FR2607342A1 - Systeme de traitement de signaux de television s'adaptant au mouvement - Google Patents
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- H04N9/78—Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase for separating the brightness signal or the chrominance signal from the colour television signal, e.g. using comb filter
Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE TRAITEMENT DE SIGNAUX DE TELEVISION COMPRENANT UNE SOURCE DE SIGNAUX DE TELEVISION ET UN MOYEN, RELIE A LA SOURCE, POUR ESTIMER DES CHANGEMENTS DE L'IMAGE SUR AU MOINS UN INTERVALLE DE TEMPS DE BALAYAGE DE L'IMAGE. SELON L'INVENTION, LE SYSTEME COMPREND UN MOYEN 40, COUPLE A LA SOURCE 5 POUR TRAITER, DE MANIERE ADAPTIVE, LE SIGNAL DE TELEVISION EN REPONSE A UN SIGNAL DE CONTROLE; ET UN MOYEN GENERATEUR 50 DE SIGNAUX DE CONTROLE, COUPLE ENTRE LE MOYEN D'ESTIMATION 30 ET LE MOYEN DE TRAITEMENT ADAPTIF 40 POUR PRODUIRE LE SIGNAL DE CONTROLE PRESENTANT UNE FONCTION SENSIBLEMENT DECRITE PAR K AE-BX OU K EST LA VALEUR DU SIGNAL DE CONTROLE, A EST LA VALEUR MAXIMALE QU'IL PEUT ATTEINDRE, X EST LE CHANGEMENT ESTIME ET B EST UNE CONSTANTE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA TELEVISION.
Description
i C^J2607342 La présente invention se rapporte à un système de traitement
de signaux de télévision produisant un traitement adaptif d'un signal de télévision en réponse à des changements de l'image induits par le mouvement dans le signal de télévision. La séparation des composantes de luminance et de chrominance d'un signal vidéo composite est une étape requise dans le traitement d'un signal de télévision. Un filtre en peigne de trame peut accomplir cette séparation de manière satisfaisante, à condition qu'aucun mouvement ne se soit produit dans l'image. En présence d'un mouvement dans l'image, un filtre en peigne de ligne est préféré à un filtre en peigne de trame parce qu'il réduit les artefacts induits par le mouvement. Cependant, il peut en résulter une diminution de la résolution verticale de l'image. De même, des taches en suspension peuvent être présentes aux transitions verticales de couleur de l'image et dans les transitions en diagonale
de luminance.
Une image reproduite à partir d'un signal de télévision peut être améliorée en formant une visualisation non entrelacée à double balayage, comprenant des lignes interstitielles entre les lignes entrelacées transmises. Une ligne interstitielle satisfaisante peut être une ligne à partir de l'emplacement correspondant à celui de la ligne interstitielle, mais de la trame simple précédente, à condition qu'aucun mouvement ne se soit produit dans l'image. En présence d'un mouvement dans l'image, une ligne interstitielle interpolée de lignes dans la même trame que celle de la ligne interstitielle est préférée, mais au prix d'une diminution de la résolution verticale
de l'image et d'un papillotement horizontale.
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Dans une tentative pour obtenir une performance optimale, des systèmes, tels que ceux ci-dessus décrits, produisent simultanément des signaux différemment traités. Par exemple, on produit à la fois des composantes de luminance et de chrominance filtrées en peigne sur ligne et filtrées en peigne sur trame, ou bien à la fois des signaux interstitiels retardés d'une trame et interpolés sur lignes. L'un ou l'autre ou un certain mélange des deux signaux différents est fourni au restant du système, pour un plus ample traitement, en se basant
sur une estimation du mouvement de l'image.
Des problèmes se sont posés pour déterminer les bonnes proportions des signaux différemment traités en fonction du mouvement de l'image. Dans le cas de la séparation luminance/chrominance, si une proportion trop importante du signal de luminance filtré en peigne sur trame est incorporée dans le mélange donnant le signal séparé de luminance, alors un artefact induit par le mouvement sera visible dans l'image reproduite. Si une trop grande proportion du signal de luminance filtré en peigne sur ligne et incorporée dans ce mélange, alors la résolution verticale dans la région des changements de l'image peut être réduite et des taches en suspension
peuvent être visibles.
