FR2662037A1 - Recepteur de signal video de television haute definition et procede de traitement s'y rapportant. - Google Patents
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Abstract
Procédé pour recevoir un signal de télévision haute définition utilisant les procédés de séparation de bande et de sous échantillonnage. Le mode de réalisation concret du procédé peut être obtenu en convertissant le signal de radiofréquence reçu en un premier signal de fréquence intermédiaire et en séparant de celui-ci un second signal de fréquence intermédiaire et un signal de fréquence intermédiaire à bande étroite. Le signal de fréquence intermédiaire à bande étroite est verrouillé dans une fréquence fixe donnée pour démoduler le second signal de fréquence intermédiaire dans une technique par déplacement de phase en quadrature. Le signal démodulé est filtré passe bas et converti en un signal numérique pour séparer de celui-ci un signal de synchronisation, un signal audio, un signal de commande. Le signal numérique est traité dans une bande de fréquences élevées en fonction du signal de commande, et il est retardé d'un temps donné. Le signal retardé est additionné au signal traité dans la bande de fréquences élevées. Le signal additionné est séparé en des signaux de luminance (Y) et de chrominance (R-Y, B-Y) pour être convertis en des signaux analogiques.
Description
RECEPTEUR DE SIGNAL VIDEO DE TELEVISION HAUTE DEFINITION
ET PROCEDE DE TRAITEMENT S'Y RAPPORTANT
La présente invention se rapporte à un circuit pour recevoir un signal de télévision haute définition (désignée dans la suite comme HDTV) et à un procédé de traitement de signal s'y rapportant par l'utilisation d'un procédé de séparation de bande de fréquence et de sous échantillonnage dans un récepteur d'image HDTV.
ET PROCEDE DE TRAITEMENT S'Y RAPPORTANT
La présente invention se rapporte à un circuit pour recevoir un signal de télévision haute définition (désignée dans la suite comme HDTV) et à un procédé de traitement de signal s'y rapportant par l'utilisation d'un procédé de séparation de bande de fréquence et de sous échantillonnage dans un récepteur d'image HDTV.
La HDTV à la fait l'objet de recherche au Japon depuis 1960 comme un moyen pour améliorer la qualité d'image de la télévision (TV) couleur classique. La recherche a été orientée principalement vers l'obtention d'une qualité d'image plus dynamique et plus vivante, cherchant à produire une haute qualité d'image équivalente à la qualité d'image produite dans les salles de cinéma ordinaires. La prédominance du Japon dans la recherche concernant la HDTV s'est maintenue jusque vers les années 1980, cependant, d'autres pays avaient également commencé à se mettre à cette recherche depuis le milieu des années 1980.
Le Japon a achevé le développement d'un procédé d'encodeur à sous-échantillonnage multiple inférieur au taux de Nyquist (dans la suite désigné par MUSE) pour la
HDTV centré autour de NHK tandis que l'Europe avait développé un procédé HD-MAC qui est complètement différent du procédé MUSE du Japon. Aux USA, un certain nombre de ces procédés sont suggérés mais aucun de ces procédés n'est agréé encore comme standard. Les procédés suggérés aux USA sont ZC-TV du DSRC, HD-TV à compatibilité de spectre de
Zenith, Mit du MIT, et SLSC de Bell Laboratory. Le procédé
MUSE emploie une technique de sous-échantillonnage multiple. Le procédé Mit utilise une technique de codage de sous-bande. Fondamentalement, les autres types que les procédés ci-dessus adoptent pour la plupart l'une des techniques décrites ci-dessus.
HDTV centré autour de NHK tandis que l'Europe avait développé un procédé HD-MAC qui est complètement différent du procédé MUSE du Japon. Aux USA, un certain nombre de ces procédés sont suggérés mais aucun de ces procédés n'est agréé encore comme standard. Les procédés suggérés aux USA sont ZC-TV du DSRC, HD-TV à compatibilité de spectre de
Zenith, Mit du MIT, et SLSC de Bell Laboratory. Le procédé
MUSE emploie une technique de sous-échantillonnage multiple. Le procédé Mit utilise une technique de codage de sous-bande. Fondamentalement, les autres types que les procédés ci-dessus adoptent pour la plupart l'une des techniques décrites ci-dessus.
Cependant, dans les recherches et développements courants de la technique d'émission de HDTV, il est demandé que non seulement une haute qualité d'image mais aussi une compatibilité avec la TV couleur existante (Télévision couleur NTCS) soient obtenues.
Le procédé MUSE de NHK du Japon n'est pas compatible avec la TV couleur existante, mais le procédé AC-TV du DSRC qui est l'un des quelques procédés de HDTV suggérés aux USA utilise une technique qui multiplexe d'autres signaux de TV avec les signaux de TV couleur existants (le signal NTSC) de manière à être compatible avec la TV couleur existante.
Cependant, le procédé AC-TV du DSRC a de nombreux problèmes technologiques à résoudre et particulièrement il est connu pour avoir une limite dans l'obtention d'une bande de fréquences plus élevée dans le traitement des signaux de
TV.
TV.
I1 est nouvellement demandé, comme moyen pour résoudre les problèmes apparus dans le procédé AC-TV, que les signaux de HDTV adoptent la même bande de fréquences que ceux de la TV couleur existante lorsque les signaux de HDTV sont diffusés, tout en conservant la comptabilité avec la
TV couleur existante. Dans ce cas, le canal non utilisé dans la TV couleur existante est utilisé pour émettre le signal de HDTV.
TV couleur existante. Dans ce cas, le canal non utilisé dans la TV couleur existante est utilisé pour émettre le signal de HDTV.
C'est par conséquent un objet de la présente invention de procurer un procédé pour être utilisé dans une HDTV pour utiliser la même bande de fréquences qu'une bande de fréquences utilisée dans la TV couleur NTSC existante.
C'est un autre objet de la présente invention de créer un circuit et un procédé pour décoder le signal de HDTV reçu ayant une compatibilité de spectre en utilisant des procédés de séparation et de sous-échantillonnage de bande de fréquences.
