FR2591829A1 - Systeme de filtrage adaptif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de filtrage adaptif qui comprend une borne d'entrée d'application de signaux. Selon l'invention, un filtre 400, couplé à la borne d'entrée, atténuant les composantes des signaux à des fréquences dans une bande choisie relativement à d'autres composantes des signaux à des fréquences hors de cette bande choisie, comprend un élément à retard variable 410 pour retarder les signaux d'une quantité de temps qui peut être représentée par l'équation TD = K1tau + PK2tau, où tau est une période de temps, K1 est une valeur entière plus grande que ou égale à zéro, K2 est une valeur entière plus grande que zéro et P est un signal numérique qui peut avoir des valeurs entières plus grandes que ou égales à zéro ; un montage arithmétique 412 qui combine les signaux produits par l'élément à retard aux signaux non retardés ; et un moyen FSEL couplé à l'élément à retard variable pour changer la valeur du signal P et définir la bande choisie de fréquence. L'invention s'applique notamment à un récepteur de télévision à image dans l'image. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention se rapporte à des filtres numériques de traitement

de signaux électroniques tels que des filtres numériques, ayant des caractéristiques de

réponse en fréquence qui peuvent être adaptéespour présen-

ter plus d'une largeur de bande passante. Les filtres numériques adaptifs sont utiles dans de nombreuses applications o les signaux d'intérêt peuvent occuper des bandes de fréquences ayant des largeurs de bande de plus en plus étroites (ou plus larges). Une telle application est dans un récepteur de télévision image dans l'image (PIP) pour lequel le spectateur peut

changer la dimension de l'image en médaillon.

Dans un système PIP, deux images, qui peuvent provenir des sources éventuellement sans rapport, sont

visualisées simultanément sous la forme d'une image.

L'image composite comprend une image primaire de pleine dimension et une image secondaire de dimension réduite,

qui est présentée en médaillon dans l'image primaire.

Dans un système PIP typique, le signal qui produit l'image secondaire est échantillonné en utilisant un signal d'horloge d'échantillonnage ayant une fréquence, 4fsc c'est-à-dire quatre fois la fréquence de la sous- porteuse couleur, fc. Ces échantillons sont alors séparés en c échantillons représentant un signal de luminance sur bande de base et échantillons représentant deux signaux de différence de couleurs sur bande de base en quadrature de phase. Les signaux échantillonnés de luminance et de différence de couleurs sont sous-échantillonnés à un rapport, par exemple,de trois à un pour produire des échantillons de signaux de luminance et de différence de

couleurs représentant une image de dimension réduite.

Les échantillons représentant une trame de l'image de dimension réduite sont introduits dans une mémoire tandis qu'ils sont produits et extraits de la mémoire pour visualisation en synchronisme avec les impulsions de synchronisation horizontale et verticale du signal primaire. Pour tous les standards majeurs de signaux vidéo (c'est-à-dire NTSC, PAL et SECAM), l'échantillonnage initial à 4fc satisfait au critère de Nyquist. En d'autres termes, la plus haute composante de fréquence du signal vidéo composite est plus faible que la moitié de la fréquence d'échantillonnage. Cependant, lorsque des signaux séparés sont sous-échantillonnés pour produire l'image de dimension réduite, le critère de Nyquist peut ne plus être

rempli. Si ce critère n'est pas rempli, l'image de dimen-

sion réduite produite par ces échantillons peut sembler

déformée. Cette déformation se produit lorsque les compo-

santes des signaux vidéo ayant des fréquences plus impor-

tantes que la moitié de la fréquence de sous-échantillonnage sont repliées dans le spectre des fréquences du signal sous-échantillonné. Une déformation de ce type est appelée distorsion par chevauchement. Une façon de réduire la distorsion par chevauchement consite à filtrer les signaux échantillonnés de luminance et de différence de couleurs, pour enlever sensiblement les composantes ayant des fréquences plus importantes que la moitié de la fréquence de sous-échantillonnage, avant que les signaux ne soient

sous-échantillonnés. Les filtres qui enlèvent les composan-

tes du signal pouvant provoquer une distorsion par chevauche-

ment sont appelés filtres anti-chevauchement.

Un système de visualisation PIP qui utilise un seul rapport de souséchantillonnage peut employer un filtre anti-chevauchement fixe. Cependant,un dispositif de visualisation de ce type ne peut donner, avec précision, des images en médaillon ayant plus d'une dimension. Si le rapport de sous-échantillonnage est plus important que le rapport de réduction, l'image secondaire en médaillon peut sembler brouillée. Si le rapport de sous-échantillonnage est plus important que le rapport de réduction, l'image en

médaillon peut avoir une distorsion par chevauchement.

En général, il est souhaitable qu'un récepteur PIP produise des images en médaillon ayant plus d'un niveau de résolution et plus d'une dimension. Cela permet au spectateur d'ajuster la dimension de l'image secondaire pour se conformer à l'importance relative du programme secondaire ou pour reproduire plus précisément des objets

détaillés dans l'image secondaire. Ainsi, il est souhaita-

ble, pour une reproduction précise de l'image, d'utiliser une caractéristique différente du filtre anti-chevauchement

pour chacune des fréquences différentes de sous-

échantillonnage. La présente invention est mise en oeuvre dans un système de filtrage ayant une caractéristique de filtre adaptif. Le système de filtrage comprend un filtre qui a un orifice d'entrée, un élément à retard variable et un montage arithmétique qui combine les signaux retardés aux signaux appliqués à l'orifice d'entrée pour produire des signaux filtrés de sortie. La quantité de temps dont l'élément à retard variable retarde les signaux appliqués à l'orifice d'entrée peut être représentée par l'équation T - Ki t+PK2, o t est une période prédéterminée de temps, K1 est une valeur entière prédéterminée plus grande que ou égale à zéro, K<2 est une valeur entière prédéterminée plus grande que zéro et P est une valeur entière variable plus grande que ou égale à zéro. Les caractéristiques de fréquence de ce filtre peuvent être modifiées en changeant la valeur de P. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 donne un schéma-bloc d'un dispositif de visualisation PIP qui contient un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 donne un schéma-bloc d'un filtre de séparation Y/C approprié à une utilisation dans l'appareil de visualisation montré sur la figure 1; - la figure 3 donne un schémabloc d'un processeur

