est de 0 volt ou de 3 volts, le téléviseur choisi d'utiliser comme signal vision:
- soit ce qui vient de son Tuner (HF), c'est-à-dire de la source 16 reliée 18 à la prise d'antenne 17 du téléviseur,
- soit ce qui arrive sur les entrées RVB de la prise Péritel, c'est-à-dire du microordinateur 1 relié 8 au téléviseur 2.

Par conséquent, si les signaux RVB du microordinateur l sont parfaitement synchronisés sur les tops de synchronisation contenus dans l'image analogique provenant du 'Tuner du téléviseur, en commutant en temps réel le signal de commutation rapide de la prise Péritel, on choisit instantanément d'afficher soit l'image analogique venant du Tuner, soit l'image numérique RVB venant du microordinateur. La commutation est suffisamment rapide pour permettre un choix très fin des zones d'affichages analogiques et
RVB.

Le mélange des images ne se fait donc ni dans l'unité centrale, ni dans l'extension d'incrustation mais dans le téléviseur lui-même.

Le téléviseur 2 reçoit l'image analogique par sa prise d'antenne 17 et l'image de l'ordinateur 1 par sa prise Péritel 3. Il laisse passer sur le tube cathodique l'une ou l'autre des ces images selon que le signal de commutation rapide de la prise Péritel est actif ou pas: - - commutation rapide = 3-volts- image de l'ordinateur
- commutation rapide = Q volt - image de l'antenne.

C'est à l'ordinateur lui-même que l'on laisse le soin de piloter la ligne de commutation rapide de la prise Péritel. Dans l'exemple de réalisation, la cominutation rapide est mise à O volt quand la couleur générée est noire (R=V=B= O volts). Sans incrustation, l'ordi- nateur maintient les deux lignes commutation rapide et commutation lente actives.

Le rôle dévolu au module 15 d'extension est uniquement de rendre l'image de l'unité centrale 4 synchrone de l'image analogique.

L'information entrante dans le module d'extension 15 concernant l'image analogique est simplement constituée par le signal vidéo composite issu de la broche "19" de la prise Péritel et qui ressort sur une broche convenable du connecteur arrière du microordinateur 1 par le cordon Péritel 8 qui relie le microordinateur 1 au téléviseur 2.

Le module d'extension reçoit le signal vidéo composite 23 en provenance de la sortie Y (broche "19") de la prise Péritel 3. Elle en extrait le signal de synchronisation mixte (lignes et trames). Le module 15 reçoit également 28 le signal de synchronisation mixte générée par l'unité centrale 4 sur laquelle elle est connectée. Le module d'extension 15 compare ces deux informations et produit à partir de cette comparaison les deux informations logiques suivantes:
- une information de synchronisation "trames" 29 permettant à l'unité centrale 4 de faire coîncider verticalement chaque image numérique qu'elle génère avec les images analogiques en tenant compte de l'entrelacement des trames paires et impaires de l'image analogique aux normes du 625 lignes européen ou de 525 lignes américain et japonais.

- une information de synchronisation "lignes" 30 permettant à l'unité centrale 4 de faire coincider son balayage horizontal avec celui de limage analogique à l'intérieur de chaque image.

L'image habituellement engendrée par les microordinateurs utilisés dans l'exemple de réalisation est composée de 312 lignes horizontales de 64 microsecondes chacune, renouvelée toutes les 19,968ms. Pour être en mesure de superposer cette image à une image au standard européen 625 lignes entrelacées à 50Hz, il faut donc modifier le rythme vertical des images des unités centrales pour atteindre 312,5 lignes horizontales par trame avec entrelacement et une période de 20.000ms, correspondantes au standard de l'image analogique.

Pour réaliser cette transformation, on profite -du fait que le début de l'affichage d'une image numérique correspond au passage par la valeur zéro des compteurs 5 de mémoire d'image 6 des unités centrales 4.

La mémoire d'image 6 contient par exemple 8000 cases.

Chaque case représente 8 pixels de l'écran. Les compteurs d'adresse 5 de l'unité centrale 4 adressent successivement chacune de ces 8000 cases pour représenter un écran complet sur le tube TV.

