Transmission des images
couleurs : Systèmes expérimentaux – Prise de vue – Procédé NTSC
Il existe actuellement trois systèmes de transmission
d’une image en couleurs : le NTSC, le PAL et le SECAM. Nous allons voir dans
ce chapitre le procédé NTSC, les autres procédés seront vus dans le chapitre
suivant.
Nous allons examiner d’abord les contingences liées à
la transmission d’une image en couleurs, puis nous passerons en revue, la
plupart des solutions qui sont proposées pour résoudre tous ces problèmes.
Après cela, nous pourrons examiner le système NTSC.
I – Production et transmission d’une
image en couleurs
Vous savez déjà sans doute que pour imprimer une
photographie en couleurs, on utilise les trois couleurs fondamentales qui sont
appliquées successivement sur une même feuille de papier : l’effet global
sur l’œil est la somme des trois effets partiels.
On peut procéder de même en télévision en couleurs, en
mettant à profit la persistance rétinienne qui permet à l’œil de confondre ces
impressions lumineuses à condition qu’elles se succèdent rapidement dans le
temps.
On peut donc en fait, procéder de deux façons
différentes :
Soit on présentera simultanément trois
images colorées en couleurs primaires (rouge, vert et bleu), et on s’arrangera
comme en imprimerie pour les superposer.
Soit on présentera les trois images
colorées successivement, l’une après l’autre, aussi rapidement que possible, de
façon que l’œil ne puisse distinguer les images partielles et les confonde en
une seule impression colorée.
La première solution est mise à profit dans les
systèmes SIMULTANES. La seconde solution est utilisée dans les procédés
SEQUENTIELS.
A) Bande
passante nécessaire à la transmission d’une émission en télévision couleurs
Les problèmes de bande passante ont été largement
évoqués lors de l’examen de la télévision noir et blanc notamment dans le
chapitre un. Reprenons succinctement l’explication afin de bien introduire les
problèmes de bande passante posés en télévision couleurs.
Supposons que nous désirions transmettre une image en
noir et blanc, avec une très grande définition, c'est-à-dire que nous voulions
respecter au maximum tous les fins détails, toutes les nuances des gris, tout
l’aspect fouillé de l’image. Nous considérons d’autre part, qu’une image en 625
lignes (définition verticale) donne un résultat satisfaisant.
L’image de télévision étant au format 4/3, la
définition horizontale doit être :
830 lignes ou points
Cette notion de définitions horizontale et verticale
peut être traduite par le nombre de points à transmettre.
Ainsi dans notre cas, nous devons transmettre :
625 x
830 = 520 000 points par image
Or, on transmet 25 images par seconde (en 50 demi
images ou trames), le nombre total des points transmis par seconde est
donc :
520 000
x 25 =
13 000 000 points / s
L’image la plus fine que l’on puisse obtenir avec deux
points est constituée d’un point blanc suivi d’un point noir. Or, le point
blanc correspond à l’alternance positive du signal vidéo et le point noir à
l’alternance négative de ce même signal vidéo. La période du signal est donc
composée de deux points.
La fréquence maximale du signal vidéo donc la bande
passante nécessaire pour transmettre cette information sera égale à :
=
6 500 000 Hz = 6,5 MHz
Si l’on veut maintenant conserver la même finesse dans
les détails de l’image colorée que sur l’image en noir et blanc, il faudra
transmettre trois fois plus de points. En effet, il faudra transmettre en une
seconde 13 000 000 de points dans l’image bleue, 13 000 000
de points dans l’image verte et 13 000 000 de points dans l’image
rouge, soit 39 000 000 de points.
La bande passante nécessaire est donc maintenant
triplée :
Bp =
6,5 x 3 = 19,5 MHz.
On peut bien sur tourner la difficulté, si l’on désire
transmettre les 39 000 000 de points dans une bande passante de 6,5
MHz seulement.
Il suffit tout simplement de tripler la durée de la
transmission.
Il y a en effet une loi physique que l’on peut
transgresser : c’est la loi de la conservation du produit :
BANDE PASSANTE
x TEMPS
La (figure 1) représente ce
produit : c’est la surface du rectangle hachuré. La surface représente la
quantité d’informations que l’on désire transmettre. On peut transmettre cette
quantité d’informations en un temps très bref, mais il faut alors que la bande
passante soit très grande.