PIP approprié à une utilisation dans l'appareil de visuali-

sation montré sur la figure 1; - la figure 4 donne un schéma-bloc d'un filtre anti-chevauchement de luminance approprié à une utilisation dans le processeur PIP montré sur la figure 3; - la figure 5 donne un schéma- bloc d'un dispositif à retard variable approprié à une utilisation dans le filtre anti-chevauchement montré sur la figure 4; - la figure 6 donne un schéma-bloc d'un filtre anti-chevauchement de signaux de différence de couleurs approprié à une utilisation dans le processeur PIP de la figure 4; et - les figures 7 et 8 sont des graphiques des caractéristiques de réponse en fréquence qui sont utiles

pour expliquer l'appareil montré sur les figures 1-6.

Sur les dessins, les flèches larges représentent les bus de signaux numériques à plusieurs bits en parallèle

et les flèches en lignesreprésentent les connexions trans-

portant des signaux analogiques ou des signaux numériques

à un seul bit. Selon la vitesse de traitement des disposi-

tifs, des retards de compensation peuvent être requis dans certains des trajets de signaux. Toute personne compétente en la matière de la conception des circuits de traitement de signaux numériques saura o de tels

retards seront nécessaires dans un système particulier.

La figure 1 donne un schéma-bloc d'un dispositif de visualisation PIP o le signal primaire est traité en utilisant un appareil analogique conventionnel et le

signal secondaire est traité numériquement.

Une source de signaux vidéo composites primaires 10

applique des signaux vidéo primaires à un filtre de sépa-

ration Y/C 12 et à un séparateur de synchronisation 22.

Le séparateur de signaux de synchronisation 22, qui peut être un circuit analogique conventionnel, extrait le signal de synchronisation horizontale,PHS, et le signal de synchronisation verticale, PVS, des signaux vidéo

composites primaires.

Le filtre 12 de séparation Y/C, qui peut contenir des filtres passe-bas et passe-haut conventionnels, sépare les signaux vidéo composites en signaux primaires de luminance, Y et signaux primaires de chrominance, Cp

P P

Les signaux primaires de luminance et de chrominance sont appliqués à un processeur primaire de chrominance/ luminance 14 qui peut contenir, par exemple, des filtres

de mise en forme de bande pour l'accentuation des compo-

santes à haute fréquence des signaux de luminance pour développer un signal accentué de luminance Y' et un P démodulateur de signaux de chrominance pour dériver les signaux de différence de couleurs sur bande de base (R-Y)p et (B-Y)p des signaux primaires de chrominance,Cp. Les signaux Y'p, (R-Y)p et (B-Y)p sont appliqués à une matrice 16 qui combine les signaux pour développer les signaux de couleur du rouge, du vert et du bleu, Rp, Gp et B, respectivement. Ces signaux de couleur sont appliqués à un groupe de bornes d'entrée de signaux d'un multiplexeur analogique 18, et les signaux à la sortie du

multiplexeur 18 attaquent un tube à rayons cathodiques 20.

Les signaux secondaires du rouge, du vert et du bleu (Rs, Gs et Bs) sont appliqués à un second groupe de bornes d'entrée de signaux du multiplexeur 18. Ces signaux sont

développés par l'appareil décrit ci-dessous.

Une source de signaux vidéo composites secondaires , qui peut comprendre le tuner, l'amplificateur à fréquence intermédiaire et le détecteur vidéo d'un récepteur de télévision en couleursconventionnel, applique des signaux vidéo composites secondaires à un convertisseur analogiquenumérique 32. Le convertisseur 32 échantillonne les signaux vidéo composites secondaires et les met sous forme numérique, en des instants déterminés par le signal d'horloge d'échantillonnage CK. Le signal CK est produit par une boucle verrouillée en phase (PLL) 38 décrite ci-dessous. Les signaux vidéo secondaires sous forme numérique à la sortie du convertisseur 32 sont appliqués à un

séparateur 36 de signaux de synchronisation. Le sépara-

teur 36 peut par exemple contenir un montage pour séparer les composantes des signaux de synchronisation verticale et horizontale, SVS et SHS, respectivement, des signaux vidéo composites secondaires et un montage pour développer

un signal de déclenchement de la salve, BG.

Le convertisseur 32 applique également des signaux vidéo secondaires sous forme numérique à un filtre 34 de séparation Y/C. La figure 2 donne un schéma-bloc d'un exemple d'un filtre de séparation Y/C (luminance/ chrominance). Les signaux vidéo composites secondaires sont appliqués à un filtre piège de chrominance 210 et à un filtre passe-bande de chrominance 220. Les filtres 210 et 220 peuvent,par exemple,être des filtres conventionnels à réponse impulsionnelle définie (FIR) qui sont déclenchés par le signal CK. Dans cet exemple de mode de réalisation, les filtres 210 et 220 ont les fonctions respectives de transfert

T210 = (I+Z -1)(I+Z-2)

et T220 = (1+Z-4)(-_Z-2+Z-4)(1rz-2) exprimées en notation de transformation de Z. La fonction de transfert du filtre 210, T210 correspond à une caractéristique de réponse en fréquence ayant une bande de réjection qui est centrée sur f et c ayant une largeur de bande suffisante pour enlever sensiblement les composantes du signai de chrominance d'un signal vidéo composite. En conséquence, le filtre 210

produit un signal numérique YS qui représente les compo-

santes de luminance du signal vidéo composite secondaire.

