FR2651400A1 - Structure bidimensionnelle, formee d'elements ponctuels, pour l'elaboration d'une image, et procede d'elaboration d'une telle structure. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne les structures bidimensionnelles pour l'analyse ou la reproduction d'une scène, telles que, par exemple, les écrans matriciels à cristaux liquides. L'invention consiste à répartir de façon irrégulière, mais en gardant une densité constante, les éléments ponctuels (T) dans la structure (M). Avec une structure classique, c'est-à-dire à répartition régulière des éléments ponctuels, différents défauts apparaissent et, en particulier, les lignes proches de l'horizontale ou de la verticale sont fortement crénelées dans l'image finale obtenue à l'aide de la structure. La structure irrégulière permet d'éviter cet aspect crénelé tout en ajoutant un léger flou pratiquement imperceptible. Application, en particulier, à la télévision.

Description

Structure bidimensionnelle, formée d'éléments
ponctuels, pour l'élaboration d'une image,
et procédé d'élaboration d'une telle structure
La présente invention concerne les chaînes conçues pour l'élaboration d'une image à partir d'une scène (paysage, personnages, objet, dessin...) ; elle concerne plus particulièrement les structures bidimensionnelles utilisées dans ces chaînes pour l'analyse ou la reproduction d'une scène.

Quand, dans une telle chaîne, l'analyse ou la reproduction de la scène est faite point par point, selon une répartition régulière en lignes et colonnes des points, l'image finale présente des défauts ; l'un de ces défauts est particulièrement gênant, c'est I'aspect fortement crénelé des lignes presque verticales ou horizontales ainsi que les nombreux effets de moiré qui apparaissent sur toutes les surfaces à texture régulière comme, par exemple, les tissus prince-de-Galles. Ces défauts sont d'autant plus apparents que le nombre des points d'analyse, ou de reproduction, est plus faible.

De tels défauts résultent aussi bien de l'analyse d'une scène par une caméra à capteurs à CCD (initiales des mots anglais charge transfert device qui se traduisent par éléments à transfert de charge) que, par exemple, de la restitution d'une scène par un écran matriciel à cristaux liquides ou par un tube cathodique couleur à masque perforé (shadow mask dans la littérature anglo-saxonne), c'est-à-dire à masque percé de trous circulaires régulièrement répartis, ce masque étant interposé entre l'écran de projection et trois canons à électrons dont les faisceaux bombardent l'écran à travers les trous.

D'après la théorie de Shannon, lorsqu'un signal est échantillonné à une fréquence f et que ce signal contient de l'énergie à des fréquences supérieures à f/2, il se produit une transposition de cette énergie dans les fréquences inférieures à f/2 ; c'est le phénomène de repliement de spectre (aliasing dans la littérature anglo-saxonne) et ce phénomène entraîne les défauts observés sur l'image.

La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire les inconvénients précités.

Ceci est obtenu en modifiant la répartition des éléments ponctuels de la structure bidimensionnelle, de manière à ne plus avoir la régularité de répartition des structures bidimensionnelles classiques.

Selon l'invention il est proposé une structure bidimensionnelle formée d'éléments ponctuels et destinée à l'éla- boration d'une image dans une chaîne de transmission entre une scène et son image, caractérisée en ce que les éléments ponctuels sont répartis de façon irrégulière mais que leur densité est sensiblement constante.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent
- la figure 1, une vue partielle d'une structure
bidimensionnelle selon l'art connu,
- la figure 2, une vue partielle d'une structure
bidimensionnelle selon l'invention,
- les figures 3 et 4, l'aspect de l'enveloppe lumineuse du
tracé d'une ligne droite, obtenue respectivement avec les
structures selon les figures 1 et 2.

La description ci-après concerne plus particulièrement les masques perforés pour tubes à masque mais l'homme de métier pourra, entre autres, facilement l'adapter à la réalisation d'écrans matriciels à cristaux liquides ou à la réalisation de mosaïques à CCD pour caméras.

La figure 1 montre, en vue partielle, un masque perforé,
M', de type classique, pour tube cathodique couleur ; ce masque est constitué d'une plaque métallique percée de trous, tels que le trou L, régulièrement répartis. Lorsqu'une caméra de télévision filme une ligne oblique et que le faisceau d'électrons correspondant à cette ligne oblique a, sur le masque, un tracé A qui est indiqué en traits interrompus, avec une cassure provoquée par le saut du faisceau d'une ligne à l'autre. 1l en résulte, sur l'écran du tube cathodique, une image, A2, de la ligne, dont l'enveloppe lumineuse est représentée sur la figure 3.

La figure 2 montre, en vue partielle, un masque perforé,
M, selon l'invention, pour tube cathodique couleur. Ce masque se distingue de celui selon la figure 1 par une répartition irrégulière des trous, tels que le trou T, percés dans la plaque métallique. Dans ce tube cathodique équipé du masque selon la figure 3 le balayage n'est pas modifié par rapport au balayage du tube équipé du masque selon la figure 1, par contre la disposition des phosphores de l'écran est différente de manière à correspondre à la nouvelle disposition des trous. Ainsi, pour une même ligne oblique le tracé, A, sur le masque reste le même ; il est représenté en traits interrompus sur la figure 3.

Avec un tel tracé, des phosphores partiellement éclairés et qui ont donc une contribution moindre en luminance que ceux qui sont totalement éclairés, atténuent fortement la cassure provoquée par le saut du faisceau d'une ligne à l'autre ; la figure 4 montre l'enveloppe lumineuse de l'image Ai de la ligne, telle qu'elle est alors obtenue sur l'écran du tube cathodique.

