Circuit contrôleur de signaux vidéo de couleur pour système de visualisation haute résolution, et système de visualisation comportant un tel circuit

Abstract

 57 Le circuit contrôleur de signaux vidéo de couleur comporte, associés à une mémoire d'image (1) dans laquelle l'aspect de chaque point d'image est codé sur plusieurs bits par un mot d'aspect :

-une mémoire de tables de transcodage (2) correspondant à une palette de couleurs et adressée en lecture par un mot d'aspect correspondant au point à visualiser sur l'écran couleur associé (4),

-des convertisseurs numériques-analogiques (31, 32, 33) recevant les données numériques lues dans la mémoire de tables (2) et délivrant les signaux primaires de couleur y associés, appliqués à l'écran au point correspondant du balayage.

La mémoire de transcodage (2), a sa capacité limitée à 2⁸ cases mémoires, mais l'une de plusieurs mémoires tampons de tables (51, ... 54) préalablement chargées par d'autres codes associés à d'autres palettes de couleurs, est transférée en fonction des besoins dans la mémoire de transcodage pendant des intervalles de retour de ba- layàge: un transfert périodique fonction d'un signal de clignotement permet de modifier certaines couleurs d'une palette et donc de rendre l'effet de clignotement de l'image.
Application aux systèmes de visualisation haute résolution.

Description

[0001] L'invention se rapporte aux machines de visualisation graphique haute résolution servant à visualiser des images produites sous forme numérique par un ordinateur, sur un ou plusieurs écrans couleurs.

[0002] Ce type de machine dispose classiquement d'un calculateur couplé à une mémoire dite "mémoire d'image" par des ressources matérielles et logicielles graphiques: processeur d'entrée-sortie, processeur graphique, générateur de vecteurs et de caractères, processeur de surfaçage, etc... Dans ces systèmes, l'image est décomposée en points ou "pixels" et chaque point est caractérisé par un mot d'aspect enregistré, après traitement, dans la mémoire d'image. Ce mot d'aspect définit sous forme numérique la couleur du point et éventuellement s'il clignote. A titre d'exemple l'image peut se composer de 1024 lignes de chacune 2048 points et être projetée sur l'écran d'un tube cathodique au moyen d'un balayage du type télévision, à la fréquence de 50 images par seconde. Pour permettre l'entretien de l'image, c'est-à-dire sa répétition et éventuellement sa modification à la fréquence de balayage, le terminal est équipé d'une mémoire d'image permettant de mémoriser le mot d'aspect de chaque point, cette mémoire étant relue en synchronisme avec le balayage. Ainsi la mémoire d'image dans laquelle un point est défini par un mot d'aspect est couplée à un poste de travail comportant un écran couleur par un circuit contrôleur de signaux vidéo couleur.

[0003] Dans les terminaux de visualisation de conception simple, le mot d'aspect extrait de la mémoire d'image est directement décodé par un circuit de décodage numérique-analogique, pour produire des signaux analogiques alimentant le dispositif de projection, c'est-à-dire en général trois signaux analogiques primaires, R, V, B, commandant respectivement les faisceaux rouge, vert et bleu d'un tube cathodique trichrome. Si la mémoire de point fournit `des mots de huit bits, le poste terminal peut être construit de façon que trois de ces bits codent l'amplitude du signal R, trois codent l'amplitude du signal V, et deux l'amplitude du signal B. Ces huit bits du mot d'aspect en mémoire d'image permettent de disposer d'une "palette" de 2° couleurs. Dans une conception aussi simple, la palette est déterminée une fois pour toutes par construction.

[0004] Pour obtenir tout un jeu de palettes, un perfectionnement connu consiste à adjoindre une mémoire vive dite mémoire de tables. Ainsi, au lieu du mot d'aspect fourni par la mémoire d'image, c'est un mot de couleur lu en mémoire de tables qui alimente le circuit de décodage numérique analogique produisant les signaux primaires pour chaque pixel, l'adresse de lecture de la mémoire de tables étant donnée par le mot d'aspect fourni par la mémoire d'image.

[0005] Si en plus du choix de palettes le terminal offre une possibilité de clignotement, il est prévu d'une manière classique dans le format du mot d'aspect un bit affecté au clignotement qui indique pour chaque point s'il clignote ou non. Il est prévu en outre une bascule fournissant un signal de clignotement alternant entre 0 et 1 à la cadence désirée pour le clignotement, et le bit de clignotement du mot d'aspect commande la transmission de ce signal. Le signal de clignotement ainsi présent pour les seuls points devant clignoter est utilisé pour découper les signaux primaires appliqués au dispositif de projection, le clignotement se faisant ainsi entre la couleur donnée par le mot d'aspect extrait de la table et le noir.

