FR2617356A1 - Visiophone - Google Patents

Abstract

Un visiophone permettant d'émettre les données vidéo d'une image fixe via une ligne de signal audio 11 comporte un tube de prise de vues 31, un convertisseur analogique-numérique 34 qui convertit le signal de sortie du tube, une mémoire 41 servant à emmagasiner le signal de sortie du convertisseur sous forme de données vidéo, un circuit de modulation 44 servant à moduler les données vidéo pour former un signal modulé dont la bande de fréquence correspond à la bande d'émission de la ligne de signal, un circuit servant à émettre ce signal modulé sur la ligne de signal, un circuit 81 servant à produire un signal de sous-porteuse de chrominance et une impulsion de synchronisation, et un circuit 84 servant à diviser en fréquence le signal de sous-porteuse afin de produire les signaux nécessaire au convertisseur A/D, à la mémoire et au circuit de modulation, où les données vidéo constituent un signal qui résulte de l'amincissement suivant un rapport prédéterminé du signal de sortie du tube.

Description

La présente invention concerne un appareil de transmis-

sion d'images fixes et se rapporte plus particulièrement à un visiophone qui peut transmettre des données vidéo aussi bien que des données audio par l'intermédiaire des lignes téléphoniques

générales.

Pour la réalisation d'un visiophone, si l'on veut émettre un signal vidéo tel qu'il est, il faut des lignes téléphoniques spéciales coûteuses àlarge bande. Ainsi, à l'exception d'une entreprise ou d'une institution utilisant ce visiophone pour une importante conférence, les particuliers ne peuvent pas avoir accès

facilement au visiophone.

Pour cette raison, un visiophone personnel doit utiliser

les lignes téléphoniques publiques. Toutefois, une ligne téléphoni-

que publique sert à transmettre un signal audio et, par conséquent, sa largeur de bande de transmission est de 300 à 3400 Hz, de sorte que, dans ce cas, l'image qui doit être transmise doit être une image fixe dont le signal vidéo a subi une dilatation de base de

temps en vue de l'émission.

La figure 1 représente le système d'émission -d'un- sem-

blable visiophone classique. Une caméra vidéo 1 produit un signal

de luminance Sy, et ce signal Sy est fourni à un convertisseur ana-

logique-numérique (A/D) 2, dans lequel il est transformé en un signal numérique. Ensuite; le signal numérique d'une période de trame est écrit dans une mémoire 3 et est également lu dans cette dernière à une faible vitesse prédéterminée. Le signal ainsi lu est fourni à un registre 4, dans lequel il est transformé de la forme signal parallèle à la forme signal série. Le signal série venant du registre est envoyé à un MODEM 5, dans lequel il est transformé en un signal modulé par déplacement de fréquence (FSK) ayant une bande de fréquence qui est dans les limites de la bande de transmission des lignes téléphoniques publiques. Ce signal FSK est émis sur une

ligne téléphonique publique 9.

En outre, le signal de luminance Sy est envoyé à un cir-

cuit de séparation de synchronisation 6 qui en extrait l'impulsion de synchronisation verticale Pv et l'impulsion de synchronisation horizontale Ph. -Ces impulsions Pv et Ph sont envoyées, comme signaux de cadencement, à des circuits respectifs. De plus, l'impulsion Ph est fournie à un circuit à boucle de verrouillage de phase (PLL) 7 qui extrait un signal alternatif ayant une fréquence 4fc qui est quatre fois plus haute que la fréquence fc de sous-porteuse de chrominance. Le signal alternatif de ce circuit est envoyé à un circuit diviseur de fréquence 8, dans lequel il subit une division de fréquence et est transformé en impulsions de fréquences prédéterminées. Ces impulsions à fréquence divisée saont

fournies aux circuits 2 à 5 comme signaux d'horloge.

Ainsi, avec un semblable visophone, on peut émettre une image en utilisant les lignes téléphoniques publiques sous la forme

d'une image fixe en noir et blanc.

A côté de cela, on note que le nombre d'éléments d'image contenus dans une image complète s'exprime toutefois par: 525 lignes horizontales x (55525 x 4 x 3) éléments

d'image = 367500 éléments d'image.

Ainsi, si l'on suppose que le nombre de bits par élément d'image est de 8 bits avec une vitesse de transmission de 2400 bauds, le temps d'émission s'exprime de la manière suivante:

367500 éléments d'image x 8 bits/2400 bauds = 1225 s.

Ainsi, il faut plus de 20 min pour émettre une seuLe image fixe, et ceci ne peut être réalisé en pratique. De plus, La mémoire 3 nécessite une capacité de 8 bits x 367500 adresses, et

ceci n'est pas non plus possible. sur le plan pratique.

C'est donc un but de l'invention de fournir un visiophone perfectionné qui permet de surmonter les défauts rencontrés dans La

technique antérieure.

Un autre but de l'invention est de fournir un visiophone

qui peut utiliser les lignes téléphoniques générales pour transmet-

tre d'excellentes images.

Un autre but de l'invention est de fournir un visiophone

qui permet de réduire le temps d'émission de données vidéo en amirr-

cissant les éléments d'image suivant un rapport approprié.

Un autre but de l'invention est de fournir un visiophone dont les données vidéo peuvent être emmagasinées dans un support

d'enregistrement tel qu'une bande magnétique au moyen d'un magnéto-

scope.

Selon un aspect de l'invention, il est proposé un visio-

phone permettant d'émettre les données vidéo d'une image fixe par l'intermédiaire d'une ligne pour signal audio, comprenant: a) un tube capteur d'image, ou tube de prise de vues, servant à capter une image de ladite image fixe selon le système de - télévision normalisé; b) un convertisseur analogique-numérique (A/D) servant à convertir le signal de sortie analogique capté par ledit tube de prise de vues en un signal de forme numérique; c) une mémoire servant à emmagasiner le signal de sortie dudit convertisseur A/D sous forme de données vidéo; d) un circuit de modulation servant à moduler lesdites données vidéo qui sont emmagasinées dans ladite mémoire en un signal modulé qui possède une bande de fréquence correspondant à la bande de transmission de ladite ligne de signal; e) un circuit servant à émettre le signal de sortie modulé dudit circuit de modulation sur ladite ligne de signal;

f) un circuit servant à produire un signal de sous-

porteuse de chrominance dudit système de télévision normalisé etune

une impulsion de synchronisation dudit système de télévision nor-

malisé, tels qu'ils sont nécessaires audit tube de prise de vues; et g) un circuit de division de fréquence servant à produire, à partir dudit signal de sous-porteuse de chrominance, les signaux nécessaires audit convertisseur A/D, à ladite mémoire et audit circuit de modulation, o lesdites données vidéo constituent un signal qui résulte d'un amincissement dudit-signal de sortie de

prise de vues suivant un rapport prédéterminé et.un signal repré-

sentant un écran d'image effectif, dont les parties supérieure, inférieure, droite et gauche ont été retirées, ayant une forme d'image complète est étendu à la totalité dudit écran d'image

effectif par une opération de sur-balayage.