La fonction de transfert du filtre 220, T220, correspond à une caractéristique de réponse en fréquence ayant une bande passante qui est centrée sur fc et qui contient la partie du spectre des fréquences d'un signal vidéo composite qui est occupée par les composantes du signal de chrominance. Le signal, CS, produit par le filtre 220, représente les composantes de chrominance des

signaux vidéo composites secondaires.

Le signal de chrominance, CS, à la sortie du filtre 34 de séparation Y/C et le signal de déclenchement de la salve, BG, à la sortie du séparateur de synchroni- sation 36,sont appliqués à la PLL 38. La PLL 38 peut,par exemple,être une boucle numérique verrouillée en phase semblable à celle décrite dans le brevet US NO 4 291 332 intitulé "Phase Locked Circuit". incorporé ici à titre de référence. La PLL 38 produit un signal d'horloge, CK, dont la fréquence est de 4f et qui est verrouillé en c phase sur la composante de salve de synchronisation de

couleur du signal vidéo secondaire.

Les signaux secondaires de luminance, YS et de S chrominance, Cs Y sont appliqués au processeur secondaire de chrominance/luminance 40. Le processeur 40 peut comprendre, par exemple, un filtre de mise en forme de bande FIR pour accentuer les composantes à plus haute fréquence des signaux numériques de luminance pour produire un signal de luminance secondaire modifié Y's Le processeur 40 peut également contenir un démodulateur numérique de signaux de chrominance pour développer des échantillons qui représentent les signaux secondaires de différence de couleurs sur bande de base (R-Y)S et (B-Y)S des signaux numériques de chrominance CS. Dans le présent mode de réalisation, le processeur 40 de chrominance/luminance produit des échantillons de luminance à une fréquence d'échantillonnage égale à la fréquence du signal d'horloge CK, mais produit des échantillons de

différence de couleurs à un quart de cette fréquence.

Les signaux Y', (R-Y)Set (B-Y)S sont appliqués

à un processeur PIP 42 o ils sont filtrés et sous-

échantillonnés pour développer des échantillons représenta-

tifs d'une image de dimension réduite. Sur la figure 3, les signaux de luminance, Y'S sont appliqués à un élément à retard programmable 310 qui équilibre le retard dans le canal de traitement de signaux de luminance pour qu'il corresponde aux retards dans les canaux de traitement de

signaux de différence de couleurs décrits ci-dessous.

Les signaux, Y'SD' produits par l'élément à retard 310 sont appliqués à un filtre anti-chevauchement de luminance 312qui réduit la largeur de bande du spectre des fréquences du signal de luminance. Les signaux produits par le filtre

312 peuvent être sous-échantillonnés par un sous-

échantillonneur 313 selon le rapport choisi de réduction sans introduire une distorsion par chevauchement non souhaitable. Le signal souséchantillonné de luminance le signal retardé et une valeur de zéro conditionne le multiplexeur à produire le signal non retardé. Les valeurs des divers signaux de commande de multiplexeur sont déterminées par le signal de sélection de filtre FSEL,

appliqué au montage 628 de commande de multiplexeur.

Les signaux de commande des multiplexeurs 618 et 624 ont des valeurs de un lorsque la valeur du signal FSEL à deux bits est plus grande que ou égale à un et deux respectivement. Tandis que les éléments à retard sont mis en et hors du circuit de filtrage, la fonction de pondantes d'échantillonnage. Il faut de plus noter que les gains en courant continu des filtres représentés par les diverses courbes de réponse en fréquence sont sensiblement et PK au processeur PIP 42. Ces signaux changent le retard de traitement à travers le processeur PIP, les

caractéristiques de réponse en fréquence des filtres anti-

chevauchement 312, 320 et 330, le rapport de sous-

échantillonnage utilisé par les sous-échantillonneurs 313, 321 et 331 et le nombre de lignes dont la moyenne est faite par les filtres faisant la moyenne verticale 314, 322 et 332. La structure et le fonctionnement de ce

montage sont décrits ci-dessous.

La figure 4 donne un schéma-bloc du filtre anti-

chevauchement de luminance 312 approprié à une utilisation dans le processeur PIP montré sur la figure 3. Ce filtre contient un filtre passebas 400 à largeur de bande variable et un filtre à accentuation variable 450. Le filtre 400 est une combinaison de trois filtres de réjection de bande connectés en série. Chacun des filtres comprend un élément à retard variable, 410, 414 et 418

respectivement et un additionneur 412, 416 et 420 respecti-

vement. Dans le premier filtre de réjection de bande, les échantillons, Y'SD de l'élément à retard programmable 310 sont appliqués à l'orifice d'entrée de l'élément à

retard variable 410 et à un orifice d'entrée de l'addi-

tionneur 412. Les échantillons retardés à l'orifice de sortie de l'élément à retard 410 sont appliqués à l'autre orifice d'entrée de l'additionneur 412. L'orifice de sortie de l'additionneur 412 est connecté à l'élément à retard 414 qui est l'orifice d'entrée du second filtre de

réjection de bande. L'élément à retard 414 et l'addition-

neur 416 ont la même configuration que l'élément à retard 410 et l'additionneur 412 décrits ci-dessus. L'orifice de sortie de l'additionneur 416 est connecté à l'élément à retard 412 qui est l'orifice d'entrée du troisième filtre de réfection de bande. L'élément à retard 418 et l'additionneur 420 sont connectés de manière identique aux éléments à retard 410 et 414 et aux additionneurs 412 et 416 des premier et second filtres respectifs de réjection de bande. Le signal produit par l'additionneur 420 est le signal de sortie du filtre 400. Ce signal est appliqué à un élément à retard variable 422 qui est l'orifice d'entrée du filtre à accentuation variable 450. Les

