FR2734116A1 - Procede transmission de signaux de television en couleurs et systeme de codage et de decodage pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de transmission d'un signal de télévision en couleur, consistant à transmettre un signal de luminance fonction de signaux de couleurs primaires et deux signaux de différence de couleurs. Il consiste, côté émetteur, à retrancher à chacun desdits signaux de différence de couleurs un signal d'offset dont l'amplitude est fonction de l'amplitude dudit signal de luminance et, côté récepteur, à ajouter à chacun desdits signaux de différence de couleurs un signal d'offset dont l'amplitude est identique à celle du signal d'offset retranché côté émetteur. La présente invention concerne également un système de codage et de décodage des signaux des différences de couleurs composant lesdits signaux de télévision pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Description
La présente invention concerne un procédé de transmission des signaux de télévision en couleurs, ainsi qu'un système de codage et de décodage des signaux de différence de couleurs composant lesdits signaux de télévision pour la mise en oeuvre de ce procédé de transmission.
Un procédé de transmission d'un signal de télévision en couleurs consiste, de manière générale, à transmettre entre un émetteur et au moins un récepteur un signal de télévision qui est généralement constitué d'un signal de luminance et de signaux de différence de couleurs. Le signal de luminance est fonction de signaux de couleurs primaires Rouge, Verte et Bleue, par exemple par la relation suivante:
Y = Ar.R + Av.V + Ab.B où Y est l'amplitude du signal de luminance, R, V et B les signaux de couleurs primaires. Les coefficients Ar, Av et Ab sont déterminés par les caractéristiques colorimétriques des couleurs primaires de visualisation et du blanc obtenu par équilibrage de ces couleurs primaires.
Y = Ar.R + Av.V + Ab.B où Y est l'amplitude du signal de luminance, R, V et B les signaux de couleurs primaires. Les coefficients Ar, Av et Ab sont déterminés par les caractéristiques colorimétriques des couleurs primaires de visualisation et du blanc obtenu par équilibrage de ces couleurs primaires.
Dans la suite de la description, on considérera que les amplitudes des signaux de couleurs primaires R, V et B varient entre une valeur minimale égale à O et une valeur maximale égale à 1. Elles sont toutes égales à 1 pour un blanc à 100 %. L'amplitude du signal de luminance Y peut quant à lui varier entre 0, pour un noir, et 1 pour un blanc.
On notera alors que la somme des coefficients Ar, Ab et Av est égale à 1.
Un signal de télévision est également constitué de signaux de différence de couleurs dont les amplitudes sont fonction de l'amplitude dudit signal de luminance et des amplitudes respectives de deux signaux de couleurs primaires, par exemple par la relation suivante:
Cr= R-Y
Cb= B-Y
On notera que Cr varie entre un maximum pour R=l et un minimum pour R=O, soit:
Max: Cr = l-(Ar+O+O)=1-Ar
Min:Cr = O-(O+Av.V+Ab.B)t-(l-Ar)
L'excursion maximale du signal de différence de couleurs rouge est donc
Cr = 2 (1 - Ar)
De même, l'excursion maximale du signal de différence de couleurs bleue est:
Cb = 2 (1 - Ab)
Si l'on veut que les deux signaux de différence de couleurs aient la même excursion maximale égale à 1 on applique aux signaux définis ci-dessus les facteurs de correction respectifs:
1 1
Kr = ------ Kb =
2 (1 - Ar) 2 (1 - Ab)
En général les signaux de différence de couleurs sont donc affectés de ces coefficients de correction qui réduisent ainsi leur excursion. L'exemple de calcul de coefficients Kr et Kb est donné par la norme CCIR (n06O1).
Cr= R-Y
Cb= B-Y
On notera que Cr varie entre un maximum pour R=l et un minimum pour R=O, soit:
Max: Cr = l-(Ar+O+O)=1-Ar
Min:Cr = O-(O+Av.V+Ab.B)t-(l-Ar)
L'excursion maximale du signal de différence de couleurs rouge est donc
Cr = 2 (1 - Ar)
De même, l'excursion maximale du signal de différence de couleurs bleue est:
Cb = 2 (1 - Ab)
Si l'on veut que les deux signaux de différence de couleurs aient la même excursion maximale égale à 1 on applique aux signaux définis ci-dessus les facteurs de correction respectifs:
1 1
Kr = ------ Kb =
2 (1 - Ar) 2 (1 - Ab)
En général les signaux de différence de couleurs sont donc affectés de ces coefficients de correction qui réduisent ainsi leur excursion. L'exemple de calcul de coefficients Kr et Kb est donné par la norme CCIR (n06O1).
A titre indicatif, on signale que, dans le cas du système des primaires FCC, qui est toujours utilisé, les coefficients de la relation de luminance sont:
Ar = 0,299 Av = 0,587 Ab = 0,114
Les facteurs de corrections Kr et Kb ont alors pour valeurs:
Kr = 0,713 Kb = 0,564
Les signaux de différence de couleurs Cr et Cb non corrigés peuvent ainsi varier de -0,701 à +0,701 pour le premier et de -0,886 à +0,886 pour le second. Après correction, ils varient tous les deux entre -0,5 et +0,5.
Ar = 0,299 Av = 0,587 Ab = 0,114
Les facteurs de corrections Kr et Kb ont alors pour valeurs:
Kr = 0,713 Kb = 0,564
Les signaux de différence de couleurs Cr et Cb non corrigés peuvent ainsi varier de -0,701 à +0,701 pour le premier et de -0,886 à +0,886 pour le second. Après correction, ils varient tous les deux entre -0,5 et +0,5.
