FR2715528A1 - Procédé et dispositif de transmission et de réception à distance d'images vidéo. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'émission et/ou de réception, pour la transmission à distance d'images de type vidéo définies par une série de pixels, caractérisés en ce que, à l'émission, on transforme, pour chaque pixel, une valeur analogique associée à celui-ci en une impulsion (S) dont la largeur est fonction de ladite valeur et en ce que, à la réception, on transforme chaque impulsion reçue (S) en un mot binaire dont la valeur est fonction de la largeur de ladite impulsion reçue (S).

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif destinés à assurer la transmission et la réception à distance d'images vidéo.

On connaît des dispositifs permettant de transmettre à distance, notamment par l'intermédiaire d'un réseau filaire, les images émises par une caméra de type vidéo. Dans de tels dispositifs, les signaux analogiques provenant des différents pixels constituant l'image sont numérisés par un convertisseur analogique-numérique, puis les mots binaires correspondants ainsi constitués sont transmis bit après bit, par l'intermédiaire d'un modem, vers des moyens récepteurs qui effectuent les opérations inverses de façon à restituer l'image.

Dans ces dispositifs chaque mot est constitué d'un nombre donné de bits et définit la valeur de gris du pixel correspondant. Plus le mot comporte de bits, plus l'intervalle de gris susceptible d'être reproduit en un point sera important. En effet un mot de 4 bits ne pourra définir que 16 valeurs de gris, alors qu'un mot de 8 bits, ou octet, sera en mesure de définir 256 valeurs de gris.

Dans de tels dispositifs, la façon la plus courante pour augmenter la rapidité de la transmission consiste donc à diminuer le nombre de bits formant chaque mot transmis, ce qui se traduit par une perte de qualité de l'image.

Les dispositifs de ce type qui permettent de transmettre des images de grande qualité, possèdent une vitesse de transmission relativement faible, ce qui les rend impropres à certains types d'utilisation, notamment dans le domaine de la télésurveillance. Par ailleurs, en raison notamment de la nécessité d'utiliser deux modems, à savoir un modem à l'émission et un modem à la réception, le coût de tels dispositifs est relativement élevé.

La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des systèmes de l'état antérieur de la technique en proposant un moyen particulièrement bon marché et rapide permettant de transmettre à distance des images de type vidéo utilisables notamment dans le domaine de la télésurveillance.

La présente invention a ainsi pour objet un procédé d'émission et de transmission à distance, notamment par l'intermédiaire d'un réseau de type filaire, d'images vidéo constituées d'une série de pixels, dans lequel la valeur de gris de chaque pixel, ou de chaque groupe de pixels, est définie de façon analogique par une valeur de tension donnée, dans lequel on convertit la valeur analogique de la tension en un mot binaire dont la valeur numérique est fonction de cette tension. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant, pour chaque pixel ou chaque groupe de pixels:
- à former une impulsion, dont la largeur est fonction de la dite valeur numérique,
- à émettre cette impulsion vers des moyens récepteurs situés à distance, notamment par l'intermédiaire de ladite ligne filaire.

Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, on introduit chacun des mots binaires dans un décompteur, on décrémente ce compteur à un rythme défini par une horloge de fréquence donnée, et on donne à la susdite impulsion une largeur égale au temps nécessaire pour amener le décompteur à zero.

Ainsi suivant l'invention, chaque mot numérique, constitué d'un nombre donné de bits, par exemple un octet, est transformé en une impulsion unique dont la largeur maximale est de l'ordre de grandeur de l'une des impulsions correspondant à chacun des bits transmis par un modem suivant l'état antérieur de la technique. Ainsi, suivant que le mot transmis par le modem est constitué de 4 ou 8 bits le procédé de transmission suivant l'invention est quatre ou huit fois plus rapide que les procédés de la technique antérieure.

La présente invention a également pour objet un dispositif d'émission et de transmission à distance, notamment par un réseau de type filaire, d'images vidéo constituées d'une série de pixels, dans lequel la valeur de gris de chaque pixel, ou de chaque groupe de pixels, est définie de façon analogique par une valeur de tension donnée, comportant des moyens convertisseurs, aptes à transformer ledit signal analogique en un mot binaire dont la valeur est fonction de cette tension, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de traitement du mot binaire, aptes à former une impulsion dont la largeur est fonction de la valeur dudit mot binaire, et des moyens d'émission et de transmission à distance de cette impulsion vers des moyens récepteurs, notamment par l'intermédiaire de ladite ligne filaire.

