FR2693867A1

FR2693867A1 - Picture jitter corrector operable after transmitting or storing HDTV signal - has paths to store odd and even frames with movement compensation, and combiner circuits to linearly merge frames

Info

Publication number: FR2693867A1
Application number: FR9208793A
Authority: FR
Inventors: Law Steven
Original assignee: Laboratoires dElectronique Philips SAS
Current assignee: Laboratoires dElectronique Philips SAS
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-01-21

Abstract

Two switch-over elements (10,30) switch regularly at the frame frequency in opposite phase to each other. The input switch-over element (10) directs the odd frames to a frame memory (11) and the even frames to a second frame memory (21), each memory giving a frame delay. The second frame memory and a movement compensation circuit (24), are linked to the odd frames, and combine even and odd frames in a combination circuit (21), which linearly combines the current even frame with the following odd frame, weighted for gain and luminance which is guaranteed by a limiter (23). The movement compensation circuit includes a horizontal filter with coefficients dependent on the horizontal movement vector between odd and even frames. USE/ADVANTAGE - TV receivers esp. HDMAC. Greatly reduced processing. Realistic and natural picture images.

Description

"DISPOSITIF DE CORRECTION DE L'EFFET DE SACCADE D'IMAGES DITES
COMPATIBLES"
La présente invention concerne un dispositif de correction de l'effet de saccade des images dites compatibles restituées après transmission et/ou stockage de signaux à haute définition selon le standard HDMAC."DEVICE FOR CORRECTING THE SACCADE EFFECT OF SAID IMAGES
COMPATIBLE "
The present invention relates to a device for correcting the jerky effect of so-called compatible images restored after transmission and / or storage of high definition signals according to the HDMAC standard.

En matière de distribution de programmes de télévision à haute définition, l'approche des laboratoires industriels européens repose sur le principe de la compatibilité par rapport au standard de diffusion par satellite D2-MAC/paquet. Sur le plan technique, cela signifie que les récepteurs D2-MAC/paquet de première génération pourront, au moment de l'introduction de la télévision à haute définition en Europe, quand même interpréter une partie des signaux à haute définition, dits signaux HDMAC, comme répondant à ladite norme
D2-MAC/paquet. Sur le plan commercial, il existera donc, dès le début de la diffusion de programmes de télévision à haute définition, un public important, permettant à la vente de récepteurs d'évoluer progressivement vers la haute définition sans bouleversement du marché.With regard to the distribution of high definition television programs, the approach of European industrial laboratories is based on the principle of compatibility with the D2-MAC / packet satellite broadcasting standard. Technically, this means that the first generation D2-MAC / packet receivers will still be able to interpret some of the high definition signals, known as HDMAC signals, when HDTV is introduced in Europe. as meeting this standard
D2-MAC / packet. On the commercial level, there will therefore be, from the beginning of the broadcasting of high definition television programs, a large audience, allowing the sale of receivers to progressively evolve towards high definition without disruption of the market.

Ainsi, les émissions de télévision à haute définition pourront être reçues par deux types de récepteurs différents, d'une part le récepteur classique permettant au téléspectateur de voir une image normale, dite compatible, de qualité comparable à celle des images selon les normes existantes telles que PAL, SECAM, etc..., et d'autre part un récepteur de type nouveau, incluant un décodeur HDMAC et permettant au spectateur d'apprécier toute la qualité d'une image à haute définition au format 16/9. Un tel récepteur sera cependant nécessairement coûteux en raison de la complexité, dans le décodeur, des circuits électroniques conduisant à la reconstruction de l'image à haute définition HDMAC et de la nécessité de disposer d'un écran à haute définition au format 16/9.Le coût de cette solution risque donc de détourner une partie notable du public de la télévision à haute définition, et l'intérêt est apparu de proposer un décodeur intermédiaire offrant une qualité d'image restituée qui, sans atteindre celle d'une image à haute définition, serait meilleure que celle de l'image compatible. Un écran moins coûteux qu'un écran à haute définition sera alors suffisant pour la visualisation de ce type d'image, et l'architecture de ce décodeur intermédiaire doit être largement simplifiée par rapport à celle du décodeur HDMAC pour ne pas ajouter un surcoût important. Thus, high definition television broadcasts can be received by two different types of receivers, on the one hand the conventional receiver allowing the viewer to see a normal picture, called compatible, of quality comparable to that of pictures according to existing standards such than PAL, SECAM, etc ..., and on the other hand a new type of receiver, including an HDMAC decoder and allowing the viewer to appreciate all the quality of a high definition image in 16/9 format. Such a receiver will however necessarily be costly due to the complexity, in the decoder, of the electronic circuits leading to the reconstruction of the HDMAC high definition image and the need to have a high definition screen in 16: 9 format. .The cost of this solution therefore risks diverting a significant part of the public from high-definition television, and interest has appeared to offer an intermediate decoder offering a restored image quality which, without reaching that of an image at high definition, would be better than that of the compatible image. A screen less expensive than a high definition screen will then be sufficient for viewing this type of image, and the architecture of this intermediate decoder must be greatly simplified compared to that of the HDMAC decoder so as not to add significant additional cost. .