I1 faut également noter que dans les systèmes de télévision classiques, les signaux de couleurs primaires R, V et B sont précorrigés en gamma. Par contre, dans les systèmes dits à luminance constante, la relation de luminance est obtenue à partir des signaux de couleurs R, V et B linéaires; c'est ensuite seulement que les signaux de luminance Y et de couleurs primaires R et B sont corrigés en gamma pour obtenir les signaux de différence de couleurs Cr et Cb.
Le but de l'invention est de prévoir un traitement des signaux de différence de couleurs qui permette de diminuer leur excursion maximale pour une même définition d'image.
La présente invention part des constatations qui vont suivre et qui sont faites en relation avec la Fig. 1 jointe. Pour ce faire, on va chercher à déterminer les valeurs extrêmes que peuvent prendre les signaux de différence de couleurs, Cr = R-Y et Cb = B-Y, avant application des facteurs de correction Kr et Kb mentionnés ci-dessus.
Pour la couleur primaire rouge, l'amplitude du signal de luminance Y de cette couleur peut avoir une valeur comprise entre 0 et la luminance maximum du rouge soit Ar. Les signaux de couleurs V et B ont par hypothèse des amplitudes nulles et le signal R varie donc entre 0 et 1. On a donc:
Y = Ar.R soit R = Y/Ar
Lorsque l'amplitude du signal de luminance Y égale Ar, la valeur maximale que prend le signal de différence de couleurs Cr est atteinte et est égale à: 1-Ar
max Cr = Y
Ar
Si l'amplitude de la luminance Y croit encore au-delà de Ar, le point de couleur se déplace vers le blanc; on peut alors écrire:
max Cr = R - Y avec R = 1 soit
max Cr = 1 - Y
Des calculs semblables à ceux ci-dessus, pour les valeurs minimales prises par l'amplitude du signal de différence de couleurs
Cr en fonction de Y, conduisent aux résultats suivants.
Y = Ar.R soit R = Y/Ar
Lorsque l'amplitude du signal de luminance Y égale Ar, la valeur maximale que prend le signal de différence de couleurs Cr est atteinte et est égale à: 1-Ar
max Cr = Y
Ar
Si l'amplitude de la luminance Y croit encore au-delà de Ar, le point de couleur se déplace vers le blanc; on peut alors écrire:
max Cr = R - Y avec R = 1 soit
max Cr = 1 - Y
Des calculs semblables à ceux ci-dessus, pour les valeurs minimales prises par l'amplitude du signal de différence de couleurs
Cr en fonction de Y, conduisent aux résultats suivants.
Lorsque les signaux de couleur B et V sont égaux à 1 et que le signal de couleur R est égal à O, on a:
min Cr = - Y pour Y < 1 - Ar
Lorsque le point de couleur se déplace vers le Blanc, R n'est plus nul.
min Cr = - Y pour Y < 1 - Ar
Lorsque le point de couleur se déplace vers le Blanc, R n'est plus nul.
Or Y = Ar.R + Av.V + Ab.B
1 - Ar
D'où min Cr = (Y - 1) ------- Pour Y > 1 - Ar
Ar
Une démarche analogue pour Cb donne les résultats suivants:
l-Ab
max Cb = Y - pour Y < Ab
Ab
max Cb = 1 - Y pour Y > Ab
min Cb = - Y pour Y < 1 - Ab
1 - Ab
min Cb = (Y - 1) ------- pour Y > 1 - Ab
Ab
On a représenté sur la Fig. 1, les diagrammes des amplitudes des signaux de différence de couleurs Cr et Cb en fonction de l'amplitude du signal de luminance Y qui illustrent les résultats des calculs faits ci-dessus.
1 - Ar
D'où min Cr = (Y - 1) ------- Pour Y > 1 - Ar
Ar
Une démarche analogue pour Cb donne les résultats suivants:
l-Ab
max Cb = Y - pour Y < Ab
Ab
max Cb = 1 - Y pour Y > Ab
min Cb = - Y pour Y < 1 - Ab
1 - Ab
min Cb = (Y - 1) ------- pour Y > 1 - Ab
Ab
On a représenté sur la Fig. 1, les diagrammes des amplitudes des signaux de différence de couleurs Cr et Cb en fonction de l'amplitude du signal de luminance Y qui illustrent les résultats des calculs faits ci-dessus.
Un examen approfondi des valeurs que peuvent prendre les signaux de différence de couleurs en fonction de la valeur de la luminance montre que l'excursion maximale de ces signaux, pour des valeurs moyennes de la luminance comprises entre Ar et 1 - Ar pour Cr ou entre Ab et 1 - Ab pour Cb, est la même pour Cr et Cb et est égale à 1. C'est par contre la valeur moyenne des signaux de différence de couleurs qui prend des valeurs variables suivant la valeur de la luminance Y.
Le but de la présente invention est donc, partant de cette constatation, de réduire la dynamique des signaux de différence de couleurs sans altérer la quantité d'informations qu'ils transportent.
A cet effet, un procédé de transmission selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste, côté émetteur, à retrancher à chacun desdits signaux de différence de couleurs un signal dit signal d'offset dont l'amplitude prend des valeurs fonction de l'amplitude dudit signal de luminance telles que ledit signal de différence de couleurs puisse varier jusqu'à une valeur maximale qui est constante dans un domaine détermine de valeurs dudit signal de luminance, et, côté récepteur, à ajouter à chacun desdits signaux de différence de couleurs un signal d'offset dont l'amplitude est identique à celle du signal d'offset retranché côté émetteur.