On peut aussi se permettre une transmission lente
(donc pendant un temps relativement long) et alors la bande passante peut être
réduite.
Mais quoique l’on fasse, on ne peut échapper à cette
loi, il va donc falloir composer.
B) Procédés
simultanés
On se propose donc de transmettre simultanément les
trois images en couleurs fondamentales. Le système le plus simple qui se
présente immédiatement à l’esprit est de tripler la chaîne de transmission.
A l’émission, on prend trois caméras, chacune d’elles
est munie d’un filtre coloré : rouge, vert et bleu. Chaque caméra analyse
donc une image primaire. L’information électrique correspondant à cette image
est envoyée sur un émetteur et le signal modulé est véhiculé par une fréquence
porteuse particulière (figure 2) .
A la réception, trois antennes captent les trois
signaux : chaque antenne alimente un récepteur de télévision complet. Les
cathoscopes des récepteurs sont bien sur de phosphorescence
différente : l’un est composé de phosphore rouge, l’autre de phosphore
bleu et le troisième de phosphore vert. Les trois images ainsi obtenues sont
superposées, grâce à l’emploi de miroirs dichroïques (figure
3) .
Un miroir dichroïque est obtenu par dépôt d’une couche
métallique très fine sur du verre et qu’il présente alors la propriété de
laisser passer une des couleurs fondamentales et d’en réfléchir une autre.
Inconvénients d’un tel procédé :
Il faut disposer de trois fréquences
différentes. Or, l’encombrement spectral est déjà tel, que l’on arriverait vite
à la saturation.
La bande passante globale est trois fois
plus grande qu’en noir et blanc.
La superposition des trois images est
toujours délicate (parallaxe d’espace). Si elle n’est pas réalisée
parfaitement, les couleurs bavent.
Améliorations apportées
Les cathoscopes utilisés sont des
cathoscopes ordinaires, et on interpose devant eux, des filtres colorés.
Certaines parties des émetteurs peuvent
être communes. Cependant, on n’échappe pas à la nécessité d’une bande passante
triple.
Ce procédé simple en apparence, était voué à l’échec. Il
a été rapidement abandonné.
C) Procédés
séquentiels
Un procédé simple consiste, à l’émission, à analyser
l’image en faisant tourner un disque à secteurs colorés devant la caméra. Le
disque comporte trois filtres, un rouge, un vert et un bleu qui tournent
rapidement devant le tube analyseur (figure 4) .
A la réception, un disque identique, tournant en
parfaite synchronisation avec celui de l’émission, restitue par persistance
rétinienne, une image colorée.
L’avantage le plus important d’un tel système est que
l’on peut utiliser une chaîne de transmission normale.
Malheureusement, à raison de 25 images par seconde
(standard normal), on n’obtient que 25/3 = 8,333 images de chaque couleur par
seconde.
Un effet très désagréable de papillotement de couleurs
se fait alors sentir car la persistance rétinienne est insuffisante.
Pour remédier à ce défaut, on double la vitesse de
rotation du disque et le nombre de secteurs colorés.
Ainsi, en mettant à profit le balayage entrelacé, on
transmet à chaque trame une demi image colorée, et on en profite pour changer
de couleur à chaque demi image.
Malheureusement, le résultat, bien que meilleur, n’est
pas encore tout à fait satisfaisant et il subsiste un papillotement gênant.
Voyons maintenant un système plus performant.
1) Premier
système C.B.S.
En 1940, la C.B.S.(Columbia Broadcasting System)
expérimente le procédé suivant :
Chaque trame est explorée en 1/120ème
seconde et deux trames consécutives sont entrelacées et comportent 343 lignes.
L’ordre de succession est le suivant :
Trame impaire
bleue
343 lignes
Trame paire
verte
Image
Trame impaire rouge
343 lignes
Colorée Trame paire bleue
Trame impaire
verte
343
lignes
Trame paire
rouge
Ainsi, une image est retransmise par une trame d’une
certaine couleur et une autre trame d’une autre couleur. Le papillotement est
ainsi un peu réduit.
Mais l’inconvénient majeur de ce système est qu’il ne
permet pas de recevoir en noir et blanc sur un récepteur noir et blanc les
émissions faites en couleurs. On dit que le système n’est pas compatible. De
plus, l’image ne comporte que 343 lignes (le standard américain comporte 525
lignes pour les émissions en noir et blanc). Pour remédier à ce défaut, la
C.B.S. a modifié son système.
