FR2580884A1 - Procede pour elaborer un videosignal pour une camera a analyseur solide demi-format, et camera mettant en oeuvre le procede - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE CAMERA FONCTIONNANT SELON LE PROCEDE UTILISANT UN ANALYSEUR DEMI-FORMAT. ELLE PERMET D'EVITER QUE DEUX LIGNES OBSCURES DE COMPLEMENT SOIENT AFFICHEES COTE A COTE SUR UN ECRAN 50 D'UN RECEPTEUR DE TELEVISION STANDARD.

Description

PROCEDE POUR ELABORER UN VIDEOSIGNAL
POUR UNE CAMERA A ANALYSEUR SOLIDE DEMI FORMAT,
ET CAMERA METTANT EN OEUVRE LE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé pour élaborer un vidéosignal pour une caméra à analyseur solide demi format. Elle concerne aussi une caméra mettant en oeuvre le procédé et trouve application notamment dans le domaine des caméras de surveillance basse résolution.

Dans des domaines où la résolution d'image peut être réduite mais où le récepteur d'image doit être, pour des raisons d'économie, de type standard, on sait utiliser des caméras à analyseur solide demi format. Selon la majorité des standards de télévision, chaque image est constituée par l'entrelacement automatique de deux trames, chacune constituée d'un nombre donné de lignes. Le demi format diminue la résolution et partant le coût de la caméra. Mais il réclame un circuit pour créer des lignes de complément pour permettre qu'un récepteur standard puisse afficher une image complète plein écran. En particulier, les lignes complémentaires (noires) sont créées automatiquement par l'analyseur lui-même grâce aux phases de lecture XL du registre de transfert horizontal (registre de sortie).

Le décalage de trame, c'est-à-dire le dépositionnement d'une trame paire par rapport à la trame impaire précédente, est dû au fonctionnement entrelacé : première trame, on commence sur une ligne entière, deuxième trame, on commence sur une demi ligne (fonctionnement suivant la norme CCIR). En effet, chaque élément sensible en technologie DTC (dispositif à transfert de charge) est affecté à une ligne et est éclairé pendant un temps inférieur à 20ms, soit la durée d'une trame. Suivant la trame, les charges résultant de l'éclairement sont stockées dans les puits de potentiel commandés par l'un ou l'autre de deux signaux dits de phase. On se reportera par exemple à la notice TH 7852 du mois d'octoble 1983 de la société
THOMSON-CSF où on explique le principe de stockage et d'éva cuation des charges.Le dépositionnement géométrique des deux puits adjacents, situés sous un élément photosensible n'entraîne pas un dépositionnement des trames. Le senseur étant demi format, l'alternance des lignes noires et vidéo est dûe à deux autres signaux de phases de transfert zone mémoire-registre de sortie, le transfert étant exécuté à deux fois la fréquence ligne de trame et pour l'autre moitié à une autre ligne. Les signaux sont inversés c'est-à-dire en opposition de phase, pour permettre l'évacuation des charges d'un puits de potentiel à un autre. Quand les phases sont à l'état haut, les puits peuvent accumuler des charges. Quand les charges sont à l'état bas, la profondeur des puits diminue ; les charges sont donc évacuées dans les puits adjacents.

Dans les procédés de l'art antérieur, l'image reproduite sur un téléviseur standard présente deux inconvénients visibles. Tout d'abord, deux lignes obscures de deux trames successives sont toujours adjacentes. Elles sont alors visibles et donnent un aspect ligné à l'image. Une solution peut consister à répéter par une mémoire additionnelle la ligne éclairée à la place de la ligne obscure. Mais cette mémoire devant être chargée à partir d'un registre à transfert de charge, la solution devient coûteuse pour respecter les chronogrammes du standard.

Un autre inconvénient réside en ce que la ligne éclairée de l'une des trames est décalée vers le bas par le doublement de lignes obscures.

La présente invention apporte remède à ces inconvénients de l'art antérieur. En effet, elle concerne un procédé pour élaborer un vidéosignal pour une caméra à analyseur solide demi format, du type matriciel à transfert de charge comportant une zone photosensible, une zone mémoire et un registre de transfert, l'image comportant au moins une trame de lignes, caractérisé en ce que selon la parité de la trame mémorisée, on engendre un signal de transfert de ligne mémorisée vers le registre à une fréquence moitié de celle du signal de synchronisation ligne, les signaux de transfert de deux trames successives étant décalés d'une période de ligne de manière à éviter que deux lignes de complément non éclairées soient adjacentes sur un récepteur de vidéosignal.