échantillons produits par l'additionneur 420 sont sous-

traits des échantillons retardés produits par l'élément à retard 422 dans le soustracteur 424. L'orifice de sortie du soustracteur 424 est connecté à l'orifice d'entrée d'un élément à retard variable 426 et à un orifice d'entrée d'un soustracteur 428. Le soustracteur 428 soustrait les échantillons produits par l'élément à retard 426 des échantillons produits par le soustracteur 424 et applique les échantillons résultants à un multiplicateur 430. Le multiplicateur 430, qui peut, par exemple, être un décaleur programmable, met les échantillons produits par

le soustracteur 428 à l'échelle par un facteur d'accentua-

tion PK, qui est fourni par la ROM 46. La ROM 46 est adressée par la commande 44 pour produire des facteurs d'accentuation en rapport avec la préférence du spectateur pour le détail de l'image en médaillon. Dans le mode de réalisation montré sur la figure 4, le facteur de mise à

l'échelle PK peut avoir des valeurs de 1/8, 1/4, 1/2 ou 1.

Les échantillons produits par le multiplicateur 430 sont appliqués à un orifice d'entrée d'un additionneur 434, dont l'autre orifice d'entrée est couplé pour recevoir

les échantillons produits par l'élément à retard 422.

Les échantillons produits par l'additionneur 434 sont les échantillons à la sortie du filtre anti-chevauchement

de luminance 312.

Les caractéristiques de réponse en fréquence des filtre.s 400 et 450 sont modifiées en changeant la quantité de temps dont les éléments à retard 410, 414, 418, 422 et 426 retardent les signaux appliqués à leurs orifices d'entrée. Sur la figure 4, le retard produit par chacun

de ces éléments est représenté en notation de transforma-

tion de Z par Z, x étant une valeur entière variable respectivement différente pour chacun des éléments à retard, c'est-à-dire "a" pour les éléments à retard 422 et 426, "b" pour l'élément à retard 410, "c" pour l'élément à retard 414 et "d" pour l'élément à retard 418. La valeur de cette variable est contrôlée par le signal de sélection de filtre FSEL qui est produit par la ROM 46. Le Tableau I montre les valeurs de FSEL et des variables a, b, c et d en fonction du rapport de réduction utilisé pour Qomprimer

l'image secondaire.

TABLEAU I

Rapport de réduction FSEL a b c d

1/2 0 4 0 1 0

1/3 1 6 2 2 1

1/4 2 8 4 3 2

1/5 3 10 6 4 3

Les fonctions de transfert T400 et T450, représentant les caractéristiques de réponse en fréquence

du filtre anti-chevauchement 400 et du filtre d'accentua-

tion 450 respectivement peuvent être développées à partir des valeurs de retard dont la liste est donnée au Tableau I. Ces fonctions de transfert sont indiquées au

Tableau II.

TABLEAU II

Rapport de réduction T400 T450

-1 - 4 -4 -8

1/2 4(1+Z) Z 4+pK(-1+2Z-4-z-8) 1/3 (l+Z-1)(1+Z-2)2 Z-6+PK(-1+2Z-6-Z- 12)

1/4 (1+Z-2)(1+Z-3)(1+Z-4) Z-8+PK(-1+2Z-8-Z 16

1/5 (1+Z-3)(1+Z 4)(l+Z-6) z-10+pK(1-2Z -10-Z-20 La caractéristique de réponse en fréquence à laquelle les signaux secondaires de luminance sont soumis est la combinaison des caractéristiques du filtre 210, décrit cidessus en se référant à la figure 2 et des filtres 400 et 450. La figure 7 donne un groupe de courbes de

réponse en fréquence, 701, 702, 703 et 704, qui représen-

tent les réponses caractéristiques du système composite de filtrage pour des rapports de réduction de un demi, un tiers, un quart et un cinquième respectivement. Une valeur de un huitième est utilisée pour le facteur de mise à l'échelle d'accentuation, PK, dans toutes ces courbes et l'effet de toute accentuation du signal par le processeur secondaire de chrominance/luminance 40 est ignoré. Comme le signal secondaire de luminance a une fréquence d'échantillonnage qui est sensiblement égale à 4fc, les fréquences effectives d'échantillonnage du signal réduit de un demi, un tiers, un quart et un cinquième sont 2fc' 4fc/3, fc et 4fc/5. Il faut noter que les filtres représentés par les courbes respectives 701 à 704 atténuent les composantes du signal de luminance ayant des fréquences supérieures à la limite de Nyquist de un demi des fréquences effectives correspondantes d'échantillonnage. Il faut de plus noter que chacune de

ces courbes a une seule ondulation dans sa bande passante.

Cette caractéristique s'est révélée souhaitable pour des applications de traitement de signaux vidéo. La conception du filtre présente une particularité selon laquelle le gain du filtre pour des fréquences dans sa bande passante est sensiblement égal pour toutes les

caractéristiques de réponse en fréquence. Cette particula-

rité est souhaitable pour simplifier la conception du

montage qui traite les signaux produits par le filtre.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, les caractéristiques

de réponse en fréquence des filtres 400 et 450 sont modi-

fiées en changeant la quantité du retard produit par les

éléments à retard respectifs. La figure 5 donne un schéma-

bloc d'un élément à retard variable approprié à une utilisation dans les filtres 400 et 450. Des échantillons sont appliqués à un premier orifice d'entrée de données

d'un multiplexeur 512 et à un élément à retard fixe 510.