La présente invention propose à cet effet un circuit pour traiter un signal reçu, un circuit pour verrouiller dans une fréquence stable donnée le premier signal de traitement et pour démoduler le second signal de traitement par l'utilisation d'un procédé de déplacement de phase en quadrature, un circuit pour filtrer passe bas les signaux démodulés et pour convertir les signaux filtrés passe bas en des signaux numériques, un circuit pour séparer le premier signal numérique en des signaux de synchronisation, audio et de commande, un circuit pour traiter le premier signal converti en numérique dans une bande de hautes fréquences en fonction du signal de commande séparé, un circuit pour retarder le second signal numérique converti d'un temps donné et pour additionner le signal retardé au signal traité dans la bande hautes fréquences et un circuit pour séparer le signal additionné en des signaux de luminance et de chrominance pour être convertis en des signaux analogiques.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 est un schéma-blocs montrant un circuit de réception de signal HDTV selon la présente invention;
la figure 2 est un schéma davantage détaillé d'un processeur de signal de bande de hautes fréquences 10 montré à la figure 1;
la figure 3 est un graphique montrant la caractéristique d'un filtre de fréquences intermédiaires à bande de fréquences étroite 2 montré à la figure 1;
les figures 4A et 4B sont des formats d'information montrant les signaux sortis des premier et second convertisseurs A/D (analogique/numérique) 8, 9 de la figure 1;;
les figures 5A et 5B sont des schémas pour montrer la transformation de structure d'échantillonnage d'un premier et d'un second interpolateurs de champ 104, 101 montrés à la figure 2;
la figure 6 est un graphique pour montrer la transformation de spectre du premier interpolateur de champ 104 montré à la figure 2;
les figures 7A et 7B sont des graphiques pour montrer la transformation de spectre d'un premier et d'un second convertisseurs d'échantillonnage 105, 102 de la figure 2;
les figures 8A et 8B sont des schémas pour montrer la transformation d'échantillonnage d'un interpolateur de trame 106 de la figure 2;;
les figures 9A et 9B sont des schémas de traitement montrant l'interpolation de trame exécutée dans l'interpolateur de trame 106 de la figure 2 en fonction d'un vecteur mouvement;
la figure 10 est un schéma pour montrer l'interpolation entre une Nième trame et une (N-l)ième trame;
la figure 11 est un graphique pour montrer la transformation de spectre exécutée pendant l'interpolation de trame;
la figure 12 est un graphique pour montrer la transformation de spectre du second interpolateur de champ 101 de la figure 2;
les figures 13A et 13B sont des graphiques pour montrer les caractéristiques d'entrée/sortie du circuit de décalage de fréquence 108 montré à la figure 2;
les figures 14A à 14C sont des graphiques pour montrer le spectre d'entrée/sortie d'un additionneur 12 de la figure 1; ;
la figure 15 est un schéma pour montrer le format de l'information d'entrée d'un circuit ITLC d'inversion 13 de la figure 1; et
les figures 16A et 16B sont des graphiques montrant le circuit ITLC d'inversion 13 ou des premier et second convertisseurs A/D 8, 9 montrés à la figure 1.
la figure 1 est un schéma-blocs montrant un circuit de réception de signal HDTV selon la présente invention;
la figure 2 est un schéma davantage détaillé d'un processeur de signal de bande de hautes fréquences 10 montré à la figure 1;
la figure 3 est un graphique montrant la caractéristique d'un filtre de fréquences intermédiaires à bande de fréquences étroite 2 montré à la figure 1;
les figures 4A et 4B sont des formats d'information montrant les signaux sortis des premier et second convertisseurs A/D (analogique/numérique) 8, 9 de la figure 1;;
les figures 5A et 5B sont des schémas pour montrer la transformation de structure d'échantillonnage d'un premier et d'un second interpolateurs de champ 104, 101 montrés à la figure 2;
la figure 6 est un graphique pour montrer la transformation de spectre du premier interpolateur de champ 104 montré à la figure 2;
les figures 7A et 7B sont des graphiques pour montrer la transformation de spectre d'un premier et d'un second convertisseurs d'échantillonnage 105, 102 de la figure 2;
les figures 8A et 8B sont des schémas pour montrer la transformation d'échantillonnage d'un interpolateur de trame 106 de la figure 2;;
les figures 9A et 9B sont des schémas de traitement montrant l'interpolation de trame exécutée dans l'interpolateur de trame 106 de la figure 2 en fonction d'un vecteur mouvement;
la figure 10 est un schéma pour montrer l'interpolation entre une Nième trame et une (N-l)ième trame;
la figure 11 est un graphique pour montrer la transformation de spectre exécutée pendant l'interpolation de trame;
la figure 12 est un graphique pour montrer la transformation de spectre du second interpolateur de champ 101 de la figure 2;
les figures 13A et 13B sont des graphiques pour montrer les caractéristiques d'entrée/sortie du circuit de décalage de fréquence 108 montré à la figure 2;
les figures 14A à 14C sont des graphiques pour montrer le spectre d'entrée/sortie d'un additionneur 12 de la figure 1; ;
la figure 15 est un schéma pour montrer le format de l'information d'entrée d'un circuit ITLC d'inversion 13 de la figure 1; et
les figures 16A et 16B sont des graphiques montrant le circuit ITLC d'inversion 13 ou des premier et second convertisseurs A/D 8, 9 montrés à la figure 1.
En se référant à la figure 1, un processeur de réception 1 convertit une radiofréquence (désignée dans la suite comme un signal RF), qui est délivrée à partir d'une antenne (ANT), en un signal de fréquence intermédiaire (désigné dans la suite par IF). Un filtre IF à bande de fréquences étroite 2 connecté à une borne de sortie du processeur de réception 1, filtre le signal sorti du processeur de réception 1 en une bande de fréquences étroite pour séparer un signal IF comportant une porteuse de celle-ci. Un filtre IF 3 connecté à une borne de sortie du processeur de réception 1, filtre un signal IF nécessaire pour recevoir un signal de HDTV pour l'extraire du signal sorti du processeur de réception 1. Une boucle à verrouillage de phase en fréquence (dans la suite désignée par FPLL) 5 verrouille le signal IF sorti du filtre 2 dans une fréquence fixe constante donnée.Un démodulateur par déplacement de phase en quadrature 4 comporte des multiplieurs 41, 42 connectés respectivement aux bornes de sortie du filtre IF 3. Le multiplieur 41 multiplie le signal sorti du filtre 3 par le signal sorti d'un circuit à décalage de phase de 90 43 connecté à la FPLL 5. Le multiplieur 42 multiplie le signal sorti du filtre 3 par le signal sorti de la FPLL 5. Les signaux sortis des multiplieurs 41, 42 sont démodulés dans un procédé de démodulation par déplacement de phase en quadrature et séparés, respectivement, en des signaux de bande de fréquences hautes et basses.