On rappellera, préalablement, les caractéristiques essentielles du standard européen HDMAC de télévision à haute définition. Les signaux à haute définition, dits signaux HDTV (1250 lignes, 50 Hz, et à trames entrelacées, ce qui est conventionnellement noté 2 : 1), sont codés d'une part sous la forme d'un signal vidéo et d'autre part sous la forme d'un signal additionnel dit de contrôle ou d'assistance numérique (appelé signal DATV, de l'anglais "Digitally
Assisted TV") et transmis pendant l'intervalle de retour trame. Le signal vidéo, qui contient les signaux de luminance et de chrominance après réduction de leur largeur de bande, est transmis selon les spécifications MAC/paquet, ce qui permet aux récepteurs de définition normale de visualiser un signal de type MAC avec seulement de légères dégradations par rapport à une transmission MAC conventionnelle.Le signal additionnel d'assistance numérique (DATV) est spécifiquement conçu pour les récepteurs HDMAC et contient toutes les informations requises pour la reconstruction du signal HDTV à partir du signal vidéo émis, à largeur de bande réduite. Ce signal d'assistance numérique, pour lequel, dans le canal dit DATV, le débit numérique maximum alloué est d'environ t Mbit/s, permet d'asservir le récepteur
HDMAC au codeur, de sorte qu'un traitement vidéo fiable et adaptatif au mouvement puisse être effectué dans le décodeur.We will first recall the essential characteristics of the European HDMAC standard for high-definition television. High definition signals, called HDTV signals (1250 lines, 50 Hz, and with interlaced frames, which is conventionally noted 2: 1), are coded on the one hand as a video signal and on the other hand in the form of an additional signal called digital control or assistance (called DATV signal, from the English "Digitally
Assisted TV ") and transmitted during the frame return interval. The video signal, which contains the luminance and chrominance signals after reduction of their bandwidth, is transmitted according to the MAC / packet specifications, which allows the receivers to normal definition to view a MAC signal with only slight degradations compared to a conventional MAC transmission. The additional digital assistance signal (DATV) is specifically designed for HDMAC receivers and contains all the information required for signal reconstruction HDTV from the video signal transmitted, with reduced bandwidth This digital assistance signal, for which, in the so-called DATV channel, the maximum allocated digital bit rate is approximately t Mbit / s, makes it possible to slave the receiver
HDMAC to the encoder, so that reliable and motion-adaptive video processing can be performed in the decoder.

Par rapport aux images de télévision répondant aux normes actuelles, les images HDTV présentent une résolution double dans chacune des directions horizontale et verticale. Un facteur de compression de quatre doit donc être appliqué afin d'adapter le signal
HDTV aux canaux de la norme MAC qui ne peuvent transmettre que des images de définition normale. Ceci est obtenu par un souséchantillonnage spatio-temporel s'adaptant au contenu de l'image.Compared to current standard television pictures, HDTV pictures have double resolution in each of the horizontal and vertical directions. A compression factor of four must therefore be applied in order to adapt the signal
HDTV to MAC standard channels which can only transmit normal definition pictures. This is obtained by spatio-temporal subsampling adapting to the content of the image.

Les images HDTV sont tout d'abord, à cet effet, segmentées régulièrement, ici en 6480 blocs composés de 16 lignes par 16 points d'images (pixels). Le système distingue alors trois types de blocs en fonction de la vitesse de déplacement du contenu de ces blocs, et leur applique ensuite un traitement approprié, dans trois branches de traitement correspondant respectivement à la transmission d'une image complète en 80, 40, ou 20 millisecondes. Ces trois modes de codage de la luminance sont caractérisés par trois résolutions spatiales distinctes et par des procédés de sous-échantillonnage correspondants, décrits ci-dessous après avoir rappelé la composition d'une image HDTV d'origine :
a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7---
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7... HDTV images are first of all regularly segmented for this purpose, here in 6480 blocks composed of 16 lines by 16 image points (pixels). The system then distinguishes three types of blocks according to the speed of movement of the content of these blocks, and then applies appropriate processing to them, in three processing branches corresponding respectively to the transmission of a complete image at 80, 40, or 20 milliseconds. These three luminance coding modes are characterized by three distinct spatial resolutions and by corresponding sub-sampling methods, described below after recalling the composition of an original HDTV image:
a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 ---
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 ...

cl c2 c3 c4 c5 c6 c7
d1 d2 d3 dq d5 d6 d7
e1 e2
fl f2 etc........... cl c2 c3 c4 c5 c6 c7
d1 d2 d3 dq d5 d6 d7
e1 e2
fl f2 etc ...........