2) Second
système C.B.S.
En 1945, la C.B.S. présente un système semblable mais
s’adaptant au standard 525 lignes. Les six filtres sont disposés sur un tambour
(quelquefois sur un disque). Chaque filtre est substitué au précédent toutes
les 1/144e de seconde, ce qui correspond à 24 images complètes par
seconde (figure 5) .
Inconvénients, le système n’est pas compatible, le
balayage vertical correspond à 24 images par seconde, au lieu de 30 images en
noir et blanc. De plus, le scintillement reste encore notable, des franges
colorées apparaissent lorsque l’objet télévisé se déplace rapidement (c’est ce
que l’on appelle la parallaxe de temps), à chaque mouvement de l’œil ou de la
tête de l’observateur, il apparaît des éclairs colorés.
Malgré tous ces inconvénients, la C.B.S. a réussi à
faire normaliser ce système aux Etats-Unis en 1951. En juin 1951, les émissions
publiques commencèrent : ce fut un échec total : deux cents
téléviseurs furent vendus en quatre mois, alors qu’il existait à l’époque plus
de six millions de téléviseurs en noir et blanc. Ce procédé fut alors
définitivement abandonné.
D) Procédés
optiques
Nous avons vu jusqu’à maintenant comment nous pouvions
reconstituer une image en couleurs, en partageant entre les trois couleurs, la
bande passante (procédé simultané) ou le temps (procédé séquentiel). On peut imaginer
un système qui partage la surface du tube analyseur à l’émission et du
cathoscope à la réception.
1) Procédé
C.T.I.
Imaginé aux Etats-Unis par la C.T.I. (Color Télévision
INC) et étudié à fond par les laboratoires Razeltine, ce procédé conduisait à
juxtaposer les trois images primaires sur la surface du tube analyseur (figure 6) .
Les trois images sont alors balayées en une seule
fois. A la réception, un système de miroirs munis de filtres superpose les
trois images en redonnant les couleurs d’origine.
En examinant la (figure 6 b) ,
on remarque la très mauvaise utilisation de la surface du tube analyseur. On a
essayé alors d’anamorphoser l’image pour occuper une surface plus grande.
2) procédé
Y. Angel
Pour recouvrir le maximum de la surface du tube
analyseur, Y. Angel utilise un objectif anamorphoseur, qui a pour but de
comprimer l’image en largeur. On peut ainsi loger trois images côte à côte,
comme dans le procédé C.T.I., mais avec l’avantage d’exploiter mieux l’écran de
la caméra d’analyse (figure 7) .
Les trois images sont ici encore balayées en une seule
fois. Mais un handicap très grand apparaît : il faut que les trois
objectifs anamorphoseurs soient parfaitement identiques.
Le moindre décalage dans la superposition des images,
le moindre défaut anamorphosique,
provoquent un mauvais registre des images et des franges colorées apparaissent.
3) Procédé
quadrichrome
On peut alors penser supprimer l’inconvénient des objectifs
anamorphoseurs et imaginer un système utilisant la quadrichromie (au lieu de la
trichromie). Nous savons que le rendu des couleurs ne peut être qu’amélioré.
Au lieu de juxtaposer trois images, nous allons placer
quatre images côte à côte : une image rouge, une image verte, une bleue et
une jaune (figure 8) .
Avantages de ce procédé
La surface du tube analyseur est mieux
utilisée.
Il n’y a pas l’inconvénient des
objectifs anamorphoseurs de prix élevé.
Le balayage des quatre images s’effectue
toujours en une seule fois.
Le rendu des couleurs est bien meilleur.
On peut recevoir l’image en noir et
blanc sur un récepteur noir et blanc en modifiant légèrement quelques réglages
de celui-ci.
1) On
peut par exemple, dilater l’image dans le sens vertical et dans le sens
horizontal, de manière à couvrir la totalité de l’écran du récepteur avec une
seule image fondamentale.
2) On
peut doubler la fréquence de balayage horizontal et vertical de façon à
superposer les quatre images. L’image en noir et blanc obtenue serait parfaite
si les quatre images registraient parfaitement : c’est là la plus grande
difficulté.