Le premier et le second filtres passe bas (désignés dans la suite comme LPF) 6, 7 connectés aux bornes de sorite des multiplieurs 41, 42 respectivement, filtrent en basses fréquences les signaux sortis du démodulateur par déplacement de phase en quadrature 4, respectivement. Les
LPF 6, 7 filtrent la bande de fréquences de (1/4) Xo' des signaux de bande de fréquences hautes et basses sortis, respectivement, des multiplieurs 41, 42 suivant un axe horizontal. Dans ce cas, le Xo' représente la bande de fréquences sortie du processeur de signal de bande de hautes fréquences 10. Les premier et second convertisseurs
A/D 8, 9 convertissent les signaux sortis, respectivement, du premier et du second LPF 6, 7 en des signaux numériques.
LPF 6, 7 filtrent la bande de fréquences de (1/4) Xo' des signaux de bande de fréquences hautes et basses sortis, respectivement, des multiplieurs 41, 42 suivant un axe horizontal. Dans ce cas, le Xo' représente la bande de fréquences sortie du processeur de signal de bande de hautes fréquences 10. Les premier et second convertisseurs
A/D 8, 9 convertissent les signaux sortis, respectivement, du premier et du second LPF 6, 7 en des signaux numériques.
Un séparateur 15 reçoit les signaux sortis du premier et du second convertisseurs A/D 8, 9, il sépare le signal reçu en un signal de synchronisation, un signal audio, un vecteur de mouvement et un signal de commande. Un décodeur audio 16 décode le signal audio séparé sorti du séparateur 15. Un processeur de signal de bande de hautes fréquences 10 connecté au premier convertisseur A/D 8, traite le signal de bande de hautes fréquences hors du signal sorti de celui-ci, en fonction du signal de commande sorti du séparateur 15.
Un circuit de retardement 11 retarde le signal sorti du second convertisseur A/D 9 d'un temps donné lorsque les signaux sortis du second convertisseur A/D 9 et du processeur de signal de bande de hautes fréquences 10 sont additionnés par un additionneur 12. Le circuit ITLC (d'intégration de luminance et chrominance comprimées en temps) d'inversion 13 convertit le signal sorti de l'additionneur 12 en un signal de luminance Y et des signaux de chrominance B-Y, R-Y. Un convertisseur D/A (numérique/analogique) 14 convertit, respectivement, les signaux Y, B-Y et R-Y sortis du circuit ITLC d'inversion 13 en des signaux analogiques.
En se référant à la figure 2, un premier interpolateur de champ 104 connecté au premier convertisseur A/D 8, interpole entre les champs du signal numérique sorti du premier convertisseur A/D 8. Un second interpolateur de champ 101 connecté au premier convertisseur A/D 8, reçoit le signal numérique de celui-ci pour interpoler entre les champs en fonction du vecteur de mouvement sorti du séparateur 15. Un premier convertisseur d'échantillonnage 105 connecté à la borne de sortie du premier interpolateur de champ 104, convertit l'échantillonnage d'entrée en un échantillonnage de sortie dans le rapport de 1/2. Un second convertisseur d'échantillonnage 102 connecté au second interpolateur de champ 101, convertit l'échantillonnage d'entrée en un échantillonnage de sortie dans le rapport de 1/2.
Un LPF H-V 103 filtre une bande de fréquences donnée du signal sorti du second convertisseur d'échantillonnage 102 dans les directions horizontale et verticale. Un interpolateur de trame 106 connecté au premier convertisseur d'échantillonnage 105, reçoit le signal sorti du premier convertisseur d'échantillonnage 105 pour interpoler entre les trames de l'écran en fonction d'un signal issu d'une borne de vecteur de mouvement 151. Un détecteur de zone de mouvement 109 détecte une zone de mouvement d'un signal d'image sorti du LPF H-V 103, en fonction du signal de la borne de vecteur de mouvement 151.
Un mélangeur 107 mélange les signaux sortis du LPF H-V 103 et de l'interpolateur de trame 106 en fonction du signal sorti du détecteur de zone de mouvement 109. Un circuit de décalage en fréquence 108 régénère la fréquence qui avait été modifiée en une bande de hautes fréquences par le démodulateur par déplacement de phase en quadrature 4 par le décalage de la fréquence sortie du mélangeur 107.
En se référant à la figure 3, on voit un graphique montrant la caractéristique de sortie d'un filtre de fréquence intermédiaire à bande de fréquences étroite 2 de la figure 1.
En se référant à la figure 4A, on voit un format représentant les caractéristiques de sortie du premier convertisseur A/D 8. A la figure 4B on voit un format représentant les caractéristiques de sortie du second convertisseur A/D 9. Comme cela est montré à la figure 4A, les signaux de synchronisation verticale et audio sont traités pendant l'intervalle de retour de spot vertical, et les signaux vidéos pendant les lignes de balayage. En se référant à la figure 4B on voit, d'une autre manière, que le signal de synchronisation verticale et le vecteur de mouvement et les autres signaux sont traités pendant l'intervalle de retour de spot vertical, et le signal vidéo pendant les lignes de balayage.
En se référant à la figure 5A, ont voit un schéma représentant la structure d'échantillonnage avant l'interpolation dans les premier et second interpolateurs 104 et 101. Comme cela est montré à la figure 5A, un champ pair et un champ impair sont entrecroisés l'un l'autre à des intervalles de ligne de Xo'/2. La figure 5B est un schéma représentant la transformation de l'échantillonnage après l'interpolation dans les premier et second interpolateurs 104 et 101. Dans ce cas, des points blancs sont représentés en tant que signal d'origine et des points noirs en tant que signal d'interpolation.
La figure 6 est un schéma de transformation de spectre lorsque le signal sorti du premier convertisseur A/D 8 est passé à travers le premier interpolateur de champ 104 de la figure 2.