La présente invention concerne également un système de codage et un système de décodage d'un système de transmission d'un signal de télévision en couleurs. Le système de codage est caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs de traitement respectivement prévus pour délivrer des signaux de différence de couleurs traités, chaque dispositif de traitement étant prévu pour recevoir ledit signal de différence de couleurs correspondant et ledit signal de luminance, pour retrancher audit signal de différence de couleurs un signal d'offset qui est fonction dudit signal de luminance et pour délivrer ledit signal de différence de couleurs traité.
Le système de décodage est prévu pour délivrer des signaux de couleurs primaires à partir d'un signal de luminance et de signaux de différence de couleurs traités par un système de codage selon l'invention. I1 est caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs de traitement respectivement prévus pour délivrer des signaux de différence de couleurs recouvrés, chaque dispositif étant prévu pour recevoir le signal de différence de couleurs traité ainsi que le signal de luminance, pour ajouter audit signal de différence de couleurs traité un signal d'offset qui est fonction dudit signal de luminance et pour délivrer ledit signal de différence de couleurs recouvré.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
la Fig. 1 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre, selon l'art antérieur, les amplitudes des signaux de différence de couleurs en fonction de l'amplitude du signal de luminance,
les Figs. 2a et 2b sont des schémas synoptiques de systèmes de codage et de décodage d'un système de transmission de signaux de télévision selon la présente invention,
la Fig. 3 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre les amplitudes des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention, et ce en fonction de l'amplitude du signal de luminance,
la Fig. 4 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre les amplitudes des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention dans lequel des coefficients sont appliqués auxdits signaux de différence de couleurs, et ce en fonction de l'amplitude du signal de luminance,
la Fig. 5 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre, selon l'art antérieur, les amplitudes des signaux de différence de couleurs en fonction de l'amplitude du signal de luminance, lesdits signaux de différence de couleurs ayant subi l'application de coefficients,
la Fig. 6 est un diagramme semblable à celui de la Fig. 5, lesdits signaux de différence de couleurs ayant été traités selon le procédé de la présente invention,
la Fig. 7 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre, selon l'art antérieur, les amplitudes des signaux de différence de couleurs en fonction de l'amplitude du signal de luminance, ceci dans un système de transmission de signaux de télévision appelé système à luminance constante dans lequel c'est le signal de luminance lui-meme qui est corrigé en gamma puis ensuite les signaux de couleurs R et B pour construire les signaux de différence de couleurs, et
la Fig. 8 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre les amplitudes des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention, et ce en fonction de l'amplitude du signal de luminance, ceci dans un système de transmission de signaux de télévision dit à luminance constante.
la Fig. 1 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre, selon l'art antérieur, les amplitudes des signaux de différence de couleurs en fonction de l'amplitude du signal de luminance,
les Figs. 2a et 2b sont des schémas synoptiques de systèmes de codage et de décodage d'un système de transmission de signaux de télévision selon la présente invention,
la Fig. 3 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre les amplitudes des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention, et ce en fonction de l'amplitude du signal de luminance,
la Fig. 4 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre les amplitudes des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention dans lequel des coefficients sont appliqués auxdits signaux de différence de couleurs, et ce en fonction de l'amplitude du signal de luminance,
la Fig. 5 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre, selon l'art antérieur, les amplitudes des signaux de différence de couleurs en fonction de l'amplitude du signal de luminance, lesdits signaux de différence de couleurs ayant subi l'application de coefficients,
la Fig. 6 est un diagramme semblable à celui de la Fig. 5, lesdits signaux de différence de couleurs ayant été traités selon le procédé de la présente invention,
la Fig. 7 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre, selon l'art antérieur, les amplitudes des signaux de différence de couleurs en fonction de l'amplitude du signal de luminance, ceci dans un système de transmission de signaux de télévision appelé système à luminance constante dans lequel c'est le signal de luminance lui-meme qui est corrigé en gamma puis ensuite les signaux de couleurs R et B pour construire les signaux de différence de couleurs, et
la Fig. 8 est un diagramme montrant les valeurs maximales et minimales que peuvent prendre les amplitudes des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention, et ce en fonction de l'amplitude du signal de luminance, ceci dans un système de transmission de signaux de télévision dit à luminance constante.
A la Fig. 2a, on a représenté un système de codage selon l'invention. I1 est constitué d'un dispositif de codage 10 qui est connu dans le domaine de la technique et qui, sur la base des signaux de couleurs primaires R, V et B, délivre un signal de luminance Y, et deux signaux de différence de couleurs Cr et Cb. Pour la définition de ces différents signaux, il peut être utile de se reporter à la
Recommandation 601-1 du CCIR.
Recommandation 601-1 du CCIR.
Le système représenté comporte encore un dispositif de traitement 10r dont une première entrée est prévue pour recevoir le signal de différence de couleurs Cr délivré par le dispositif de codage 10, dont une seconde entre est prévue pour recevoir le signal de luminance Y et dont la sortie délivre un signal de différence de couleurs traité Cr'. Il comporte encore un dispositif de traitement 10b dont une première entrée est prévue pour recevoir le signal de différence de couleurs Cb délivré par le dispositif de codage 10, dont une seconde entrée est prévue pour recevoir le signal de luminance Y et dont la sortie délivre un signal de différence de couleurs traité Cb'.