3) Si
on ne veut pas toucher aux réglages du récepteur noir et blanc, on peut tout
simplement superposer les quatre images à l’aide d’un jeu de miroirs avec, bien
sur, la même difficulté de superposition que ci-dessus.
4) On
peut aussi mettre un cache qui masquerait trois images : l’image finale
serait alors de dimensions quatre fois plus réduites.
On commence à entrevoir les problèmes qui se posent
pour insérer un système de télévision en couleurs dans un parc de téléviseurs
noir et blanc.
En effet, il faut pour qu’un système de télévision en
couleurs soit viable que :
Une émission en couleurs soient reçue
par les téléviseurs noir et blanc existants, c’est la compatibilité directe.
Une émission en noir et blanc soit reçue
en noir et blanc par les téléviseurs couleurs, c’est la compatibilité inverse.
Il faut en outre que les téléviseurs couleurs soient
universels, c'est-à-dire qu’ils captent les émissions en couleurs et les
émissions en noir et blanc sans aucune manipulation des réglages.
Jusqu’à présent, tous les systèmes que nous avons vus,
n’étaient pas compatibles. Nous reviendrons sur ce sujet très important à maintes
reprises.
5) Procédé
E.M.I.
Nous avons vu précédemment qu’il était possible
d’obtenir une bonne solution, soit par le système à trois voies, soit par le
système successif.
Sous sa forme initiale, seul le système à trois voies
(procédé simultané) permettait d’obtenir à tout instant, les trois composantes
colorées de l’image. Nous avons souligné alors l’existence de franges colorées
que nous avons indiqué comme dues à des erreurs de parallaxe. Il est en effet
pratiquement impossible d’obtenir trois tubes, trois optiques et trois analyses
rigoureusement identiques.
C’est pour cette raison qu’en 1954, la société
Anglaise E.M.I. (Electric and Musical Industries), suivie par la Général
Electrico Co, aux Etats-Unis, a essayé de combiner les deux procédés en un seul
(figure 9) .
A l’émission, l’équipement est allégé considérablement
par utilisation d’une seule caméra de prise de vue ne comportant qu’un seul
tube analyseur muni du fameux disque à secteurs colorés.
La succession des filtres se fait à raison de 150 par
seconde (3 x 50), la définition verticale est celle du standard britannique de
405 lignes, ce qui conduit à une bande passante de 7,5 MHz pour le spectre
vidéo.
Ces signaux sont alors amplifiés, puis appliqués sur
trois tubes cathodiques à forte persistance, mais pendant 1/150ème
de seconde seulement. Ainsi, l’image rouge est appliquée au cathoscope rouge,
la verte au cathoscope vert et la bleue au cathoscope bleu.
La voie de chacun des tubes n’est ouverte que pendant
un temps très bref (1/150ème de seconde) et cette commande
s’effectue à l’aide d’un commutateur électronique. Grâce à la persistance du
cathoscope, les images R, G et B persistent au moins pendant 1/50ème
de seconde et peuvent donc être analysées normalement par les trois tubes
analyseurs.
Le système que l’on obtient donc finalement est un
procédé simultané qui peut être dans les normes standard CCIR de 625 lignes et
50 analyses verticales par seconde. De plus, le spectre peut être réduit à 4,6
MHz.
Ce procédé permet aussi par la suite, de réduire les
bandes des canaux rouge et bleu par exemple en laissant intacte la bande du
canal vert.
Autre avantage possible, les franges colorées dues à
la parallaxe de temps disparaissent. Ce système a été appelé CHROMA CODER.
E) Procédés
améliorés
Les procédés séquentiels seraient
compatibles si l’on pouvait conserver la même fréquence pour le balayage
vertical. Mais le phénomène gênant du papillotement des couleurs ne permet pas
cette solution. D’autre part, l’augmentation de la fréquence image entraîne une
augmentation de la bande passante nécessaire, que l’on peut d’ailleurs
compenser par une diminution du nombre de lignes. Mais dans les deux cas, ce
système est alors incompatible.
Les procédés simultanés ne sont pas
compatibles car chacun des trois émetteurs ne conservent pas les normes du
standard noir et blanc. De plus, le procédé simultané à trois émetteurs n’est
pas viable à cause du spectre triple qu’il occuperait.
Les procédés optiques seraient compatibles
mais à condition d’accepter certaines déformations de l’image. De plus, les
récepteurs monochromes devraient subir une légère modification pour recevoir
les images couleurs.