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Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un visiophone permettant d'émettre les données vidéo d'une image fixe par l'intermédiaire d'une ligne de signal audio, comprenant: a) un tube capteur d'image, ou tube de prise de vues, servant à capter une image de ladite image fixe; b) un convertisseur A/D servant à convertir le signal de sortie analogique capté par ledit tube de prise de vues sous la forme d'un signal numérique: c) une mémoire servant à emmagasiner le signal de sortie dudit convertisseur A/D sous forme de données vidéo; d) un circuit de modulation servant à moduler lesdites données vidéo emmagasinées dans ladite mémoire en un signal modulé possédant une bande de fréquence qui correspond à la bande de transmission de ladite ligne de signal; et e) un circuit servant à émettre le signal de sortie modulé dudit circuit de modulation sur ladite ligne de signal,o le nombre d'éléments d'image formant un écran d'image dans lesdites données

vidéo est choisi de manière à valoir 160 suivant la direction hori-

zontale et 100 dans la direction verticale.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de

l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie. sur les dessins annexes, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma de principe montrant un exemple du système d'émission d'un visiophone classique; la figure 2 est une représentation simplifiée servant à expliquer l'opération d'échantillonnage; la figure 3 est une représentation simplifiée d'un format de signal utilisé dans l'invention; la figure 4 est une représentation simplifiée servant à expliquer le protocole de communication de l'invention; - la figure 5 est un diagramme de forme d'onde servant à expliquer le fonctionnement de l'invention; la figure 6 est un schéma de principe montrant un mode de réalisation d'un visiophone selon l'invention;

La figure 7 est un schéma de principe montrant un exemple -

d'un circuit générateur de signal d'adresse utilisé dans le mode de réalisation de la figure 6; et les figures 8A à 8C sont respectivement des diagrammes temporels servant à expliquer le fonctionnement du circuit de la

figure 7.

On va d'abord expliquer les normes des images d'un visio-

phone auquel l'invention peut être appliquée.

Si l'on prend le système NTSC comme système de télévision normalisé, ainsi que ci-dessus expliqué, une image complète de celui-ci contient 367500 éléments d'image. Ainsi, pour émettre la quantité d'information ci- dessus mentionnée, telle qu'elle est, par l'intermédiaire des lignes téléphoniques publiques, cela demande beaucoup de temps, ce qui n'est pas commode en pratique. Ainsi, selon cette invention, on fait subir un amincissement aux éléments

d'image suivant un rapport approprié, puis on les émet.

On va d'abord considérer le nombre d'éléments d'image contenus dans une seule ligne horizontale. Lorsqu'un signal vidéo

est numérisé selon les normes internationales propres aux magnétos-

copes numériques, on prend, comme fréquence de résonance, la fré-

quence de sous-porteuse de chrominance fc (qui vaut approximative-

ment 3,579545 MHz) et on échantillonne le signal de luminance avec la fréquence 4fc, soit quatre fois plus que la fréquence fc de la sousporteuse de chrominance, ce qui fournit 768 éléments d'image effectifs par ligne horizontale. Ainsi, en divisant 768 éléments d'image par un nombre entier, on obtient ainsi 256 éléments d'image, 192 éléments d'image, 128 éléments d'image'et 64 éléments d'image. Il y a 192 éléments d'image qui sont des éléments d'image effectifs échantillonnés par la fréquence fc de la sous-porteuse de

chrominance.

Ainsi, lorsqu'on affiche l'image complètement sur tout l'écran d'image effectif, il peut être considéré comme préférable de prévoir 192 éléments d'image suivant la direction horizontale,

comme représenté sur la figure 2.

De plus, alors que le nombre de lignes effectives par image complète est 483, si l'on fixe ce nombre à 480, qui est

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proche du nombre ci-dessus, et si L'on divise 480 lignes effectives par un nombre entier, on obtient 240 lignes, 160 Lignes, 120 lignes, 80 lignes et 60 lignes. De plus, si l'on divise 480 lignes par deux pour obtenir 240 lignes dans le système non entrelacé, alors, en divisant 240 lignes par un nombre entier, on obtient 120

lines, 80 lignes et 60 lignes.

Ainsi, lorsqu'on affiche l'image complètement sur l'écran d'image effectif tout entier, il est souhaitable que le nombre d'éléments d'image suivant la direction verticale soit dans un rapport entier avec 240 éléments d'image, 120 éléments d'image, 80

éléments d'image et 60 éléments d'image.

Pour 192 éléments d'image suivant la direction horizon-

tale, la relation 192 x 3/4 = 144 s'établit (pour un rapport géo-

métrique de 3:4), si bien que, parmi les valeurs ci-dessus

mentionnées, on prévoit, de préférence, suivant la direction verti-

cale, 120 éléments d'image.

En d'autres termes, pour l'écran d'image effectif, les valeurs qui conviennent sont 192 éléments d'image dans la direction

horizontale x 120 éléments d'image dans la direction verticale.

D'un point de vue pratique, sur l'écran d'image visio-

phonique pratique, l'aire de sur-balayage du tube image peut être ajustée de manière à occuper environ 15% de l'écran d'image tout entier. Ainsi, lorsqu'on réduit le nombre des éléments d'image suivant les directions horizontale et verticale d'environ 15%, par comparaison aux valeurs cidessus mentionnées, il est possible d'afficher complètement l'image sur l'écran d'image effectif en

utilisant les 85% d'éléments d'image restants.