Le fait de réinitialiser l'adressage 5 de la mémoire d'image 6 a donc pour conséquence physique de faire démarrer immédiatement le balayage de l'écran en haut à gauche. Par suite, il suffit de synchroniser cette remise à zéro des compteurs sur le top de synchronisation trame de l'image analogique pour faire démarrer une trame de l'image numérique en même temps que la trame de l'image analogique.

L'entrelacement est obtenu en décalant d'une demi-ligne la remise à zéro des compteurs quand la trame de l'image analogique est une trame impaire.

Dans le standard 625 lignes européen, pour centrer verticalement l'image numérique par-dessus limage analogique, il faut en fait attendre une soixantaine de lignes de balayage horizontal après le top trame de l'image analogique avant de commencer à afficher limage numérique. Par conséquent, les tops de synchronisation trame extraits du signal vidéo-analogique ne déclenchent pas directement la réinitialis2tion de l'adressage 5 de la mémoire d'image 69 mais ils libèrent un comptage de lignes de balayage horizontal au bout duquel la remise à zéro effective des compteurs de mémoire vidéo se fait.Par souci de simplificationv l'électronique de lXexten- sion compte 64 lignes de balayage horizontal après le top trame avant de remettre à zéro les compteurs de mémoire vidéo de l'unité centrale.

L'entrelacement est obtenu automatiquement sans avoir à distinguer les trames paires des trames impaires dans l'image analogique puisque la remise à zéro des compteurs de mémoire vidéo se fait après avoir compté des lignes de balayage horizontal de l'image analogiqueS lignes qui sont elles-mEmes entrelacées
Contrairement au cas de la synchronisation en trames9 la synchronisation en lignes ne bénéficie d'aucun repère particulier pour savoir quand débute un balayage horizontal Le procédé selon l'invention propose de comparer directement les tops de synchronisation lignes du signal vidéo analogique avec les tops lignes de l'unité centrale, de mesurer l'avance ou le retard de l'unité centrale par rapport à la vidéo externe et de compenser cette avance ou ce retard en freinant ou en accélérant l'unité centrale L'unité centrale peut en effet être accélérée ou retardée en agissant sur son horloge maîtresse à 16 MHz à partir de laquelle tout le fonctionnement est cadencé.

Le module d'extension 15 comporte un générateur 21 d'horloge commande qui comprend une boucle à verrouillage de phase (genre
Phased Lock Loop) qui délivre à l'unité centrale 4 une horloge 30 à
16 M Hz asservie sur la différence de fréquence et de phase mesurée entre le signal de synchronisation lignes 26, le signal de synchronisation lignes 28 du signal d'image analogique.

Le module d'extension 15 comporte donc, en résumé quatre circuits distincts -:
- à son entrée 23, qui reçoit via le connecteur 14 le signal vidéocomposite 23 provenant du signal d'image analogique, le signal vidéocomposite étant prélevé dans les circuits du téléviseur par la prise Péritel 3, un extracteur 19 du signal de synchronisation mixte connecté par une ligne 24 à::
- un séparateur 20 qui fournit un signal de synchronisation ligne 26 et un signal de synchronisation trame 25 respectivement à
- un générateur HC 21 horloge commandée qui émet un signal d'horloge 30 transmis à l'unité centrale b du microordinateur 1 via le connecteur 14 et destiné à remplacer pendant les périodes d'incrustation le signal 13 de l'horloge 12 interne du microordinateur 1,
- un générateur CLRG 22 d'initialisation 29 de l'adressage 5 de la mémoire d'image 6.

Le générateur HC 21 d'horloge commandée fournit donc un signal d'horloge 30 dont la fréquence varie d'environ S % dans l'exemple de réalisation autour de la valeur nominale de la fréquence du signal d'horloge 13 habituel du microordinateur 1. En effet, les micro-instructions sont exécutées dans des temps de cycle soumis à cette tolérance. L'excursion en fréquence dépend de la différence de phase et de fréquence entre le signal de synchronisation ligne 26 du signal d'image analogique et du signal de synchronisation 28 de l'image générée par l'unité centrale 4.

Le générateur CLRG 22 permet de centrer limage numérique relativement à limage analogique et de garantir leur stabilité relative.