Dans le cas d'un convertisseur non entrelacé à double balayage, si l'on incorpore une trop grande proportion du signal retardé d'une trame dans le mélange produisant la ligne interstitielle, alors un artefact induit par le mouvement (comme des bords dentelés) sera visible dans la zone du mouvement. Par ailleurs, si une trop grande proportion du signal interpolé des lignes est incorporée dans le mélange, alors la résolution verticale
dans la zone de mouvement sera réduite et un papillo-
tement horizontal sera évident. Il est souhaitable de contr8ler de manière adaptive, en fonction du mouvement,
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le traitement du signal vidéo d'une manière produisant un mélange du signal sans dégrader indûment la résolution de l'image, ni augmenter la visibilité des artefacts induits
par le mouvement.
Selon les principes de la présente invention, la différence de l'image transmise est estimée sur un intervalle de temps de balayage d'une image. Un signal de contrôle est produit qui est une fonction non linéaire de la différence estimée de l'image. Ce signal de contrôle est utilisé pour contrôler le traitement adaptif du
signal de télévision en réponse au signal de contrôle.
Selon un aspect de la présente invention, la fonction non linéaire mettant le signal de contrôle K en rapport avec le signal x de différence de l'image est sensiblement une fonction exponentielle ayant pour formule: K = Ae-b/x (1)
o A et b sont des constantes.
Selon un autre aspect de la présente invention, une estimation d'un paramètre de l'image transmise est dérivée et la fonction non linéaire de transfert est
modifiée en réponse à la valeur du paramètre estimé.
Selon un autre aspect de la présente invention, un signal traité répond à un certain nombre de signaux représentant des lignes dans un premier balayage de l'image, un second répond à un signal représentant une ligne dans un balayage différent. Les deux sont combinés en une proportion basée sur un signal de contrôle ayant une valeur minimale pour des changements relativement petits de l'image, s'approchant d'une valeur maximale de manière asymptotique pour des changements relativement grands de l'image, et présentant une pente diminuant de
manière monotone pour les valeurs intermédiaires.
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L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaltront 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 plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 donne un schéma bloc d'un séparateur de luminance/chrominance o est incorporé un générateur de signaux de contrôle selon la présente invention; - la figure 2 donne un schéma bloc d'un convertisseur non entrelacé à double balayage o est incorporé un générateur de signaux de contrôle selon la présente invention; - la figure 3 donne un schéma bloc d'un détecteur connu de mouvement que l'on peut utiliser dans les circuits illustrés aux figures 1 et 2; - la figure 4 illustre une fonction de transfert du générateur de signaux de contrôle illustré à la figure 1 ou 2; - la figure 5 donne un schéma bloc d'une réalisation numérique d'un générateur de signaux de contrôle ayant la fonction de transfert illustrée à la figure 4, que l'on peut utiliser dans les circuits illustrés à la figure 1 ou 2; - la figure 6 donne un schéma bloc d'un moyen de combinaison de signaux que l'on peut utiliser dans les circuits illustrés aux figures 1 et 2; - la figure 7 donne un schéma bloc d'un interpolateur de lignes que l'on peut utiliser dans le circuit illustré à la figure 2; - la figure 8 illustre une fonction de transfert du générateur de signaux de contrôle que l'on peut utiliser dans le circuit illustré à la figure 2; et
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- la figure 9 est une réalisation numérique d'un générateur de signaux de contr8le ayant une fonction de transfert illustrée à la figure 9, que l'on peut
utiliser dans le circuit illustré à la figure 2.
La figure 1 illustre un séparateur de luminance/chrominance. Sur la figure 1, une borne d'entrée 5 est couplée à une source (non représentée) d'un signal vidéo composite (CV) qui contient une
composante de luminance et une composante de chrominance.
La borne d'entrée 5 est couplée aux bornes respectives d'entrée d'un filtre 10 en peigne de trame double, d'un filtre 20 en peigne-de ligne et d'un détecteur 30 de mouvement. Le filtre en peigne de trame double 10 produit, à ses bornes respectives de sortie, une composante de luminance filtrée en peigne sur trame double Yf et une composante de chrominance filtrée en peigne sur trame double Cf. La borne de sortie produisant f. la composante de luminance filtrée en peigne sur trame double Yf est couplée à une borne d'entrée d'un moyen 40
de combinaison de signaux.