La figure 7A est un graphique représentant l'état avant la transformation de spectre du premier et du second convertisseurs d'échantillonnage 105, 102. La figure 7B est un graphique représentant l'état après la transformation de spectre du premier et du second convertisseurs d'échantillonnage 105 et 102.
Les figures 8A et 8B, sont des schémas représentant, respectivement, les états avant et après la transformation d'échantillonnage d'un interpolateur de trame 106 de la figure 2.
Les figures 9A et 9B sont des diagrammes de traitement représentant l'opération d'interpolation de trame en fonction du vecteur de mouvement dans l'interpolateur de trame 106.
La figure 10 est un schéma représentant l'opération d'interpolation entre la Nième et la (N-l)ième trames.
La figure 11, est un diagramme de transformation de spectre pendant l'interpolation de trame par l'interpolateur de trame 106 de la figure 2. La figure 12 est un diagramme de transformation de spectre du second interpolateur de champ 101 de la figure 2.
Les figures 13A, 13B sont des graphiques représentant, respectivement, les états avant et après le décalage de fréquence par le circuit de décalage de fréquence 108 de la figure 2.
La figure 14A est un spectre de sortie par le circuit de décalage de fréquence 108 de la figure 2. La figure 14B est un spectre de sortie par le circuit de retardement 11 de la figure 1. La figure 14C est un spectre de sortie par l'additionneur 12 de la figure 1.
La figure 15 est un format de signal d'entrée du circuit ITLC d'inversion 13 de la figure 1.
Les figures 16A et 16B, sont des graphiques représentant, respectivement, en axes vertical/horizontal et en axes des temps/horizontal les spectres du circuit
ITLC d'inversion 13 ou du premier et du second convertisseur A/D 8, 9 de la figure 1.
ITLC d'inversion 13 ou du premier et du second convertisseur A/D 8, 9 de la figure 1.
En se référant maintenant aux figures 1 à 16, un mode de réalisation de la présente invention va être décrit en détail.
Le signal RF appliqué au processeur de réception 1 par l'intermédiaire de l'antenne ANT est détecté en tant qu'une fréquence intermédiaire (IF) et est ensuite appliqué au filtre IF à bande de fréquences étroite 2 et au filtre IF 3. Le graphique de la caractéristique de sortie du filtre
IF à bande de fréquences étroite 2 est tel que montré à la figure 3. Les bandes latérales supérieure et inférieure centrées sur la fréquence intermédiaire sont respectivement réparties avec une largeur de bande fn. I1 est souhaitable que la largeur de bande fn soit aussi étroite que possible.
IF à bande de fréquences étroite 2 est tel que montré à la figure 3. Les bandes latérales supérieure et inférieure centrées sur la fréquence intermédiaire sont respectivement réparties avec une largeur de bande fn. I1 est souhaitable que la largeur de bande fn soit aussi étroite que possible.
Par conséquent, le filtre à fréquence intermédiaire à bande de fréquences étroite 2 filtre seulement une fréquence intermédiaire fif contenant le signal porteur. Le signal sorti du filtre 2 est appliqué à la FPLL 5 pour verrouiller le signal de fréquence intermédiaire de la bande de fréquences étroite dans un état fixe. Dans ce cas, la fréquence sortie de la FPLL 5 est également fif mais les phases de celle-ci sont différentes. La fréquence du signal de fréquence intermédiaire verrouillée par la FPLL 5, est appliquée au circuit de décalage de phase de 900 43 et au multiplieur 42 dans le démodulateur par déplacement de phase en quadrature 4. Le multiplieur 41 reçoit le signal sorti du circuit à décalage de phase de 900 43 et du multiplieur 42, il démodule les signaux sortis du filtre IF 3.Le filtre IF 3 filtre seulement le signal de fréquence intermédiaire destiné à la HDTV à partir des signaux sortis du processeur de réception 1.
Le signal appliqué au démodulateur par déplacement de phase en quadrature 4 est traité en fonction du signal sorti de la FPLL 5. Le signal sorti du filtre IF 3 est multiplié par le signal sorti de la FPLL 5 au moyen du multiplieur 42 pour passer seulement un signal vidéo de bande de base en phase en concordance avec la phase. Le signal sorti du filtre intermédiaire 3 est multiplié par le signal décalé en phase de 900 par le circuit de décalage de phase à 900 43 au moyen du multiplieur 41, de manière à être passé seulement en ce qui concerne le signal vidéo de bande de base en quadrature de phase. Dans ce cas, le signal sorti du multiplieur 42 est un signal de bande de fréquences basses qui est passé seulement en bande de fréquences de (1/4) Xo' par le second LPF 7.
Le signal sorti du second LPF 7 est converti en un signal numérique par le second convertisseur A/D 9 et il est délivré au circuit de retardement 11. Le circuit de retardement 11 retarde le signal sorti du second convertisseur A/D 9 de la même durée que celle utilisée pour traiter le signal sorti du premier convertisseur A/D 8 par le processeur de signal de bande de fréquences 10. Les signaux sortis du second convertisseur A/D 9 et du premier convertisseur A/D 8 sont délivrés au séparateur 15.
Le signal de sortie multiplié par le multiplieur 41 est dans une bande de fréquences élevées et la bande de fréquences de (1/4) Xo' de celui-ci est filtrée par le premier LPF 6. Le signal sorti du premier LPF 6 est converti en un signal numérique par le premier convertisseur A/D 8. Le signal sorti du premier convertisseur A/D 8 est délivré en commun à la fois au processeur de signal de bande de hautes fréquences 10 et au séparateur 15. Le séparateur 15 reçoit le signal sorti du premier convertisseur A/D 8 afin de le séparer en signaux synchrones et signaux audios, et il reçoit également le signal sorti du second convertisseur A/D 9 afin de le séparer en vecteur mouvement et autres informations (TTX etc.).Le signal audio sorti du séparateur 15 est traité pendant l'intervalle de retour de spot vertical comme cela est montré à la figure 4A, et le vecteur mouvement et les autres informations sorties de celui-ci sont traités pendant l'intervalle de retour de spot vertical comme cela est montré à la figure 4B. Un signal de synchronisation horizontale est traité dans la première partie de la ligne horizontale et un signal de synchronisation verticale est traité dans la première partie du champ, comme cela est montré aux figures 4A et 4B.