Elle concerne aussi un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur optique matriciel à transfert de charges au demi format constitué d'une zone de conversion photoélectrique, d'une zone de mémorisation de la trame acquise précédemment et d'un registre à accès parallèle et sortie série d'un signal vidéo, le dispositif comportant une logique de contrôle qui émet un signal de transfert d'une ligne mémorisée dans la zone au registre une suppression de ligne sur deux et qui change d'une demie période selon la parité de la trame mémorisée.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à l'aide de la description et des figures annexées qui sont:
- la figure 1, un schéma d'une image obtenue selon l'art antérieur;
- la figure 2, un schéma d'une image obtenue selon l'invention
- la figure 3, un schéma d'un élément sensible d'un dispositif à transfert de charge;
- la figure 4, un schéma d'une partie d'une caméra selon l'invention;
- la figure 5, un chronogramme détaillant le fonctionnement du circuit de la figure 4.

A la figure 1 on a représenté la reconstruction selon l'art antérieur d'une image à partir des deux trames obtenues par un analyseur demi format. La trame impaire 1 comporte une succession de lignes éclairées 4 et obscures 8 tandis que la trame paire 2 contient la succession inverse de lignes obscures 10 et éclairées 5.

Afin de reconstruire l'image, on débute chaque trame décalée d'une ligne. Ainsi, la ligne éclairée 4 de la trame impaire et la ligne éclairée 5 de la trame paire sont adjacentes et deviennent la première ligne 6 de l'image reconstruite. Les lignes obscures~8 et 10 deviennent deux lignes obscures adjacentes 9 sur l'image recons truite. On obtient ainsi l'effet suivant que deux lignes éclairées succèdent à deux lignes obscures. L'effet étant visible; la qualité de l'image est faible.

A la figure 2 on a représenté une reconstruction d'image selon l'invention. Une trame impaire 30 comprend une succession de lignes 31 à 35 successivement éclairées et obscures. La trame paire suivante 40 comporte la succession inverse 41, 45 de lignes obscures et éclairées. Les signaux de commande qui transfèrent le signal sur
L'image reconstruite pour la trame impaire sont inchangés. Mais on inverse la phase des signaux de transfert 01M et 2M pour la trame paire. Chaque ligne visible de l'image reconstruite comporte donc une bordure sombre constituée par une ligne obscure de l'autre trame.

A la figure 3 on a représenté une cellule dans le sens vertical d'un dispositif sensible à transfert de charge. Un tel dispositif semiconducteur par exemple comporte une série d'électrodes de commande reliées à des potentiels 26, 27. Ces électrodes de commande partagent dans le sens vertical l'élément sensible en deux zones 24 et 25. Selon les polarités et les phases des signaux de commande appliqués aux bornes 26 et 27 l'accumulation des charges se fait de la zone 25 vers la zone 24 comme il est représenté où dans le cas où les phases des signaux 26 et 27 sont inversées dans le sens contraire. La courbe 22 est une courbe des potentiels dans le dispositf à transfert de charge. Ces potentiels sont commandés par les phases QII et 2 Les puits de potentiel collectent les charges.

Tout l'élément photosensible est éclairé. Pour la première trame, les charges sont accumulés dans les puits de potentiel situés sous les phases Qil comme le puits 24. Pour la seconde trame, les charges sont accumulées dans les puits situés sous les phases t comme le puits 25. Les lignes noires sont formées au niveau du registre de sortie.

A la figure 4 on a représenté le schéma d'une partie d'une caméra de surveillance fonctionnant selon le procédé décrit cidessus. Une horloge 50 donne le cadencement par ligne d'image acquise. Chaque ligne comporte sur l'analyseur solide 80 un nombre de points par ligne qui détermine la capacité du compteur 51. Les lignes de sortie du compteur servent de lignes d'adresse à une mémoire enregistrée 56. En fonction du déroulement de la séquence initiée par le compteur 51 les sorties de la mémoire 56 sont les signaux 57 de synchronisation ligne, 58 de synchronisation trame, 59 de commande d'une logique de pilotage de l'analyseur solide ainsi qu'il sera vu plus loin et 60 impulsions de chargement d'une ligne en cours d'acquisition pour le signal vidéo reconstruit.