A la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation de l'extracteur 19 de la figure 1. Lè signal vidéo composite provenant du signal d'image analogique est fourni à l'entrée 31 du circuit. Les composants 32-35 constituent un moyen de filtrage des parasites hautes fréquences du signal qui est ensuite amplifié par le transistor 39 et sa polarisation 37, 38. Le condensateur 36 permet que le transistor 39 n'amplifie que la partie de synchronisation mixte du signal. Enfin, le transistor 40 avec sa polarisation 38, 41-43 est un adaptateur d'impédance qui fournit un signal de synchronisation mixte à la sortie de l'extracteur exploitable par les circuits logiques successifs.

A la figure 3, on a représenté un circuit séparateur des synchronisations lignes et trames comme le circuit 20 de la figure 1.

Son entrée 45 est liée à la sortie 44 de l'extracteur décrit à la figure 2. Deux lignes en partent qui aboutissent sur une sortie 52 du signal de synchronisation de trame et une sortie 51 du signal de synchronisation de ligne.

La première ligne comporte deux inverseurs 46, 47 qui four- nissent d'après les polarités des transistors 39 (PNP) et 40 (NPN) un signal de synchronisation mixte inversée où les "top ligne" sont actifs à l'état haut. Ce dernier est fourni à un montage 90-93 qui repère les "top trame" par intégration.

La seconde ligne comporte un monostable 50 non redéclenchable comme un LS 221 dont la période est réglée par le condensateur 49 et la résistance 48 à 60 microsecondes dans l'exemple de réalisation décrit ici. Ce retard permet que le signal de synchronisation de ligne 51 soit exempt d'éventuels tops parasites.

A la figure 4, on a représenté un générateur HC d'horloge commandée comme le circuit 21 de la figure 1. Il comporte deux entrées principales 60 du signal de synchronisation mixte engendré par l'unité centrale du microordinateur et 61 du signal de synchronisation mixte du signal vidéo composite de l'image analogique prélevé après l'inverseur 47 de la figure 3. Ces deux signaux sont fournis à un multiplexeur 62 comme un LS 157 dont la sortie 63 est fournie à un comparateur de phase 64 comme le comparateur de phase numéro 2 d'un circuit CMOS PLL 4046. L'autre'entrée du comparateur 64 reçoit aussi le signal de synchronisation mixte de limage analogique pris sur l'entrée 61 par exemple. Ce rebouclage sur le multiplexeur 62 permet par une commande 59 d'inhibition de masquer les instants où les signaux à comparer pourraient être perturbés ainsi qu'il sera décrit plus loin.Le réseau 66-69 assure le filtrage passe-bas de la tension d'erreur générée par le comparateur 64. La sortie 65 du comparateur 64 est chargée par 70 et connectée via 71 comme tension de commande à une boucle VCO à verrouillage de phase 72 82. La valeur de la tension de commande du VCO 72-82 varie selon les différences de phase et de fréquence des signaux 60, 61 d'entrée du circuit. Comme le circuit accordé 72, 80 est réglé sur la fréquence nominale, par exemple 16 MHz, de l'horloge interne du microordinateur, cette horloge peut être masquée par logiciel pendant les périodes d'incrustation au profit de la sortie 82 du VCO.

Les excursions de fréquence autour de la valeur nominale assurent la synchronisation des deux images incrustées.

A la figure 5, on a représenté un circuit générateur CLRG du genre du circuit 22 de la figure 1. Un tel circuit a pour fonction de centrer l'image numérique engendrée par le microordinateur 1, relativement à chaque trame de l'image analogique engendrée par la source 16. Quand on détecte un "top trame" correspondant à la première image du microordinateur il faut d'abord compter dans le standard "625 lignes entrelacées" 61 lignes de balayage avant d'avoir l'image réelle qui débute donc en haut à gauche de l'écran du téléviseur. Puis ensuite il faut compter une durée, ici égale à 18 microsecondes, qui sépare le "top ligne" de la première ligne du premier pixel à afficher. Il faut donc que l'entrée 51 soit fournie à un moyen de retard qui permette que la demi-trame engendrée par le microordinateur attende celle de la source vidéo.

Pour celà, on utilise deux compteurs distincts, par exemple du type LS 393. Le premier compteur 112 est initialisé par une ligne 119 qui autorise le comptage quand elle reçoit un signal logique actif qui sera décrit plus loin. Cette ligne 119 est fournie aux deux entrées CLR 1 et CLR2 du compteur 112.

Une ligne 51 en provenance d'une sortie de l'extracteur de la figure 3 est connectée à l'entrée d'horloge CLK 1 du compteur 112.