Tous les procédés vus jusqu’à présent utilisaient soit
un spectre anormalement large, soit des normes différentes de balayage. Le
dernier système que nous avons vu se rapprochait des normes usuelles, puisqu’il
utilisait une largeur de spectre égale à celle du noir et blanc et que le
balayage et la définition étaient classiques.
1) Les
Mixed Highs (Hautes fréquences mélangées)
Jusqu’en 1946, il paraissait normal que l’encombrement
du spectre pour une image en couleurs soit trois fois plus grande que pour une
image en noir et blanc. C’est la découverte vers cette époque d’une propriété
de l’œil, qui permet d’envisager une réduction du spectre.
On remarqua qu’il était impossible de discerner la
couleur individuelle des petits détails d’une image en couleurs. Les détails étaient
bien sur visibles, mais seules les grandes plages avaient des couleurs
discernables.
C’est ce que nous avons vu dans le chapitre 14 et que
nous avons exprimé en disant que l’acuité visuelle de l’œil était plus faible
pour la couleur que pour le noir et blanc.
On savait aussi, d’autre part, depuis 1936, qu’il
était possible de filtrer un spectre de télévision, de le couper en deux, trois
ou plusieurs tranches, de transmettre ces morceaux sur des voies séparées,
puis, à l’arrivée, de recomposer ces morceaux pour obtenir enfin une image
normale.
C’est un peu le jeu de puzzle. On décompose l’image en
petits morceaux et on le reconstitue à l’arrivée. Le système des MIXED HIGHS
découle directement de ces notions (figure 10) .
A l’émission, chacune des voies rouge, verte et bleue
utilise un spectre vidéo de 4 MHz. A l’aide de filtres, on décompose chaque
signal en deux signaux :
L’un dont le spectre s’étend de 0 à 2
MHz (et baptisé pour la circonstance les basses fréquences ou BF).
L’autre dont le spectre s’étend de 2 à 4
MHz est baptisé les hautes fréquences ou HF.
Les hautes fréquences de voies rouge (HF R) et bleue
(HF B) sont mélangées au signal vert.
Ce mélange s’effectue très simplement dans une matrice
composée de résistances (figure 11), les résistances R
découplent les différentes voies entre elles, le signal des MIXED HIGHS étant
récupéré aux bornes de la résistance R’.
Le signal composé des hautes fréquences mélangées,
module un émetteur, tandis que les basses fréquences rouge (BF R) et bleue (BF
B) modulent deux émetteurs distincts (un peu comme dans le système simultané à
trois voies).
Mais cette fois, le spectre total occupé n’est plus de
18 MHz (figure 12 a) mais de l’ordre de 12 MHz seulement
(figure 12 b) .
6 MHz (image verte + HF mélangée) + 2 MHz (BF rouge) +
2 MHz (BF bleue) + Son = 12 MHz
Procédé à la réception
On croyait à l’époque qu’il était absolument
nécessaire de reconstituer les images rouge et bleue avec leur spectre normal.
On extrayait pour cela de l’image verte les hautes fréquences communes, et on
les mélangeait aux basses fréquences R et B pour reconstituer les deux images.
On retrouvait ainsi trois images complètes (figure 13) .
L’image verte peut être utilisée directement pour les
récepteurs en noir et blanc (la première condition de la compatibilité peut
être considérée comme remplie).
La deuxième condition de la compatibilité est remplie aussi,
puisque le récepteur couleur peut recevoir une émission en noir et blanc sur sa
voie MIXED HIGHS.
Le seul inconvénient est le débordement du spectre.
Hazeltine s’est alors attaqué au problème et s’est
aperçu en 1951, que l’on pouvait fort bien filtrer les voies à l’émission non
plus à partir de 2 MHz, mais de 1 MHz seulement.
Ainsi, les basses fréquences s’étendaient de 0 à 1
MHz.
Les hautes fréquences couvraient de 1 à 4 Mhz et
étaient mélangées comme à l’habitude au signal vert.
Cette amélioration permettait donc de réduire le
spectre à 8,5 MHz au lieu de 12 MHz (figure 14 c) .