Quand le compteur 51 parvient au dépassement de capacité sa sortie de dépassement 61 émet une impulsion qui est prise en compte par une bascule D synchronisée sur l'horloge 50 et dont la sortie permet de réinitialiser le compteur 51. La sortie de la bascule 53 permet d'une part de synchroniser un compteur 52 et d'autre part de fournir une impulsion à fréquence ligne à un diviseur 74. Le compteur 52 est un compteur dont la capacité est égale au nombre de lignes que contient une trame du standard pour lequel l'image émise est prévue. Le compteur 52 fonctionne de la manière décrite pour le compteur 51 avec des dépassements de capacité 66 et une réinitialisation 67 grâce à une bascule D 64 synchronisée sur l'horloge 50.La sortie 65 de ce compteur sert de lignes d'adresses à une mémoire morte 64 qui contient un signal de validation de la synchronisation mixte 68 et une série de signaux de commande de la logique de contrôle de llanalyseur solide qui sera décrit plus loin. Les signaux 57, 58 de synchronisation ligne et trame et 68 de validation de synchronisation sont composés à travers deux portes OU 71 et 72 puis une porte ET 73 de façon à constituer le signal de synchronisation composite. Un inverseur 176 affecte la validation du signal trame. Ce signal de synchronisation composite est fourni à un additionneur adaptateur 92.

La mémoire enregistrée 64 émet aussi deux signaux 91 et 94 de retour de trame et de fréquence de trame. Le signal de fréquence de trame est fourni à un diviseur 75 qui divise cette fréquence par deux ainsi que le diviseur 74 pour la fréquence de ligne. Les signaux de sortie des deux diviseurs sont fournis à une porte OU exclusive 76. Les signaux 60 d'impulsions de chargement, 91 retour de trame et de sortie de la porte 76 sont composés sur une porte ET 77 pour constituer une impulsion de transfert d'une ligne de l'analyseur solide dans son registre de sortie ainsi qu'il va être décrit.

Un analyseur solide 80 utilisé dans une caméra réalisée selon l'invention peut être constitué par le composant THOMSON 7852. Un tel composant est un capteur optique matriciel à transfert de charge
DTC constitué par 288 lignes de 208 points élémentaires ainsi que le point élémentaire représenté à la figure 2. Un tel composant peut donc fournir deux trames de 144 lignes de 208 environ. Le compteur 51 doit donc compter tous les points de la ligne du capteur 80. Un tel capteur comporte une première zone 81 de transformation des photons en charges électriques par conversion photoélectrique ainsi qu'il est connu. On acquiert grâce à des signaux de commande 89 qui sont fournis à des électrodes de commande comme les électrodes 26 et 27 de la cellule 20 représentée à la figure 2 acquiert une trame à la fréquence de trame 94.Quand une trame complète est acquise, elle est transférée pendant la fréquence de retour de trame 91 dans une seconde zone 82 du capteur qui est une zone de mémorisation qui comporte exactement le même nombre d'éléments de même forme que la zone sensible 81. Le capteur est alors prêt pour acquérir dans la zone 81 une seconde trame. Pendant les instants de retour de ligne l'impulsion 78 et les signaux de phase 87 sont appliqués à un registre de sortie 83 du capteur 80. Ces signaux permettent de transférer chaque ligne de la zone 82 dans ce registre en parallèle. I1 permet aussi d'émettre sur une ligne 84 une série d'informations analogiques représentative des charges accumulées.

Ainsi pendant qu'une ligne éclairée est transmise un signal vidéo est en fait émis sur la ligne 84. Quand une ligne obscure est chargée le bus de sortie 84 transmet un signal d'obscurité. Le registre 83 peut être çonnecté à un circuit 85 de traitement de signal qui permet par exemple de renforcer les contours etc. La sortie de ce circuit 85 est communiquée à la seconde entrée d'un additionneur adaptateur 92 pour constituer le signal vidéo composite 93 qui peut être à ce moment là exploité dans une chaîne de télévision au standard désiré.

Les sorties 59 et 60 des mémoires 56 et 64 sont fournies aux entrées d'une logique de contrôle 79 de l'analyseur. Cette logique connue en elle-même pour sa plus grande partie permet de réaliser les signaux de commande 86 du circuit de traitement 85 d'une part, et d'autre part des signaux 87 à 89 de commande du capteur matriciel à transfert de charge. En particulier, grâce au signal 90 à fréquence d'image qui est reçu par ce circuit de contrôle 69, la phase du signal de transfert peut changer selon la parité de la trame en cours de transfert ainsi qu'il va être montré à la figure 5.