Le filtre 20 en peigne de ligne produit, à ses bornes respectives de sortie, une composante de luminance filtrée en peigne sur ligne Y et une composante de chrominance filtrée en peigne sur ligne CL. La borne de sortie produisant la composante de luminance filtrée en peigne sur ligne YL est couplée à une seconde borne d'entrée du moyen de combinaison de signaux 40. Une borne de sortie du moyen de combinaison de signaux 40 est couplée à une borne de sortie 15 et produit la composante séparée de luminance Y. Une borne de sortie du détecteur de mouvement 30 produit un signal M qui est appliqué à une borne d'entrée d'un générateur 50 de signaux de contrôle. Une borne de sortie du générateur 50 produit un
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signal de contrôle K qui est appliqué à une borne d'entrée de contrôle du moyen de combinaison de signaux 40. En fonctionnement, le filtre en peigne de trame double 10 et le filtre en peigne de ligne 20 produisent, d'une manière connue, des signaux respectifs contenant les composantes de luminance. Le détecteur de mouvement produit la différence d'image, sur une base élément d'image par élément d'image, pendant tout le cours d'un intervalle de balayage d'une image, par exemple, pendant la durée d'une trame double. La grandeur de la différence d'image est produite sous la forme du signal M. Le générateur 50 de signaux de contrôle produit le signal de contrôle K qui est fonction non linéaire du signal de mouvement M. Le moyen de combinaison de signaux 40 combine des proportions complémentaires des signaux de luminance filtrés en peigne sur trame et filtrées en peigne sur ligne, respectivement, dans le signal de sortie de luminance Y, en étant contr8ôlé par le signal de contrôle K. Lorsque le signal de mouvement M indique qu'il ne s'est produit aucune différence dans l'image pendant l'intervalle de temps de l'image précédente, le moyen de combinaison de signaux 40 est conditionné pour ne produire sensiblement que le signal de luminance filtré en peigne sur trame Yf en tant que signal de luminance de sortie Y. Lorsque le signal de mouvement M indique qu'une grande différence d'image entre trames doubles s'est produite, alors le moyen de combinaison de signaux 40 est conditionné pour ne produire sensiblement que la composante de luminance filtrée en peigne sur ligne YL en tant que signal de sortie de luminance Y. Pour des valeurs intermédiaires de différence de l'image, la
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proportion des composantes de luminance filtrées en peigne sur trame et ligne change dans le moyen de combinaison de signaux 40 selon le signal de contr8le K. La figure 2 illustre un convertisseur non entrelacé à double balayage. Sur la figure 2, une borne d'entrée 7 est couplée à une source (non représentée) d'une composante d'un signal vidéo, par exemple, la composante de luminance Y. La borne d'entrée 7 est couplée aux bornes respectives d'entrée d'un retard d'équilibrage 80, d'un interpolateur de lignes 60, d'un retard de trame 70 et d'un détecteur de mouvement 30. Une borne de sortie du retard d'équilibrage 80 produit un signal R et est couplée à une borne d'entrée d'un compresseur de temps 83. Une borne de sortie du compresseur de temps 83 est couplée à une première borne d'un commutateur 90. Le p8le du commutateur 90 est couplé à une borne de sortie 25. La borne de sortie 25 est couplée à un appareil de visualisation (non représenté) qui peut reproduire le signal non entrelacé et doublement
balayé représentant l'image transmise.
Une borne de sortie de l'interpolateur de lignes 60 produit un signal IL qui est appliqué à une première borne d'entrée d'un moyen de combinaison de signaux 40'. Une borne de sortie du retard de trame 70 produit un signal If qui est couplé à une seconde borne d'entrée du moyen de combinaison de signaux 40'. Une borne de sortie du moyen de combinaison de signaux 40' produit un signal I, qui et appliqué à une borne d'entrée d'un second compresseur de temps 87. Une borne de sortie du compresseur de temps 87 est couplée à une seconde
borne d'entrée du commutateur 90.
Une borne de sortie du détecteur de mouvement produit un signal L qui est appliqué à une borne
d'entrée d'un générateur 50' de signaux de contr8le. Une.
borne de sortie du générateur 50' de signaux de contrôle
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produit un signal de contr6le K qui est appliqué à une borne d'entrée de contr8le du moyen de combinaison de
signaux 40'.