Par conséquent, direction horizontale... 192 éléments d'image x 85% -= 160 éléments d'image direction verticale... 120 éléments d'image x 85% éléments d'image Puisque 100 éléments d'image effectifs sont prévus pour les 262,5 lignes horizontales d'une période de trame relativement à la direction verticale, on peut obtenir des données vidéo (données

d'éléments d'image) toutes les deux lignes horizontales.

Avec Le nombre ci-dessus mentionné d'éléments d'image, on peut afficher l'image fixe complètement sur l'écran d'image effectif tout entier et, de plus, le temps d'émission s'exprime de La manière suivante: 160 x 100/(192 x 120) f 69% Ainsi, on peut réduire le temps d'émission de plus de 30% en

n'émettant pas les zones de sur-balayage.

En outre, on peut prendre en considération la gradation (concentration) par éLément d'image. S'il est prévu 16 gradations, le nombre de bits par éLément d'image devient 4 bits et le nombre de bits pour l'écran d'image tout entier est représenté par 160

éLéments d'image x 100 éléments d'image x 4 bits = 64000 bits.

Ainsi, une seule mémoire de 64 kilobits peut convenir pour

contenir un écran d'image.

La relation entre la gradation de l'image et les données

vidéo est déterminée de manière à satisfaire les conditions sui-

vantes. Lorsque La gradation est blanche, la donnée vidéo est

représentée par "0000".

Lorsque la gradation est noire, la donnée vidéo est

représentée par "1111".

Ainsi, les normes ci-dessus mentionnées peuvent être ré-

sumées de la manière suivante.

Eléments d'image dans la direction horizontale: 160 élé-

ments d'image.

ELéments d'image dans la direction verticale: 100

éléments d'image.

Gradation: 16 pas (4 bits).

Le protocole de communication servant à l'émission de

données vidéo va être décrit en relation avec les-figures 3 et 4.

Lorsque le visiophone est connecté à la ligne téléphoni-

que d'une tierce partie, si l'on enfonce la touche d'envoi d'image du visiophone se trouvant du côté émission, un signal de tonalité

d'appel CLTN (figure 3) est émis du côté émission vers le côté ré-

ception pendant une durée T1, avec, par exemple, T1 = 0,4 s. Ce

signal CLTN sert à amener le visiophone se trouvant du côté récep-

tion à faire commuter son mode du mode communication normale au mode réception d'image. A cet effet, un signaL alternatif Sc ayant la fréquence fc de la sous-porteuse de chrominance est divisé en

signaux S1 et S2 ayant respectivement les fréquences fl et f2 indi-

quées ci-dessous: fl = fc/1784 2006 Hz.... S1 f2 = fc/2192 - 1633 Hz.... S2 après quoi on mélange les signaux divisés en fréquence S1 et S2 afin de produire le signal CLTN ou un signal de tonalité double ayant un niveau prédéterminé. Par conséquent, puisque le signal CLTN est tel que les composantes de signal ayant les fréquences fl et f2 se poursuivent sur l'étendue de la durée T1, ce signal peut facilement et sans erreur être distingué des signaux audio du côté réception. La durée T1 est suivie d'une durée T2, correspondant, par

exemple, à une durée d'absence de signal T2 = 0,4 s.

Un signal de correction de ligne d'émission TRCR est émis pendant une durée T3 faisant suite à la durée T2. Par exemple, il est établi T3 = 1 s. Ce signal TRCR sert à corriger les gains d'émission irréguliers des lignes téléphoniques dans le visiophone se trouvant du côté réception. A cet effet, le signal TRCR possède par exemple la fréquence fl et est égal au signal S1 ayant le

niveau constant. De plus, une correction de gain (correction auto-

matique de gain, soit AGC) est effectuée sur le visiophone se trou-

vant du côté réception de telle manière que le niveau du signal

TRCR prenne une valeur prédéterminée.

La durée T4 suivante, qui vaut par exemple T4 = 0,2 s,

est prévue pour être une durée d'absence de signal.

En outre, sur la durée T5 suivante, qui vaut par exemple T5 = 0,08 s, un signal d'arrivée d'image VDMK est émis. Le signal VDMK est un signal de synchronisation, ou un signal de repère, qui indique, après lui, l'émission des données vidéo. Ce signal VDMK possède par exemple une fréquence fl et est lui aussi égal au

signal S1 de niveau constant.

Ensuite, les données vidéo sont émises sur une durée T6 à la suite de la durée T5. Dans ce cas, pour émettre les données videéo, le signal S1 subit une modulation d'ampLitude de la part des données vidéo et un signal modulé en amplitude Sa est émis. A ce moment, comme représenté sur la figure 5, un cycle du signal Sa (S1) est assigné aux données vidéo (4 bits) d'un unique élément

d'image et l'amplitude pour un cycle subit une modulation d'ampli-

tude en relation avec la valeur analogique (gradation) indiquée par

la donnée d'un unique élément d'image.

Toutefois, à ce moment, on limite la modulation de telle façon que, lorsque la donnée vidéo est représentée par "0000" (soit un niveau de blanc), l'amplitude du signal modulé en fréquence Sa soit minimisée et que, même lorsque l'amplitude est minimale, l'amplitude du signal Sa puisse être empêchée de devenir nulle. Ainsi, lorsque l'amplitude est minimale, on peut empêcher le signal Sa de s'interrompre et le signal S1 existe en tant que

signal de porteuse.

En outre, puisqu'une image est formée de 160 éléments

d'image x 100 éléments d'image, l'équation suivante est valable.

T6 = 160 x 100 x 1/fl = 7,97 s Pour dire les choses d'une manière plus strictement vraie, la durée T5 est la durée de 160 éléments d'image (durée de 160 cycles du

signal S1), si bien que T5 - T6/100 est inférieure à 0,08 s.

Par conséquent, puisque la durée T nécessaire pour émet-

tre une image est représentée par la somme des durées T1 à T6, il est établi la relation suivante: T = T1 + T2 +...+ T6 = 10,05 s

En d'autres termes, on peut transmettre une image en 10 s environ.