L'élément à retard 510 retarde les échantillons d'une quantité de temps qui est sensiblement égale à un entier K2 périodes du signal d'horloge du système CK et applique les échantillons retardés à un second orifice d'entrée de données du multiplexeur 512. Le multiplexeur 512 est commandé par le bit de moindre poids du signal FSEL de

sélection du filtre à deux bits pour produire des échan-

tillons non retardés lorsque le bit est zéro et des échantillons retardés lorsque c'est un. Les échantillons produits par le multiplexeur 512 sont appliqués à un premier orifice d'entrée de données d'un multiplexeur 516 et à un élément à retard fixe 514. L'élément à retard 514 retarde les échantillons appliqués à son orifice d'entrée d'une quantité de temps sensiblement égale à deux fois K2 périodes du signal d'horloge CK. Les échantillons produits par l'élément à retard 514 sont appliqués au second orifice d'entrée de données du multiplexeur 516. Le multiplexeur 516 est commandé par le bit de poids fort du signal FSEL. L'orifice de sortie du multiplexeur 516 est connecté à l'orifice d'entrée d'un élément à retard fixe 518 qui retarde les échantillons produits par le

multiplexeur 516 d'une quantité de temps qui est sensible-

ment égale à un entier K1 périodes du signal d'horloge CK. Le Tableau III donne la liste des valeurs de K1 et K2

pour les différentes variables de retard a, b, c et d.

TABLEAU III

Variable de retard K2 K a 2 4 b 2 0 c 1 1 d 1 0 Il est envisagé que le montage à retard variable montré sur la figure 5 puisse être étendu pour produire des retards programmables compris entre 0 et (2N-1K2+K)TcK o N est un nombre entier positif arbitraire. Le montage est étendu en insérant N-2 étages supplémentaires,

chacun contenant un élément à retard fixe et un multi-

plexeur (non représentés), entre l'orifice de sortie du multiplexeur 516 et l'orifice d'entrée de l'élément à retard 518. Chacun de ces étages supplémentaires est configuré de manière identique à l'élément à retard 510 et au multiplexeur 512 de la figure 5. L'élément à retard de chaque étage produit un retard qui est égal à deux fois le retard produit par l'étage précédent et chaque multiplexeur est commandé par un bit de plus en plus important du signal de commande numérique FSEL. Dans cette configuration étendue, l'élément à retard 518 peut contenir un verrouillage à horloge (non représenté) ayant un orifice d'entrée asynchrone et un orifice d'entrée

synchrone. Ce verrouillage compense le retard de propaga-

tion qui se produit à travers le multiplexeur. Les données appliquées à ce verrouillage sont stockées de manière asynchrone lors de leur réception mais appliquées à l'orifice de sortie de l'élément à retard en synchronisme avec le signal d'horloge appliqué au verrouillage. En incorporant un verrouillage de ce type dans l'élément à retard fixe 532, on peut tolérer des retards combinés de propagation dans les multiplexeurs pouvant atteindre une

période du signal d'horloge appliqué au verrouillage.

La figure 6 donne un schéma-bloc d'un filtre anti-

chevauchement des signaux de différence de couleurs, que l'on peut utiliser pour le filtre 320ou 330 décrit ci-dessus en se référant à la figure 3. Sur la figure 6, les signaux de différence de couleurs du processeur 40 de chrominance/ luminance sont appliqués à l'élément à retard 610 et au premier orifice d'entrée de l'additionneur 614. Les signaux de l'élément à retard 610 sont appliqués au second orifice d'entrée de l'additionneur 614. L'orifice de sortie de l'additionneur 614 est connecté à l'orifice d'entrée du second étage. Dans le second étage, les signaux d'entrée sont appliqués au premier orifice d'entrée de l'additionneur 620, à l'élément à retard 616 et à un orifice d'entrée de signaux du multiplexeur 618. Le second orifice d'entrée de signaux du multiplexeur 618 est

connecté à l'orifice de sortie de l'élément à retard 616.

L'orifice de sortie du multiplexeur est connecté au second orifice d'entrée de l'additionneur 620. Les signaux

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développés par l'additionneur 620 forment les signaux d'entrée du troisième étage. Ces signaux sont appliqués au premier orifice d'entrée de l'additionneur 626, à l'élément à retard 622 et à un orifice d'entrée du multiplexeur 624. L'élément à retard 622 applique des signaux au second orifice d'entrée de signaux du multiplexeur 624. L'orifice de sortie du multiplexeur 624 est connecté au second orifice d'entrée de l'additionneur626. Les échantillons produits à l'orifice de sortie de l'additionneur 626 sont les échantillons à la sortie du filtre anti- chevauchement de signaux de différence de couleurs. Ces échantillons sont appliqués au filtre 322 ou 332 décrit ci-dessous faisant la moyenne verticale des

signaux de différence de couleurs.

Les éléments à retard 610, 616 et 622 sont déclenchés par un signal CK/4 ayant une fréquence, fc' qui est égale au quart de la fréquence du signal d'horloge du

système CK. Les éléments à retard 610, 616 et 622 produi-

sent des échantillons qui sont retardés d'une quantité de temps sensiblement égale à deux, trois et quatre périodes souhaitable. Le signal sous-échantillonné de luminance le signal retardé et une valeur de zéro conditionne le multiplexeur à produire le signal non retardé. Les valeurs des divers signaux de commande de multiplexeur sont notation de transformation de Z, pour différentes valeurs

du signal FSEL,sont données au Tableau IV.