La sortie D1 est bouclée sur l'entrée CLK2 de manière à ce que au bout de 64 lignes (26 se compte en binaire plus facilement que 61 comme on l'a vu précédemment), la sortie C2 émet un signal logique actif sur la ligne 114.

Cette ligne est connectée aux initialisations CLR 1 et CLR2 d'un second compteur 111 qui va compter 18 microsecondes. Les 18 microsecondes sont comptées à la dix-huitième impulsion d'une horloge 1 MHz connectée 110 à l'entrée CLK 1 du compteur 1 il
Par le "NON-ET" 115 connecté 118 à la sortie A2 décrite cidessus et 117 à Ba sortie B1 on décode les sorties 2} et 2i du compteur 111 c'est-à-dire la 18ème impulsion d'horloge fournie à ce compteur. La sortie 116 du "NON-ET' (par exemple un LSOO) est reliée alors par le connecteur 14 aux circuits du microordinateur 1.

A la figure 4, on a représenté un circuit annexe qui assure la gestion d'un certain nombre de commandes des circuits décrits cidessus. fln fait, il fait partie du générateur CLRG 22 de la figure 1.

Son entrée 52 reçoit le signal de synchronisation trame de l'image engendrée par le microordinateur Ses sorties 59 et 1119 envoient respectivement un signal d'inhibition au multiplexeur 62 de la figure 4 et un signal d'autorisation de comptage à la ligne 119 du compteur 112 de la figure 5.

Le premier signal 59 étant actif au niveau bas, permet que le signal de synchronisation mixte de limage analogique engendrée par la source 16 soit présent aux deux entrées du comparateur 64. Cette disposition permet que les sauts de phase provoqués par les limites des sources grand public comme les magnétoscopes ne soient pas pris en compte pendant les quelques lignes qui précèdent l'apparition d'un "top trame". Aussi la boucle à verrouillage de phase n'aura pas à travailler sur une plage étendue pour rattraper ce genre d'erreurs.

Le VCO 72-82 émet un signal correspondant à la fréquence centrale ou voisine de celle-ci. Il est près de réagir dès que le signal d'inhibition sera retiré permettant alors le fonctionnement déjà décrit du générateur HC d'horloge commandée.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 6, le- signal 59 d'inhibition de comparaison est engendré après celui, 119, d'autori sation de comptage envoyé au générateur CLRG d'initialisation de l'adressage 5 de la mémoire d'image 6 du microordinateur 1. Le signal de synchronisation trame sorti du séparateur est fourni 52 à l'entrée A d'un monostable 94 du - genre LS 221. Sa sortie Q est active basse pendant 175 microsecondes après le front descendant du repérage des "tops trame" dont la forte intégration par le montage de la figure 3 assure une bonne forme logique. Une bascule
D98, par exemple du genre LS 74, a son entrée CLK connectée à Ia ligne 97 reliée au Q du monostable 94.Sa sortie Q est reliée à la ligne 119 qui transite donc le signal d'autorisation de comptage, actif au niveau bas au front descendant fourni par la ligne 97, vers les compteurs du générateur CLRG de la figure 5.

La sortie Q de la bascule D98 est reliée à l'entrée CLK d'une seconde bascule D9S que l'on initialise par la commande CLR grâce à l'inverseur 100 relié 113 à la sortie B2 du. premier compteur 112 de la figure 5. On compte ainsi 32 lignes (25) à partir du front montant du signal d'inhibition de comparaison fourni à l'entrée CLK de la bascule D99 pour émettre sur sa sortie Q un niveau actif sur la ligne 59 d'autorisation de comptage.

L'intérêt du montage de la figure 6 est de permettre de décaler l'image numérique engendrée par le microordinateur d' ne demi-ligne selon la partie de la trame émise par la source vidéo 16, et ceci automatiquement. En effet, quand la trame de l'image de la source 16 est paire, la première ligne de l'image numérique engendrée par le microordinateur est lancée 384 microsecondes après le front montant du signal de synchronisation trame 92 présente à l'entrée A du monostable 94. Quand la trame est impaire, le "top trame" détecté est situé 32 microsecondes après celui qui aurait été mis pour une trame impaire. Le circuit lance donc sur la ligne 1I9 une autorisation de comptage décalée de une demi-ligne de balayage.