En se référant à la figure 2, le signal sorti du premier convertisseur A/D 8 est délivré au premier interpolateur de champ 104 ou au second interpolateur de champ 101. La structure d'échantillonnage du signal d'entrée du premier interpolateur de champ 104 est représentée par la figure 5A, et la structure d'échantillonnage du signal sorti du premier interpolateur de champ 104 est montrée à la figure 5B. Le signal de la fréquence d'échantillonnage (1/2) Xo' tel que montré à la figure 5A est converti en signal de fréquence d'échantillonnage Xo' après interpolation comme cela est montré à la figure 5B. Les points noirs et blancs de la figure 5B indiquent respectivement, le signal d'origine et le signal interpolé par le premier interpolateur de champ 104.
D'autre part, le spectre du signal interpolé par le premier interpolateur de champ 104 est représenté comme cela est montré à la figure 6 et le signal interpolé est dans la bande de fréquences de O à (1/2) Zo suivant l'axe des temps et de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal, respectivement. Dans ce cas, le Zo indique une fréquence de trame. Avant interpolation par le premier interpolateur de champ 104, le spectre du signal sorti du premier convertisseur A/D 8 est réparti dans la région allant de O à Zo suivant l'axe des temps et de 0 à (1/4) Xo' suivant l'axe horizontal, respectivement.Il résulte de l'interpolation dans le premier interpolateur de champ 104, que le spectre réparti dans la région allant de O à Zo suivant l'axe des temps et de 0 à (1/4) Xo' suivant l'axe horizontal, modifie le nouveau spectre réparti dans la région allant de 0 à (1/2) Zo suivant l'axe des temps et de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal, respectivement. Par conséquent, la bande de 0 à (1/4) Xo' suivant l'axe horizontal est repliée de sorte que le signal de la bande de fréquences de 0 à (1/2) Xo' est produit suivant l'axe horizontal.
Lorsque le champ est interpolé par le premier interpolateur de champ 104, le premier interpolateur de champ 104 reçoit une information de vecteur mouvement issu de la borne de vecteur mouvement 151. Le champ précédent des deux champs est déplacé en fonction du vecteur mouvement. La fréquence d'échantillonnage Xo' du signal sorti du premier interpolateur de champ 104 est deux fois plus grande que la fréquence d'échantillonnage 2Xo' du signal de la sortie de signal du premier convertisseur d'échantillonnage 105. Une structure de spectre selon le signal sorti du premier convertisseur d'échantillonnage 105 est telle que montrée aux figures 7A et 7B. L'axe vertical représente l'amplitude du signal, et l'axe horizontal la fréquence, comme cela est montré aux figures 7A et 7B. La figure 7A montre l'état de spectre avant la transformation d'échantillonnage, et la figure 7B montre l'état de spectre après celle-ci, un rapport de signal d'entrée par rapport à la sortie du premier convertisseur d'échantillonnage 105 étant 1/2.
Le signal sorti du premier convertisseur d'échantillonnage 105 est appliqué à l'interpolateur de trame 106. Le signal sorti de l'interpolateur de trame 106 est traité en fonction de l'information du vecteur mouvement sortie de la borne du vecteur mouvement 151 de manière à interpoler entre les trames du signal vidéo. La structure d'échantillonnage telle que montrée à la figure 8A est convertie dans la structure d'échantillonnage telle que montrée à la figure 8B par l'opération d'interpolation de trame. La trame précédente et la trame actuelle sont interpolées par l'interpolateur de trame 106, comme cela est montré à la figure 8B.Si, avant d'interpoler les deux signaux de trame par l'interpolateur de trame 106, il se produit un déplacement latéral ou du brouillage dans l'écran de transmission, la trame précédente est décalée en fonction du vecteur mouvement sorti de la borne de vecteur mouvement 151. Lorsque la (N-l)ième trame représentée par une ligne pointillée se déplace vers la Nième trame représentée en trait plein, comme cela est montré à la figure 9A, la trame est décalée de la même valeur que l'amplitude du vecteur mouvement, comme cela est montré à la figure 9B. Puis, le signal décalé en fonction du vecteur mouvement est interpolé par l'interpolateur de trame 106 de sorte que les Nième et (N-l)ième signaux de trame sont interpolés de manière à produire une trame, et tels que montrés à la figure 10. Le signal sorti de l'interpolateur de trame 16 est appliqué au mélangeur 107.
En se référant à la figure 11, l'opération d'interpolation de trame par l'interpolateur de trame 106 va être décrite en plus grand détail. Le spectre réparti dans la bande allant de 0 à (1/2) Zo et suivant l'axe des temps et de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal, est transformé en un nouveau spectre réparti dans la bande allant de 0 à (1/4) Zo suivant l'axe des temps et de 0 à
Xo' suivant l'axe horizontal. C'est-à-dire que la bande de fréquences de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal est repliée de sorte que le signal de bande de hautes fréquences est produit suivant l'axe horizontal.Comme résultat de l'opération d'interpolation de trame, le spectre réparti dans la bande allant de 0 à (1/4) Zo et de (1/2) Xo'-Xo' est restauré.
Xo' suivant l'axe horizontal. C'est-à-dire que la bande de fréquences de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal est repliée de sorte que le signal de bande de hautes fréquences est produit suivant l'axe horizontal.Comme résultat de l'opération d'interpolation de trame, le spectre réparti dans la bande allant de 0 à (1/4) Zo et de (1/2) Xo'-Xo' est restauré.
D'autre part, le signal sorti du premier convertisseur
A/D 8 est également appliqué au second interpolateur de champ 101. Le fonctionnement du second interpolateur de champ 101 est similaire à celui du premier interpolateur de champ 104, en interpolant la structure de spectre de la figure 5A dans celle de la figure 5B. Mais la fréquence de repli du second interpolateur de champ 101 n'agit pas de la même façon que celle du premier interpolateur de champ 104.
A/D 8 est également appliqué au second interpolateur de champ 101. Le fonctionnement du second interpolateur de champ 101 est similaire à celui du premier interpolateur de champ 104, en interpolant la structure de spectre de la figure 5A dans celle de la figure 5B. Mais la fréquence de repli du second interpolateur de champ 101 n'agit pas de la même façon que celle du premier interpolateur de champ 104.