TABLEAU IV

FSEL TCD

0 4(1+Z-2)

I 2(1+Z-2)(1-Z-3)

2 (1+Z 2)(1+Z-3)(I+Z-4)

3 (1I+Z-2)(1+Z-3)(1+Z-4)

La caractéristique de réponse en fréquence à laquelle sont soumis les signaux de différence de couleurs

est la combinaison des caractéristiques du filtre anti-

chevauchement de différence de couleurs 320 ou 330 et du filtre passebande de chrominance 220 décrit en se référant à la figure-2. La figure 8 donne un groupe de courbes de réponse en fréquence, 801, 802 et 803,qui représentent les réponses caractéristiques du système composite de filtrage pour des rapports de réduction de un demi, un tiers et un quart ou un cinquième respectivement. Comme on l'a indiqué ci-dessus en se référant au processeur de chrominance/luminance 40 de la figure 1, les signaux de différence de couleurs sur bande de base sont à une fréquence effective d'échantillonnage de fc Y égale à

un quart de la fréquence du signal d'horloge du système CK.

Lorsque l'image secondaire est réduite par des facteurs de un demi, un tiers, un quart et un cinquième, la fréquence effective d'échantillonnage des signaux de différence de

couleurs devient fc/2, fc/3, fc/4 et fc/5 respective-

ment. Il faut noter que les filtres représentés par les courbes de réponse en fréquence respectives 801 à 804 atténuent chacun les composantes des signaux de différence de couleurs ayant des fréquences supérieures à la limite

de Nyquist de un demi des fréquences effectives corres-

pondantes d'échantillonnage. Il faut de plus noter que les gains en courant continu des filtres représentés par les diverses courbes de réponse en fréquence sont sensiblement les mêmes. Cette particularité est souhaitable parce qu'elle simplifie la conception du montage qui traite les

signaux produits par le filtre.

En se référant de nouveau à la figure 3, les échantillons produits par les filtres faisant la moyenne des signaux de luminance et de différence de couleurs 312,

320 et 330 sont appliqués aux circuits respectifs de sous-

échantillonnage 313, 321 et 331. Chacun des circuits de souséchantillonnage est commandé par le signal FSEL pour

sous-échantillonner à un rapport de 1 à 2 lorsque la va-

leur de FSEL est zéro,1 à 3 lorsque la valeur de FSEL est un, 1 à 4 lorsque la valeur de FSEL est deux et 1 à 5 lorsque la valeur de FSEL est trois. Les échantillons développés par les circuits de souséchantillonnage313, 321 et 331 sont appliqués aux filtres respectifs faisant la moyenne verticale 314, 322 et 332. Chacun des filtres fait la moyenne des valeurs correspondantes d'échantillon d'un nombre de lignes déterminé par le signal FSEL pour produire une ligne d'échantillons composites. On fait la moyenne des échantillons de deux lignes lorsque la valeur de FSEL est zéro, de trois lignes lorsque la valeur de FSEL est un, de quatre lignes lorsque la valeur de FSEL est deux et de cinq lignes lorsque la valeur de FSEL est trois. Les échantillons produits par les filtres formant la moyenne verticale 314, 322 et 332 sont le signal souséchantillonné de luminance, YSs et les deux signaux sous-échantillonnés

de différence de couleurs (R-Y)ss et (B-Y)ss respectivement.

Les circuits de sous-échantillonnage 313, 321 et 331 et les filtres formant la moyenne verticale 314, 322 et 332 ne sont pas décrits en détail car ils ne sont pas considérés

comme faisant partie de la présente invention. Des disposi-

tifs de ce type, appropriés à une utilisation avec le montage décrit cidessus,peuvent facilement être construits, à partir de composants généralement disponibles,par toute personne compétente en la technique de la conception des

circuits de traitement de signaux numériques.

Les signaux YSS, (R-Y)ss et (B-Y)ss sont

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appliqués à la mémoire de trame 50 de PIP. La mémoire 50 peut être une mémoire à accès aléatoire conventionnelle ayant un nombre suffisant de cellules de stockage pour contenir une trame du signal secondaire souséchantillonné verticalement et horizontalement. Cette mémoire peut être organisée sous la forme de trois mémoires séparées de trame, une pour le signal de luminance et une pour chacun des deux signaux de différence de couleurs, ou bien elle peut être organisée sous la forme d'une seule mémoire de trame avec les signaux de luminance et de différence de couleurs combinés en un seul signal échantillonné. Par exemple, ces signaux peuvent être combinés en joignant alternativement des échantillons desdeux signaux de différence de couleurs à des échantillons du signal de

luminance.

Les données du processeur PIP 42 sont introduites dans la mémoire de trame 50 sous la commande du montage 48 générateur d'adresses d'écriture. Le montage 48 développe des signaux d'adresse d'écriture, WADDR et autres signaux de commande, WCS, selon ce qui est nécessité par la mémoire à partir du signal d'horloge, CK, des signaux secondaires de synchronisation horizontale et verticale, SHS et SVS,respectivement,et du signal de commande d'emplacement de mémoire MLOC, produit par la mémoire morte 46. Le signal MLOC contrôle la gamme des adresses de la mémoire utilisées pour le stockage de l'image secondaire de dimension réduite. En d'autres termes, le montage générateur d'adresses d'écriture 48 développe des adresses de mémoire en synchronisme avec les signaux CK, SHS et SVS. Cependant, ces adresses sont utilisées pour introduire des données dans la mémoire 50 uniquement lorsqu'elles se trouvent dans la gamme spécifiée par

le signal MLOC.