Le traitement effectué par le dispositif 10r consiste à soustraire du signal de différence Cr un offset oCr qui est fonction de la valeur Y prise par le signal de luminance Y et qui prend des valeurs telles que le signal de différence de couleurs Cr' varie entre la valeur 0 et la valeur 1. Cet offset oCr est défini de la manière suivante:
oCr = Y pour Y < Ar
oCr = Y pour Y compris entre Ar et 1 - Ar
1 - Ar
oCr = (1 - Y) ------ pour Y > 1 - Ar
Ar
On remarquera que les valeurs d'offset oCr sont respectivement égales aux valeurs minimales prises par le signal de différence de couleurs Cr.En effet, on a:
min Cr = - Y = oCr pour Y < 1 - Ar
1 - Ar
min Cr < Y - 1) -------- = oCr pour Y > 1 - Ar
Ab
Il résulte des considérations précédentes que le signal de différence de couleurs traité Cr' prend les valeurs suivantes en fonction de la luminance Y:
Cr' = Y/Ar pour Y < Ar
Cr' = 1 pour Y compris entre Ar et 1 - Ar
Cr' = (1 - Y)/Ar pour Y > 1 - Ar
Le traitement effectué par le dispositif 10b est similaire à celui qui est effectué par le dispositif 10r. Il consiste donc à soustraire du signal de différence Cb un offset oCb qui est fonction de la valeur Y prise par la luminance et qui prend des valeurs telles que le signal de différence de couleurs Cb' varie entre la valeur 0 et la valeur 1.Cet offset oCb est défini de la manière suivante:
oCb = Y pour Y < Ab
oCb = Y pour Y compris entre Ab et 1 - Ab
1 - Ab
oCb = (1 - Y) --- pour Y > 1 - Ab
Ab
On a, comme précédemment pour le cas du signal de différence de couleurs Cr, les valeurs d'offset qui sont respectivement égales aux valeurs minimales prises par le signal de différence de couleurs Cb.
oCr = Y pour Y < Ar
oCr = Y pour Y compris entre Ar et 1 - Ar
1 - Ar
oCr = (1 - Y) ------ pour Y > 1 - Ar
Ar
On remarquera que les valeurs d'offset oCr sont respectivement égales aux valeurs minimales prises par le signal de différence de couleurs Cr.En effet, on a:
min Cr = - Y = oCr pour Y < 1 - Ar
1 - Ar
min Cr < Y - 1) -------- = oCr pour Y > 1 - Ar
Ab
Il résulte des considérations précédentes que le signal de différence de couleurs traité Cr' prend les valeurs suivantes en fonction de la luminance Y:
Cr' = Y/Ar pour Y < Ar
Cr' = 1 pour Y compris entre Ar et 1 - Ar
Cr' = (1 - Y)/Ar pour Y > 1 - Ar
Le traitement effectué par le dispositif 10b est similaire à celui qui est effectué par le dispositif 10r. Il consiste donc à soustraire du signal de différence Cb un offset oCb qui est fonction de la valeur Y prise par la luminance et qui prend des valeurs telles que le signal de différence de couleurs Cb' varie entre la valeur 0 et la valeur 1.Cet offset oCb est défini de la manière suivante:
oCb = Y pour Y < Ab
oCb = Y pour Y compris entre Ab et 1 - Ab
1 - Ab
oCb = (1 - Y) --- pour Y > 1 - Ab
Ab
On a, comme précédemment pour le cas du signal de différence de couleurs Cr, les valeurs d'offset qui sont respectivement égales aux valeurs minimales prises par le signal de différence de couleurs Cb.
Il en résulte que le signal de différence de couleurs traité Cb' prend les valeurs suivantes en fonction de la luminance Y:
Cb' = Y/Ab pour Y < Ab
Cb' = 1 pour Y compris entre Ab et 1 - Ab
Cb' = (1 - Y)/Ab pour Y > 1 - Ab
On a représenté à la Fig. 3 les amplitudes des signaux de différence de couleurs Cr' et Cb' en fonction de l'amplitude prise par la luminance Y. On constate que la différence entre l'amplitude la plus faible 0 et l'amplitude la plus forte 1 est de 1 alors que cette différence est de 2 x 0,701 = 1,402 pour Cr et de 2 x 0,886 = 1,772 pour Cb. I1 résulte de ces considérations que la dynamique des signaux Cr' et Cb' est reduite par rapport à celle des signaux Cr et
Cb.
Cb' = Y/Ab pour Y < Ab
Cb' = 1 pour Y compris entre Ab et 1 - Ab
Cb' = (1 - Y)/Ab pour Y > 1 - Ab
On a représenté à la Fig. 3 les amplitudes des signaux de différence de couleurs Cr' et Cb' en fonction de l'amplitude prise par la luminance Y. On constate que la différence entre l'amplitude la plus faible 0 et l'amplitude la plus forte 1 est de 1 alors que cette différence est de 2 x 0,701 = 1,402 pour Cr et de 2 x 0,886 = 1,772 pour Cb. I1 résulte de ces considérations que la dynamique des signaux Cr' et Cb' est reduite par rapport à celle des signaux Cr et
Cb.
La Fig. 2b représente un système de décodage qui est associé au système de codage faisant l'objet de la Fig. 2a. Ce système de décodage comprend un dispositif de décodage 20 lequel délivre des signaux de couleurs primaires R, V et B. Il reçoit, sur une entrée, un signal de luminance Y et, sur deux autres entrées, des signaux de différence de couleurs recouvrés Cr et Cb qui sont respectivement délivrés par des dispositifs de traitement 20r et 20b. Ces derniers reçoivent respectivement, sur des premières entrées, les signaux de différence de couleurs Cr' et Cb' qui ont, par exemple, été reçus d'un système de codage du type de celui de la Fig. 2a et, sur des secondes entrées, les signaux de luminance Y.