La vitesse d'émission des données vidéo pendant la durée T6 s'exprime de la manière suivante: 64 x 103 bits/T6 - 4f1 = 8026 bauds - et la vitesse d'émission effective de toute la durée T s'exprime de la manière suivante: 64 x 103 bits/T 6368 bauds Dans le visiophone se trouvant du côté émission, lorsque L'émission des données vidéo prend fin ou lorsque la durée T s'écoule après que l'émission du signal de tonalité d'appel CLTN vient juste de commencer, le mode émission de données vidéo se

change en mode communication téléphonique. De plus, dans le visio-

phone se trouvant du côté réception, lorsque la réception des données vidéo prend fin ou lorsque la durée T s'est écoulée après que le signal de tonalité d'appel CLTN vient d'être détecté,le mode

réception de données vidéo se change en mode communication télépho-

nique.

La figure 6 représente un mode de réalisation d'un visio-

phone selon l'invention. Toutefois, dans ce mode de réalisation; le

visiophone selon l'invention se présente sous la forme d'un adapta-

teur qui peut être raccordé à un poste téléphonique normal de manière à réaliser un visiophone. Les normes de l'écran d'image et

le protocole de communication sont tels que ci-dessus décrits.

Sur la figure 6, le numéro de référence 11 désigne une ligne téléphonique publique, 12 un poste téléphonique normal, 13 un magnétophone utilisé pour conserver des données vidéo, et 14 une imprimante vidéo servant à produire sous forme d'un exemplaire sur

papier une image fixe émise depuis la tierce partie. L'appareil ci-

dessus mentionné sous les références 11 à 14 est raccordé via des

connecteurs 21 à 24 à un adaptateur visiophonique.

Il existe un tube de prise de vues 31 qui sert à capter l'image du visage de l'utilisateur, ou une autre image. Il est

également prévu un convertisseur A/D de 4 bits désigné par la réfé-

rence 34, un convertisseur numérique-analogique (D/A) de 4 bits dé-

signé par la référence 35, un tube récepteur d'image plat. 38, par

exemple, qui affiche une image, une mémoire 41 servant à emmaga-

siner les données vidéo qui seront émises à destination de l'autre partie, une mémoire 42 servant à emmagasiner les données vidéo émises depuis l'autre partie, et un dispositif 43 de commande de mémoire servant à commander ces mémoires. Chacune des mémoires 41 et 42 présente une capacité de 64 kilobits correspondant à un écran d'image. Le dispositif 43 de commande de mémoire comprend des réseaux de portes et produit les signaux nécessaires à l'écriture et à la lecture dans les mémoires 41 et 42. De plus, le dispositif 43 de commande de mémoire effectue un certain traitement sur les

signaux videéo.

Un circuit 44 de modulation d'ampLitude numérique est destiné à convertir Les données vidéo à émettre à destination de l'autre partie en le signal moduLé en fréquence Sa. Dans ce circuit de modulation 44, sur la base du signal Si faisant fonction de

signal d'horloge, la conversion D/A de 4 bits est effectuée de ma-

nière à transformer une donnée vidéo de 4 bits en parallèle en le

signal modulé en amplitude Sa.

En outre, il est prévu un circuit de détection 52 qui

détecte le signal de tonalité d'appel CLTN émis depuis l'autre par-

tie, un amplificateur de commande de gain 55 qui corrige le niveau du signal reçu sur la base du niveau du signal reçu TRCR, un

circuit de démodulation d'amplitude 56 et un dispositif 71 de com-

mande du système qui est formé d'un microcalculateur et qui sert à

commander le fonctionnement de l'ensemble de l'appareil. Le dispo-

sitif 71 de commande du système est doté de plusieurs diodes élec-

troluminescentes (LED) 72 servant à indiquer les conditions de fonctionnement et de touches commutateurs 73A à 73E servant à

introduire les modes de fonctionnement.

De plus, il est prévu un générateur, ou circuit de forma-

tion de signaux d'horloge pilote 81. Ce circuit de formation 81 est

lui-même formé d'un circuit intégré en une seule puce, qui est uti-

lisé par une caméra vidéo pour produire un signal de synchronisa-

tion du système NTSC. Ce circuit intégré se trouve aujourd'hui dis-

ponible sur le marché, si bien qu'on peut l'obtenir facilement. Ce circuit intégré, ou le circuit de formation 81, produit le signal de sousporteuse de chrominance Sc (fréquence fc), des impulsions de synchronisation verticale Pv et horizontale Ph, et une impulsion

de synchronisation composite SYNC.

Les impulsions de synchronisation Pv et Ph venant du circuit de formation 81 sont fournies à un circuit de déviation 82 qui produit des signaux de déviation verticale et de déviation horizontale. Ces signaux de déviation sont fournis aux bobines 31D de déviation verticale et de déviation horizontale du tube de prise de vues 31. De plus, les impulsions Pv et Ph sont fournies à un

circuit de déviation 83 qui extrait des signaux de déviation verti-

cale et de déviation horizontale. Ces signaux de déviation sont

fournis à une bobine de déviation verticale et de déviation hori-

zonale 38D du tube 38 de réception d'image. A ce moment, le sur-

balayage d'environ 15% est prévu sur le tube de prise de vues 31 et

sur le tube de réception d'image 38, comme ci-dessus indiqué.

Les impulsions de synchronisation Pv et Ph sont fournies au dispositif de commande 43 et au dispositif 71 de commande du système au titre de signaux indiquant le cadencement du signal de luminance. Le signal Sc venant du circuit 81 de formation de signaux d'horloge est fourni au dispositif de commande 43 et au dispositif 71 de commande du système, en particulier à une unité

centrale de traitement (CPU) se trouvant à l'intérieur du disposi-

tif 71 de commande du système, au titre de signal d'horloge. Le

signal Sc est en outre fourni à un circuit 84 de division de fré-

quence, qui divise le signal Sc afin de produire les signaux S1 et

S2. Le signal S1 est fourni au dispositif de commande 43 et au cir-

cuit de modulation 44 au titre de signal de porteuse.

Il existe des circuits de commutation 91 à 93. Ces cir-

cuits de commutation 91 à 93 sont commandés par le dispositif 71 de commande du système par l'intermédiaire de lignes de signaux de commande (non représentées). Le numéro de référence 54 désigne un commutateur d'entrée manuel, et 74S un contact de relais. Le relais correspondant 74 est également commandé par le dispositif 71 de

commande du système.