[0006] Un perfectionnement utile consiste à permettre à l'utilisateur d'attribuer à chaque couleur devant pouvoir clignoter une couleur de clignotement de son choix. Pour y parvenir la capacité de la table de couleurs est doublée, ou on divise par deux le nombre de couleurs disponibles dans une palette, et, pour tout point devant clignoter, c'est-à-dire chaque fois que le bit de clignotement vaut 1, le signal de clignotement est appliqué à un bit d'adresse, celui de plus fort poids par exemple de la mémoire de tables, ce bit demeurant à zéro pour les points non clignotants. Ainsi, en permanence pour les points non clignotants et pendant l'alternance 0 du signal de clignotement, pour les points clignotants, c'est la première moitié de la mémoire de tables qui est utilisée et qui attribue aux points leur couleur "normale". Pour les points clignotants seulement, et pendant l'alternance 1 du signal de clignotement, c'est la seconde moitié de la mémoire de tables qui est adressée, et dans cette seconde moitié sont chargées les couleurs de clignotement. A chaque couleur normale de la palette, l'utilisateur peut ainsi associer la couleur de clignotement de son choix.

[0007] Les inconvénients de cette solution sont d'une part qu'il faut ajouter au mot d'aspect un bit affecté par construction au clignotement, et ne servant à rien pour toutes les images dans lesquelles on ne se sert pas de cette fonction. D'autre part, il faut doubler la capacité de la mémoire de tables; or cette mémoire est encombrante et chère car elle doit être très rapide pour répondre à la fréquence de lecture des points. De plus la moitié affectée au clignotement demeure inutilisée dans les images sans clignotement et est mal utilisée dans les images avec clignotement car en général il n'y a que peu de couleurs devant pouvoir clignoter.

[0008] Par ailleurs, il est en pratique souhaitable que l'utilisateur puisse disposer, pour chaque couleur susceptible de clignoter, de plusieurs, au moins deux, couleurs de clignotement en plus de la couleur normale, ainsi que de plusieurs, au moins deux, cadences de clignotement, cela pour permettre à l'observateur de l'image de distinguer plusieurs causes de clignotement. Ces dernières exigences conduisent à utiliser plusieurs signaux de clignotement, et avec la solution connue décrite ci-dessus il faut alors prévoir au moins deux bits d'aspect affectés par construction au clignotement pour en définir la cadence, et d'autre part multiplier par plus de deux la capacité de la mémoire de tables, ou diviser par plus de deux la palette disponible pour les couleurs non clignotantes ou normales.

[0009] L'invention a pour objet un circuit contrôleur de signaux vidéo couleur dans lequel le clignotement peut être commandé avec plusieurs cadences, sans qu'il y ait à prévoir dans le format du mot d'aspect des bits particulièrement affectés au clignotement, ce circuit permettant également de disposer pour chaque couleur susceptible de clignoter de plusieurs couleurs de clignotement sans que la capacité de la mémoire de-tables soit accrus, et sans nuire à la rapidité de sa lecture.

[0010] Selon l'invention un circuit contrôleur de signaux vidéo de couleur pour système de visualisation haute résolution, commandé par une-mémoire d'image, dans laquelle l'aspect de chaque pixel d'image est codé sur plusieurs bits par un mot d'aspect, comportant :

-une mémoire de tables de transcodage contenant des codes associés à une palette de couleurs, et adressée en lecture par le mot d'aspect associé à chaque point à visualiser sur un écran couleur de ce circuit,

-un ensemble de convertisseurs numériques-analogiques recevant chacun une partie du code lu dans la mémoire de transcodage à l'adresse définie par le mot d'aspect, chaque convertisseur délivrant un signal vidéo de couleur primaire fonction de ce code,
est caractérisé en ce qu'il comporte en outre : -un ensemble de mémoires tampons de tables préalablement chargées par d'autres codes associés à d'autres palettes de couleur,

-un circuit de commande recevant le signal de retour de balayage de l'écran, ainsi que des signaux de clignotement, le contenu de chaque mémoire tampon de tables pouvant être transféré, en cas de besoin, dans la mémoire de tables de transcodage pendant un retour de balayage de l'image sur ordre du circuit de commande.