Chaque échantillon de l'image, avec la notation ci-dessus, est indiqué par une lettre qui désigne la ligne sur laquelle il se trouve, et cette lettre est elle-même affectée d'un indice correspondant à la colonne dans laquelle cet échantillon (ou point d'image) se trouve.Each sample of the image, with the notation above, is indicated by a letter which designates the line on which it is located, and this letter is itself assigned an index corresponding to the column in which this sample ( or image point) is found.

Le premier mode, dit mode statique (80 ms), utilise, pour obtenir le facteur de compression de quatre, une structure de souséchantillonnage en quinconce à la fois dans 1' image et dans chacune des quatre trames transmises toutes les 20 ms. Ce type de souséchantillonnage conduit d' abord (première compression d'un facteur de 2) à l'élimination des échantillons pairs a2, a4, a6, a8, ..., c2, C4, c6, c8, ..., e2, e4, e6, e8, ..., etc..., des lignes impaires et à l'élimination des échantillons impairs bl, b3, b5, b7 ..., dl, d3, d5, d7, ..., fl, f3, f5, f7, ..., etc..., des lignes paires.La figure 1A montre, d'une manière générale, dans un bloc d'image HDTV de 16 x 16 pixels, la position des échantillons à transmettre : ces positions sont représentées par des cercles, les points indiquant les échantillons manquants du bloc d'image à haute définition représenté. The first mode, called static mode (80 ms), uses, to obtain the compression factor of four, a staggered subsampling structure both in the image and in each of the four frames transmitted every 20 ms. This type of subsampling leads first (first compression by a factor of 2) to the elimination of even samples a2, a4, a6, a8, ..., c2, C4, c6, c8, ..., e2 , e4, e6, e8, ..., etc ..., odd lines and the elimination of odd samples bl, b3, b5, b7 ..., dl, d3, d5, d7, ..., fl, f3, f5, f7, ..., etc ..., even lines. Figure 1A shows, in general, in an HDTV image block of 16 x 16 pixels, the position of the samples at transmit: these positions are represented by circles, the points indicating the missing samples of the high definition image block represented.

Pour illustrer la deuxième compression d'un facteur de 2, la figure 1B montre de façon spécifique, pour ce même bloc, les échantillons respectivement transmis par chacune des quatre trames (les chiffres 1 à 4 se réfèrent au rang de ces trames). Ce premier mode, qui donne la résolution spatiale la plus élevée et auquel correspond une fréquence de transmission de 12,5 hertz, est sélectionné lorsque le mouvement des objets dans le bloc considéré se produit à une vitesse qui, dans l'exemple ici décrit, ne dépasse pas celle correspondant à une largeur d'image parcourue en une minute (mouvement inférieur à 0,5 pixel en 20 ms).To illustrate the second compression by a factor of 2, FIG. 1B shows specifically, for this same block, the samples respectively transmitted by each of the four frames (the numbers 1 to 4 refer to the rank of these frames). This first mode, which gives the highest spatial resolution and to which corresponds a transmission frequency of 12.5 hertz, is selected when the movement of the objects in the block considered occurs at a speed which, in the example described here, does not exceed that corresponding to an image width traveled in one minute (movement less than 0.5 pixel in 20 ms).

Le troisième mode, dit mode dynamique (20 ms), correspond, dans ce même exemple, aux situations où le mouvement des objets devient au contraire très rapide et se produit à des vitesses supérieures à une largeur d'image parcourue en cinq secondes (mouvement supérieur à 6 pixels en 20 ms). Le sous-échantillonnage d'un facteur 2 est à la fois horizontal et vertical, et la résolution est donc divisée par deux dans ces deux directions, mais le rendu des mouvements reste excellent grâce à la cadence des trames de 50 hertz. The third mode, called dynamic mode (20 ms), corresponds, in this same example, to situations where the movement of objects becomes very fast on the contrary and occurs at speeds greater than a width of image traveled in five seconds (movement greater than 6 pixels in 20 ms). The sub-sampling by a factor of 2 is both horizontal and vertical, and the resolution is therefore halved in these two directions, but the rendering of the movements remains excellent thanks to the frame rate of 50 hertz.

La figure 2A montre, comme ci-dessus dans un bloc d'image HDTV de 16 x 16 pixels, la position des échantillons à transmettre (à 50 Hz) selon qu'ils appartiennent, pour quatre trames successives effectivement transmises, aux trames de rang 1 et 3 (échantillons représentés par des croix) ou aux trames de rang 2 et 4 (échantillons représentés par des cercles). Les points indiquent comme précédemment les échantillons manquants du bloc d'image à haute définition représenté. Les figures 2B et 2C montrent de façon spécifique, pour ce même bloc d'image, les échantillons transmis respectivement par les trames de rangs 1 et 2 (figure 2B) et par les trames de rangs 3 et 4 (figure 2C), le repérage des échantillons étant effectué à l'aide de l'indice de trame 1, 2, 3 ou 4 correspondant.FIG. 2A shows, as above in an HDTV image block of 16 × 16 pixels, the position of the samples to be transmitted (at 50 Hz) according to whether they belong, for four successive frames actually transmitted, to the frames of rank 1 and 3 (samples represented by crosses) or in rows 2 and 4 (samples represented by circles). The dots indicate, as before, the missing samples of the high definition image block shown. FIGS. 2B and 2C specifically show, for this same image block, the samples transmitted respectively by the frames of rows 1 and 2 (FIG. 2B) and by the frames of rows 3 and 4 (FIG. 2C) samples being taken using the corresponding frame index 1, 2, 3 or 4.