En cas de non-utilisation de ce montage, on connecte le contact de relais 74S suivant l'état illustré, si bien que le poste

téléphonique 12 est connecté via le contact 74S à la ligne télépho-

nique 11. Ainsi, dans ce cas, le poste téléphonique 12 peut être utilisé exactement de la même manière que cela est habituel, de sorte que l'appareil se trouve dans le mode communication classique

permettant d'échanger des communications avec une tierce partie. -

Lorsque l'appareil est excité. dans le mode communication, le tube de prise de vues 1 extrait le,signal de luminance Sy

suivant le système NTSC. Ce signal Sy est envoyé via un préampli-

ficateur 32 à un circuit de traitement 33, dans lequel il subit des

traitements tels qu'une correction gamma et une commande automa-

tique de gain, ou d'autres traitements. Le signal Sy ainsi traité

est fourni, via le circuit de commutation 91, au circuit de con-

version A/D 34. Dans le même temps, le signal Sc venant du circuit de formation 81 est fourni, via le circuit de commutation 92, au convertisseur 34 au titre de signal d'horloge, si bien que le signal Sy est échantillonné et quantifié sur la base de La

fréquence fc, puis est transformé en un signal de luminance numéri-

que parallèLe de 4 bits, soit Py.

Ce signal Py est fourni, via le dispositif de commande 43, au convertisseur D/A 35, et le signal Sc est également fourni au convertisseur D/A 35 au titre de signal d'horLoge, et, dans ce convertisseur, le signal Py est transformé en un signal de

luminance analogique Sy. Ce signal Sy est fourni à un circuit d'ad-

dition 36, dans lequel il est ajouté à l'impulsion de synchronisa-

tion SYNC. Ensuite, le signal Sy auquel a été ajouté ce signal de synchronisation SYNC est fourni, via un amplificateur vidéo 37, au

tube de réception d'image 38.

Ainsi, lorsque l'appareil est excité, l'image captée par le tube de prise de vues 31 peut être contrôlée à l'aide du tube de

réception d'image 38 sous la forme d'une image mobile réelle.

Si, dans ce mode contrôle, la touche 73B (touche de prise

de vues) appartenant à l'ensemble 73A à 73E a été enfoncée, le dis-

positif de commande 43 est alors commandé par le dispositif 71 de commande du système sur la base du signal de sortie de cette touche, si bien que le signal Py venant du convertisseur 34 est fourni via le dispositif de commande 43 à la mémoire 41. De plus, en provenance du dispositif de commande 43, un signal d'écriture et un signal d'adresse sont fournis, suivant le cycle du signal Sc, à la mémoire 41, si bien que, à partir dusignal Py d'une période de trame, les données vidéo ci- dessus mentionnées de 160 éléments d'image x 100 éléments d'image sont écrites et emmagasinées dans la

mémoire 41.

Après que les données vidéo ont été écrites dans la mémoire 41, le signal lu et le signal d'adresse sont fournis par le dispositif de commande 43 à la mémoire 41 suivant le cycle du signal Sc, le résultat étant que les données vidéo emmagasinées dans la mémoire 41 sont, séquentiellement et à répétition, lues, puis obtenues sous la forme du signal Py de l'image fixe. Ce signal

Py est fourni via le dispositif de commande 43 au convertisseur 35.

Ainsi, le tube de réception d'image 38 affiche les données vidéo emmagasinées dans la mémoire 41 sous la forme d'une image fixe, à savoir l'image produite au moment de l'enfoncement de la touche de

prise de vues 73B.

Par conséquent, en actionnant à répétition les touches 73A et 73B, il est possible d'emmagasiner dans la mémoire 41 les

données vidéo d'une image voulue ou d'une image sélectionnée.

Ainsi, lorsqu'on est dans le cas o les données vidéo sont emmagasinées dans la mémoire 41 (à ce moment, le tube de réception d'image 38 affiche l'image fixe), si, parmi les touches 73A à 73E, on enfonce la touche 73C (touche d'envoi), alors, sur la

base du signal de sortie de cette touche, le dispositif 71 de com-

mande du système excite le relais 74, ce qui a pour effet de con-

necter son contact 74S dans l'état opposé à celui illustré.

De plus, le dispositif 71 de commande du système commande

le circuit de modulation d'amplitude 44 et le circuit de commuta-

tion 93 de façon que le circuit de modulation 44 extraie un signal de porteuse non modulée, à savoir le signal S1. Ce signal S1 est

fourni à un circuit d'addition 45, et le signal S2 venant du cir-

cuit 84 de division de fréquence est fourni, via le circuit de com-

mutation 93, au circuit d'addition 45. Ainsi, le circuit d'addition produit le signal formé par l'addition des signaux S1 et S2, à savoir le signal de tonalité d'appel CLTN. Ce signal de tonalité d'appel est émis sur la ligne téléphonique 11 via une ligne de signal qui est formée d'un atténuateur 46 d'ajustement de niveau

d'émission, d'un filtre passe-bande 47 servant à éliminer les com-

posantes de signal non voulues, d'un transformateur 48 et du

contact 74S, dans cet ordre.

Lorsque le signal CLTN a été émis pendant la durée T1, le dispositif 71 de commande du système commande aux circuits 44 et 93 de présenter la durée T2 d'absence de signal. Après cela, de la même façon, le signal de correction de ligne d'émission TRCR (soit S1) est émis pendant la durée T3, la durée T4 d'absence de signal est formée, et Le signal d'arrivée d'image VDMK (soit S1) est émis

pendant la durée T5, ceci d'une manière séquentielle.

Lorsque la durée T6, qui fait suite à la durée T5 com-

mence, le dispositif de commande 43 fournit le signal lu et le signal d'adresse à la mémoire 41 suivant le cycle du signal S1, si bien que, suivant le cycle du signal S1, les données vidéo sont lues dans la mémoire 41 à une vitesse correspondant à une adresse par cycle du signal Sl (4 bits par élément d'image). Ces données vidéo sont fournies via le dispositif de commande 43 au circuit de modulation d'amplitude 44, dans lequel elles sont modulées de manière à former le signal modulé en amplitude Sa. Ce signal Sa

est, de même, émis sur la ligne téléphonique 11.

Pendant la durée T (soit les durées T1 à T6), l'une des

LED 72 s'allume pour indiquer le mode émission des données vidéo.