6 MHz (image verte + HF mélangées) + 1 MHz (BF R) + 1
MHz (BF B) + Son = 8,5 MHz
A la réception, on s’est aperçu, d’autre part, qu’il
était inutile d’extraire les hautes fréquences rouge et bleue pour reconstituer
les trois images. Il suffisait d’avoir une image verte (BF G + HF G + HF R + HF
B) à haute définition (puisque toutes les fréquences élevées de ce signal
n’allaient que de 0 à 1 MHz) et enfin une image bleue à basse définition (BF B)
pour la même raison que ci-dessus.
L’image totale en couleurs reproduite était cependant
excellente, aussi bonne que dans le premier cas.
Le système restait toujours compatible et l’image
reproduite sur un récepteur noir et blanc était toujours aussi bonne, puisque
l’on n’avait pas touché à la définition de l’image verte.
Ne voulant pas s’arrêter en si bon chemin, Hazeltine a
essayé de réduire encore la bande passante des images rouge et bleue. Il
filtrait les signaux R et B à partir de 0,1 MHz seulement.
Cela signifie que la bande passante des signaux R et B
s’étendait seulement de 0 à 100 kHz (les hautes fréquences mélangées
s’étendaient par contre de 0,1 MHz à 4 MHz).
Et l’image couleur restait bonne.
On avait donc économisé la bande passante globale
puisqu’elle occupait un spectre de 6,5 MHz (figure 14 d)
, c'est-à-dire un spectre très proche du standard noir et blanc normal (6 MHz).
6 MHz (MIXED HIGHS) + 0,1 MHz (BF R) + 0,1 MHz (BF B)
+ Son = 6,5 MHz
Dans ce système, le codage était donc combiné avec la
transmission. C’est donc vraiment le premier pas vers la compatibilité
complète.
La grande leçon que l’on en a retiré, est donc que
l’on peut réduire le spectre des images rouge et bleue dans des proportions
considérables, et que l’image colorée résultante reste bonne, à condition que
l’image verte conserve sa définition totale avec en plus, les fréquences
élevées des images R et B.
2) Procédé
des points intercalés
A l’émission, les caméras R, G et B délivrent les
signaux électriques R, G et B avec un spectre égal à celui du noir et blanc,
soit de 4,5 MHz pour le standard américain (figure 15) .
Les canaux R, G et B sont filtrés comme dans le cas
des MIXED HIGHS, c'est-à-dire, à l’aide de filtres passe bas (0 – 2 MHz), et de
filtres passe haut (2 – 4,5 MHz).
On obtient ainsi les hautes fréquences des signaux R,
G et B (que nous appellerons HF R, HF G et HF B) qui sont mélangées dans une
simple matrice à résistances (figure 11) .
Ces hautes fréquences sont mélangées en permanence
dans le temps.
Les basses fréquences des signaux R, G et B (que nous
appellerons BF R, BF G et BF B) sont, par contre, envoyées dans un circuit
d’échantillonnage qui a pour but de transmettre successivement, un échantillon
du rouge, un échantillon du bleu et un échantillon du vert et ainsi de suite….
La durée de transmission de ces échantillons
successifs doit être suffisamment brève pour que le point d’analyse
correspondant soit peu apparent sur l’image.
Un échantillon de couleur est transmis toutes les
0,0877 
s :
sa durée est donc très brève.
Les trois échantillons (R, G et B) sont donc transmis
en :
0,0877 x 3 = 0,2631 s
La fréquence d’échantillonnage est par conséquent
de :
f échantillonnage =
= 
= 3,8 MHz
Les impulsions rouges, vertes et bleues, sortent donc
mélangées du circuit d’échantillonnage (figure 16) .
Ces impulsions sont envoyées dans un filtre passe bas
dont la fréquence de coupure est égale à 4 MHz. Les impulsions sont donc
transformées en sinusoïdes à fréquence de 3,8 MHz.
La fréquence des sinusoïdes est égale précisément à la
fréquence de succession des impulsions. En effet, les impulsions correspondant
à une même couleur se succèdent dans le temps, à 0,2631 s,
c'est-à-dire que leur fréquence de répétition est de 3,8 MHz.
Les sinusoïdes R, G et B ainsi obtenues, comportent
une composante continue. Vous remarquerez qu’elles ont aussi la propriété de
passer par un maximum, au moment précis de l’échantillonnage de la couleur
correspondante et de s’annuler au moment précis où les deux autres impulsions
passent par leur maximum.