Le deuxième mode, dit mode de poursuite (40 ms), utilise, lui, comme le premier mode, également une structure de souséchantillonnage en quinconce, mais seulement dans les trames impaires qui sont transmises toutes les 40 ms, ce qui maintient une résolution horizontale maximale et divise par deux la résolution verticale maximale précédente (le nombre de lignes étant divisé par deux). Les autres trames, non transmises, (ici les trames paires) sont ultérieurement reconstituées au niveau du décodeur par recombinaison des deux trames impaires successivement transmises qui entourent chacune de ces trames paires, à l'aide d'une interpolation compensée en mouvement utilisant les vecteurs de mouvement transmis par le canal
DATV.Ce deuxième mode est sélectionné lorsque le mouvement dans le bloc se produit, dans l'exemple décrit, à des vitesses intermédiaires, comprises ici entre une largeur d'image parcourue en une minute et une largeur d'image parcourue en cinq secondes (mouvement compris entre 0,5 et 6 pixels en 20 ms).The second mode, called tracking mode (40 ms), uses, like the first mode, also a staggered sub-sampling structure, but only in the odd frames which are transmitted every 40 ms, which maintains a horizontal resolution maximum and halves the previous maximum vertical resolution (the number of lines being halved). The other frames, not transmitted, (here the even frames) are subsequently reconstituted at the level of the decoder by recombination of the two odd successively transmitted frames which surround each of these even frames, using a motion-compensated interpolation using the vectors movement transmitted through the channel
DATV. This second mode is selected when the movement in the block occurs, in the example described, at intermediate speeds, here comprised between an image width traveled in one minute and an image width traveled in five seconds ( movement between 0.5 and 6 pixels in 20 ms).

Comme précédemment, la figure 3A montre la position des échantillons du bloc HDTV qui vont être transmis, et les figures 3B et 3C montrent de façon spécifique, pour ce même bloc, et pour quatre trames successives effectivement transmises, respectivement les échantillons transmis par les trames de rangs 1 et 2 de ces quatre trames et ceux transmis par les deux autres trames de rangs 3 et 4. As before, FIG. 3A shows the position of the samples of the HDTV block which will be transmitted, and FIGS. 3B and 3C show specifically, for this same block, and for four successive frames actually transmitted, respectively the samples transmitted by the frames of rows 1 and 2 of these four frames and those transmitted by the other two frames of rows 3 and 4.

Le standard HMAC est donc caractérisé par ces trois modes mis en oeuvre dans trois branches de transmission prévues en parallèle, le choix entre les trois modes étant effectué à partir d'une détection de mouvement a priori, qui détermine si ke mouvement est plus rapide que 6 pixels/20 ms, et d'une estimation de mouvement, qui calcule celui-ci lorsqu'il est inférieur à cette limite, les informations de choix de mode et de valeur du mouvement étant transmises par le canal DATV. Pour les zones d'image correspondant au mode 40 ms, la transmission intervient avec une réduction de bande passante d'un facteur de 4, en raison du sous-échantillonnage temporel (transmission des seules trames impaires) et du sous-échantillonnage spatial (sous-échantillonnage en quinconce dans ces trames impaires transmises).Mais la compression de bande passante ainsi effectuée engendre, à la réception des images compatibles, l'apparition de défauts sur les images restituées, et notamment d'un effet de saccade dû audit sous-échantillonnage temporel lors du codage. The HMAC standard is therefore characterized by these three modes implemented in three transmission branches provided for in parallel, the choice between the three modes being made from a priori motion detection, which determines whether ke movement is faster than 6 pixels / 20 ms, and a motion estimate, which calculates the motion when it is below this limit, the mode choice and motion value information being transmitted by the DATV channel. For image areas corresponding to 40 ms mode, transmission occurs with a bandwidth reduction by a factor of 4, due to temporal subsampling (transmission of only odd frames) and spatial subsampling (under - staggered sampling in these odd transmitted frames) .But the bandwidth compression thus carried out generates, on reception of compatible images, the appearance of defects on the restored images, and in particular a jerky effect due to said sub- temporal sampling during coding.