La présente invention a également pour objet un procédé de réception d'images transmises à distance sous forme de signaux constitués d'une série d'impulsions dont la largeur est fonction de la valeur numérique d'un mot binaire caractéristique du niveau de gris de chacun des pixels ou de groupe de pixels constituant les images, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à transformer chaque impulsion reçue en un mot binaire dont la valeur numérique est fonction de la largeur de la dite impulsion, et à convertir le mot binaire obtenu en une valeur de tension fonction de la valeur de celui-ci.

Dans un mode de mise en oeuvre du présent procédé, le mot binaire est obtenu en incrémentant un compteur binaire par l'intermédiaire d'une horloge de fréquence donnée pendant un temps égal à celui correspondant à la largeur de ladite impulsion.

La présente invention à également pour objet un dispositif destiné à la réception d'images vidéo transmises à distance sous forme de signaux constitués d'une série d'impulsions, dont la largeur est fonction de la valeur numérique d'un mot binaire caractéristique du niveau de gris de chacun des pixels, ou de groupe de pixels, constituant l'image, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (20,22,24) aptes à transformer chaque impulsion reçue en un mot binaire, dont la valeur numérique est fonction de la largeur de la dite impulsion (S), et des moyens pour convertir le mot binaire en une valeur de tension fonction de la valeur de celui-ci.

Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, la fréquence d'horloge du dispositif de réception est égale à la fréquence du dispositif d'émission.

On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une vue schématique d'un bloc diagramme représentant un circuit d'émission destiné à transmettre à distance un signal constitutif d'une image vidéo.

La figure 2 est une vue schématique d'un bloc diagramme représentant un circuit destiné à la réception d'un signal du type de celui émis par le dispositif représenté sur la figure 1.

Sur la figure 1 le dispositif suivant l'invention comprend un convertisseur analogique numérique 1 qui reçoit un signal vidéo en provenance d'une caméra de prise de vue 3. Ce convertisseur 1 est relié à une mémoire 5 dont les différentes adresses sont accessibles par l'intermédiaire d'un compteur d'adresses 7. La mémoire 5 est reliée à un décompteur 9 dont une entrée e est attaquée par une sortie c d'une porte ET 11.

Une entrée a de celle-ci est reliée à la sortie d d'une horloge 13 et l'autre entrée b est reliée à une entrée y d'un générateur d'impulsions de commande 14 dont la sortie est reliée à une entrée f du compteur d'adresses 7. La sortie g du décompteur 9 est reliée à une entrée de remise à zéro h d'une bascule FF 15 dont une entrée i est reliée à une entrée i du décompteur 9 et à la sortie du générateur d'impulsions de commande 14.

Dans ces conditions le fonctionnement du présent dispositif s'effectue ainsi qu'exposé ci-après. Pour un pixel, ou un groupe de pixels adjacents donné, un signal vidéo analogique, représentant le niveau de gris de ce pixel ou de ce groupe de pixels, est transmis de la caméra 3 au convertisseur analogique-numérique 1 où il est transformé en un mot binaire sur un nombre de bits donné, fonction de la qualité de l'image que l'on souhaite obtenir. Chacun des mots binaires de valeurs successives nl,n2...., correspondant respectivement aux pixels ou groupes de pixels successifs, est transféré dans la mémoire 5, où il est stocké à une adresse de celle-ci déterminée par la valeur du compteur d'adresses 7 jusqu'à saisie complète des mots binaires nl,n2.....

constituant l'image. Une impulsion envoyée par le générateur d'impulsions de commande 14 assure alors le transfert successif de chaque mot binaire de la mémoire 5 dans le décompteur 9. Cette même impulsion, appliquée à l'entrée de la bascule 15 provoque également la mise en position travail de cette bascule 15 et le passage au niveau haut ou le flanc montant de son impulsion de sortie S. A cet instant l'entrée b de la porte ET 11 est donc également portée à un niveau haut, si bien que les impulsions émises par l'horloge 13 et qui sont fournies à l'entrée a de la porte ET 11 sont prises en compte par le décompteur 9 qui assure sa fonction de décomptage jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur zéro. Le temps tl nécessaire pour assurer la mise à zéro du décompteur 9 est égal au produit nl de la valeur du premier mot par la durée T d'une impulsion d'horloge. Ainsi: tl=nl x T.

Dans le cas où la fréquence de l'horloge 13 est de 3000 hertz, le temps tl nécessaire au décompteur pour être amené à zéro, si la valeur nl du mot est par exemple 5, sera de 1/3000
X 5 soit t1 1,6.10-3 secondes.