* Apres que la durée T6 s'est écoulée et que l'émission de toutes les données vidéo a pris fin, le relais 74 se libère, si

bien que le contact 74S se connecte de nouveau dans l'état il-

lustré, ce qui a pour effet de ramener le mode communication.

Si, dans la situation o l'on est en train de contrôler l'image mobile réelle, on n'enfonce pas la touche 73B de prise de vues, mais la touche 73C d'envoi, alors, de la même façon que dans le cas o l'on enfonce la touche 73B, les données vidéo produites au moment o l'on enfonce la touche 73C s'emmagasinent dans la mémoire 41, après quoi les données vidéo sont émises sur la ligne

téléphonique 11, de la manière ci-dessus décrite.

De plus, si le magnétoscope 13 est réglé de manière con-

tinue dans le mode enregistrement pendant toute la durée T durant laquelle les données vidéo sont en cours d'émission à destination de la tierce partie, le signal modulé en amplitude Sa est founi par le filtre 47 au magnétophone 13, via un amplificateur tampon 53, si

bien que le signal Sa est enregistré sur la bande.

Si, inversement, les données vidéo sont émises depuis la tierce partie pendant la communication, le signal de tonalité d'appel CLTN placé au début des données est envoyé via une ligne de

signal de la ligne téléphonique 11, le contact 74S et un transfor-

mateur 51 au circuit de détection 52, lequel détecte le signal

CLTN. Le signal de sortie détecté par celui-ci est fourni au dis-

positif 71 de commande du système.

Alors, sur la base du signal de sortie détecté, le dispo-

sitif 71 de commande du système excite le relais 74 de manière à

connecter son contact 74S dans l'état opposé à celui illustré.

Ainsi, lorsque le signal de correction de ligne d'émis-

sion TRCR est émis pendant la durée T3, le signal TRCR est envoyé, via une ligne de signal de la ligne téléphonique 11, le contact 74S, le transformateur 48, l'amplificateur 53, le commutateur 54 et l'amplificateur 55 de commande de gain, au circuit de démodulation d'amplitude 56. Ensuite, le signal de sortie démodulé produit par celuici est fourni à un circuit 57 de détection de tension de commande automatique de gain, qui est par exemple formé d'un filtre passe-bas, duquel est produite une tension continue ayant le niveau correspondant au niveau du signal TRCR. Cette tension continue

subit une opération d'échantillonnage et de maintien dans un cir-

cuit d'échantillonnage et de maintien 58 en réponse au signal de commande venant du dispositif 71 de commande du système. Le signal

de sortie maintenu produit par celui-ci est fourni à l'amplifica-

teur de commande de gain 55 comme signal de commande. Ainsi, le gain de l'amplificateur 55 est ajusté de manière à se trouver dans un intervalle de valeurs complémentaires aux gains venant de la

tierce partie et empruntant la ligne téléphonique 11. Ainsi, rela-

tivement aux signaux reçus après la durée T4, les niveaux irrégu-

liers qui sont dus à l'irrégularité des gains intervenant jusqu'au niveau de la ligne téléphonique 11 sont corrigés de manière à

prendre des niveaux prédéterminés.

Lorsque le signal d'arrivée d'image VDMK est émis pen-

dant la durée T5, le signal VDMK est fourni par l'amplificateur 55, via un filtre passe-bande 61, à un circuit de détection 62 qui détecte le signal VDMK. Le signal de sortie détecté produit par

celui-ci est envoyé au dispositif 71 de commande du système.

Ensuite, sur la base du signal de sortie détecté, le dispositif 71

de commande du système commande la connexion des circuits de commu-

tation 91 et 92 dans les états opposés à ceux illustrés. En outre, le dispositif 71 de commande du système fournit au dispositif de

commande 43 un signal indicatif du point de départ de La durée T6.

L'amplificateur 55 extrait le signal modulé en fréquence

Sa pendant La durée T6. Ce signal Sa est fourni au circuit de démo-

duLation 56, dans lequel il est démodulé et transformé en le signal de luminance analogique Sy, ou bien il est démodulé et transformé en un signal de luminance Sy ayant un niveau qui indique le niveau de chaque image pour chaque cycle du signal Sa. Ce signal Sy est envoyé via le circuit de commutation 91 au convertisseur A/D 34 et le signal Sa venant de l'amplificateur 55 est fourni via le filtre 61 à un circuit 63 de conformation d'onde, o la composante de

porteuse du signal Sa reçoit la forme d'un signal alternatif syn-

chronisé avec celui-ci, c'est-à-dire le signal S1. Ce signal S1 est envoyé via le circuit de commutation 92 au convertisseur A/D 34 au titre de signal d'horloge et est également envoyé au dispositif de commande 43 pour faire fonction du signal d'horloge utilisé lors de

la réception.

De cette manière, le signal de luminance Sy venant du circuit de démodulation 56 est transformé en le signal numérique Py (données vidéo) dans le convertisseur 34 en synchronisme avec le signal S1. Ce signal Py est envoyé via le dispositif de commande 43 à la mémoire de réception 42 et, en provenance du dispositif de

commande 43, le signal d'écriture et le signal d'adresse synchro-

nisés avec le signal d'horloge de réception S1 sont envoyés à la mémoire 42, si bien que le signal Py est écrit séquentiellement

dans la mémoire 42 pour y être emmagasiné.

Pendant les durées T1 à T6, au cours desquelles les données vidéo sont reçues et traitées, l'une des LED 72 s'allume

pour indiquer le mode réception des données vidéo.

Une fois que la durée T6 a pris fin et que la totalité du

signal Py, c'est-à-dire toutes les données reçues, a été emmaga-

sinée dans la mémoire 42, le dispositif de commande 43 fournit le signal de lecture et le signal d'adresse à la mémoire 42 suivant le cycle du signal Sc, si bien que les données vidéo emmagasinées dans la mémoire 42 sont, séquentiellement et à répétition, lues, puis produites de manière à former le signal Py représentatif de l'image fixe. Le signaL Py est fourni au convertisseur D/A 35. Ainsi, exactement de la même manière que les données vidéo emmagasinées

dans la mémoire 41 pouvaient être contrôlées sur le tube de récep-

tion d'image 33 sous la forme d'une image fixe, les données vidéo émises depuis la tierce partie sont contrôlées sur le tube de

réception d'image 38 sous la forme d'une image fixe.