En fonctionnement, l'interpolateur de ligne 60 et le retard de trame 70 produisent des estimations différemment traitées d'une ligne interstitielle I à visualiser entre deux lignes reçues. L'interpolateur 60 produit une ligne interstitielle IL interpolée sur lignes et le retard de trame 70 produit un signal interstitiel If retardé d'une trame, d'une manière connue. Le moyen de combinaison de signaux 40' combine des proportions complémentaires des signaux interstitiels ILet If pour produire le signal interstitiel I. Le signal M indique la grandeur de la différence de l'image de la composante Y sur l'intervalle précédent de l'image. Le signal de contrôle K est une fonction non linéaire du signal de mouvement M et contrôle la proportion des signaux interstitiels interpolés d'une ligne et retardés d'une trame IL et If respectivement, dans la ligne interstitielle I. Si le signal de mouvement M indique qu'aucune différence ne s'est produite dans l'image pendant l'intervalle de temps de l'image précédente, alors le signal interstitiel I n'est sensiblement que le signal interstitiel retardé d'une trame If. Si une grande quantité de différence s'est produite dans l'image, alors le signal interstitiel I n'est sensiblement que le signal interstitiel interpolé sur ligne IL. Pour des valeurs intermédiaires d'une différence entre trames doubles, la proportion de IL et If est changée dans le moyen de combinaison de signaux ', selon le signal de contr8le K. Le compresseur de temps 83 comprime la quantité de temps requis pour explorer une ligne reçue R à la moitié d'un intervalle d'une ligne horizontale. Le compresseur de temps 87 accomplit une fonction similaire
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pour la ligne interstitielle I. La combinaison des compresseurs de temps 83 et 87 et du commutateur 90 multiplexe, dans le temps, la ligne reçue R et la ligne interstitielle I en un intervalle de temps d'une seule ligne horizontale. De cette manière, on produit un signal
vidéo non entrelacé à double balayage.
La figure 3 est un détecteur connu de différence de l'image, que l'on peut utiliser comme détecteur de mouvement 30 dans les circuits illustrés aux figures 1 et 2. Sur la figure 3, une borne d'entrée 31 est couplée à la borne d'entrée 5 de la figure 1 ou à la borne d'entrée 7 de la figure 2. La borne d'entrée 31 est couplée aux bornes respectives d'entrée d'un retard de trame double 32 et d'un soustracteur 34. Une borne de sortie du retard 32 est couplée à une seconde borne c'entrée du soustracteur 34. Une borne de sortie du soustracteur 34 est couplée par un filtre passebas 36 et un circuit de valeur absolue 38, à une borne de sortie 39. La borne de sortie 39 est couplée au générateur 50 de signaux de contrôle de la figure 1 ou au générateur 50'
de signaux de contr8le de la figure 2.
En fonctionnement, lorsqu'un signal vidéo composite (CV) est appliqué à la borne 31, le soustracteur 34 produit la différence des signaux d'image, séparés d'un intervalle d'une trame double. Le filtre passe-bas 36 atténue la bande des fréquences qui contient normalement l'information de couleur, ne laissant que l'information de différence dé l'image. Le circuit 38 de valeur absolue donne la grandeur de la différence de l'image sous la forme du signal M à la borne de sortie 39. Le détecteur ci-dessus de mouvement calcule les différences dans l'image sur un intervalle
d'une image d'une période de temps d'une trame double.
D'autres intervalles d'image, comme une période de temps d'une trame simple, peuvent également être utilisés. De
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plus, l'information de la trame simple qui est traitée au moment présent peut être utilisée pour estimer le
mouvement de l'image.
Afin de déterminer la fonction non linéaire optimale pour les générateurs 50 et 50' de signaux de contr8le, on a accompli une série d'expériences. Un circuit similaire à celui illustré à la figure 1 a été réalisé afin de séparer les composantes de luminance et de chrominance d'un signal vidéo composite. Les composantes séparées ont alors été traitées pour reproduire une image sur un tube-image, Un signal vidéo composite a été synthétisé de manière qu'une image soit transmise sur un fond gris foncé à un niveau de 20 unités IRE, o un niveau du signal de 7,5 unités IRE produit une image noire et un niveau du signal de 100 unités IRE produit une image blanche. L'image était un carré, différent du fond par un nombre prédéterminé d'unités IRE, se déplaçant d'avant en arrière horizontalement sur le fond. Pour un signal de télévision filtré en peigne sur trame double, un artefact de mouvement est visible, consistant en une ombre aux bords à droite et à gauche du carré. Par exemple, pour un niveau du fond de 20 unités IRE et un carré à 22 unités IRE, la grandeur M du changement de l'image dans les
régions d'ombre est de 2 unités IRE.