Le but de l'invention est de proposer un dispositif de correction permettant d'éliminer ce défaut. The object of the invention is to propose a correction device making it possible to eliminate this defect.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de correction tel que défini dans le préambule de la présente description et caractérisé en ce qu il comprend
(A) un premier et un second commutateur à deux positions recevant, le premier sur son entrée commune, les signaux d'entrée dudit dispositif et délivrant, le second sur sa sortie commune, ses signaux de sortie et prévus pour basculer régulièrement, à la fréquence de trame desdites images mais en opposition de phase l'un avec l'autre
(B) entre les bornes respectives non communes desdits commutateurs, une première et une seconde voie recevant respectivement les trames compatibles impaires et paires, ladite première voie étant destinée à la transmission directe vers l'entrée correspondante du second commutateur, retardée d'une durée appropriée, desdites trames compatibles impaires successives, et ladite seconde voie étant destinée à la transmission, vers l'autre entrée du second commutateur, d'une combinaison linéaire de la trame paire courante et de la trame impaire suivante avec compensation de mouvement entre ces deux trames paire et impaire.To this end, the invention relates to a correction device as defined in the preamble to this description and characterized in that it comprises
(A) a first and a second two-position switch receiving, the first on its common input, the input signals of said device and delivering, the second on its common output, its output signals and provided for switching regularly, at the frame frequency of said images but in phase opposition with each other
(B) between the respective non-common terminals of said switches, a first and a second channel respectively receiving the odd and even compatible frames, said first channel being intended for direct transmission to the corresponding input of the second switch, delayed by a duration appropriate, of said successive odd compatible frames, and said second channel being intended for the transmission, to the other input of the second switch, of a linear combination of the current even frame and the next odd frame with motion compensation between these two even and odd frames.

La structure ainsi proposée conduit effectivement, à des images de meilleure qualité que les images compatibles traditionnelles, car les zones traitées selon le mode 40 ms sont nettement moins perturbées par l'effet de saccade et paraissent alors beaucoup plus naturelles. The structure thus proposed effectively leads to better quality images than traditional compatible images, since the zones treated according to the 40 ms mode are clearly less disturbed by the jerking effect and then appear much more natural.

Dans un exemple particulier de réalisation, le dispositif de correction est caractérisé en ce que
(a) la première voie comprend une première mémoire de trame
(b) la seconde voie comprend
- une première branche comprenant elle-même en série une seconde mémoire de trame et un circuit de combinaison
- une seconde branche comprenant un circuit de compensation de mouvement entre la trame paire courante et la trame impaire suivante prélevée dans la première voie, la sortie dudit circuit étant reçue comme celle de ladite seconde mémoire de trame par ledit circuit de combinaison les deux retards dans lesdites mémoires de trame étant égaux à une période de trame, augmentée respectivement, dans chaque voie, de retards complémentaires liés aux temps de traitement dans ces voies et prévus pour permettre, en sortie du second commutateur, la restitution régulière de trames impaires retardées et de trames paires traitées à la même fréquence de trame, et ladite combinaison étant pondérée et moyennée, pour permettre de maintenir à la valeur souhaitée le gain en luminance entre l'entrée et la sortie dudit circuit de combinaison. Un limiteur est éventuellement prévu pour garantir en sortie de la seconde voie le maintien du gain en luminance à la valeur souhaitée, en général à l'unité.In a particular embodiment, the correction device is characterized in that
(a) the first channel comprises a first frame memory
(b) the second route includes
- a first branch itself comprising in series a second frame memory and a combination circuit
a second branch comprising a motion compensation circuit between the current even frame and the next odd frame taken in the first channel, the output of said circuit being received like that of said second frame memory by said circuit combining the two delays in said frame memories being equal to a frame period, increased respectively, in each channel, by additional delays linked to the processing times in these channels and provided to allow, at the output of the second switch, the regular restitution of delayed odd frames and of even fields processed at the same field frequency, and said combination being weighted and averaged, to allow the gain in luminance between the input and the output of said combination circuit to be maintained at the desired value. A limiter is possibly provided to guarantee that the luminance gain is maintained at the desired value at the output of the second channel, generally at unity.

Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif de correction est, plus particulièrement, caractérisé en ce que ledit circuit de compensation de mouvement inclut une opération de filtrage horizontal, ledit filtre horizontal étant à un nombre de coefficients pair ou impair selon que la composante horizontale du vecteur de mouvement entre les trames paire et impaire concernées est, en points d'image, impaire ou paire. In a preferred embodiment of the invention, the correction device is, more particularly, characterized in that said motion compensation circuit includes a horizontal filtering operation, said horizontal filter being at an even or odd number of coefficients according to that the horizontal component of the motion vector between the even and odd frames concerned is, in picture points, odd or even.

Les particularités de l'invention apparaîtront maintenant de façon plus détaillée dans la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- les figures 1A, lB, 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C rappellent la position des échantillons à transmettre dans un bloc d'image à haute définition et la position des échantillons effectivement transmis, respectivement pour les trois modes de transmission du standard
HDMAC
- la figure 4 montre un exemple de réalisation du dispositif de correction selon l'invention.The features of the invention will now appear in more detail in the following description, made with reference to the accompanying drawings in which
FIGS. 1A, 1B, 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C show the position of the samples to be transmitted in a high definition image block and the position of the samples actually transmitted, respectively for the three modes of transmission of the standard
HDMAC
- Figure 4 shows an embodiment of the correction device according to the invention.