Le spectre réparti dans la bande allant de 0 à Yo suivant l'axe vertical et de 0 à (1/4) Xo' suivant l'axe horizontal, est modifié en un nouveau spectre réparti dans la bande allant de 0 à (1/2) Yo suivant l'axe vertical et de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal, comme cela est montré à la figure 12. Dans ce cas, Yo indique le nombre de lignes totales. Le signal ci-dessus de la bande allant de (1/4) Xo' à (1/2) Xo' suivant l'axe des temps est replié à 0 à (1/4) Xo' suivant l'axe des temps et (1/2) Yo à Yo suivant l'axe vertical, lorsque la partie émission traite le signal d'émission.
Le signal sorti du second interpolateur de champ 101 est échantillonné par le second convertisseur d'échantillonnage 102 de la figure 2, le rapport de signal entré à signal sorti du second convertisseur d'échantillonnage 102 étant de 1/2. Le fonctionnement du premier convertisseur d'échantillonnage 105 est similaire à celui du second convertisseur d'échantillonnage 102, en convertissant la structure de spectre de la figure 7A dans celle de la figure 7B. Le signal converti sorti du second convertisseur d'échantillonnage 102 est appliqué au LPF H-V 103 qui filtre la fréquence de la partie hachurée montrée à la figure 12. Le LPF H-V 103 passe la bande allant de 0 à (1/2) Yo suivant l'axe vertical et de 0 à (1/2) Xo' suivant l'axe horizontal. Le signal sorti du LPF H-V 103 est appliqué au mélangeur 107.
Le détecteur de zone de nouvement 109 détecte la zone de mouvement du signal sorti du LPF H-V 103 en fonction de l'état de la borne de vecteur mouvement 151. Le détecteur de zone de mouvement 109 détecte la zone de mouvement de l'image en fonction du signal de la borne de vecteur mouvement 151 et il commande le mélangeur 107 en fonction de la valeur de mouvement de la zone de mouvement. Les signaux sortis du LPF H-V 103 et de l'interpolateur de trame 106 sont mélangés dans le mélangeur 107 en fonction du signal sorti du détecteur de zone de mouvement 109. Le détecteur de zone de mouvement 109 reçoit le signal sorti du LPF H-V 109 compare le Nième signal de trame actuelle avec le (N-l)ième signal de trame précédente.Cependant, si le signal comparé est détecté comme étant un signal d'état de déplacement latéral ou de brouillage, le détecteur de zone de mouvement 109 ne peut pas détecter la zone de mouvement. Cependant, puisque le détecteur de zone de mouvement 109 détecte la totalité de la trame en tant que zone de mouvement elle même, le détecteur de zone de mouvement 109 détecte la zone de mouvement par comparaison de la trame précédente avec la trame actuelle, après décalage du signal de trame précédente de la même valeur que l'amplitude du vecteur déplacé en fonction du vecteur mouvement, comme cela est montré à la figure 9A.Le moment
K de la zone de mouvement détectée est appliqué au mélangeur 107 qui mélange les signaux sortis du LPF H-V 103 et de l'interpolateur de trame 106 en fonction du signal sorti du détecteur de zone de mouvement 109 de manière à satisfaire l'équation suivante
St = K.Sm + (1-k). Ss
dans laquelle Sm indique le signal sorti du LPF H-V 103, Ss indique le signal sorti de l'interpolateur de trame 106, St indique le signal sorti du mélangeur 107 et K indique le moment.
K de la zone de mouvement détectée est appliqué au mélangeur 107 qui mélange les signaux sortis du LPF H-V 103 et de l'interpolateur de trame 106 en fonction du signal sorti du détecteur de zone de mouvement 109 de manière à satisfaire l'équation suivante
St = K.Sm + (1-k). Ss
dans laquelle Sm indique le signal sorti du LPF H-V 103, Ss indique le signal sorti de l'interpolateur de trame 106, St indique le signal sorti du mélangeur 107 et K indique le moment.
Le signal sorti du mélangeur 107 est appliqué au circuit de décalage de fréquence 108, la bande de fréquences du signal de 0 à Xo' comme cela est montré à la figure 13A est décalée de (1/4) Xo' à la bande de fréquences de (1/4) Xo' à (5/4) Xo' comme cela est montré à la figure 13B.
Le signal sorti du mélangeur 107 est décalé par le circuit de décalage de fréquence 108 afin de retrouver la fréquence qui est modifiée dans la bande de hautes fréquences par le démodulateur par déplacement de phase en quadrature 4. Le signal sorti du circuit de décalage de fréquence 108 est appliqué à l'additionneur 12 de la figure 1. L'additionneur 12 additionne le signal de bande de basses fréquences sorti du circuit de retardement 11 au signal sorti du processeur de signal de hautes fréquences 10. Les figures 14A et 14B montrent respectivement le spectre du signal sorti du processeur de signal de bande de hautes fréquences 10 et le spectre du signal sorti du circuit de retardement 11, et la figure 14C montre le spectre du signal sorti de l'additionneur 12. La bande de fréquences du spectre de la figure 14C est Xo suivant l'axe horizontal.Dans ce cas, Xo = (5/4) Xol.
Le signal sorti de l'additionneur 12 est appliqué au circuit ITLC d'inversion 13. Le signal de chrominance C sorti du signal appliqué au circuit ITLC d'inversion 13, est comprimé en temps dans la région de 1/4 des lignes. Le signal de luminance Y sorti du signal appliqué au circuit
ITLC d'inversion 13, est comprimé en temps dans l'autre région de 3/4 des lignes, comme cela est montré à la figure 15. Le signal de chrominance est constitué dans l'ordre de
R-Y et B-Y toutes les lignes dans le champ et dans l'ordre de R-Y, R-Y, B-Y et B-Y toutes les lignes dans la trame.Le circuit ITLC d'inversion 13 produit le signal de luminance
Y, les signaux de chrominance R-Y, B-Y, et ils expansent dans le temps le signal de luminance Y de 4/3 et le signal de chrominance C de 3 fois dans le sens du temps, respectivement.