[0011] L'invention a également pour objet un système de visualisation haute résolution comportant un tel circuit.

[0012] L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparafuont à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées.

-La figure 1 est le schéma synoptique du circuit contrôleur vidéo couleur selon l'invention ;

-La figure 2 est un diagramme de signaux qui permet d'illustrer le fonctionnement de ce circuit.

[0013] Le système de visualisation haute résolution dans lequel est inséré le circuit contrôleur vidéo couleurs selon l'invention crée au moyen d'un ordinateur des images décrites sous forme numérique. Comme indiqué ci-dessus, chacun des points de l'image est caractérisé par un mot d'aspect mis en mémoire d'image. Ce mot d'aspect se compose de plusieurs bits, par exemple de 8 bits. Ainsi on peut, comme représenté sur la figure, considérer que la mémoire d'image comporte huit plans, chacun stockant un bit du mot d'aspect caractéristique de chacun des points de l'image.

[0014] Cette mémoire d'image 1 sur la figure 1 est commandée par l'intermédiaire d'un bus dit bus unité de traitement, bus UT 10, et les données nécessaires à son écriture lui sont transmises par l'intermédiaire d'un bus de données, dit "bus bloc", 100, les données pouvant être transmises dans un mode d'écriture dit "par blocs" par des blocs correspondant sur l'image à des carrés de 8 x 8 pixels.

[0015] Le circuit contrôleur de signaux vidéo couleur comporte une mémoire dite mémoire de tables 2, constituée en pratique de trois tables de transcodage 21, 22, 23 respectivement affectées aux trois couleurs primaires rouge, verte et bleue, et dont l'adresse en lecture est donnée par le mot d'aspect correspondant au point lu dans la mémoire d'image. Dans l'exemple indiqué ci-dessus, le format du mot d'aspect étant huit bits, la mémoire de tables 2 de transcodage comporte 2" adresses, et chaque table de transcodage affectée à une couleur primaire fournit sous forme numérique une couleur primaire à des convertisseurs numériques-analogiques 31, 32, 33 respectivement affectés au décodage des signaux vidéo de couleur R, V et B. Chaque couleur primaire peut être codée sur 8 bits ce qui laisse la possibilité de choisir une couleur parmi 2" couleurs, mais ces couleurs ne peuvent évidemment être toutes disponibles simultanément pour une image du fait que la table 2 ne contient que 2⁸ cases. Ces convertisseurs numériques-analogiques 31, 32, 33 commandent respectivement les faisceaux rouge, vert et bleu d'un tube cathodique trichrome formant l'écran couleur 4.

[0016] Dans les systèmes tels que décrits jusqu'ici, l'adresse de lecture de la mémoire de tables est donnée par le mot d'aspect fourni par la mémoire d'image lue en synchronisme avec le balayage couleur, et, à une adresse donnée, c'est un mot de couleur donné, lu dans la mémoire de tables qui alimente les décodeurs numériques-analogiques produisant les signaux primaires.

