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2- La chrominance L’autre signal essentiel, du moins pour les téléviseurs couleurs, est le signal de chrominance. C’est grâce à ce signal que la télévision peut afficher de la couleur… Nous avons vu tout à l'heure que l'écran est tapissé de petites cellules très rapprochées appelées luminophores, de couleurs Rouge, Vert, Bleu.
a- La synthèse des couleurs Pourquoi ces trois couleurs ? D’autres
couleurs auraient pu être choisies mais d’après l’expérience,
ce sont ces couleurs, appelées couleurs primaires, ou
fondamentales, qui ont le meilleur rendement. A partir de ces
trois couleurs, il est possible de reconstituer la quasi-totalité
des autres couleurs.
TP : Synthèse des couleurs
b- Le signal vidéo On peut donc voir qu’avec trois signaux de
couleurs, on pourrait reconstituer n’importe quelle autre. Mais
il y a un problème : la bande passante maximale réservée pour
transmettre la vidéo (pour rappel : 6MHz) ne permet pas de
transmettre les informations de ces trois couleurs, tout en
continuant à transmettre une information de noir et blanc (luminance) pour les anciens téléviseurs Noir et Blanc. En effet, même si avec trois informations de chrominance il est possible de retrouver le signal de luminance grâce à une équation, les anciens téléviseurs ne sont pas programmés pour la résoudre… Il n'est pas possible de transporter l'information de luminance et les trois informations de couleurs sur le même signal par manque de place. Mais l'observateur se satisfaisant de peu d'informations couleur
dans le sens horizontale de l'image (définition horizontale quatre fois plus faible en chrominance comparativement à la définition en luminance), on peut transmettre une seule information de chrominance en l'intégrant dans la luminance. Sur le schéma suivant, la composante de luminance est représentée, superposée au signal CVBS chrominance) sont représentées.
Signal CVBS, somme de la luminance et la chrominance superposé au signal de luminance
1- Extraction de la chrominance Il y a plusieurs façons de représenter un signal : soit en montrant la variation de son amplitude dans le temps, soit en montrant l'ensemble des fréquences qui le compose, peut importe à quel moment elles sont apparues. Cette représentation s'appelle le spectre.
Deux façons de représenter un signal L'extraction de la chrominance est assez complexe. Il faut seulement savoir que la chrominance est incrustée dans le spectre de la luminance. Le schéma suivant utilise la représentation fréquentielle.
La chominance (rose) est
contenu dans le spectre de la luminance (vert)
Extraction de la luminance et de la chrominance du signal CVBS On peut voir que la chrominance (dont le spectre est de seulement 1,5MHz maximum) est incrustée dans le spectre de la luminance (jusqu’à 6MHz au plus). Pour cela, dans le système français, la luminance Y est atténuée autour de 4,286 MHz de façon a loger la chrominance codée SECAM. Le rôle de l’extracteur va ainsi être d’isoler cette zone en utilisant divers filtres…
Spectre du signal CVBS On peut également constater que l'amplitude du signal de chrominance est très nettement inférieur à celle du signal de luminance. Ceci a été fait exprès lors de l'encodage de l'image, afin de ne pas perturber les anciens téléviseurs Noir et Blanc, ceux-ci "croyant" que le signal CVBS n'est composé que de luminance. Les petites variations du signal dues à la chrominance sont interprétés comme des petites variations de luminance
Dans les anciens téléviseurs, les variations en gris sont considérées comme de la luminance C'est pour cela qu'il faut également augmenter l'amplitude de ce signal comme elle l'était à l'origine, afin qu'elle soit utilisable par les téléviseurs couleurs.
Image Résumé - Décomposition du signal
2- Une transmission de façon séquentielle - Ligne à retard Mais il n’est toutefois possible d’envoyer qu’un seul signal de chrominance, et donc une seule information couleur en même temps que la luminance. Il a donc fallu trouver un autre moyen que transporter les signaux Rouge, Vert et Bleu à la fois. La luminance et la chrominance sont directement liées par l’équation Y= 0,3R + 0,11B + 0,59V où R, V et B correspondent aux niveaux des 3 couleurs primaires. Aussi, on imagina de transmettre des informations rouges et bleues non pas de façon simultanée comme dans le procédé NTSC mais de façon séquentielle. Les couleurs choisis sont le Bleu et le Rouge, Le Vert étant celle dont le signal risque le plus de se dégrader lors de la transmission. Ainsi, la ligne n transmet l’information rouge, la ligne n + 1, l’information bleue puis la ligne n + 2, l’information rouge et ainsi de suite. La première ligne correspond donc au signal R-Y, puis la deuxième à B-Y, etc….