Cette visualisation a alors été observée et le signal de contrôle K changé à la main d'une valeur ne résultant que de la visualisation des composantes filtrées en peigne sur trame vers une valeur qui résulterait d'une visualisation, seulement, des composantes filtrées en peigne sur ligne. La valeur de K
pour laquelle l'ombre est devenue invisible a été notée.
Par exemple, lorsque l'on a ajusté K à 80/127 pour une différence de l'image de 2 IRE, l'ombre était juste en dessous de la visibilité. Le test a alors été répété pour un carré variant, du fond à 20 unités IRE, par les différents nombres d'unités IRE dont la liste est donnée au tableau 1, et on a noté K optimum. Toute cette série de tests a été répétée pour un niveau de fond de 35 unités IRE, sans différence significative. Le tableau
I ci-dessous illustre les résultats de ces tests.
Le carré plein se déplaçant horizontalement donne des résultats pour le mouvement de luminance à basse fréquence. Cette série de tests a été répétée pour les lignes verticales minces différent, par des niveaux prédéterminées d'unités IRE, des niveaux de fond, d'abord de 20 unités IRE puis de 30 unités IRE. Un tel schéma a une information de luminance à haute fréquence. Le tableau II ci-dessous donne les résultats de la série de
tests pour l'information de luminance à haute fréquence.
Des points pertinents empiriquement dérivés sont illustrés à la figure 4, et définissent des points d'une fonction qui donnent le mélange optimum de traitement par retard de trame double donnant la plus haute résolution verticale sans artefacts visibles induits par le mouvement. Sur la figure 4, les E représentent la basse
fréquence et les 0 représentent la haute fréquence.
Tableau I.
M (IRE) K
2 80/127
116/127
123/127
127/127
12 2607342
Tableau II.
M (IRE) K
2 92/127
100/127
515 120/127
124/127
127/127
En se basant sur ces tableaux, l'équation mathématique a été dérivée, s'approchant de la fonction représentée par ces points. Cette fonction est Ae0,924/M K = Ae-924/M o A est la constante qui détermine la valeur maximale que K peut prendre et M est la différence de l'image en unités IRE sur l'intervalle de temps d'une trame double
en un emplacement horizontal et vertical particulier.
Bien que cette équation représente la donnée empiriquement dérivée, d'autres formules mathématiques peuvent représenter aussi précisément cette donnée. C'est la donnée empirique qui définit la fonction, une formule mathématique s'approche simplement de la fonction et permet une estimation de la fonction appropriée en des
points situés entre les points dérivés empiriquement.
La figure 5 est une réalisation numérique d'un générateur 50 de signaux de contr8le que l'on peut utiliser dans le circuit illustré à la figure 1. Sur la figure 5, une mémoire morte 59 a des bornes d'entrée d'adresse qui sont couplées pour recevoir un signal numérique multibit M du détecteur de mouvement 30 (de la figure 1). Les bornes de sortie de données de la mémoire morte 59 produisent un signal K' qui est appliqué au
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moyen de combinaison de signaux 40 (de la figure 1). Si le signal numérique multibit de sortie K' comprend n bits, alors la valeur maximale que K' peut atteindre est 2n-1i 2n-1. Par exemple, si n=7, la valeur maximale est 127, et la fonction peut être rapprochée par l'équation mathématique: K' = 127e-0'924/M (3) Le signal de contrôle K est égal à K'/128, et varie de 0 à 127/128 en échelons de 1/128. Dans la réalisation numérique, on peut utiliser K' avec une atténuation fixe de 128, ce qui peut être un décalage de bits en matériel. La mémoire morte 59 est préprogrammée de façon que pour chaque valeur de M, l'emplacement adressé par cette valeur de M contienne la valeur correspondante de K'. Ainsi, pour une entrée numérique ayant pour valeur M, une sortie numérique K' est produite ayant la valeur de 127K, comme on l'a décrit à l'équation cidessus. La mémoire morte préprogrammée 59 est essentiellement un générateur de fonction à consultation de table. Comme on l'a décrit cidessus, les points dérivés empiriquement définissent la fonction, et la table des valeurs préprogrammée dans la mémoire 59 donne
des estimations de la fonction pour les valeurs d'entrée.