[0017] Pour permettre de réaliser de manière rapide un clignotement dans l'image, sans nuire à la rapidité de la lecture de la mémoire vive de la table de transcodage, le circuit contrôleur vidéo couleur suivant l'invention comporte en outre un ensemble de mémoires tampons de tables, 5, constitué de plusieurs mémoires tampons de tables de couleurs, par exemple 4 : 51, 52, 53, 54. Chaque mémoire tampon de tables est une mémoire vive ayant la même capacité que la mémoire de tables, mais n'exigeant pas la rapidité de celle-ci. Ces mémoires ne sont pas onéreuses, et il est possible d'en prévoir autant que nécessaire; Ces-mémoires- tampons de tables sont chargées par l'intermédiaire d'un circuit d'interface, 6, qui reçoit les données de couleur à charger dans les mémoires tampons de tables du bus d'unité de traitement 10. Le contenu de ces mémoires tampons de tables peut être modifié à la demande. Une fois stockées dans les mémoires tampons de tables, les informations correspondant aux différentes palettes de couleurs possibles sont transférées, pendant les retours de balayage trame, dans la mémoire de tables 2, sur commande par un circuit de commande 7. Les transferts sont commandés en fonction des besoins et particulièrement en cas de clignotement de certains ensembles de points de l'image. Le circuit de commande 7 reçoit le ou les signaux de clignotement indiquant les alternances de clignotement, et commande en fonction de ces signaux le chargement du contenu d'une mémoire tampon de tables dans la mémoire de tables 2. La mémoire tampon de tables 51, 52, 53 ou 54 transférée dans la mémoire de tables est déterminée par l'état des signaux de clignotement. A titre d'exemple, on a représenté sur la figure 1 quatre mémoires tampons de tables qui sont associées à deux signaux de clignotement de périodes différentes représentés sur la figure 2, de la manière suivante : on suppose qu'il existe deux signaux possibles de clignotement de périodes différentes, HC, et HC2 , appliqués au circuit de commande 7. Le premier a par exemple une période de 6 secondes et comporte une alternance de 4 secondes et une alternance de 2 secondes, l'autre ayant une période de 2 secondes comportant deux alternances égales de 1 seconde. Les changements d'état de la mémoire de tables doivent intervenir à la fin de chacune des alternances, et durant les retours de balayage de préférence, pour être invisibles sur l'écran. Avec ces deux signaux de clignotement possibles, quelles que soient les périodes de clignotement, il existe quatre états possibles. A chacun de ces 4 états correspond respectivement une mémoire tampon de tables 51, 52, 53 ou 54 dans l'ensemble 2. et à chaque changement d'état, le circuit de commande 7 transfère en mémoire de tables 2 la mémoire tampon de tables relative au nouvel état.

[0018] Ce qui distingue les points clignotants n'est plus, comme dans l'art connu, l'état d'un bit d'aspect affecté à la fonction clignotement, mais, la couleur du point lue à l'adresse donnée par le mot d'aspect en mémoire de tables; toute adresse pour laquelle la combinaison de bits donnant la couleur est la même dans les quatre mémoires tampons de tables indique que le point correspondant ne clignote pas, et chaque différence de couleur entre une même adresse des quatre mémoires de tables correspond à un point clignotant. On dispose ainsi pour chaque point clignotant de quatre couleurs correspondant aux quatre tampons et associées aux quatre états de clignotement.

[0019] Quand le clignotement n'est pas utilisé il est possible d'utiliser la totalité de la table de couleur, soit 2⁸ adresses, pour définir la palette des couleurs.

[0020] Quand le clignotement est utilisé, la palette de couleur non clignotante n'est réduite que du nombre d'adresses en mémoire de tables affectées au clignotement. Cette réduction de la palette est le plus souvent négligeable car le clignotement sert en règle générale à attirer l'attention à la suite d'un évènement précis, sur un élément de l'image de taille limitée. De tels éléments ne contiennent jamais un grand nombre de couleurs.

[0021] Ainsi, pour qu'un élément de l'image affiché en continu devienne clignotant il n'est plus nécessaire comme dans l'art connu de charger dans la mémoire d'image le bit de clignotement, dans le mot d'aspect; il suffit de charger dans un tampon de tables le petit nombre de couleurs utilisées dans l'élément clignotant et il est possible de réaliser cette opération sans gêner la visualisation durant une période de retour de balayage. Un perfectionnement permet de faciliter cette opération: pour cela il suffit que l'ensemble de mémoires 5 comporte un ensemble de tampons en réserve, par exemple un second jeu de quatre mémoires tampons de tables. Ainsi, pour un élément susceptible de clignoter il est possible de disposer en permanence de tampons relatifs à l'état clignotant.

[0022] Revenons au détail du fonctionnement des mémoires, les données relatives aux mémoires tampons de tables, calculées par exemple par l'ordinateur qui pilote le terminal, sont écrites dans ces mémoires de la manière suivante : le circuit d'interface 6 fournit par la liaison 55 le numéro de la mémoire tampon de tables dans laquelle les données sont à écrire, et fournit par un bus d'adresses et un bus de données respectivement l'adresse ADE et la donnée correspondante ED à la mémoire tampon de tables désignée. Pour la lecture, le circuit de commande fournit en 55 le numéro du tampon de tables à transférer en mémoire de tables de transcodage, en fonction des signaux d'horloge de clignotement HC, et HC_z , et seulement pendant les retours de balayage définis par le signal de synchronisation trame SY.T également appliqué au circuit de commande 7. Le circuit de commande fournit, à la mémoire tampon de tables correspondante, 51, 52, 53 ou 54, l'adresse de lecture ADL, et la donnée à lire correspondante, LD, est transmise de la sortie de la mémoire tampon de tables désignée à l'entrée ED de donnée de la mémoire de tables 2 , en vue de son écriture à l'adresse ADE également désignée par le circuit de commande 7.