ITLC d'inversion 13, est comprimé en temps dans l'autre région de 3/4 des lignes, comme cela est montré à la figure 15. Le signal de chrominance est constitué dans l'ordre de
R-Y et B-Y toutes les lignes dans le champ et dans l'ordre de R-Y, R-Y, B-Y et B-Y toutes les lignes dans la trame.Le circuit ITLC d'inversion 13 produit le signal de luminance
Y, les signaux de chrominance R-Y, B-Y, et ils expansent dans le temps le signal de luminance Y de 4/3 et le signal de chrominance C de 3 fois dans le sens du temps, respectivement.
En se référant aux figures 16A et 16B, les spectres des signaux sortis du circuit ITLC d'inversion 13 sont représentés sous forme de graphiques suivant les axes vertical et horizontal, et suivant les axes des temps et horizontal, respectivement. Une ligne pointillée et une ligne en trait plein aux figures 16A et 16B représente le spectre du signal de mouvement et du signal d'image fixe, respectivement. Le signal sorti du circuit ITLC d'inversion 13 est appliqué au convertisseur D/A 14, afin de convertir les signaux de chrominance et de luminance en des signaux analogiques. Puis, le signal sorti du convertisseur D/A 14 est traité pour être appliqué à un écran de visualisation par un circuit pour commander l'écran (non montré).
Comme cela a été décrit dans ce qui précède, la présente invention présente un avantage en ce que les signaux HDTV adoptent la même bande de fréquences que ceux de la TV couleur existante lorsque les signaux HDTV sont émis, tout en conservant la compatibilité avec la TV couleur existante. Dans ce cas, le canal inutilisé dans la
TV couleur existante est utilisé pour transmettre le signal
HDTV.
TV couleur existante est utilisé pour transmettre le signal
HDTV.
Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré, il sera compris par des personnes expérimentées dans la technique que des modifications de détail peuvent être faites sans sortir de l'esprit et du domaine de l'invention.
Claims (8)
1. Circuit de traitement d'un signal de télévision haute définition (HDTV), ledit circuit comprenant
des moyens de processeur de réception (1) pour convertir un signal de radiofréquence délivré par l'intermédiaire d'une borne de réception de celui-ci en un signal de fréquence intermédiaire;
des premiers moyens de filtre (2) connectés audit processeur de réception (1) pour séparer un signal de fréquence intermédiaire de bande étroite du premier signal de fréquence intermédiaire;
des seconds moyens de filtre (3) connectés audit processeur de réception (1), pour séparer un second signal de fréquence intermédiaire du premier signal de fréquence intermédiaire;
des moyens de boucle de verrouillage en phase de la fréquence (25) connectés audit premier moyen de filtre (2) pour verrouiller ledit signal de fréquence intermédiaire à bande étroite dans une fréquence fixe donnée;;
des moyens de démodulateur par déplacement de phase en quadrature (4) connectés audit second moyen de filtre (3) pour démoduler les seconds signaux de fréquence intermédiaire dans une technique de démodulation par déplacement de phase en quadrature pour produire des signaux de bande basses fréquences et hautes fréquences;
des moyens de premier et second filtres passe bas (6, 7) connectés audit moyen de démodulateur par déplacement de phase en quadrature (4), pour filtrer passe bas une bande de basses fréquences de (1/4) Xo' suivant un axe horizontal à partir desdits signaux de bande de basses et hautes fréquences, ledit premier moyen de filtre passe bas (6) recevant ledit signal de bande de hautes fréquences, ledit second moyen de filtre passe bas (7) recevant ledit signal de bande de basses fréquences;;
un premier et un second convertisseurs analogique-vers-numérique (8, 9) connectés audits premier et second moyens de filtre passe bas (6, 7), respectivement, pour convertir les signaux sortis desdits premier et second moyens de filtre passe bas (6, 7) respectivement en des signaux numériques;
des moyens reliés audits premier et second convertisseurs analogique-vers-numérique (8, 9), respectivement, pour séparer les signaux sortis desdits premier et second convertisseurs analogique-vers-numérique (8, 9) en un signal de synchronisation, un signal audio, un vecteur mouvement et un signal de commande, respectivement;
des moyens de décodeur audio (16) connectés audits moyens de séparation (15), pour décoder ledit signal audio sorti desdits moyens de séparation (15);;
des moyens de processeur de signal de bande de hautes fréquences (10) connectés audit premier convertisseur analogique-vers-numérique (8), pour interpoler ledit signal sorti du premier convertisseur analogique-vers-numérique (8) en fonction dudit vecteur mouvement;
des moyens de retardement (11) connectés audit second convertisseur analogique-vers-numérique (9) pour retarder ledit signal sorti dudit second convertisseur analogique-vers-numérique (9);
des moyens (12) connectés audit processeur de signal haute fréquence (10) et audit circuit de retardement (11) respectivement, pour additionner le signal sorti dudit processeur de bande de hautes fréquences (10) au signal sorti desdits moyens de retardement (11);;
des moyens d'inversion d'intégration de luminance et chrominance comprimés dans le temps ITLC (13) connectés audit additionneur (12), pour convertir le signal sorti dudit additionneur (12) en un signal de luminance et un signal de chrominance; et
un convertisseur numérique-vers-analogique (14) connecté audits moyens d'inversion ITLC (13), pour convertir ledit signal de luminance et ledit signal de chrominance en un signal analogique.