Le passage au zéro du décompteur 9 génère une impulsion sur la sortie g de celui-ci qui entraîne le passage à l'état repos de la bascule 15 et donc le retour au niveau bas et par conséquent la fin de l'impulsion S créée, à la sortie de la bascule 15, impulsion envoyée par le réseau de transmission vers un circuit récepteur. L'impulsion S ainsi créée a bien une largeur ou durée tl proportionnelle à la valeur nl inscrite sous forme numérique dans la mémoire 5, autrement dit tl = n1 x T. Le flanc descendant de cette impulsion S active également le générateur d'impulsions 14 qui génère une impulsion appliquée d'abord à l'entrée f du compteur d'adresses 7 pour l'incrémenter et le faire avancer à l'adresse suivante, de façon à prendre en compte le mot suivant n2 stocké dans la mémoire 5 et, ensuite, à l'entrée i du circuit décompteur 9 pour que celui-ci se charge avec la valeur du mot binaire suivant n2. Le cycle se poursuit ainsi jusqu'à ce que la totalité des mots numériques nl,n2....

stockés dans la mémoire 5 soit traitée.

La présente invention propose également un moyen permettant de procéder à la réception et à la restitution des différents mots binaires transmis.

Sur la figure 2 le dispositif de réception comprend une porte ET 20 dont une entrée k reçoit l'impulsion S créée par le dispositif d'émission suivant la figure 1 et qui est amenée, par exemple, par un réseau filaire, au lieu de la réception, et dont l'autre entrée 1 est reliée à la sortie d'une horloge 22, de fréquence f'. La sortie m de la porte ET 20 attaque l'entrée n d'un compteur binaire 24. L'impulsion reçue S est également envoyée sur l'entrée p d'un générateur d'impulsions 26, comportant deux sorties g et s. Le générateur d'impulsions 26 est apte à produire une impulsion sur les sorties g et s respectivement lorsque son entrée p détecte un flanc montant et un flanc descendant d'un signal. La sortie q est reliée à l'entrée r d'un compteur d'adresses 28 et l'autre sortie s est reliée à l'entrée t de remise à zéro du compteur binaire 24. La sortie u de celui-ci est reliée à l'entrée v d'une mémoire 30, adressable au moyen du compteur d'adresses 28. A cet effet la sortie w de celui-ci est reliée à l'entrée adresse x de la mémoire 30.

Dans ces conditions, la réception des impulsions S reçues et leur traitement pour les transformer en des mots binaires se font comme exposé ci-après.

Chaque impulsion S reçue étant appliquée à l'entrée k de la porte ET 20, la sortie m de celle-ci passe à un niveau haut à chaque impulsion positive de l'horloge 22, tant que l'impulsion reçue S reste à un niveau haut, soit pendant le temps tl représentant la durée de cette impulsion. La sortie m de la porte ET 20 envoie donc, sur l'entrée n du compteur binaire 24, un nombre donné d'impulsions n2 qui est égal à la durée tl de l'impulsion reçue S divisée par la durée d'une impulsion de l'horloge 22, à savoir un temps T'. Ainsi n2=tl/T'. On constate ainsi que si la fréquence f' de l'horloge 22 est égale à la fréquence f de l'horloge 13, la valeur n2 est alors égale à la valeur nl, si bien que l'on a retrouvé la valeur du mot numérique initial stocké dans la mémoire 5. Par ailleurs, le compteur 24 étant un compteur binaire, la disposition des bits formant cette valeur du mot binaire est la même que celle existant à l'origine dans la mémoire 5, si bien que la structure du mot binaire originel est reconstituée.

On notera que dès la détection du flanc montant de l'impulsion S par le générateur d'impulsions 26, la sortie g de celui-ci émet une impulsion déclenchant une incrémentation de 1 du compteur d'adresses 28, de façon que le mot suivant nl soit stocké à l'adresse suivante de la mémoire 30. De même dès la détection du flanc descendant de l'impulsion S par le générateur d'impulsions 26, la sortie s de celui-ci émet une impulsion déclenchant la remise à zéro du compteur binaire 24, de façon que celui-ci soit prêt à recevoir le mot suivant n2.

Le mot binaire originel restitué dans le compteur binaire 24 est ensuite transféré dans la mémoire 30, à l'adresse donnée par le compteur d'adresse 28. Après transfert de l'ensemble des mots nl,n2..., contenus à l'origine dans la mémoire 5 ayant servi à conserver les valeurs numérisées de l'image originelle, la mémoire 30 contient les mêmes valeurs n1,n2..., que celle-ci. Un traitement numérique/analogique classique permet alors de reconstituer l'image.

Pour un type d'application particulier, si la qualité de l'image ne constitue pas un élément critique, on pourra améliorer le temps de transmission et de traitement en créant un seul mot numérique pour un ensemble de pixels adjacents de l'image, ce qui permet de diminuer le nombre de mots à transmettre, mais au détriment de la définition de l'image.