[0023] Les signaux de clignotement, qui peuvent être produits par des compteurs, comportent un nombre déterminé de périodes de balayage d'image pour chaque alternance de clignotement.

[0024] La figure 2 montre un exemple de deux signaux de clignotement décrits ci-dessus, l'un ayant une période de 6 secondes avec une alternance de 4 secondes et une alternance de 2 secondes, l'autre ayant une période de 2 secondes avec des alternances de 1 seconde. Ces deux signaux déterminent quatre états possibles notés 1, 2, 3 et 4 et à chacun de ces états correspond une mémoire tampon de tables de couleurs 51, 52, 53, ou 54 prise parmi l'ensemble de mémoires 5 et transférée dans la mémoire de tables 2 à chaque détection d'un nouvel état. Comme indiqué ci-dessus ces tables mémorisées dans les tampons 51 à 54 sont déterminées en fonction des couleurs des points non clignotants et des couleurs de clignotement. Ces tampons peuvent être chargés pendant les périodes actives de balayage.

[0025] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précisément décrits et représentés. En particulier il a été indiqué ci-dessus que la mémoire d'image 1 pouvait comporter huit plans et fournir un mot d'aspect de huit bits. Cette disposition qui n'est pas directement liée à l'invention peut évidemment être modifiée ; en particulier, pour permettre des effets d'animation, la mémoire d'image peut comporter deux groupes de plans utilisés alternativement, l'un étant utilisé pour l'affichage de l'image pendant que, dans l'autre se charge l'image suivante.

Revendications

1. Circuit contrôleur de signaux vidéo de couleur pour système de visualisation haute résolution, commandé par une mémoire d'image (1) dans laquelle l'aspect de chaque pixel d'image est codé par un mot d'aspect de plusieurs bits, comportant :

-une mémoire de tables de transcodage (a) contenant des codes associés à une palette de couleurs, et adressée en lecture par le mot d'aspect associé à chaque point à visualiser sur un écran couleur (4) de ce circuit,

-des convertisseurs numériques-analogiques (31, 32, 33) recevant chacun une partie du code lu dans la mémoire de transcodage à l'adresse définie par le mot d'aspect, chacun-délivrant un signal de couleur primaire fonction de ce code à l'écran (4),

caractérisé en ce qu'il comporte en outre :

-un ensemble (5) de mémoires tampons de tables - (51, 52, 53, 54) préalablement chargées par d'autres codes associés à d'autres palettes de couleur,

-un circuit de commande (7) recevant le signal de retour de balayage de l'écran (SYT), ainsi que des signaux de clignotement (HC, , HC₂), le contenu de chaque mémoire tampon de tables pouvant être transféré, en cas de besoin, dans la mémoire de tables de transcodage (2) pendant un retour de balayage de l'image sur ordre du circuit de commande (7).

2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (7) commande un transfert du contenu d'une mémoire tampon de tables pour modifier la palette de couleurs utilisée pour visualiser une image sur l'écran, notamment lors des changements d'état de signaux de clignotement, le contenu de chaque mémoire tampon de tables correspondant à une palette de couleurs prédéfinie.

3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour un clignotement périodique de certains éléments d'image, le circuit de commande charge au début de chaque alternance du clignotement le contenu d'une mémoire tampon de tables dans la mémoire de transcodage (2).

4. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble (5 ) des mémoires tampons de tables comporte autant de mémoires (51, 52, 53, 54) que d'états définis par les différentes combinaisons possibles des signaux de clignotement.

5. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ensemble (5) des mémoires tampons de tables comporte plus de mémoires que d'états définis par les différentes combinaisons possibles des signaux de clignotement, différents tampons pouvant être affectés à un même état de clignotement, par exemple pour élargir la palette de couleurs en l'absence de clignotement.

6. Utilisation du circuit contrôleur vidéo couleur, selon l'une des revendications 1 à 5 dans un système de visualisation haute résolution dans lequel les images sont produites sous forme numérique par un ordinateur, le contenu des mémoires tampons de tables (51, 52, ... 54) étant défini par l'utilisateur et chargé dans ces mémoires tampons par l'intermédiaire d'un bus (10) relié à cet ordinateur via un circuit d'interface (6).

Dessins