Succession de
lignes R-Y et B-Y
Signaux R-Y et B-Y Mais on ne peut toujours pas en combinant le signal de luminance Y avec le signal R-Y (ou B-Y) reconstituer la totalité des signaux couleurs Une astuce a donc été trouvée : il faut stocker dans une ligne à retard d’une durée équivalente à celle d’une ligne, soit 64µs, l’information rouge puis bleue, ainsi, à chaque ligne, on dispose bien des deux primaires, une transmise directement et correspondant à la ligne présente et l’autre arrivant de la ligne à retard et correspondant à la ligne précédente.
Principe de la ligne à retard Il est donc désormais possible de calculer les différentes couleurs, Vert compris… Nous allons ainsi suivre le trajet des signaux jusqu’à l’entrée du tube.
3- Permutateur et circuit portier A la sortie de la ligne à retard, le signal est dirigé vers un permutateur composé de diodes et d’une bascule bistable.
De l'extraction de la chrominance au permutateur Son rôle est d’aiguiller toutes les informations rouge dans la voie rouge et toutes les informations bleu dans la voie bleu. La bascule peut être réinitialisée à l’aide d’un circuit portier dont nous allons voir l’utilité. Le rôle essentiel de ce circuit est de reconnaître la couleur des lignes qui arrivent au niveau du permutateur afin que ce dernier les aiguille dans leur voie respective. Ce permutateur est contrôlé par un circuit : le circuit portier. Ce circuit à un rôle très important : reconnaître si l’émission est en noir et blanc ou en couleurs. Alors que dans un signal couleur, en SECAM, une information (appelée salve) indique s’il s’agit d’une ligne R-Y ou B-Y, l’absence de salves de sous porteuse en noir et blanc est une information qui est exploitée pour couper la voie de chrominance. La salve est caractéristique du SECAM. La salve annonçant une ligne bleu est d’une certaine fréquence, tandis que la salve indiquant une ligne rouge est d’une autre. En revanche, dans le système PAL, il n’est pas nécessaire d’avoir deux types de salves. Une seule information est envoyée (appelée burst) afin d’indiquer au système que le signal vidéo est codé PAL, cette indication est elle aussi matérialisée par une fréquence spécifique. Comme cela, si l’image ne comporte pas d’identification couleur, le circuit portier ouvre un interrupteur, empêchant un signal éventuellement reçu d’être pris pour un signal de chrominance, ce qui donnerait des parasites sur l’image. Comme pour le retour trame, un niveau d’effacement (tension du signal inférieure à celle correspondant à la luminance) est maintenu lors du retour ligne. Enfin, l’autre rôle très important du circuit portier est de vérifier si le permutateur a bien aiguillé les signaux dans les bonnes voies. En effet, si les signaux R-Y et B-Y étaient inversés, l’image affichée serait complètement faussée.
4- Matriçage du vert Après avoir été aiguillés dans les bonnes voies, les 2 signaux arrivent dans un nouveau circuit ayant une fonction importante : le matriçage du Vert. Ce circuit à pour but de créer une composante V-Y. Voyons comment à partir des deux signaux R - Y et B - Y, on obtient le signal V - Y : Nous avons l’équation : Y = 0,30 R + 0,59
V + 0,11 B (1) Soustrayons l’équation (2) de l’équation (1) : Y = 0,30 R + 0,59 V + 0,11 B Mettons les coefficients en facteur ! 0 = 0,30 (R - Y) + 0,59 (V - Y) + 0,11 (B - Y) - (V - Y) = 0,51 (R - Y) + 0,19 (B - Y) Cette dernière équation nous indique comment
il faut procéder pour obtenir le signal V - Y, il suffit d’additionner
les signaux rouges et bleu R - Y et B - Y en les affectant des
coefficients corrects, respectivement 0,51 et 0,19. Le signal
obtenu (- (V - Y)) subit une opération afin de devenir (V - Y).
5- Luminance - Matriçage RVB Parallèlement à ces opérations, le signal CVBS, auquel on avait extrait la chrominance doit être amplifié dans des proportions correctes pour attaquer les circuits de matriçage. Il doit être retardé afin de coïncider avec les signaux de chrominance et obtenir ainsi une superposition des couleurs et de l’image noir et blanc. Il doit ensuite être débarrassé de la sous porteuse de chrominance et corrigé. On retrouve donc un signal de luminance Y amplifié. Ce signal de luminance va maintenant être ajouté au 3 autres signaux. C’est le rôle du circuit de matriçage R, V, B. Voici le parcours de la luminance :
Voie de luminance Ce circuit reçoit les 3 signaux de couleurs, ainsi que le signal de luminance. Une addition est effectuée et il en ressort le signal R, le V et le B : (R - Y) + Y = R On pourrait représenter les deux dernières étapes par ce schéma :
Matriçage
des couleurs Enfin les trois signaux sont amplifiés et envoyés aux Wehnelts, situés à l’entrée du tube. Les différents courant sont ensuite distribués à plusieurs anodes. Pour résumer cette partie, nous pouvons voir ce schéma :
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