Ces trois sinusoïdes mélangées à la sortie du filtre
passe bas constituent une sinusoïde unique, de fréquence 3,8 MHz et comportant
elle aussi une composante continue.
Ainsi, la sinusoïde résultante a précisément la valeur
des impulsions de couleur aux temps de l’échantillonnage. Cette simple
sinusoïde superposée à une composante continue, contient donc toutes les
informations nécessaires à la restitution de l’image initiale en couleurs.
Le signal des hautes fréquences mélangées et le signal
des basses fréquences mélangées en succession, sont ensuite mélangés ensemble
et modulent une fréquence porteuse unique.
A la réception, le signal reçu est donc composé des
hautes fréquences mélangées et des basses fréquences mélangées en succession.
Au sortir de la détection vidéo, ce signal passe dans
un filtre double passe haut et passe bas (figure 17) .
Le filtre passe haut permet de récupérer les signaux HF mélangés.
Le filtre passe bas permet, lui, de récupérer les
signaux BF mélangés qui sont alors envoyés dans un dispositif
d’échantillonnage, fonctionnant en synchronisme parfait avec celui de
l’émission (figure 18) .
Le circuit d’échantillonnage délivre donc des
impulsions R, B et G se succédant dans le temps dans le même ordre qu’à
l’émission. Chacune de ces impulsions est alors dirigée vers un filtre passe
bas à fréquence de coupure de 4 MHz d’où elle ressort sous forme d’une
sinusoïde à 3,8 MHz.
Les trois sinusoïdes correspondant au rouge, vert et
bleu, peuvent alors être mélangées respectivement aux hautes fréquences. Les
trois informations de couleur ayant ainsi été retrouvées, sont appliquées aux
cathoscopes récepteurs (ou au cathoscope unique) et reconstituent ainsi l’image
initiale en couleurs.
Amélioration du système
L’image reconstituée sur l’écran du cathoscope, se
présente sous la forme d’une trame fine composée de points intercalés (d’où le
nom du système) .
On peut améliorer encore la qualité de la
reproduction, si l’on prend soin de renouveler la couleur des points
élémentaires, à chaque analyse verticale. Pour atteindre ce but, il suffit tout
simplement de lier la fréquence de succession des points (c'est-à-dire f
= 3,8 MHz) à la fréquence d’analyse horizontale (f
)
par un rapport tel qu’une demi période soit gagnée au bout d’une ligne.
Si f
est la fréquence des points et f
la fréquence de balayage horizontale, il faut que l’on ait :
f
= ( 2 k + 1 ) 
(k nombre entier quelconque)
C'est-à-dire que la fréquence d’échantillonnage du
point soit égale à un multiple impair de la demi fréquence lignes.
Le système des points intercalés est compatible.
Ainsi, le signal complexe (HF mélangées + BF mélangées) appliqué à un récepteur
noir et blanc classique donnera une image compatible.
Cependant, du fait que les BF mélangées se présentent
sous forme d’impulsions, elles vont se comporter comme si une fréquence
parasite (à 3,8 MHz) était introduite dans le signal vidéo normal. Ce signal
parasite va donner un pointillé de l’image.
Si la fréquence des points est quelconque par rapport
à la fréquence de balayage lignes, ce pointillé va se présenter comme sur la (figure 19 a) (ces points seront relativement visibles).
Si l’on s’arrange maintenant pour que la fréquence des
points soit liée à la fréquence de balayage lignes par un rapport tel que celui
indiqué ci-dessus, les points vont s’intercaler et leur visibilité sera
nettement diminuée (figure 19 b) .
Pour bien comprendre le mécanisme de ce phénomène,
nous supposerons, pour simplifier, que le balayage vertical de notre téléviseur
(noir et blanc par exemple) n’est pas entrelacé (ce qui n’enlève rien au
rigoureux de la démonstration).
Supposons encore (toujours dans le but de simplifier
les dessins) que la fréquence d’échantillonnage des points f
est basse, mais qu’elle est liée à la fréquence de lignes par le rapport
indiqué plus haut.
Dans le standard CCIR à 625 lignes, la fréquence de
balayage horizontal est :
f
= 625 x 25 = 15 625 Hz
La demi fréquence lignes est donc :
= 
= 7,8125 kHz
Supposons alors que la fréquence d’échantillonnage des points soit égale à cinq fois (nombre impair) f