Le traitement effectué par le dispositif 20r consiste à ajouter au signal de différence Cr' un offset oCr correspondant à l'offset qui a été retranché lors du traitement dans le système de codage associé. Cet offset oCr est donc défini de la manière suivante:
oCr = Y pour Y < Ar
oCr = Y pour Y compris entre Ar et 1 - Ar
1 - Ar
oCr = (1 - Y) ---- pour Y > 1 - Ar
Ar
Il en résulte que le signal de différence de couleurs décodé correspond au signal initial Cr.
oCr = Y pour Y < Ar
oCr = Y pour Y compris entre Ar et 1 - Ar
1 - Ar
oCr = (1 - Y) ---- pour Y > 1 - Ar
Ar
Il en résulte que le signal de différence de couleurs décodé correspond au signal initial Cr.
Le traitement effectué par le dispositif 20b est similaire à celui qui est effectué par le dispositif 20r. I1 consiste donc à ajouter au signal de différence Cb' un offset oCb correspondant à l'offset qui a été retranché lors du traitement dans le système de codage associé.
Comme cela a été mentionné dans le préambule de la description, pour ramener l'excursion maximum de chacun des signaux de différence de couleurs Cr et Cb à 1 (de -0,5 à +0,5), le CCIR a normalisé des facteurs de correction Kr et Kb qui sont respectivement égaux à:
1 1
Kr = -------- Kb =
2 (1 - Ar) 2 (1 - Ab) soit pour Ar = 0,299 et Ab = 0,587, Kr = 0,713 et Kb = 0,564.
1 1
Kr = -------- Kb =
2 (1 - Ar) 2 (1 - Ab) soit pour Ar = 0,299 et Ab = 0,587, Kr = 0,713 et Kb = 0,564.
Les offset mentionnés ci-dessus sont donc modifiés de la manière suivante:
oCr,b = Kr,b x Y pour Y < Ar,b
oCr,b = Kr,b x Y pour Y compris entre Ar,b et 1 - Ar,b
1 - Ar,b
oCr,b = Kr,b x (1 - Y) pour Y > 1 - Ar,b
Ar,b
Dans la notation précédente, l'indice r se rapporte à la couleur rouge, l'indice b à la couleur bleue et l'indice r,b à l'une ou l'autre couleur r ou b.
oCr,b = Kr,b x Y pour Y < Ar,b
oCr,b = Kr,b x Y pour Y compris entre Ar,b et 1 - Ar,b
1 - Ar,b
oCr,b = Kr,b x (1 - Y) pour Y > 1 - Ar,b
Ar,b
Dans la notation précédente, l'indice r se rapporte à la couleur rouge, l'indice b à la couleur bleue et l'indice r,b à l'une ou l'autre couleur r ou b.
I1 en résulte que les amplitudes maximum des signaux Cr' et Cb' sont alors différentes et sont respectivement égales aux grandeurs des facteurs de correction appliqués comme cela peut être constaté sur la Fig. 4.
On peut constater, sur la Fig. 4, que les amplitudes maximales des signaux de différence de couleurs Cr et Cb sont différentes. Les valeurs des facteurs de pondération Kr et Kb qui sont appliquées ne sont pas le résultat d'une étude sur l'importance à apporter à un signal de différence de couleurs plus qu'à l'autre, mais sont plutôt dues à des raisons d'ordre mathématique pour égaliser les variations maximum des deux signaux à + 0,5.
On comprendra qu'il est alors possible d'appliquer des facteurs de pondération ayant d'autres valeurs. I1 serait assez logique de proposer la même pondération globale sur les deux signaux, par exemple une valeur de 0,5. On a représenté aux Figs. 5 et 6 respectivement les variations des signaux de différence de couleurs
Cr et Cb et les variations des signaux Cr' et Cb' en fonction de la valeur du signal de luminance Y, après application d'un facteur de correction de valeur égale à 0,5.
Cr et Cb et les variations des signaux Cr' et Cb' en fonction de la valeur du signal de luminance Y, après application d'un facteur de correction de valeur égale à 0,5.
Si les facteurs de correction Kr = 0,713 et Kb = 0,886 prévus à la norme CCIR sont déjà appliqués aux signaux de différence de couleurs Cr et Cb, de nouveaux facteurs Kr' et Kb' tels que:
Kr' = 0,5/or = 0,701
Kb' = 0,5/Kb = 0,886 devront être appliqués par la suite.
Kr' = 0,5/or = 0,701
Kb' = 0,5/Kb = 0,886 devront être appliqués par la suite.
Les signaux de différence de couleurs Cr et Cb sont par exemple des signaux numériques codés selon la Recommandation nO 601-1 du CCIR et selon la norme dite norme 4.2.2. Selon cette recommandation, les signaux de différence de couleurs sont codés selon 225 niveaux de quantification sans la partie médiane de l'échelle de quantification, le signal nul étant au niveau 128. Dans la suite de la description, ils seront affectés d'un indice N signifiant qu'ils sont numérisés.
Compte tenu des facteurs de pondération Kr et Kb mentionnés cidessus, les amplitudes maximales des signaux Cr et Cb s'étendent donc respectivement sur 160 niveaux et sur 126 niveaux. Les signaux
Cr' N et Cb'N sont transmis et à la réception on reconstitue les signaux selon la norme 4.2.2. Les valeurs oCr et oCbN sont obtenues à partir de la valeur de Y, elle-même transmise, et n'ont donc pas besoin d'être transmises. Ces valeurs sont calculées par les relations données plus haut dans lesquelles on fait également intervenir les termes de correction Kr et Kb sur oCrN et oCb.