L'image Al selon la figure 4, c'est-à-dire celle obtenue avec une structure bidimensionnelle à répartition irrégulière,
M, se distingue de l'image A2 de la figure 3 obtenue avec une structure à répartition régulière, M', par un contour plus flou mais par une meilleure transition au niveau de la cassure provoquée par le saut du faisceau d'une ligne à l'autre ; or le flou du contour n'est pas perceptible par un oeil situé à une distance normale d'observation de l'écran du tube ; la structure bidimensionnelle selon la figure 2 a ainsi conduit à une amélioration de l'image des lignes et donc à l'amélioration de l'image d'une scène.

Pour donner les résultats indiqués ci-avant, la répartition irrégulière selon la figure 2 doit être effectuée de manière que les trous soient répartis de façon aléatoire ou pseudo-aléatoire, que, dans toute surface constituée par un cercle de rayon donné, se trouve au moins un trou, et qu'il ne doit jamais y avoir deux trous à une distance l'un de l'autre inférieure à une distance donnée. Des exemples de réalisations remplissant ces conditions, sont illustrés par les trois études ci-après.

Dans une première étude, la position des trous a été définie en décalant chaque trou, par rapport à la position qu'il aurait eue dans une grille régulière de référence, d'une valeur aléatoire en amplitude et direction ; cette valeur aléatoire était donnée par un bruit blanc gaussien ; aux valeurs instantanées de ce bruit, correspondaient soit des directions comprises entre 0 et 360 degrés soit des valeurs de l'amplitude comprises entre une valeur nulle et la valeur maximale au delà de laquelle deux trous voisins risquaient de se recouvrir.

Dans une deuxième étude, la position des trous a été déterminée de la même façon mais une position n'était acceptée que si le dernier trou déterminé se trouvait à une distance supérieure à une valeur prédéterminée des trous précédemment déterminés cette valeur prédéterminée avait été prise égale à la moitié de la distance qu'il y aurait eue entre deux trous dans la grille régulière de référence ; lorsqu'une position était refusée, une nouvelle position était déterminée pour le trou concerné.

Dans une troisième étude, un quadrillage de référence avec un nombre d'intersections seize fois supérieur au nombre de trous à percer dans le masque, a été utilisé. Des intersections de ce quadrillage ont été choisies au hasard, une à une ; chaque intersection choisie était éliminée des possibilités de choix ultérieures ainsi que les intersections situées dans un rayon donné autour de ce quadrillage, et l'opération de choix s'était continuée Jusqu a ce que toutes les intersections soient éliminées. I1 est à remarquer que, comme dans le cas des deux premières études, la densité de trous est sensiblement constante ; le terme "sensiblement" rend compte de ce que la densité se mesure sur une surface finie du masque et de ce que le nombre de trous peut donc légèrement varier d'une surface à l'autre, surtout si les dimensions de la surface de mesure ne sont pas plusieurs fois supérieures à l'écart maximal entre deux trous voisins du masque.

Quand le masque est terminé, les triades de disques de phosphore rouge, vert et bleu sont déposées sur la face interne du tube cathodique, dans le bon alignement des trois canons à électrons par rapport aux trous.

Différentes autres répartitions irrégulières des trous dans un masque peuvent être réalisées sans sortir du cadre de l'invention ; c'est ainsi que la répartition irrégulière peut ne pas être aléatoire mais déterminée en fonction d'une loi donnée, pseudo-aléatoire.

De même ces répartitions irrégulières peuvent être transposées à d'autres types de structures bidimensionnelles formées d'éléments ponctuels, pour l'élaboration d'une image, tels que, par exemple, les capteurs matriciels à CCD pour caméras ou les écrans matriciels à cristaux liquides. Toutefois, lorsqu'il est absolument impératif de pouvoir adresser chacun des éléments ponctuels au moyen d'un quadrillage en X et en Y, comme pour les capteurs matriciels à CCD ou qu'il est impératif de pouvoir les commander au moyen d'un adressage X-Y, une structure bidimensionnelle, obtenue comme dans la troisième étude décrite ci-avant, n'est plus utilisable telle quelle ; il faudrait que, dans la répartition obtenue, il soit possible de définir des lignes et des colonnes comportant respectivement un même nombre de positions et que toutes les positions soient utilisées ; comme ce n'est généralement pas le cas, il suffit d'avoir une répartition comportant quelques positions en trop par rapport à la matrice désirée, et d'y définir des lignes et des colonnes comportant respectivement un même nombre de positions, en s'arrangeant pour que les positions en trop se trouvent à la périphérie de la structure afin que l'absence d'éléments ponctuels sur ces positions n'affecte pas la qualité de l'image.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Structure bidimensionnelle (M) formée d'éléments ponctuels (T) et destinée à l'élaboration d'une image dans une chaîne de transmission entre une scène et son image, caractérisée en ce que les éléments ponctuels (T) sont répartis de façon irrégulière mais que leur densité est sensiblement constante.

2. Procédé d'élaboration d'une structure bidimensionnelle (M) formée d'éléments ponctuels (T) et destinée à l'élaboration d'une image dans une chaîne de transmission entre une scène et son image, caractérisé en ce qu'il consiste à répartir les éléments ponctuels (T) de façon irrégulière dans une surface tout en conservant une densité sensiblement constante de ces éléments dans la surface.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste, à partir des positions qu'ils occuperaient dans une distribution régulière en lignes et en colonnes (M'), à faire subir à chaque élément ponctuel un écart variable en amplitude et direction.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer les écarts à partir des valeurs prises par une variable aléatoire.

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce outil consiste à positionner successivement les éléments ponctuels (T) dans la surface, en interdisant le positionnement d'un nouvel élément ponctuel dans une zone de rayon donné autour de tout élément ponctuel déjà positionné.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer les positions à partir des valeurs prises par une variable aléatoire.