A la figure 7, on a représenté un second circuit extracteur de synchronisation du signal vidéo composite extrait du signal d'image produit par la source 16.

La résistance d'entrée 120 associée au condensateur 121 constitue un filtre coupe-haut destiné à éliminer les parasites haute fréquence susceptibles d'être confondus avec des tops de synchronisation.

Le condensateur de liaison 103 associé au transistor 127 du haut ainsi qu'aux résistances 120 et 125 et à la diode forment un clamp qui aligne le bas du signal (donc le fond des impulsions sur une tension VA d'alignement de 2 volts environ) pour une tension d'alimentation de 5 volts.

Le condensateur 133 vu à travers la résistance 134 forme une source de tension vis-à-vis du transistor 135. On assure que le potentiel VB n'est que très légèrement supérieur à la tension d'alignement VA puisque les potentiels Vbe des transistors se compensent, car on choisit une résistance 132 considérablemént plus forte que la résistance 134.

Par conséquent le transistor 135 détecte les tops de synchronisation à un niveau très proche du fond des impulsions et fournit des "tops" positifs sur son collecteur pratiquement quel que soit le niveau rentrant.

Le comparateur 139 du genre LM 311, met en forme les "topai' pour les amener au niveau TTL. La tension de comparaison est prélevée sur le même pont de résistances que la tension qui sert à générer VA, pour minimiser l'influence des variations de la tension d'alimentation. Les résistances 124 et 136 constituent le potentiomètre de détection du niveau des signaux de synchronisation.

Ce circuit fonctionne de la même manière que celui de la figure 2. Mais il assure une meilleure stabilité et une conversion en signaux logiques TTL améliorée.

A la figure 8, on a représenté un circuit séparateur de synchronisation lignes et trame. Son entrée 101 est connectée à la sortie de l'extracteur de la figure précédente. Le circuit séparateur de la figure 8 a la même structure que celui de la figure 3. La ligne sortante 102 fournit la synchronisation de trame et la ligne 169, la synchronisation de ligne.

Pour extraire le signal de synchronisation de ligne, on utilise le monostable non redéclenchable 160 réglé sur une période d'environ 60 microsecondes qui agit comme un détecteur synchrone et élimine d'éventuels parasites ainsi que les impulsions de post- et de préégalisation présentes pendant le retour trame. La sortie Q du monostable 160 est directement envoyée sur le compteur chargé de laisser passer les 64 lignes de balayage horizontal avant la remise à zéro des compteurs de mémoire vidéo. Elle est aussi fournie à un intégrateur 163-166 dont la sortie est connectée à une première entrée d'une porte NON-ET LSOO. L'inverseur trigger de Schmitt LSl4 166 et la porte NON-ET LSOO 169 permettent de générer des impulsions très courtes destinées au comparateur de phase et de fréquence.

A la figure 10, on a représenté un circuit générateur HC d'horloge commandé d'un autre genre que celui de la figure 6. Il comporte comme ce dernier une première partie 180-187 qui, avec les signaux de synchronisation de ligne de la source 16 sur l'entrée 169 et du microordinateur sur l'entrée 60, fournit après la résistance 187 une tension d'erreur de phase et de fréquence entre les deux signaux. Cette tension est injectée comme commande d'un oscillateur commandé en tension 190-215 autour de 16 MHz. Sa sortie 215 donne l'horloge commandée que le microordinateur utilise pour les incrustations.

Le comparateur utilise ici, sans masquage aucun, les signaux de synchronisation lignes sans aucune inhibition de la comparaison.

Le circuit 290-215 permet une excursion linéaire autour de la fréquence centrale de 16 MHz pour une tension de commande variant de 0 à 5 volts. L'excursion minimale choisie est de 10 % de part et d'autre de la fréquence centrale afin d'accommoder les variations importantes de fréquence ligne susceptibles d'être rencontrées sur les magnétoscopes grand pUblic. La variation intrinsèque prévue pour le VCO est en fait plus importante afin de pouvoir compenser les dérives en températures inévitables sur ce type d'oscillateur à transistor. L'élément variable 190 est une diode varicap BB139 dont la capacité varie en fonction de la tension de commande fournie sur sa cathode. Le réglage de la fréquence centrale se fait à l'aide de la self 192 ajustable de 1 microhenry.