Si, à la réception des données vidéo, l'enregistreur 13 est régLé dans le mode enregistrement pendant toute la durée T, le signal modulé en amplitude Sa, ou un signal analogue, émis depuis

la tierce partie est enregistré sur la bande.

A la fin de la durée T6, le relais 74 n'est plus excité, si bien que son contact 74S revient dans l'état illustré, ce qui

signifie que le mode communication a été de nouveau établi.

Comme décrit ci-dessus, lorsque les données vidéo sont émises depuis la tierce partie, elles sont emmagasinées dans la mémoire 42, puis contrôlées sur le tube de réception d'image 38

sous la forme d'une image fixe.

Lorsque les données vidéo à émettre à destination de La

tierce partie sont emmagasinées dans la mémoire 41 et que les don-

nées vidéo émises depuis la tierce partie sont emmagasinées dans La mémoire 42, si on enfonce la touche 73D (de la tierce partie), les données vidéo sont lues dans la mémoire 42. Les données vidéo ainsi lues sont transformées en le signal de luminance Sy, puis

envoyées au tube de réception d'image 38. Lorsqu'on enfonce la tou-

che 73E (de l'utilisateur), les données vidéo sont lues dans la mémoire 41, et ces données vidéo sont transformées en le signal de

luminance Sy, lequel est envoyé au tube de réception d'image 38.

Ainsi, l'image à émettre à destination de la tierce partie ou

l'image émise depuis la tierce partie peut être librement sélec-

tionnée, puis affichée par actionnement de la touche 73D ou 73E. -

En outre, si le commutateur 54. est connecté dans l'état opposé à celui illustré, et si, ensuite, le signal enregistré sur la bande de l'enregistreur 13 est reproduit, le signal reproduit est traité par les circuits faisant suite à l'amplificateur 55 de La

même façon que s'il s'agissait du signal émis depuis la ligne télé-

ph n qe 11, si bien que l'image enregistrée sur la bande est affi-

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chée sur le tube de réception d'image 38. Ainsi, en préparant L'en-

registreur 13, il est possible de conserver-l'image fixe à titre d'enregistrement. La figure 7 illustre un exemple d'un circuit de formation de signal d'adresse placé dans le dispositif de commande 43 et

servant à fournir les signaux d'adresse aux mémoires 41 et 42.

Plus spécialement, l'impulsion de synchronisation hori-

zontale Ph est fournie à un compteur de 8 bits 101 comme impulsion de repositionnement et le signal Sc est également fourni à celui-ci

comme valeur de comptage d'entrée, si bien que La valeur de comp-

tage du compteur 101 est remise à 0 sur tous les flancs postérieurs de l'impulsion Ph et qu'elle est incrémentée de 1 à chaque cycle du

signal Sc (qui correspond à un élément d'image).

La valeur de comptage de sortie de ce compteur 101 est fournie à un décodeur 102 qui extrait un signal Sh devenant "1"' pendant ta durée o le compteur 101 compte jusqu'à 160 après que la valeur de comptage est devenue 41 par exemple, comme représenté sur les figures 8A et 8B. Ce signal Sh est fourni à un circuit ET 103 et, en outre, le signal Sc-est fourni au circuit ET -103, qui produit donc, pendant une durée de 160 éléments d'image située au voisinage du centre d'une période horizontale, 160 cycles du signal

Sc au titre de signal de sortie Pm du circuit ET.

De plus, l'impulsibn de synchronisation verticale Pv est fournie à un compteur de 8 bits 111comme signal de repositionnement

et, en outre, L'impulsion de synchronisation horizontale est four-

nie à celui-ci comme valeur de comptage d'entrée, si bien que la valeur de comptage du compteur 111 est repositionnée à 0 sur tous Les flancs postérieurs de l'impulsion Pv et qu'elle est incrémentée

de 1 à chaque impulsion Ph, c'est-à-dire à chaque ligne horizon-

tale.

La valeur de comptage de sortie du compteur 111 est fournie à un décodeur 112 qui extrait un signal Sv devenant "1"

pendant la durée o le compteur 111 compte jusqu'à 200 (200 impul-

sions Ph) après que la valeur de comptage est devenue par exemple 40. Ce signal Sv est fourni à un circuit ET 113, et le bit de moindre signification Q0 de la valeur de comptage de sortie du compteur 111 est fourni au circuit ET 113. Dans ce cas, le bit de moindre signification Q0 s'inverse de "0"' à "1" à chaque fois qu'il

est compté une impulsion Ph. Par conséquent, le circuit ET 113 pro-

duit un signal de sortie Pn du circuit ET qui devient "1" pendant une durée de 200 lignes horizontales située au centre d'une période

de trame et aussi, par exemple, pendant la durée des lignes hori-

zontales à numérotation impaire de celle-ci. Puisque la durée des lignes horizontales correspondant à "1" est la durée des lignes horizontales à humérotation impaire dans la durée de 200 lignes horizontales, il existe 100 périodes de lignes horizontales à

chaque période de trame.

Ce signal Pn et Le signal Pm sont fournis à un circuit ET 114, si bien que le circuit ET 114 produit une impulsion Px de x 100 cycles à chaque période de trame. En d'autres tèrmes, à chaque période de trame, l'impulsion Px est produite pendant les périodes de lignes horizontales à numérotation impaire situées au centre de l'écran d'image et aussi pendant 160 durées d'éléments

d'image des 100 périodes de lignes horizontales de celui-ci.

Cette impulsion Px est fournie à un compteur de 14 bits 115 comme valeur de comptage d'entrée et l'impulsion Pv est fournie à celui-ci comme signal d'entrée de repositionnement. Ensuite, la valeur de comptage de sortie du compteur 115 est fournie à la mémoire 41 (ou 42) comme signal d'adresse, dans ce cas, la mémoire 41 est conçue de manière à avoir une capacité de 16 000 adresses,

une adresse étant formée de 4 bits.

Par conséquent, l'adressage de la mémoire 41 commence à partir d'une adresse 0 à chaque période de trame et s'incrémente

d'une adresse à la fois pendant les 100 périodes de lignes horizon-

tales à numérotation impaire situées au centre de l'image et aussi pendant 160 durées d'éléments d'image des 100 périodes de lignes horizontales.