Cr' N et Cb'N sont transmis et à la réception on reconstitue les signaux selon la norme 4.2.2. Les valeurs oCr et oCbN sont obtenues à partir de la valeur de Y, elle-même transmise, et n'ont donc pas besoin d'être transmises. Ces valeurs sont calculées par les relations données plus haut dans lesquelles on fait également intervenir les termes de correction Kr et Kb sur oCrN et oCb.
Si l'on applique un facteur de pondération global de 0,5 à chacun des signaux R-Y et B-Y, les signaux de différence de couleurs numérisés CrN et CbN peuvent être obtenus de manière analogue à la norme 4.2.2, soit:
Cr = int[224 x 0,5 x (R - Y)]
CbN = int[224 x 0,5 x (B - Y)]
Ces signaux peuvent être positifs ou négatifs.Connaissant les valeurs de coefficients Ar = 0,229 et Ab = 0,114 ainsi que la valeur de Y, on peut déterminer les valeurs des offsets oCrN et oCb:
oCrN = int(224 x 0,5 x Y) pour Y < 0,701
oCrN = int[224 x 0,5 x 2,345 x (1 - Y)1 pour Y > 0,701
oCrN = int[224 x 0,5 x Y] pour Y < 0,886
oCr = int[224 x 0,5 x 7,772 x (1 - Y)] pour Y > 0,886
On a aussi:
Cr' = CrN + oCr
Cb' = CbN = oCbN
On comprendra que les amplitudes maximales des signaux de différence de couleurs sont identiques et occupent 112 niveaux numériques. On peut par conséquent les coder sur 7 bits au lieu de 8 bits dans des systèmes classiques.A la réception, on reconstitue les signaux selon la norme 4.2.2 suivant le schéma ci-après:
Cr = 128 - oCr + Cr
CbN = 128 - oCbN + Cbw
Les valeurs oCr et oCbN sont obtenues à partir de la valeur de la luminance Y et n'ont donc pas besoin d'être transmises. Ces valeurs sont calculées par les relations données plus haut.Pour reconstituer les valeurs réelles de R - Y et B - Y, les signaux de différence de couleurs Cr et CbN sont traités de manière classique comme des signaux 4.2.2, à l'exception de l'application du facteur de correction final qui doit être de 2 pour compenser le facteur 0,5 appliqué à la source sur les signaux de différence de couleurs.
Cr = int[224 x 0,5 x (R - Y)]
CbN = int[224 x 0,5 x (B - Y)]
Ces signaux peuvent être positifs ou négatifs.Connaissant les valeurs de coefficients Ar = 0,229 et Ab = 0,114 ainsi que la valeur de Y, on peut déterminer les valeurs des offsets oCrN et oCb:
oCrN = int(224 x 0,5 x Y) pour Y < 0,701
oCrN = int[224 x 0,5 x 2,345 x (1 - Y)1 pour Y > 0,701
oCrN = int[224 x 0,5 x Y] pour Y < 0,886
oCr = int[224 x 0,5 x 7,772 x (1 - Y)] pour Y > 0,886
On a aussi:
Cr' = CrN + oCr
Cb' = CbN = oCbN
On comprendra que les amplitudes maximales des signaux de différence de couleurs sont identiques et occupent 112 niveaux numériques. On peut par conséquent les coder sur 7 bits au lieu de 8 bits dans des systèmes classiques.A la réception, on reconstitue les signaux selon la norme 4.2.2 suivant le schéma ci-après:
Cr = 128 - oCr + Cr
CbN = 128 - oCbN + Cbw
Les valeurs oCr et oCbN sont obtenues à partir de la valeur de la luminance Y et n'ont donc pas besoin d'être transmises. Ces valeurs sont calculées par les relations données plus haut.Pour reconstituer les valeurs réelles de R - Y et B - Y, les signaux de différence de couleurs Cr et CbN sont traités de manière classique comme des signaux 4.2.2, à l'exception de l'application du facteur de correction final qui doit être de 2 pour compenser le facteur 0,5 appliqué à la source sur les signaux de différence de couleurs.
L'invention s'applique également dans le cas où le signal de luminance subi un traitement de correction en gamma. Dans ce cas, on a:
Y' = (Ar.R + Av.V + Ab.B)y
Les signaux transmis sont le signal de luminance Y' et les deux signaux de différence de couleurs Cr = R' - Y' et Cb = B' - Y', dans lesquels R' et B' sont respectivement égaux à Rv et B.
Y' = (Ar.R + Av.V + Ab.B)y
Les signaux transmis sont le signal de luminance Y' et les deux signaux de différence de couleurs Cr = R' - Y' et Cb = B' - Y', dans lesquels R' et B' sont respectivement égaux à Rv et B.
Un raisonnement analogue à celui qui a été développé précédemment conduit aux valeurs maximales et minimales suivantes de
Cr et Cb en fonction de Y'. Dans les relations qui suivent, on doit remarquer que Y = y'g, où g = l/y. Dans les applications qui vont suivre, notamment pour les graphiques, on prendra y=0,45.
Cr et Cb en fonction de Y'. Dans les relations qui suivent, on doit remarquer que Y = y'g, où g = l/y. Dans les applications qui vont suivre, notamment pour les graphiques, on prendra y=0,45.