Les lignes représentant les échantillons de l'image secondaire souséchantillonnée sont extraites de la mémoire de trame PIP 50 sous la commande du montage générateur d'adresses de lecture 24. Les signaux appliqués au montage 24 sont les signaux primaires de synchronisation verticale et horizontale, PVS et PHS respectivement, le signal d'horloge, CK,et le signal de commande d'emplacement de mémoire MLOC. Le montage 24 peut,par exemple,compter les impulsions du signal de synchronisation horizontale, PHS, relativement aux impulsions de synchronisation verticale, PVS et les impulsions du signal CK relativement aux impulsions primaires de synchronisation horizontale pour produire des adresses pour la mémoire 50. Lorsque ces adresses tombent dans la gamme spécifiée par le signal MLOC, le montage 24 peut amorcer les opérations de lecture des adresses et commuter le multiplexeur 18 par le signal de commande P/S pour appliquer des signaux au tube à rayons cathodiques 20,qui sont dérivés des

échantillons extraits de la mémoire 50.

Le montage générateur d'adresses d'écriture 48, le générateur d'adresses de lecture 24 et la mémoire de trame PIP 50 ne font pas partie de la présente invention et ainsi ne sont pas décrits en détail. Un exemple de montage pour le stockage et la récupération du signal dont est développée l'image en médaillon est décrit dans les brevets US 4 249 213 intitulé "Picture-in-Picture Television Receiver" et 4 139 860 intitulé "Television Receiver

Equipped for Simultaneously Showing Several Programs".

Les échantillons produits par la mémoire de trame sont appliqués à un convertisseur numérique-analogique 52 qui développe des signaux analogiques de luminance et de différence de couleurs pour application à une matrice analogique conventionnelle 54. Les signaux produits par la matrice 54 sont les signaux de couleur du rouge, du vert et du bleu RS, GS et BS de l'image secondaire de dimension réduite. Comme on l'a indiqué ci-dessus, ces signaux sont appliqués au second groupe de bornes d'entrée

de signaux du multiplexeur analogique 18.

R E VE ND I C A T I O NS

1.- Système de filtrage adaptif du type comprenant une borne d'entrée pour l'application de signaux au système de filtrage; caractérisé par un filtre (400) couplé à ladite borne d'entrée pour atténuer les composantes desdits signaux ayant des

fréquences dans une bande choisie de fréquences relative-

ment à d'autres composantes desdits signaux ayant des fréquences ne se trouvant pas dans ladite bande choisie des fréquences, comprenant: un élément à retard variable (410) pour retarder les signaux appliqués à la borne d'entrée dudit filtre d'une quantité de temps qui peut être représentée par

l'équation TD = K1r+PK2 2, o t est une période pré-

déterminée de temps, K1 est une valeur entière prédéter-

minée plus grande ou égale à zéro, K2 est une valeur entière prédéterminée plus grande que zéro et P est un signal numérique qui peut avoir des valeurs entières plus grandes que ou égales à zéro; un montage arithmétique (412) qui combine les signaux produits par ledit élément à retard aux signaux non retardés appliqués à une borne d'entrée dudit filtre pour produire des signaux filtrés de sortie; et un moyen (F SEL) couplé audit élément à retard variable pour changer la valeur du signal P pour définir

ladite bande choisie de fréquences.

2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément à retard variable précité comprend: un premier élément à retard (510) pour retarder les échantillons appliqués à une borne d'entrée dudit filtre d'une quantité prédéterminée de temps, K21t; un premier moyen de commutation de signaux (512) couplé à la borne d'entrée dudit filtre et audit premier élément à retard et qui est commandé par un premier signal de commande pour produire sélectivement des échantillons retardés dudit premier élément à retard et les échantillons non retardés appliqués à la borne d'entrée dudit filtre; un second élément à retard (514) pour retarder les échantillons produits par ledit premier moyen de commutation de signaux d'une quantité de temps, NK2, o N est un nombre entier positif; un second moyen de commutation de signaux (516) couplé audit premier moyen de commutation de signaux et audit second élément à retard et qui est commandé par un second signal de commande pour sélectivement produire l'un des échantillons dudit second élément à retard et les échantillons produits par ledit premier moyen de commutation de signaux; un moyen (516) pour développer ledit premier

signal de commande à partir d'un premier bit de l'échan-

tillon numérique P; et un moyen pour développer ledit second signal de commande à partir d'un second bit du signal numérique P,

lequel bit est différent du premier.

3.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément à retard variable précité comprend de plus: un troisième élément à retard(518) pour retarder les échantillons produits par ledit second moyen de commutation d'une quantité de temps qui est sensiblement égale à K1 t moins tout retard de propagation du signal pouvant être associé auxdits premier et second moyens de

commutation de signaux.

4.- Système selon la revendication 1, répondant à une source de signaux vidéo qui peut avoir des composantes ayant des fréquences plus importantes qu'une fréquence prédéterminée, comprenant un moyen pour développer des échantillons représentant lesdits signaux vidéo contenant un moyen pour choisir une fréquence d'échantillonnage d'un

certain nombre de fréquences prédéterminées d'échan-

tillonnage o chacune desdites fréquences d'échantillonnage est plus faible que le double de ladite fréquence prédéterminée, et un moyen couplé entre ladite source et ledit moyen développant des échantillons comprenant un moyen pour atténuer les composantes desdits signaux vidéo ayant des fréquences supérieures au double de ladite fréquence choisie d'échantillonnage, caractérisé par un premier filtre (400) couplé à ladite source pour atténuer les composantes desdits signaux ayant des fréquences supérieures à ladite fréquence prédéterminée par rapport aux composantes ayant des fréquences plus faibles que ladite fréquence prédéterminée; un second filtre (450) couplé audit moyen choisissant la fréquence d'échantillonnage pour atténuer les composantes des signaux produits par ledit premier filtre ayant des fréquences plus importantes que la moitié de ladite fréquence choisie d'échantillonnage relativement aux composantes ayant des fréquences plus faibles que la moitié de ladite fréquence choisie d'échantillonnage, comprenant: une borne d'entrée; un élément à retard variable (410). couplé audit moyen choisissant la fréquence d'échantillonnage pour retarder les signaux appliqués à ladite borne d'entrée d'une quantité de temps, TD,qui peut peut être représentée par l'équation TD = K1t +PK2V, o t est une période

prédéterminée de temps, Klest une valeur entière pré-

déterminée plus grande que ou égale à zéro, K2 est une valeur entière prédéterminée plus grande que zéro et P

est une valeur entière plus grande que ou égale à zéro-

déterminée par le moyen choisissant de la fréquence d'échantillonnage; et un montage arithmétique (412) qui combine les signaux produits par ledit élément à retard à des échantillons non retardés appliqués à ladite borne d'entrée pour produire des signaux pour application audit

moyen de développement d'un échantillon.