Une paire de transistors complémentaires 205, 207 assure une amplification et une adaptation d'impédance du signal issu de l'oscillateur. La paire d'inverseur amène le signal au niveau T7 requis par l'unité centrale.

A la figure 9, on a décrit une variante de-la première partie le comparateur de phase et de fréquence du générateur d'horloge commandée.

Le montage employé compare les signaux de synchronisation de lignes extraites par la partie précédemment décrite le signal de synchronisation 202 de ligne du séparateur et le signal de synchro- nisation de ligne 204 en provenance de l'unité centrale.On utilise le comparateur 201 à trois états d'un circuit CMOS 4046. Un filtre passe-bas est constitué par les résistances et par les condensateurs 206-209 pour e*-traire la composante continue de la tension d'erreur générée a la sortie Q du comparateur 201. Cette tension est injectée par entrée DEM du 4046 pour y etre "bufferisée" a l'aide d'un suiveur intégré au 4046. La sortie O du suiveur charges par une résistance 210 est envoyée (205) ensuite au VCO 16 MHz.En amont du comparateur 201 de top trame qui permet, pendant toute la durée du retour trame, d'inhiber la comparaison des tops lignes en fournissant au comparateur le mEme signal sur ces deux entrées 5 IN et
COMP. IN.

A la figure 11, on a représenté une réalisation d'un générateur
CLRG de remise à zero de l'adressage du microordinateur On retrouve les deux compteurs LS 393 ici repérés 233 et 234. Le premier compteur 233, après autorisation de comptage émis sur la ligne 232, émet sur sa sortie C2 un signal indiquant qu'il a compté 64 "top lignes" comptés sur son entrée CLK I connectée à la sortie 170 du circuit extracteur de la figure 8 qui fournit ici le signal de synchronisation mixte traité.Le signal de comptage est inversé par l'inverseur 236 puis on déclenche par les entrées CLR1 et CLR2 du second compteur 234 un retard de 17 microsecondes comptées par le moyen d'une horloge à 1 MHz, le signal étant prélevé aux sorties A2 et A1 du compteur 234 par la porte "NON-ET" 237 pour fournir un signal d'initialisation 238 transmis par le connecteur 14 de la figure
1 à l'adressage 5 de la mémoire d'image 6 du microordinateur.

Le signal d'autorisation du comptage 232, est élaboré comme indiqué précédemment avec une bascule D221 dont l'entrée CLK est connectée 102 à la sortie de l'extracteur de la figure 8 qui fournit le signal de synchronisation de trames.

La bascule 221 est initialisée par le montage intégrateur 224- 227 qui intègre le signal d'initialisation 238 de manière à interdire l'émission intempestive de l'autorisation de comptage en dehors des périodes où sont émis les "tops trame:'.

A la figure 12, on a représenté un autre mode de réalisation d'un générateur CLRG d'initialisation de l'adressage de la mémoire d'image.

Le signal destiné à remettre à zéro les compteurs de mémoire de l'unité centrale doit avoir une durée très courte afin de ne pas perturber les temps de cycle des micro-instructions de l'ensemble du microordinateur.

On commence, comme expliqué précédemment, par compter 64 lignes de balayage horizontal à partir du signal 102 de synchronisation trame de l'image analogique. Pour ce faire, on utilise une bascule 253 commandée sur son entrée CLK par le signal "top trame" issu de l'extracteur de synchronisation. La sortie Ci de cette bascule est reliée aux entrées CLR du premier compteur 251. Ce compteur est alimenté sur son entrée par les tops de synchronisation lignes issus de la sortie 170 de l'extracteur de la figure 8. La sortie
C2 du compteur correspond au 64ième top de synchronisation ligne compte.

Après avoir compté 64 lignes, il faut encore attendre 17 microsecondes avant de générer le signal d'initialisation si le zéro des compteurs de mémoire vidéo ne correspond pas à l'instant du top ligne.

On compte ces 17 microsecondes à l'aide d'un deuxième compteur 252 dont les sorties Al et A2 sont décodées par une porte 260. Pour assurer un comptage sans aléas, on filtre légèrement le signal à 1 MHz provenant de l'unité centrale et qui sert d'horloge de comptage à l'aide d'une résistance 256 et d'un condensateur 257. De plus, on resynchronise le départ du comptage piloté par le compteur des 64 lignes à l'aide d'une bascule D254. La durée du signal d'initialisation est fixée par le réseau RC 258, 259 en sortie de la porte 260 à environ 70ns.