On précisera tout d'abord que le dispositif représenté sur cette figure 4 reçoit des signaux dits compatibles, c' est-à-dire obtenus à partir de signaux qui, avant leur transmission et/ou leur stockage, ont été codés selon le standard HDMAC tel qu'il est actuellement défini. Cela signifie que lesdits signaux reçus ont subi un traitement de type MCCI (en anglais : "Motion-Compensated
Compatibility Improvement"). En effet, pour réduire les saccades à 25
Hz constatées sur les images compatibles et liées directement au traitement des blocs dans la branche de transmission 40 ms du codeur
HDMAC, le signal d'origine est, selon ce type de traitement, atténué une trame sur deux, puis on lui ajoute un signal provenant de la trame précédente compensée dans le sens du mouvement.Ensuite, dans le décodeur HDMAC, la transformation inverse est effectuée, puis le signal est amplifié, le gain de l'ensemble codeur/décodeur avec traitement de type MCCI étant unitaire.First of all, it will be specified that the device represented in this FIG. 4 receives so-called compatible signals, that is to say obtained from signals which, before their transmission and / or storage, have been coded according to the HDMAC standard. as currently defined. This means that said received signals have undergone MCCI processing (in English: "Motion-Compensated
Compatibility Improvement "). Indeed, to reduce jerks to 25
Hz observed on compatible images and directly linked to block processing in the 40 ms transmission branch of the encoder
HDMAC, the original signal is, according to this type of processing, attenuated every other frame, then we add a signal coming from the previous frame compensated in the direction of movement. Then, in the HDMAC decoder, the reverse transformation is performed, then the signal is amplified, the gain of the coder / decoder assembly with MCCI type processing being unitary.

Plus précisément, si l'on raisonne au niveau des échantillons ou points d'image, le processus de codage est le suivant. More precisely, if we reason at the level of the samples or image points, the coding process is as follows.

Les échantillons du signal HDMAC transmis sur des trames paires (notées par exemple T2, T4, T6, etc) sont obtenus par combinaison d'un point A d'une trame paire (T2 par exemple) et d'un point B de la trame précédente, et en tenant compte de l'information de mouvement (qui est transmise par le canal DATV) entre ces deux trames précédente et paire respectivement. Cette combinaison inclut en outre une pondération qui, justement, dépend essentiellement de l'amplitude de ladite information de mouvement. La formule ci-dessous
C = a.A + (l-a).B, où C est le nouvel échantillon résultant du traitement MCCI, illustre l'ensemble de cette combinaison. Par exemple, dans le cas d'un mouvement très lent, a est égal à 1 et donc C à A, et, si le mouvement augmente, le coefficient a décroît, et la contribution de B (et donc de l'information caractérisant le mouvement entre B et A) s'accroît, puis devient progressivement prépondérante. Ce sont donc des signaux compatibles correspondant à des signaux codés et ainsi traités qui sont reçus par le dispositif de correction de la figure 4.The samples of the HDMAC signal transmitted on even frames (noted for example T2, T4, T6, etc.) are obtained by combination of a point A of an even frame (T2 for example) and a point B of the frame previous, and taking into account the movement information (which is transmitted by the DATV channel) between these two previous and even frames respectively. This combination also includes a weighting which, precisely, depends essentially on the amplitude of said movement information. The formula below
C = aA + (la) .B, where C is the new sample resulting from the MCCI treatment, illustrates the whole of this combination. For example, in the case of a very slow movement, a is equal to 1 and therefore C to A, and, if the movement increases, the coefficient a decreases, and the contribution of B (and therefore of the information characterizing the movement between B and A) increases, then gradually becomes preponderant. These are therefore compatible signals corresponding to coded signals and thus processed which are received by the correction device of FIG. 4.

Ce dispositif, que l'on va maintenant décrire, comprend tout d'abord un premier commutateur 10 à deux positions, basculant régulièrement à la fréquence des trames compatibles (ici 50 hertz) pour fournir les trames compatibles impaires Tt, T3, T5, etc..., à une première voie 1 et les trames compatibles paires T2, T4, T6, etc..., à une deuxième voie 2. This device, which will now be described, firstly comprises a first switch 10 with two positions, regularly switching at the frequency of compatible frames (here 50 hertz) to provide the odd compatible frames Tt, T3, T5, etc. ..., to a first channel 1 and frames compatible with pairs T2, T4, T6, etc ..., to a second channel 2.