A la figure 5 on a représenté différents chronogrammes a, b, c, d, e, f représentant des signaux caractéristiques du fonctionnement du système schématisé à la figure 4. Le chronogramme a est le signal de synchronisation composite qui comporte notamment les signaux de synchronisation de trame et de ligne émis par les lignes 57 et 58 du schéma précédent. Le chronogramme b correspond à l'impulsion de chargement émis par la mémoire morte 56 sur sa ligne 60 qui est envoyée à la porte ET 77. Lés chronogrammes c, d et e, f correspondent pour la première paire à la première trame émise et pour e, f à la trame suivante. Le chronogramme c et le chronogramme e sont les sorties de la porte OU exclusive 8 selon la parité de la trame en cours. On remarque que ces deux signaux sont déphasés de 1800. Les signaux d et f sont les signaux d'impulsion de transfert de ligne dans le registre 83 fourni en sortie de la porte 77 sur la ligne 78 de la figure 4. Ces signaux sont décalés d'une période de ligne selon l'invention pour éviter que deux lignes obscures de complément soient adjacentes.

L'invention permet sans grand changement différentes adaptations en particulier dans le traitement du signal réalisé sur le circuit 85. Il est possible d'ajouter au signal d'obscurité émis sur la ligne 84 pendant l'absence de ligne vidéo réelle un signal de lissage par exemple obtenu par moyenne du signal précédent ou encore par répétition du signal vidéo de ligne précédent. Elle n'est pas liée au genre de standard du moment que celuici concerne une image acquise en deux trames de lignes entrelacées.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour élaborer un vidéosignal pour une caméra à analyseur solide demi format, du type matriciel à transfert de charge comportant une zone photosensible (81), une zone mémoire (82) et un registre de transfert (83)"'image comportant au moins une trame de lignes, caractérisé en ce que selon la parité de la trame mémorisée, on engendre un signal de transfert de ligne mémorisée vers le registre à une fréquence moitié de celle du signal de synchronisation ligne, les signaux de transfert de deux trames successives étant décalés d'une période de ligne de manière à éviter que deux lignes de complément obscures soient adjacentes sur un récepteur du vidéosignal.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à transférer pendant la suppression de ligne les charges correspondant à une ligne d'information de la zone mémoire (82) au registre (83) en parallèle, une ligne sur deux.

3. Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (80) optique matriciel à transfert de charges au demi format constitué d'une zone de conversion photoélectrique (81), d'une zone de mémorisation (82) de la trame acquise précédemment et d'un registre (83) à accès parallèle et sortie série (84) d'un signal vidéo, le dispositif comportant une logique (79) de contrôle qui émet un signal (78) de transfert d'une ligne mémorisée dans la zone (82) au registre (83) une suppression de ligne sur deux et qui change d'une demie période selon la parité de la trame mémorisée.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une horloge (50) connectée à un compteur (51) dont la capacité est égale au nombre de points d'analyse par ligne du capteur (80) dont la sortie (85) balaye les adresses d'une mémoire (56) préenregistrée, dont les sorties constituent le signal (57) de synchronisation de ligne, (58) de synchronisation de trame, (59) d'activation d'un circuit de contrôle (73) et (60) de chargement du registre (83).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une bascule de type "D" (53) synchronisée sur l'horloge (50) qui émet un signal d'initialisation (62) du compteur (51) quand la sortie de dépassement (61) est activée.

6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur (52) dont la capacité est égale au nombre de lignes par trame dans le standard dont les sorties balayent les adresses d'une mémoire (64) pré-enregistrée qui comporte des sorties (68) de validation de la synchronisation mixte, (69) d'activation d'un circuit (73) de contrôle, (91) de retour de trame et (94) de fréquence de trame.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une bascule de type "D" (54) synchronisée sur une horloge (50) qui émet un signal d'initialisation (67) du compteur (52) quand sa sortie (66) de dépassement est activée.

8. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le compteur (52) est activé (63) par le signal d'initialisation (62) du compteur de points de ligne (51).

9. Dispositif selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que les signaux (57 et 58) de synchronisation ligne et trame sont composés par une porte ET (73) à la validation par le signal (68) à travers deux portes OU (71 et 72) et d'un inverseur (176) pour la synchronisation de trame.

10. Dispositif selon les revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'une impulsion de transfert (78) d'une ligne mémorisée en zone (82) vers le registre (83) est élaborée par une porte ET (77) dont une première entrée reçoit le signal (91) de retour de trame du circuit (64), une seconde entrée le signal (60) de chargement du circuit (56) et la sortie d'une porte OU exclusif (76) qui compose d'une part un signal de fréquence moitié de la fréquence de trame sortie (94) du circuit (64) à travers un diviseur (75) et un signal à fréquence moitié du signal d'initialisation (62) à travers un diviseur (74).

Il. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie série (84) du registre (83) de l'analyseur (80) est additionné après un traitement de signal (8S) sur un additionneur (92) pour créer le vidéosignal composite (93) standardisé.