Les exemples de réalisation décrits ciaessus sont donnés à titre illustratif. En particulier ils s'appliquent particulièrement aux microordinateurs THOMSON T07 et MOUS. Dans ces exemples certaines valeurs de retard ont été prises qui amènent de légers décalages de l'image engendrée par le microordinateur relativement à l'image de la source 16. Les décodages possibles pour égaliser parfaitement les synchronismes sont possibles et tout à fait à la portée de l'homme de l'art.

De même, sur d'autres systèmes la synchronisation en trame peut se faire simultanément, ce qui simplifie la génération du signal d'initialisation de l'adressage interne.

Le signal d'initialisation de l'adressage est actif bas et de durée environ 70ns. Sur d'autres systèmes il peut être sélectif haut et de largeur supériéure. L'adaptation à d'autres est donc triviale.

D'autres systèmes possèdent un signal spécifique pour la resynchronisation ligne. Il suffit alors de fournir à ces systèmes les tops lignes extraits de l'image analogique pour qu'ils se synchronisent horizontalement. Néanmoins, de tels systèmes nécessitent quand même une horloge pixels asservie sur le balayage horizontal de la vidéo externe pour fournir une image incrustée stable et sans vibrations. Dans ce cas un comparateur de phase et de fréquence et un VCO identiques à ceux précédemment décrits sont nécessaires pour asservir l'horloge pixels.

Enfin, la gestion du module d'extension d'incrustation est réalisée par logiciel chargé en mémoire de l'unité centrale. Dans les exemples de réalisation où un Basic Microsoft est implanté, les commandes d'incrustations sont des instructions du langage basic ce qui confère à l'invention une grande variété d'applications et une grande souplesse d'utilisation.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'incrustation d'images sur un système comportant:

- un téléviseur (2) muni d'une prise d'antenne (17) et d'une prise de péritélévision (3),

- une source (16) comme un magnétoscope engendrant une image analogique sur l'écran du téléviseur (2),

- un microordinateur (1) comportant notamment une mémoire d'image (6) dont la lecture par un adressage (5) génère une image numérique, la prise de péri télévision (3) permettant au microordinateur (1) de prélever un signal vidéo composite sur les circuits du téléviseur (2) provenant du signal délivré par la source (16), et de fournir un signal d'image à incruster, la prise de péritélévision (3) comportant en outre une commande accessible du microordinateur permettant de choisir à cadence élevée l'une ou l'autre des images produites par le microordinateur (1) ou par la source (16), caractérisé en ce que l'incrustation est réalisée par intégration de l'oeil, chaque image étant affichée pendant une période donnée et en ce que on synchronise l'affichage du premier caractère de limage engendrée par le microordinateur (1) sur le signal de synchronisation de trame du signal vidéo composite représentant l'image engendrée par la source (16) et en ce que l'on remplace pendant les périodes d'incrustation l'horloge interne (12) du microordinateur (1) par une horloge (21) dont la fréquence varie en fonction des différences de phase et de fréquence entre les signaux de synchronisation de ligne (28) élaboré par le microordinateur et (26) élaboré à partir du signal vidéo composite issu de limage de la source (16).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans un premier temps, on extrait (29) le signal de synchronisation mixte du signal vidéo composite (23) de limage de la source (16), puis que l'on sépare de ce signal (24) les signaux de synchronisation de trame (25) et de ligne (26), en ce que l'on engendre un signal (29) d'initialisation de l'adressage (S) de la mémoire d'image (6) du microordinateur à partir dudit signal de synchronisation de trame (25) et en ce que lgon engendre un signal (30) d'horloge commandée dont la fréquence varie autour d'une fréquence centrale correspondante au synclaronisme entre les signaux de synchronisation de ligne (26) de limage de la source (16) et (28) de lut age du microordinateur (1).