On a alors pour Cr: l-ArY max Cr = Y' pour Y' < ArY
ArY max Cr = 1 - Y' pour Y' > Ary min Cr = -Y' pour Y' < (l-Ar)Y
Y - (1 - Ar) min Cr = { }Y - Y pour Y' > (l-Ar)y
Ar
De même, on a pour Cb: 1-Aby max Cb = Y' pour Y' < AbY
AbY max Cb = 1 - Y' pour Y' > AbY min Cb = -Y' pour Y' < (l-Ab)Y
Y - (1 - Ab) min Cb = { }y - Y' pour Y' >
Ab
On a représenté, sur la Fig. 7, les variations de Cr et Cb en fonction de la luminance transmise Y' dans le cas d'un système dit à luminance constante et pour le système de primaires récemment normalisé pour la Télévision à Haute Définition et appelé ITU-709.
ArY max Cr = 1 - Y' pour Y' > Ary min Cr = -Y' pour Y' < (l-Ar)Y
Y - (1 - Ar) min Cr = { }Y - Y pour Y' > (l-Ar)y
Ar
De même, on a pour Cb: 1-Aby max Cb = Y' pour Y' < AbY
AbY max Cb = 1 - Y' pour Y' > AbY min Cb = -Y' pour Y' < (l-Ab)Y
Y - (1 - Ab) min Cb = { }y - Y' pour Y' >
Ab
On a représenté, sur la Fig. 7, les variations de Cr et Cb en fonction de la luminance transmise Y' dans le cas d'un système dit à luminance constante et pour le système de primaires récemment normalisé pour la Télévision à Haute Définition et appelé ITU-709.
Les coefficients de l'équation de luminance sont:
Ar=0,2126 Av=0,7152 Ab=0,0722
Les valeurs des offset oCr et oCb respectivement des signaux Cr et Cb en fonction de la luminance transmise Y' sont données par les valeurs respectives -min Cr et -min Cb calculées plus haut, soit:
oCr,b = -Y' pour Y' < (1-Ar,b)Y
Y - (1 - Ar,b) oCr,b = { XY - Y pour Y' > {l-Ar,b)Y
Ar,b
Les valeurs des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention sont donc les suivantes:
Cr,b' = Y'/Ar,bY pour Y' < Ar,bY
Cr,b' = 1 pour Y' compris entre ArY et (1-ArY)
Y - (1 - Ar,b)
Cr,b = 1 - { }y pour Y' > < 1-Ar)
Ar,b
On a représenté à la Fig. 8 les valeurs de Cr et Cb en fonction de Y'. On constate dans les fortes valeurs de luminance une déformation des courbes qui est due à une forme analytique relativement complexe.
Ar=0,2126 Av=0,7152 Ab=0,0722
Les valeurs des offset oCr et oCb respectivement des signaux Cr et Cb en fonction de la luminance transmise Y' sont données par les valeurs respectives -min Cr et -min Cb calculées plus haut, soit:
oCr,b = -Y' pour Y' < (1-Ar,b)Y
Y - (1 - Ar,b) oCr,b = { XY - Y pour Y' > {l-Ar,b)Y
Ar,b
Les valeurs des signaux de différence de couleurs traités selon le procédé de l'invention sont donc les suivantes:
Cr,b' = Y'/Ar,bY pour Y' < Ar,bY
Cr,b' = 1 pour Y' compris entre ArY et (1-ArY)
Y - (1 - Ar,b)
Cr,b = 1 - { }y pour Y' > < 1-Ar)
Ar,b
On a représenté à la Fig. 8 les valeurs de Cr et Cb en fonction de Y'. On constate dans les fortes valeurs de luminance une déformation des courbes qui est due à une forme analytique relativement complexe.
Claims (8)
1) Procédé de transmission d'un signal de télévision en couleur, consistant à transmettre entre un émetteur et au moins un récepteur un signal de luminance fonction de signaux de couleurs primaires et deux signaux de différence de couleurs dont les amplitudes sont fonction de l'amplitude dudit signal de luminance et des amplitudes respectives de deux signaux de couleurs primaires, caractérisé en ce qu'il consiste, côté émetteur, à retrancher à chacun desdits signaux de différence de couleurs un signal dit signal d'offset dont l'amplitude prend des valeurs fonction de l'amplitude dudit signal de luminance telles que ledit signal de différence de couleurs puisse varier jusqu'à une valeur maximale qui est constante dans un domaine déterminé de valeurs dudit signal de luminance, et, côté récepteur, à ajouter à chacun desdits signaux de différence de couleurs un signal d'offset dont l'amplitude est identique à celle du signal d'offset retranché côté émetteur.