Les tables des valeurs dérivées d'autres formules mathématiques peuvent également donner des estimations
acceptables de la fonction.
La figure 6 montre un mode de réalisation du moyen de combinaison de signaux 40 ou 40'. Sur la figure 6, une borne d'entrée 41 est couplée au filtre en peigne 10 sur trame double (de la figure 1) ou au retard de trame simple 70 (de la figure 2). La borne d'entrée 41 est couplée à une première borne d'entrée d'un multiplicateur 43. La borne de sortie du multiplicateur
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1,4 43 est couplée à une première borne d'entrée d'un additionneur 44. La borne de sortie de l'additionneur 44 est couplée à une borne de sortie 49. La borne de sortie 49 est couplée à la borne de sortie 15 (de la figure 1) ou à la borne d'entrée du compresseur de temps 87 (de la
figure 2).
Une seconde borne d'entrée 42 est couplée à la borne de sortie du filtre en peigne de ligne 20 ( de la figure 1) ou de l'interpolateur de lignes 60 (de la figure 2). La borne d'entrée 42 est couplée à une
première borne d'entrée d'un second multiplicateur 45.
Une borne de sortie du multiplicateur 45 est couplée à une seconde borne d'entrée de l'additionneur 44. Une borne d'entrée de contrôle 46 est couplée à la borne de sortie du générateur 50 de signaux de contrôle (de la figure 1) ou du générateur 50' de signaux de contrôle (de la figure 2). La borne d'entrée de contrôle 46, porteuse du signal de contrôle K, est couplée à une seconde borne d'entrée du multiplicateur 45 et à une borne d'entrée
d'un générateur de fonction 47, qui produit le signal A -
K, o A est la valeur maximale du signal de contrôle K,
comme on l'a décrit ci-dessus pour les équations 1 et 2.
Une borne de sortie du générateur de fonction 47 est couplée à une seconde borne d'entrée du multiplicateur
43.
En fonctionnement, les multiplicateurs 43 et 45 produisent des signaux ayant des proportions variables des signaux respectifs d'entrée. L'additionneur 44 combine les signaux proportionnés des multiplicateurs 43 et 45 pour produire un signal de sortie à la borne 49 ayant des proportions variables des signaux d'entrée des bornes 41 et 42, cela étant contrôlé dans le signal de contrôle K de la borne d'entrée 46. Par exemple, lorsque le signal de contrôle K = 0, alors 0 fois le signal de la borne d'entrée 42 et (A-0) = A fois le signal de la s2607342
borne d'entrée 41 sont combinés dans l'additionneur 44.
Lorsque le signal de contrôle K = A, alors A lois le signal de la borne d'entrée 42 et (A - A) = 0 fois le signal de la borne d'entrée 41 sont combinés dans l'additionneur 44. Aux niveaux intermédiaires de K, des proportions variables des signaux d'entrée des bornes 41 et 42 sont combinées dans l'additionneur 44. Par exemple, si K = 1/4A, alors 1/4A fois le signal de la borne d'entrée 42 et A-1/4A = 3/4A fois le signal de la borne d'entrée 41 sont combinés dans l'additionneur 44. Si A=1, des proportions complémentaires des signaux d'entrée sont
combinées dans l'additionneur 44.
Un générateur 50' de signaux de contr8le ayant la fonction de transfert illustrée à la figure 4 peut avantageusement être utilisé dans le convertisseur non entrelacé à double balayage illustré à la figure 2. Dans un tel convertisseur, un compromis est fait entre le papillotement horizontal et la perte de la résolution verticale provenant des signaux interstitiels interpolés de lignes; et les artefacts induits par le mouvement, comme les bords dentelés, provenant des signaux
interstitiels retardés d'une trame simple.
Un plus ample examen a déterminé que, pour des images ne changeant pas, le pourcentage du signal interstitiel et interpolé d'une ligne devait ne pas dépasser 36/127, et pour des images changeantes, le
pourcentage devait ne pas être plus faible que 80/127.
Comme des différences dans l'image peuvent quelquefois être provoquées par le bruit, on ne peut déterminer si un signal de différence de l'image de faible valeur à la sortie d'un détecteur de mouvement est du bruit dans une image ne changeant pas ou une différence de l 'image induite par le mouvement dans une image à faible contraste. Ainsi, une sélection de 36/127 ou 80/127 peut
ne pas être correcte dans tous les cas.