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on réalise un décalage d'une demi-ligne de l'image engendrée par le microordinateur (1) selon la parité de ia trame de l'image simulta- nément affichée provenant de la source (16) en émettant le premier "top" de ligne de l'image du microordinateur avec un retard constant prédéterminé relativement au "top" de trame de l'image de la source (16) dont la succession indique la parité.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on inhibe la comparaison en phase et en fréquence des signaux de synchronisation de ligne (269 2 pendant les périodes de génération du signal d'initialisation (29) de l'adressage t5) afin de protéger lQunité centrale des éventuels parasites et signaux indésirables et en ce qu'on laisse le signal d'horloge (30) à une fréquence poche de celle de la fréquence de l'horloge normale (12)

5.Module d'extension connectable à un microordinateur pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte dans un bottier un connec- teur (14) de liaison au connecteur de sortie du microordinateur (1) et en ce qu'il comprend::

- un extracteur (19) de synchronisation (24) ligne et trame du signal d'image analogique (23) provenant du téléviseur (2),

- un séparateur (20), qui lui est connecté, des signaux de synchronisation de trame (2S) et de ligne (26),

- un générateur (22) de signal (29) d'initialisation de l'adressage de la mémoire (6) d'image numérique du microordinateur en fonction du signal de synchronisation de trame (25),

- et un générateur (21) de signal (30) d'horloge destiné à remplacer horloge (12) interne du microordinateur pendant les périodes d'incrustation qui est commandé en fonction du signal de synchronisation de ligne (26).

6. Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que le séparateur de signaux de synchronisation comporte une entrée (45) de signal et deux lignes, l'une comportant un montage (90-93) de repérage des impulsions de trame (52) et l'autre un moyen de masquage (48-50) des impulsions autres que les impulsions de ligne (52).

7. Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première ligne (45, 52) comporte un convertisseur de polarité (46, 47) et un montage intégrateur (90-93).

8. Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde ligne comporte un monostable (50) non redéclenchable dont le retard est tel qu'il masque la durée entourant chaque impulsion de trame.

9. Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde ligne (101, 169) comporte un monostable (160) non redéclenchable monté en détecteur synchrone dont la sortie Q est composée à la sortie R dans un montage (163-168) destiné à fournir des impulsions (169) très courtes.

10. Module selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit montage (163-169) comporte un montage intégrateur (163-166) à la sortie Q du monostable (160) qui fournit un signal à une première entrée d'une porte NON-ET (167) dont la seconde entrée est connectée à la sortié Q du monostable (160) et la sortie à un inverseur (168).

11. Module selon la revendication S, caractérisé en ce que le générateur d'horloge commandé comporte un moyen d'inhibition (62) de l'horloge, un comparateur de phase (64) entre le signal de synchronisation (61) de ligne provenant du séparateur de synchronisation et le signal de synchronisation (60) de ligne provenant, via le connecteur (ils), du microoridinateur, le comparateur fournissant une tension de commande à une boucle à verrouillage de phase (7282) accordée sur la fréquence de l'horloge interne du micro ordinateur.

12. Module selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen d'inhibition comprend un multiplexeur (62) dont les entrées reçoivent les deux signaux de synchronisation de lignes (60, 61) à comparer (64), et qui comporte une commande (59) d'inhibition activée à chaque instant d'une impulsion de trame.

13. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que le générateur d'horloge commandée comporte un comparateur de phase (180) qui compare les signaux de synchronisation de lignes venant (60) du séparateur et (163) du microordinateur et qui engendre une tension d'erreur (188) qui commande l'excursion de fréquence d'une boucle à verrouillage de phase (190-215) calé à tension de commande nulle sur la fréquence d'horloge du microordinateur.

14. Modulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit générateur d'initialisation de l'adressage de la mémoire d'image du microordinateur comporte une entrée (51) du signal de synchronisation de trame provenant du séparateur de signaux de synchronisation connectée à un moyen de retard fixe (111, 112).

15. Modulateur selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen de retard comporte un compteur binaire (112).

16. Modulateur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un retard supplémentaire est compté par un moyen (111) à chaque trame d'ordre impair émise par l'entrée (51) pour entrelacer les demi-trames.

17. Modulateur selon la revendication 16, caractérisé en ce que le premier comptage est autorisé (119) par le basculement d'une première bascule (98) et que la parité de chaque trame (c'est-à-dire de chaque impulsion sur l'entrée (52)) est comptée par une seconde bascule (99) dont la sortie (59) de l'inhibition de comparaison de phase des signaux de synchronisation de ligne après que le signal de synchronisation de trame (52) ait été retardé par un monostable (94) de la durée d'une demi-ligne.

18. Modulateur selon la revendication 16, caractérisé en ce que le second retard est compté par le nombre d'impulsions d'une

horloge (230).