2. Circuit tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de signal de bande de hautes fréquences (10) comprennent
des seconds moyens d'interpolateur de champ (101) connectés audit premier convertisseur analogique-vers-numérique (8), pour interpoler entre les champs du signal sorti dudit premier convertisseur analogique-vers-numérique (8) en fonction dudit vecteur de mouvement sorti desdits moyens de séparation (15);
des premiers moyens d'interpolateur de champ (104) connectés audit premier convertisseur analogique-vers-numérique (8) pour interpoler entre les champs du signal sorti dudit premier convertisseur analogique-vers-numérique (8) en fonction dudit vecteur de mouvement sorti dudit séparateur (15);;
des seconds moyens de convertisseur d'échantillonnage (102) connectés audits seconds moyens d'interpolateur de champ (101), pour échantillonner le signal sorti des seconds moyens d'interpolateur de champ (101), un rapport signal entré sur signal sorti desdits seconds moyens de convertisseur d'échantillonnage (102) étant de 1/2;
des premiers moyens de convertisseur d'échantillonnage (105) connectés audits premiers moyens d'interpolateur de champ (104), pour échantillonner le signal sorti des premiers moyens d'interpolateur de champ (101), un rapport signal entré sur signal sorti desdits premiers moyens de convertisseur d'échantillonnage (105) étant de 1/2;;
des moyens de filtre passe bas horizontal/vertical (103) connectés audit second convertisseur d'échantillonnage (102), pour filtrer passe bas le signal sorti desdits seconds moyens de convertisseur d'échantillonnage (102), suivant les axes horizontal et vertical;
des moyens d'interpolation de trame (106) connectés audits premiers convertisseurs d'échantillonnage (105), pour interpoler entre les champs du signal sorti du premier convertisseur d'échantillonnage (105) en fonction du signal sorti desdits moyens de séparation (15);
des moyens de détection de zone de mouvement (109) connectés audits moyens de séparation (15), pour détecter une région de mouvement du signal sorti desdits moyens de filtre passe bas horizontal/vertical (103) en fonction du signal sorti desdits moyens de séparation (15);;
des moyens (107) connectés audits moyens de détection de zone de mouvement (109) et audits moyens d'interpolation de trame (106), pour mélanger le signal sorti desdits moyens de filtre passe bas horizontal/vertical (103) avec le signal sorti desdits moyens d'interpolation de trame (106) en fonction du signal sorti desdits moyens de détection de zone de mouvement (109); et
des moyens de décalage en fréquence (108) connectés audits moyens de mélange (107), pour décaler en fréquence ledit signal sorti desdits moyens de mélange (107) pour restaurer la fréquence qui avait été convertie dans la bande de hautes fréquences.
3. Procédé pour recevoir un signal de télévision haute définition caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de
traitement du signal de télévision haute définition reçu pour séparation en un signal de fréquence intermédiaire de bande étroite et un signal de fréquence de bande intermédiaire;
verrouillage dudit signal de fréquence intermédiaire de bande étroite dans une fréquence fixe donnée et démodulation du signal de fréquence de bande intermédiaire dans une technique de démodulation par déplacement de phase en quadrature pour produire des signaux de bande de hautes et basses fréquences;
filtrage passe bas des signaux de bande de hautes et basses fréquences démodulés pour convertir les signaux de hautes et basses fréquences filtrés en respectivement un premier et un second signal numérique; ;
séparation du premier signal numérique en un signal de synchronisation, un signal audio et un signal de commande;
traitement du premier signal numérique dans une bande de hautes fréquences en fonction du signal de commande;
retardement du second signal numérique d'un temps donné et addition du signal retardé au signal traité dans la bande de hautes fréquences; et
séparation du signal additionné en des signaux de luminance (Y) et de chrominance (R-Y, B-Y) pour les convertir en des signaux analogiques.
4. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 3, caractérisé en ce que ladite étape pour le traitement du premier signal numérique dans une bande de hautes fréquences comprend les étapes de
(a) interpolation entre le champ du premier signal numérique en fonction d'un vecteur mouvement pour produire un premier et un second signaux interpolés;
(b) échantillonnage desdits premier et second signaux interpolés de sorte qu'un rapport entrée sur sortie desdits premier et second signaux interpolés soient de 1 à 2, respectivement, pour produire par ce moyen des premier et second signaux d'échantillonnage;;
(c) interpolation entre les trames du premier signal d'échantillonnage en fonction dudit vecteur de mouvement et filtrage passe bas du second signal d'échantillonnage suivant les axes horizontal et vertical pour mélanger le premier et le second signal d'échantillonnage en fonction d'une valeur de détection de zone de mouvement; et
(d) décalage en fréquence dudit signal mélangé.
5. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 4, caractérisé en ce que ladite valeur de détection de zone de mouvement de ladite étape (c) est détectée à partir dudit vecteur de mouvement en fonction du signal sorti d'un filtre passe bas horizontal/vertical.
6. Circuit pour recevoir un signal de télévision haute définition, caractérisé en ce que ledit circuit comprend
des premiers moyens pour convertir un signal de radiofréquence en un premier signal de fréquence intermédiaire et séparer de celui-ci un signal de bande de fréquences étroite comprenant un signal porteur, et un second signal de fréquence intermédiaire;
des seconds moyens connectés audits premiers moyens pour verrouiller le signal de fréquence intermédiaire de bande de fréquences étroite en une fréquence fixe donnée et pour démoduler les seconds signaux de fréquence de bande intermédiaire dans une technique de démodulation par déplacement de phase en quadrature pour produire des signaux de bande de hautes et basses fréquences, respectivement;;
des troisièmes moyens connectés aux seconds moyens pour filtrer passe bas les signaux de bande de hautes et basses fréquences et convertir les signaux de hautes et basses fréquences filtrés en un premier et un second signaux numériques;
des quatrièmes moyens connectés audits troisièmes moyens, pour séparer un signal de synchronisation, un signal audio, un vecteur mouvement et un signal de commande desdits premier et second signaux numériques;
des cinquièmes moyens connectés audits troisièmes moyens, pour interpoler entre les champs et les trames dudit premier signal numérique en fonction dudit vecteur mouvement; et
des sixièmes moyens connectés audits cinquièmes moyens, pour retarder ledit second signal numérique pour additionner le signal interpolé au signal retardé et pour séparer de ceux-ci des signaux de luminance (Y) et de chrominance (R-Y, B-Y) pour les convertir en des signaux analogiques.
7. Circuit tel que revendiqué dans la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens comprennent un premier et un second multiplieurs (41, 42) pour multiplier le signal verrouillé dans une fréquence fixe donnée par le second signal de fréquence intermédiaire; et
un circuit de décalage de phase à 900 (45) pour décaler en phase à 900 le signal verrouillé en fréquence pour qu'il soit multiplié par le second signal de fréquence intermédiaire.
8. Circuit tel que revendiqué dans la revendication 7, caractérisé en ce que les signaux sortis desdits premier et second multiplieurs (41, 42) sont positionnés respectivement dans des bandes de fréquences hautes et basses suivant l'axe horizontal.
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