5.- Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément à retard variable précité comprend: un premier élément à retard (510) pour retarder les échantillons appliqués à une borne d'entrée du second filtre d'une quantité prédéterminée de temps, K2t; un premier moyen de commutation de signaux (512) couplé à la borne d'entrée dudit second filtre et audit premier élément à retard et qui est commandé par un premier signal de commande pour produire sélectivement l'un desdits échantillons retardés dudit premier élément à retard et des échantillons non retardés appliqués à la borne d'entrée dudit second filtre; un second élément à retard (514) pour retarder les échantillons produits par le premier moyen de commutation de signaux d'une quantité de temps, NK2 t, o N est un nombre entier positif; un second moyen de commutation de signaux (516) couplé audit premier moyen de commutation de signaux et audit second élément à retard et qui est commandé par un second signal de commande pour produire sélectivement l'un des échantillons dudit second élément à retard et les échantillons produits par ledit premier moyen de commutation de signaux; un moyen (516) pour développer ledit premier signal de commande d'un premier bit de la valeur P; et un moyen pour développer ledit second signal de commande d'un second bit de la valeur P, lequel bit est

différent du premier.

6.- Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément à retard variable précité comprend de plus un troisième élément à retard (518) pour retarder les échantillons produits par le second moyen de commutation d'une quantité de temps qui est sensiblement égale à K1 moins tout retard de propagation du signal pouvant être associé auxdits premier et second moyens de commutation

de signaux..

7.- Système selon la revendication 1 pour un système de visualisation de télévision à image dans l'image, pour visualiser une image développée à partir d'un signal vidéo composite secondaire sous la forme d'un médaillon de dimension réduite dans l'image développée à partir d'un signal vidéo primaire, o ledit signal vidéo composite secondaire contient des composantes de luminance occupant une bande prédéterminée de fréquences et peut contenir des composantes de chrominance, et un dispositif pour le traitement dudit signal vidéo secondaire caractérisé par une borne d'entrée pour appliquer un signal de commande indiquant le rapport dont l'image secondaire est réduite relativement à l'image primaire; un premier filtre (400) répondant auxdits signaux vidéo composites secondaires pour atténuer les composantes de chrominance relativement aux composantes de luminance et produire des signaux séparés de luminance; un second filtre (450) couplé audit premier filtre pour atténuer les composantes desdits signaux de luminance ayant des fréquences dans une portion choisie de ladite bande prédéterminée de fréquences relativement aux composantes desdits signaux de luminance ayant des fréquences ne se trouvant pas dans la partie choisie de ladite bande prédéterminée de fréquencescomprenant: une borne d'entrée pour appliquer lesdits signaux de luminance audit second filtre; un élément à retard variable (410) pour retarder les signaux appliqués à ladite borne d'entrée d'une quantité de temps qui peut être représentée par l'équation TD = K1t +PK2, o r est une période prédéterminée de temps, K1 est une valeur entière prédéterminée plus grande

que ou égale à zéro, K2 est une valeur entière prédéter-

minée plus grande que zéro et P est un signal numérique qui peut avoir des valeurs entières plus grandes que zéro; un montage arithmétique (412) qui combine les signaux produits par l'élément à retard aux signaux non retardés appliqués à la borne d'entrée dudit second filtre pour produire des signaux filtrés de luminance; et un moyen couplé audit élément à retard variable et répondant audit signal de commande pour changer la valeur du signal P pour définir la partie choisie de

ladite bande prédéterminée de fréquences.

8.- Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément à retard variable précité comprend: un premier élément à retard (510) pour retarder des échantillons appliqués à la borne d'entrée du second filtre d'une quantité prédéterminée de temps, K2 t; un premier moyen de commutation de signaux (512) couplé à la borne d'entrée dudit second filtre et audit premier élément à retard et qui est commandé par un

premier signal de commande pour produire sélectivement -

l'un des échantillons dudit premier élément à retard et des échantillons appliqués à la borne d'entrée dudit second filtre; un second élément à retard (514) pour retarder les échantillons produits par ledit premier moyen de commutation de signaux d'une quantité de temps, 2K2t; un second moyen de commutation de signaux (516) couplé audit premier moyen de commutation de signaux et audit élément à retard et qui est commandé par un second signal de commande pour sélectivement produire l'un des échantillons dudit second élément à retard et des

échantillons produits par ledit premier moyen de commuta-

tion de signaux; un moyen (516) pour développer ledit premier signal de commande du bit de moindre poids du signal numérique P; et un moyen pour développer ledit second signal de commande du bit du signal numérique P qui est le bit de

poids plus important suivant le bit de moindre poids.

9.- Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément à retard variable précité comprend de plus: un troisième élément à retard (518) pour retarder les échantillons produits par ledit second moyen de commutation d'une quantité de temps qui est sensiblement égale à K1 t moins tout retard de propagation du signal qui peut être associé aux premier

et second moyens de commutation de signaux.