La voie 1 comprend une mémoire de trame 11 stockant successivement les trames impaires, dont l'entrée est reliée à la borne appropriée de sortie du commutateur 10 et dont la sortie est reliée à l'une des deux bornes d'entrée d'un deuxième commutateur 30. Channel 1 comprises a frame memory 11 successively storing the odd frames, the input of which is connected to the appropriate output terminal of the switch 10 and the output of which is connected to one of the two input terminals of a second switch 30.

Ce deuxième commutateur 30 est aussi à deux positions, et, comme le commutateur 10, bascule régulièrement entre sa première et sa deuxième entrée correspondant aux sorties des voies 1 et 2 respectivement, à la fréquence des trames mais en opposition de phase avec le commutateur 10. La voie 2 comprend une première branche comprenant elle-même, en série, une mémoire de trame 21 stockant successivement (pour les retarder d'une période de trame, ici 20 ms) les trames paires, dont l'entrée est reliée à l'autre borne de sortie du commutateur 10, puis un circuit de combinaison 22, et éventuellement un limiteur 23. La sortie de ce limiteur est reliée à l'autre borne d'entrée du commutateur 30, dont la sortie commune constitue celle du dispositif de correction. La sortie de la mémoire de trame 21 est reliée à une première entrée du circuit de combinaison 22.Comme précédemment, la combinaison est pondérée, la sortie du circuit 22 étant par exemple ici donnée par l'expression Ts = (2Tp + Ti)/3, où Tp, Ti, Ts désignent respectivement la trame paire courante, la trame impaire suivante, et la trame combinée résultante, après une division de la somme pondérée par la somme des coefficients de pondération affectant Tp et Ti. Le limiteur 23 est destiné, lorsqu'il est prévu, à garantir réellement un contrôle rigoureux d'un gain invariant malgré le traitement dans le circuit 22, ici d'un gain égal à l'unité.This second switch 30 is also in two positions, and, like the switch 10, regularly switches between its first and its second input corresponding to the outputs of channels 1 and 2 respectively, at the frame frequency but in phase opposition with the switch 10 Channel 2 comprises a first branch itself comprising, in series, a frame memory 21 successively storing (to delay them by a frame period, here 20 ms) the even frames, the input of which is connected to the other output terminal of the switch 10, then a combination circuit 22, and possibly a limiter 23. The output of this limiter is connected to the other input terminal of the switch 30, the common output of which is that of the correction. The output of the frame memory 21 is connected to a first input of the combination circuit 22. As previously, the combination is weighted, the output of the circuit 22 being for example here given by the expression Ts = (2Tp + Ti) / 3, where Tp, Ti, Ts respectively denote the current even frame, the next odd frame, and the resulting combined frame, after a division of the weighted sum by the sum of the weighting coefficients affecting Tp and Ti. The limiter 23 is intended, when provided, to actually guarantee rigorous control of an invariant gain despite the processing in circuit 22, here a gain equal to unity.

L'autre entrée de ce circuit 22 reçoit la sortie d'une deuxième branche de la voie 2. Cette deuxième branche comprend ellemême un circuit 24 de compensation de mouvement, et éventuellement de filtrage, à partir de la trame impaire qui suit la trame paire en cours de traitement. L'entrée de ce circuit 24 (et donc de ladite deuxième branche) prélève à la sortie du commutateur 10, la trame impaire disponible qui est la trame impaire postérieure à celle précédemment stockée en mémoire 11. The other input of this circuit 22 receives the output of a second branch of channel 2. This second branch itself comprises a circuit 24 for motion compensation, and possibly filtering, from the odd frame which follows the even frame being processed. The input of this circuit 24 (and therefore of said second branch) takes at the output of the switch 10, the available odd frame which is the odd frame posterior to that previously stored in memory 11.

Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant. Chacune des trame compatibles impaires reçues par le dispositif traverse celui-ci en suivant la voie 1, sans autre traitement qu'un retard d'une période de trame (20 ms), dans la mémoire 11. Chacune des trames compatibles paires, elle, est combinée avec la trame compatible impaire qui la suit, en tenant compte du vecteur de mouvement entre ces deux trames et en opérant ici un filtrage horizontal de cette trame impaire postérieure. The operation of the device thus described is as follows. Each of the odd compatible frames received by the device crosses it by following channel 1, without further processing than a delay of a frame period (20 ms), in memory 11. Each of the even compatible frames, is combined with the odd compatible frame which follows it, taking into account the motion vector between these two frames and by operating here a horizontal filtering of this posterior odd frame.

Plus précisément, et là encore en raisonnant au niveau des échantillons ou points d'image, le processus de traitement est le suivant : un point de la trame paire concernée (par exemple T2) est combiné avec le point correspondant de la trame impaire postérieure correspondante (T3 dans ce cas), mais après filtrage horizontal de ce point et en effectuant entre T3 et T2 la compensation de mouvement correspondant au vecteur de mouvement décodé relatif à ces deux trames
T3 et T2 (qui est le même qu'entre les trames T2 et T1).More precisely, and here again by reasoning at the level of the samples or image points, the processing process is as follows: a point of the paired frame concerned (for example T2) is combined with the corresponding point of the corresponding posterior odd frame (T3 in this case), but after horizontal filtering of this point and by performing between T3 and T2 the motion compensation corresponding to the decoded motion vector relative to these two frames
T3 and T2 (which is the same as between frames T2 and T1).