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La figure 8 illustre une fonction de transfert pour le générateur de signaux de contr8le 50' (de la figure 2) qui résoud à un certain point le problème ci-dessus. La courbe en trait gras reproduit la courbe de fonction de transfert illustrée à la figure 4 à l'exception qu'une valeur minimale de Kf égale à 36/128 est établie. Les images ne changeant pas sont ainsi bien traitées lorsque des différences de l'image de faible valeur sont détectées. Cependant, si ces différences sont provoquées par un mouvement dans l'image, alors une certaine dégradation peut 8tre subie. Comme la courbe atteint une valeur de K de 80/128 lorsque le signal M de différence de l'image à une valeur qui correspond à une différence de deux unités IRE sur l'intervalle de temps de balayage de l'image (voir tableau I ci-dessus), cette dégradation est rapidement éliminée par de plus grands
changements de l'image.
De grandes transitions verticales dans des images ne changeant pas ont pour résultat un papillotement s'il y a une différence del'image provoquée par le bruit. Ce bruit est plus visible dans les zones plus claires de la transition verticale qu'il ne le serait dans les zones plus foncées. Une tentative pour minimiser cette dégradation de la qualité de l'image consiste 'à détecter l'énergie du détail vertical et à modifier la fonction de transfert en se basant sur le niveau de l'énergie détectée du détail vertical. Tandis qu'un niveau croissant de l'information de détail vertical est détecté, le niveau minimum Kf du signal de contr6le K est diminué de 36/128 vers zéro. Ainsi, tandis que l'énergie du détailvertical augmente, une plus grande partie du signal retardé d'une trame simple est mélangée au signal interpolé d'une ligne pour former le
signal interstitiel.
17 2607342
En se référant de nouveau à la figure 2, l'interpolateur de lignes 60 fournit, à une seconde borne de sortie, un signal d'information de détail vertical VD (indiqué en tracé fant8me) qui est couplé à une seconde borne d'entrée du générateur 50' de signaux de contr8le. Le générateur 50' présente la fonction de transfert illustrée à la figure 8 et est modifié par le niveau du signal d'information de détail vertical qui est fourni
par l'interpolateur de ligne 60.
La figure 7 illustre un interpolateur de lignes que l'on peut utiliser dans la version en tracé fantôme du convertisseur non entrelacé à double balayage illustré à la figure 2. La borne d'entrée 7 est couplée à une borne d'entrée d'un élément à retard d'un intervalle d'une ligne 61, et aux premières bornes respectives d'entrée d'un additionneur et d'un soustracteur 64. Une borne de sortie de l'élément à retard 61 est couplée aux secondes bornes respectives d'entrée de l'additionneur 62 et du soustracteur 64. Une borne de sortie de l'additionneur 62 est couplée à un circuit de cadrage 63
qui multiplie le signal à sa borne d'entrée par un demi.
Une borne de sortie du circuit 63 produit un signal IL qui est appliqué une borne d'entrée du moyen de combinaison de signaux 40' (de la figure 2) . Une borne de sortie du soustracteur 64 est couplée par le filtre passebas 65, à un circuit de valeur absolue 66. Le filtre passe-bas 65 atténue la partie spectrale du signal d'entrée qui contient normalement l'information de chrominance, ne laissant que l'information de détail vertical. Le circuit 66 de valeur absolue produit un signal VD représentant la grandeur de l'information de détail vertical et est couplé au générateur 50' de
signaux de contr8le (de la figure 2).
18 2607342
La figure 9 illustre un générateur 50' de
signaux de contrôle que l'on peut utiliser dans la ver-
sion en tracé fantôme du circuit illustré à la figure 2.
Sur la figure 9, le signal VD de l'interpolateur de lignes 60 (de la figure 2) est appliqué à un sous-ensemble de bornes d'entrée d'adresse de la mémoire morte 59'. Le signal M du détecteur de mouvement 30 (de la figure 2) est appliqué au restant des bornes d'entrée d'adresse de la mémoire morte 59'. Les bornes de sortie de la mémoire morte 59' produisent le signal de contrôle K et sont couplées au moyen 40' de combinaison de signaux
(de la figure 2).