A ce moment, si un signal de lecture ou un signal d'écri-

ture est formé à partir de l'impulsion Px et est envoyé à la mémoire 41, les données vidéo peuvent être écrites ou lues dans la mémoire 41, si bien que le signal de luminance Sy venant du tube de prise de vues 31 peut être écrit dans la mémoire 41 ou que le signaL de luminance Sy à afficher sur le tube de réception d'image 38 peut y être lu. Alors que, pour la lecture, les données vidéo ne sont pas lues toutes les lignes horizontales à numérotation impaire, un signal de niveau de noir qui est formé par exemple par

le signal Pn peut remplacer ces données video.

Lorsque les données vidéo de la mémoire 41 sont émises à destination de la tierce partie ou lorsque les données vidéo émises depuis la tierce partie sont écrites dans la mémoire 42, au lieu du signal Px, le signal S1 venant du circuit de division de fréquence 84 ou du circuit conformateur d'onde 63 est fourni au

compteur 115.

De cette manière, selon l'invention, il peut être utilisé un visiophone qui utilise les lignes téléphoniques publiques. Dans ce cas, en particulier, selon l'invention, puisque les données vidéo correspondant à une seule image sont amincies sur la base de la technique ci-dessus décrite et qu'on réduit le nombre des données en utilisant l'opération de sur-balayage, le visiophone seLon l'invention peut produire une image satisfaisante et les données vidéo peuvent être émises en un temps bref, par exemple

environ 10 s.

Puisque chacune des valeurs 160 et 100, qui sont respec-

tivement les nombres d'éléments d'image suivant la direction hori-

zontale et suivant la direction verticale, possède un certain nombre de mesures et puisque, aussi, 192 et 144 (120), qui sont les bases de ces mesures, sont dans une relation de division par un

entier des nombres d'éléments d'image o la fréquence fc de sous-

porteuse de chrominance est prise comme fréquence d'échantillonnage, il est possible de convertir facilement le format de signal entre celle-ci et le signal vidéo du système normalisé ou un signal vidéo - relié à celui-ci, par exemple par duplication ou interpolation des

éléments d'image.

Puisqu'on réalise les traitements des signaux dans les circuits respectifs en utilisant Les signaux Sc, Pv et Ph formés par le circuit de formation de signal 81 et les signaux S1 et S2 divisés en fréquence à partir du signal Sc, la PLL servant à former

le signal d'horloge pilote à partir de l'impulsion de synchroni-

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sation Ph peut être éliminé, au contraire de la technique anté-

rieure, de manière à ainsi réduire le coût du visiophone. En parti-

culier, on note que le ciruit de formation 81 est fait d'un circuit

intégré pour caméra vidéo et est peu coûteux.

En outre, selon le protocole de communication ci-dessus mentionné, on peut transmettre une image fixe en 10 s environ et le temps d'attente de la transmission des données vidéo peut être réduit. A côté de cela, on peut conserver les données vidéo sur ta

bande du magnétoscope général 13.

De plus, alors que le poste téléphonique 12 et l'enregis-

treur de bande 13 sont prévus indépendamment de l'appareil tel que

ci-dessus décrit, ils peuvent être combinés avec le visiophone.

Dans ce cas, les données vidéo pourront être enregistrées sur un répondeur automatique ou transférées à un autre visiophone en vue du contrôle. De plus, lorsque le signal Sy venant du circuit de traitement 33 a été converti de la forme analogique à la forme numérique par le convertisseur 34, on peut utiliser le signal Bx

comme signal d'horloge.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,

à partir du visiophone dont la description vient d'être donnée à

titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses

variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (2)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1 - Visiophone permettant d'émettre les données vidéo d'une image fixe par l'intermédiaire d'une ligne de signal audio, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un tube de prise de vues (31) servant à capter une image de ladite image fixe selon les systèmes de télévision normalisés, par exemple le système NTSC; b) un convertisseur analogique-numérique, ou convertisseur A/D (34) servant à convertir lesignal de sortie analogique capté par

ledit tube de prise de vues de manière à former un signal numé-

rique; c) une mémoire (41) servant à emmagasiner le signal de sortie du convertisseur A/D sous forme de données vidéo; d) un circuit de modulation (44) servant à moduler lesdites données

vidéo emmagasinées dans ladite mémoire en un signal modulé pos-

sédant une bande de fréquence prédéterminée qui correspond à une bande d'émission de ladite ligne de signal (11); e) un circuit servant à émettre le signal de sortie modulé dudit circuit de modulation sur ladite ligne de signal; f) un circuit (81) servant à produire un signal de sous- porteuse de

chrominance dudit système de télévision normalisé et une impul-

sion de synchronisation dudit système de télévision normalisé et à fournir Ledit signal de sous-porteuse et ladite impulsion de synchronisation audit tube de prise de vues; et g) un circuit de division de fréquence (84) servant à produire, à partir dudit signal de sous- porteuse de chrominance, les signaux nécessaires audit convertisseur A/D, à ladite mémoire et audit circuit de modulation, o lesdites données vidéo constituent un

signal qui résulte de l'amincissement dudit signal de sortie.

capté suivant un rapport prédéterminé et un signal, correspon-

dant à un écran d'image effectif dont les parties supérieure, inférieure, droite et gauche ont été retirées, dans une forme d'image complète est étendu jusqu'à la totalité dudit écran

d'image effectif par une opération de sur-balayage.

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2 - Visiophone permettant d'émettre les données videéo d'une image fixe par l'intermédiaire d'une ligne de signal audio, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un tube de prise de vues (31) servant à capter une image de ladite image fixe;

b) un convertisseur A/D (34) servant à convertir le signal de sor-

tie analogique capté par ledit tube de prise de vues afin de former un signa numérique; c) une mémoire (41) servant à emmagasiner le signal de sortie dudit convertisseur A/D sous forme de données videéo; d) un circuit de modulation (44) servant à moduler lesdits signaux vidéo emmagasinés dans la mémoire en un signal modulé possédant une bande de fréquence prédéterminée, qui correspond à une bande d'émission de ladite ligne de signal (11); et e) un circuit servant à émettre le signal de sortie modulé dudit circuit de modulation sur ladite ligne de signal, o le nombre

d'éléments d'images formant un écran d'image dans lesdites don-

nées vidéo est choisi de manière à valoir 160 suivant la direc-

tion horizontale et 100 dans la direction verticale.