Bien entendu l'impulsion S créée à l'émission peut être adaptée dans sa forme et pourrait être véhiculée par tout système de transmission tel qu'un réseau filaire ou des systèmes de transmission hertziens. Pour ce transfert on peut ainsi notamment avoir recours à tout type de modulation tel que modulation de fréquence, modulation d'amplitude, modulation de phase etc.... Le choix de la fréquence d'horloge servant à créer l'impulsion est fait de manière que les limites des fréquences haute et basse de l'impulsion soient comprises dans les limites maximale et minimale des fréquences modulantes du système de transmission utilisé.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'émission et de transmission à distance, notamment par l'intermédiaire d'un réseau de type filaire, d'images vidéo constituées d'une série de pixels, dans lequel la valeur de gris de chaque pixel, ou de chaque groupe de pixels, est définie de façon analogique par une valeur de tension donnée, dans lequel on convertit la valeur analogique de la tension en un mot binaire dont la valeur numérique est fonction de cette tension, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant, pour chaque pixel ou chaque groupe de pixels

- à former une impulsion (S), dont la largeur est fonction de la dite valeur numérique,

- à transmettre cette impulsion vers des moyens récepteurs situés à distance, notamment par l'intermédiaire de ladite ligne filaire.

2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, préalablement à la formation de chacune des impulsions, on stocke chacun des mots binaires dans une mémoire.

3. Procédé suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant

- à introduire chacun desdits mots binaires dans un décompteur,

- à décrémenter ce décompteur à un rythme défini par une horloge de fréquence (f) donnée,

- à donner à la susdite impulsion (S) une largeur égale au temps nécessaire pour amener le décompteur à zéro.

4. Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'on donne à la fréquence d'horloge (f) une valeur telle que l'impulsion créée a une largeur compatible avec les valeurs maximale et minimale fixées par le système de modulation du dispositif de transmission.

5. Dispositif d'émission et de transmission à distance, notamment par un réseau de type filaire, d'images vidéo constituées d'une série de pixels, dans lequel la valeur de gris de chaque pixel, ou de chaque groupe de pixels, est définie de façon analogique par une valeur de tension donnée, et comportant des moyens convertisseurs (1) aptes à transformer la valeur analogique de la tension en un mot binaire dont la valeur est fonction de cette tension, caractérisé en ce qu'il comporte

- des moyens de traitement du mot binaire (9,11,13,15), aptes à former une impulsion (S) dont la largeur est fonction de la valeur dudit mot binaire,

- des moyens d'émission et de transmission à distance de cette impulsion vers des moyens récepteurs, notamment par l'intermédiaire de ladite ligne filaire.

6. Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que la largeur de l'impulsion est proportionnelle à ladite valeur numérique.

7. Procédé de réception d'images transmises à distance sous forme de signaux constitués d'une série d'impulsions dont la largeur est fonction de la valeur numérique d'un mot binaire caractéristique du niveau de gris de chacun des pixels, ou de chaque groupe de pixels, constituant les images, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant

- à transformer chaque impulsion (S) reçue en un mot binaire dont la valeur numérique est fonction de la largeur de la dite impulsion (S),

- à convertir le mot binaire obtenu en une valeur de tension fonction de la valeur de celui-ci.

8. Procédé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que ladite valeur numérique est proportionnelle à la largeur de l'impulsion (S).

9. Procédé suivant l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que le mot binaire est obtenu en incrémentant un compteur binaire par l'intermédiaire d'une horloge de fréquence (f') donnée, pendant un temps (t') égal à celui correspondant à la largeur de ladite impulsion.

10. Dispositif destiné à la réception d'images vidéo transmises à distance sous forme de signaux constitués d'une série d'impulsions, dont la largeur est fonction de la valeur numérique d'un mot binaire caractéristique du niveau de gris de chacun des pixels, ou de chaque groupe de pixels, constituant l'image, caractérisé en ce qu'il comporte

- des moyens (20,22,24) aptes à transformer chaque impulsion (S) reçue en un mot binaire, dont la valeur numérique est fonction de la largeur de la dite impulsion (S), et

- des moyens pour convertir le mot binaire en une valeur de tension fonction de la valeur de celui-ci.

11. Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que la largeur de l'impulsion est proportionnelle à ladite valeur numérique.

12. Dispositif suivant l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur binaire (24) incrémenté par une horloge (22) de fréquence (f') déterminée pendant un temps égal à la durée de la dite impulsion (S).

13. Dispositif suivant les revendications 6 et 10 caractérisé en ce que la fréquence d'horloge (f') du dispositif de réception est égale à la fréquence (f) du dispositif d'émission.