2) Procédé de transmission d'un signal de télévision selon la revendication 1, ledit signal de luminance ayant une amplitude égale :
Y = Ar.R + Av.V + Ab.B où Y est l'amplitude du signal de luminance, R, V et B les signaux de couleurs primaires, Ar, Ab et Av des coefficients et lesdits signaux de différence de couleurs étant définis par les expressions suivantes:
Cr= R-Y
Cb= B-Y caractérisé en ce que lesdits signaux d'offset ont leurs amplitudes qui sont égales à:
oCr,b = Y pour Y < 1- Ar,b
1 - Ar,b
oCr,b = (1 - Y) pour Y > 1 - Ar,b
Ar
3) Procédé de transmission d'un signal de télévision selon la revendication 1, ledit signal de luminance ayant une amplitude égale à::
Y = Ar.R + Av.V + Ab.B où Y est l'amplitude du signal de luminance, R, V et B les signaux de couleurs primaires, Ar, Ab et Av des coefficients et lesdits signaux de différence de couleurs étant définis par les expressions suivantes:
Cr= Kr (R-Y)
Cb= Kb (B-Y) caractérisé en ce que lesdits signaux d'offset ont leurs amplitudes qui sont égales à:
oCr,b = Kr,b.Y pour Y < 1- Ar,b
1 - Ar,b
Ocr,b = Kr,b (1 - Y) ------- pour Y > 1 - Ar,b
Ar, b
4) Procédé de transmission d'un signal de télévision selon la revendication 1, ledit signal de luminance ayant une amplitude égale à:
Y' = (Ar.R + Av.V + Ab.B)Y = où Y est l'amplitude du signal de luminance, R, V et B les signaux de couleurs primaires, Ar, Ab et Av des coefficients et lesdits signaux de différence de couleurs étant définis par les expressions suivantes:
Cr= R'-Y'
Cb= B'-Y' avec R = RY et B' = BY, caractérisé en ce que lesdits signaux d'offset ont leurs amplitudes qui sont égales à::
oCr,b = -Y' pour Y' < (l-Ar,b)Y
Y - (1 - Ar,b)
oCr,b = { }Y - Y pour Y' > (l-Ar,b)Y
Ar,b
5) Procédé de transmission d'un signal de télévision selon la revendication 1, ledit signal de luminance ayant une amplitude égale à:
Y' = (Ar.R + Av.V + Ab.B)Y = où Y est l'amplitude du signal de luminance, R, V et B les signaux de couleurs primaires, Ar, Ab et Av des coefficients et lesdits signaux de différence de couleurs étant définis par les expressions suivantes:
Cr= Kr'(R'-Y')
Cb= Kb'(B'-Y') avec R' = RY et B' = BY, caractérisé en ce que lesdits signaux d'offset ont leurs amplitudes qui sont égales à::
oCr,b = Kr,b'.Y' pour Y' < (l-Ar,b)Y
Y - (1 - Ar,b)
oCr,b = Kr,b'.{ y - Y' pour Y' > (1-Ar,b)Y
Ar,b
6) Système de codage d'un système de transmission d'un signal de télévision en couleurs, ledit système de codage étant prévu pour délivrer à partir des signaux de couleurs primaires respectivement sur ses entrées un signal de luminance fonction desdits signaux de couleurs primaires et deux signaux de différence de couleurs dont les amplitudes sont fonction de l'amplitude dudit signal de luminance et des amplitudes respectives de deux signaux de couleurs primaires, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs de traitement respectivement prévus pour délivrer des signaux de différence de couleurs traités, chaque dispositif de traitement étant prévu pour recevoir ledit signal de différence de couleurs correspondant et ledit signal de luminance, pour retrancher audit signal de différence de couleurs un signal d'offset qui est fonction dudit signal de luminance et pour délivrer ledit signal de différence de couleurs traité.
7) Système de codage d'un système de transmission d'un signal de télévision en couleurs selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu pour la mise en oeuvre d'un des procédés selon une des revendications 2 à 5.
8) Système de décodage d'un système de transmission d'un signal de télévision en couleurs, ledit système de décodage étant prévu pour délivrer des signaux de couleurs primaires à partir d'un signal de luminance et de signaux de différence de couleurs traités par un système de codage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs de traitement respectivement prévus pour délivrer des signaux de différence de couleurs recouvrés, chaque dispositif étant prévu pour recevoir le signal de différence de couleurs traité ainsi que le signal de luminance, pour ajouter audit signal de différence de couleurs traité un signal d'offset qui est fonction dudit signal de luminance et pour délivrer ledit signal de différence de couleurs recouvré.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9506011A FR2734116B1 (fr) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Procede transmission de signaux de television en couleurs et systeme de codage et de decodage pour la mise en oeuvre de ce procede |
| PCT/FR1996/000669 WO1996036185A1 (fr) | 1995-05-12 | 1996-05-03 | Procede de transmission de signaux de television en couleurs et systeme de codage et de decodage pour la mise en ×uvre de ce procede |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9506011A FR2734116B1 (fr) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Procede transmission de signaux de television en couleurs et systeme de codage et de decodage pour la mise en oeuvre de ce procede |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2734116A1 true FR2734116A1 (fr) | 1996-11-15 |
| FR2734116B1 FR2734116B1 (fr) | 1997-06-13 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR9506011A Expired - Fee Related FR2734116B1 (fr) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Procede transmission de signaux de television en couleurs et systeme de codage et de decodage pour la mise en oeuvre de ce procede |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2734116B1 (fr) |
| WO (1) | WO1996036185A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2575884A1 (fr) * | 1985-01-08 | 1986-07-11 | Thomson Video Equip | Dispositif pour reduire la dynamique de trois signaux de couleur representant une image |
| JPS633592A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-08 | Hitachi Ltd | ビデオカメラ |
| JPH0435360A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Ｃｃｄラインセンサを用いた画像読取り装置 |
| EP0647069A1 (fr) * | 1993-10-01 | 1995-04-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Compression de signaux vidéo adaptive |
-
1995
- 1995-05-12 FR FR9506011A patent/FR2734116B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-05-03 WO PCT/FR1996/000669 patent/WO1996036185A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2575884A1 (fr) * | 1985-01-08 | 1986-07-11 | Thomson Video Equip | Dispositif pour reduire la dynamique de trois signaux de couleur representant une image |
| JPS633592A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-08 | Hitachi Ltd | ビデオカメラ |
| JPH0435360A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Ｃｃｄラインセンサを用いた画像読取り装置 |
| EP0647069A1 (fr) * | 1993-10-01 | 1995-04-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Compression de signaux vidéo adaptive |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 204 (E - 620) 11 June 1988 (1988-06-11) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 215 (E - 1204) 20 May 1992 (1992-05-20) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2734116B1 (fr) | 1997-06-13 |
| WO1996036185A1 (fr) | 1996-11-14 |
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