Le traitement ainsi proposé a donc pour caractéristique principale de calculer une nouvelle trame paire à partir de l'ancienne et de la trame impaire suivante, dans le cas présent interpolée et compensée en mouvement de façon unidirectionnelle grâce au vecteur de mouvement correspondant. L'interpolation est effectuée par l'intermédiaire d'un filtre horizontal à nombre de coefficients pair (et de préférence 2) si, en points d'image la composante horizontale dudit vecteur de mouvement est impaire, ou par l'intermédiaire d'un filtre horizontal à nombre de coefficients impair (3, 5, 7, etc..., ou 1 de préférence, c'est-à-dire n'utilisant alors que le point lui-même sur lequel le vecteur de mouvement pointe) si la composante horizontale de ce vecteur est paire. The processing thus proposed therefore has the main characteristic of calculating a new even frame from the old and from the following odd frame, in the present case interpolated and compensated in movement in a unidirectional manner thanks to the corresponding motion vector. The interpolation is carried out by means of a horizontal filter with an even number of coefficients (and preferably 2) if, in image points, the horizontal component of said motion vector is odd, or by means of a horizontal filter with odd number of coefficients (3, 5, 7, etc ..., or preferably 1, i.e. using only the point itself on which the motion vector points) if the horizontal component of this vector is even.

Comme la trame compatible paire courante a déjà subi, du fait du traitement de type MCCI réalisé au codage, une compensation de mouvement partielle à partir de la trame précédente, en lui ajoutant maintenant de l'information en provenance de la trame suivante, elle contient désormais des informations qui proviennent des deux trames impaires qui l'entourent, selon un traitement que l'on peut qualifier d'interpolation compensée en mouvement de façon pseudo-symétrique (ce terme de pseudo-symétrie sert à exprimer le fait que les deux volets de la compensation, par rapport à la trame précédente puis par rapport à la trame suivante, sont ici effectués à des moments différents). Ce traitement réduit très fortement les effets de saccade dans une séquence d'images et restitue réellement au mouvement des objets dans cette séquence un aspect plus naturel et plus réaliste. As the current pair-compatible frame has already undergone, due to the MCCI type processing performed at coding, partial motion compensation from the previous frame, now adding information to it from the next frame, it contains from now on information which comes from the two odd frames which surround it, according to a treatment which one can qualify as interpolation compensated in movement in a pseudo-symmetrical way (this term of pseudo-symmetry is used to express the fact that the two parts compensation, with respect to the previous frame and then with respect to the next frame, are here carried out at different times). This treatment greatly reduces the effects of jerking in a sequence of images and really restores to the movement of the objects in this sequence a more natural and more realistic aspect.

Claims

1. Device for correcting the jerky effect of so-called compatible images restored after transmission and / or storage of high-definition television signals, in particular according to the standard

HDMAC, characterized in that it includes

(A) a first and a second two-position switch receiving, the first on its common input, the input signals of said device and delivering, the second on its common output, its output signals and provided for switching regularly, at the frame frequency of said images but in phase opposition with each other

(B) between the respective non-common terminals of said switches, a first and a second channel respectively receiving the odd and even compatible frames, said first channel being intended for direct transmission to the corresponding input of the second switch, delayed by a duration appropriate, of said successive odd compatible frames, and said second channel being intended for the transmission, to the other input of the second switch, of a linear combination of the current even frame and the next odd frame with motion compensation between these two even and odd frames.

2. Device according to claim 1, characterized in that

(a) the first channel comprises a first frame memory

(b) the second route includes

- a first branch itself comprising in series a second frame memory and a combination circuit

a second branch comprising a motion compensation circuit between the current even frame and the next odd frame taken in the first channel, the output of said circuit being received like that of said second frame memory by said circuit combining the two delays in said frame memories being equal to a frame period, increased respectively, in each channel, by additional delays linked to the processing times in these channels and provided to allow, at the output of the second switch, the regular restitution of delayed odd frames and of even fields processed at the same field frequency, and said combination being weighted and averaged, to allow the gain in luminance between the input and the output of said combination circuit to be maintained at the desired value.

3. Device according to claim 2, characterized in that it comprises, between the output of the combination circuit and the corresponding non-common input of the second switch, a limiter provided to guarantee at the output of the second channel the maintenance of the gain in luminance at said desired value.

4. Device according to one of claims 2 and 3, characterized in that said motion compensation circuit includes a horizontal filtering operation, said horizontal filter having an even or odd number of coefficients depending on whether the horizontal component of the motion vector between the even and odd frames concerned is, in picture points, odd or even.