En fonctionnement, la mémoire 59' a un certain nombre de courbes différentes de fonction de transfert, telles que celles illustrées à figure 8. Le signal M de différence entre trames doubles adresse un emplacement ayant la valeur-correspondante de K pour une courbe
choisie de fonction de transfert qui y est préprogrammée.
Ce signal de contrôle K est appliqué au moyen de combinaison de signaux 40' (de la figure 2). La valeur du signal VD détermine la courbe de fonction de transfert qui est choisie. Comme cela est illustré à la figure 8, tandis que la valeur du signal VD augmente, la valeur
minimale Kf de K diminue.
La présente invention appartient à la fonction de transfert non linéaire mettant le signal de différence entre trames doubles M en rapport avec la constante de proportionnalité K de manière qu'il en résulte un compromis optimal entre les artefacts par différence entre trames doubles (mouvement) et les artefacts entre trames doubles (papillotement horizontal, perte de résolution verticale). Bien que l'invention soit illustrée par des exemples de modes de réalisation se rapportant à la séparation de luminance/chrominance et une conversion non entrelacée à double balayage, d'autres
19 V2607342
applications o des signaux de différence entre trames peuvent affecter un traitement adaptif visible peuvent également employer avantageusement les principes de
1 'invention.
2607342
Claims (8)
1. Système de traitement de signaux de télévision, du type comprenant: une source d'un signal de télévision; un moyen, couplé à ladite source, pour estimer des changements de l 'image sur au moins un intervalle de temps de balayage de l'image, caractérisé par: un moyen (40), couplé à- ladite source, pour traiter de manière adaptive ledit signal de télévision en réponse à un signal de contr8le; et - un moyen (50) générateur de signaux de contr8le, couplé entre ledit moyen d'estimation et ledit moyen de traitement adaptif pour produire ledit signal de contr8le présentant une fonction sensiblement décrite par: K = Ae-b/x o K est la valeur dudit signal de contr8le, A est la valeur maximale que ledit signal de contr8le peut atteindre, x est ledit changement estimé et b est une
constante.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé par: un moyen (60) couplé à la source précitée pour estimer un paramètre du signal de télévision; et en ce que le générateur de signaux de contr8le (50') a des bornes respectives d'entrée couplées aux moyens d'estimation du changement de l'image (30) et de paramètre (60), et ayant une borne de sortie couplée audit moyen de traitement adaptif (40'), pour produire ledit signal de contr8le ayant une valeur minimale pour des changements estimés relativement petits, s'approchant d'une valeur maximale de manière asymptotique pour de
21 2607342
relativement grands changements estimés et présentant une pente diminuant de manière monotone pour des valeurs
intermédiaires du signal de contrôle.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la relation du signal de contrôle avec les changements estimés de l'image varie en fonction
du paramètre estimé.
4. Système selon l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le
générateur précité de signaux de contrôle (50, 50') présente une fonction décrite par: K = Kf pour x plus petit qu'une valeur prédéterminée, et K = Ae b/x autrement, o K est la valeur dudit signal de contrôle, A est ladite valeur maximale, x est ledit changement estimé, b est une constante et Kf est ladite valeur minimale.
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que K varie en fonction du paramètre f estimé.
6. Système selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que:
le signal de télévision représente des balayages successifs d'une image, chaque balayage comprenant un certain nombre de lignes; le moyen de traitement adaptif (40) comprend: un premier moyen de traitement (43), couplé à la source, répondant à un certain nombre de signaux représentant des lignes respectives dans un premier balayage de l'image;
22 2607342
un second moyen de traitement (45) couplé à la source, répondant à un signal représentant une ligne dans un balayage de l'image autre que le premier balayage; un moyen (44) ayant des bornes respectives d'entrée couplées aux premier et second moyens de traitement, pour combiner les signaux aux bornes d'entrée en proportion en se basant sur le signal de contrôle; et un moyen (47) couplé entre le moyen d'estimation et le moyen de combinaison pour produire le signal de contrôle ayant une valeur minimale pour des changements estimés relativement petits de l'image, s'approchant d'une valeur maximale de manière asymptotique pour des changements estimés relativement grands de l'image et présentant une pente diminuant de manière monotone pour des valeurs intermédiaires du
signal de contrôle.
7. Système selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
générateur de signaux de contrôle comprend une mémoire
morte (59).
8. Système selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que
b=0,924.
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