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Gene Or Protein
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E(z)
(11)
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ETRE
(10)
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EST A
(8)
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AZ-1
(1)
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Physical
(12/ 20)
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4,75 MHz
(4)
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4,286 MHz
(3)
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de 1 bit
(2)
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4 bits
(2)
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2 bits
(2)
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8 bits
(1)
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4,43361875 MHz
(1)
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17,734475 MHz
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de 2 bits
(1)
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6 bits
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1 bit
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3 bits
(1)
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Disease
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Bruit
(4)
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Molecule
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DES
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Et
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I2
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513838A1
Family ID 8020930
Probable Assignee Thomson Brandt
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title FILTRE EN MODE ECHANTILLONNE DE PREACCENTUATION D'UNE
SOUS-PORTEUSE DE CHROMINANCE ET CODEUR ET CAMERA DE TELEVISION
COMPORTANT UN TEL FILTRE
EN Title PRE-EMPHASIS SAMPLING MODE FILTER FOR SECAM TV COLOUR CODER -
OPERATES ON CHROMINANCE SUBCARRIER SIGNAL BY DIGITAL SAMPLING TO
ACHIEVE SPECIFIED TRANSFER FUNCTION
Abstract
_________________________________________________________________
FILTRE DE PREACCENTUATION, DU TYPE "ANTICLOCHE", POUR LE SIGNAL DE
CHROMINANCE D'UN CODEUR SECAM. IL EST A FONCTIONNEMENT ECHANTILLONNE,
DE PREFERENCE NUMERIQUE, AVEC UNE FONCTION DE TRANSFERT EN Z DE LA
FORME, A UN FACTEUR PRES:
G(Z) A BZ CZ
A, B ET C ETANT DES CONSTANTES.
POUR QUE CE FILTRE PUISSE ETRE REALISE A L'AIDE DE DECALAGES DE BITS,
LES COEFFICIENTS A, B ET C SONT TELS QUE LA FONCTION DE TRANSFERT EST:
H(Z) 10 - Z 9 Z.
The filter has an 'inverted bell' response, intended for use with the
chrominance signal of a SECAM colour television encoder. The filter
operates by sampling, preferable digitally, and has a transfer
function of the form (G(z)=a+bz power -1+cz power -2. The sampling
frequency is four times the frequency of the chrominance sub-carrier
in the PAL colour television system. The filter includes a first delay
element (15) whose input is connected to the first inputs (20,18) of
two adders (21,17) - one via a further delay line (19). The first
adder output is fed directly to one input of a subtractor (28), while
the second adder output passes via further processing circuitry to the
second subtractor input. The subtractor output then forms the final
output of the filter circuit.
Description
_________________________________________________________________
FILTRE EN MODE ECHANTILLONNE DE PREACCENTUATION
D'UNE SOUS-PORTEUSE DE CHROMINANCE ET CODEUR
ET CAMERA DE TELEVISION COMPORTANT UN TEL FILTRE.
L'invention est relative a un filtre de preaccentuation du signal de
chrominance pour Permission de signaux de television, notamment par le
procede SECAM, ainsi qu'a un codeur et une camera de television
comportant un tel filtre.
Dans le procede SECAM les signaux de chrominance sont transmis par
modulation de frequence, la frequence porteuse, qui est appelee
sous-porteuse de chrominance, ayant pour valeur f0 = 4,286 MHz. Dans
une telle transmission l'influence des signaux parasites, c'est-a-dire
le bruit, etant d'autant plus elevee qu'est grand recart de la
frequence du signal par rapport a celle de la porteuse, une protection
contre le bruit est assure par un filtre, generalement appele
"anticloche", dont la courbe de reponse amplitude/frequence presente
un minimum pour la frequence f0 = 4,286 MHz. Un tel filtre accentue
ainsi les signaux les plus eloignes en frequence de la porteuse, ce
qui permet d'uniformiser le rapport signal/bruit.
Les filtres anticloches connus jusqu'a present sont du type
analogique. Mais le besoin se fait sentir de filtres du type en mode
echantillonne numerique realises a l'aide de circuits integres afin
d'une part de permettre la realisation d'une camera de television en
couleurs dont le codeur a un poids et un encombrement reduits et dont
le cout de fabrication est faible et d'autre part de profiter des
avanta es inherents au codage numerique a savoir l'insensibilite au
bruit et la reproductibilite.
Connaissant la fonction de transfert d'un filtre analogique, on sait,
apres calcul de la fonction de transfert en z, realiser le filtre
numerique de meme transmittance a l'aide de bascules, d'additionneurs,
de soustracteurs et eventuellement de portes.
On a constate que l'application telle quelle au filtre anticloche de
ce procede de synthese de filtres numeriques aboutissait a un resultat
difficile a mettre en oeuvre en pratique en raison, notamment, de son
grand nombre d'elements et du grand nombre de bits sur lequel doit
etre code le signal.
Le filtre selon l'invention ne presente pas ces inconvenients. Il est
caracterise en ce que sa fonction de transfert en z est de la forme:
G(z) = a + bz'l + cz2 (1)
Dans cette formule a, b et c sont des constantes.
Un filtre ayant cette fonction de transfert peut etre realise de facon
particulierement simple et ne necessite qu'un signal code sur "n
nombre limite de bits, par exemple 8 bits. En outre le filtre n'etant
pas recursif il n'introduit aucune instabilite.
Comme on le verra plus loin l'invention est basee sur la constatation
que la fonction de transfert en du filtre analogique correspondant
peut etre simplifiee.
Dans une realisation la fonction de transfert en z du filtre numerique
anticloche est, a un facteur pres:
H(z) = 1,25 - 0,125 -1 + 1,125 -2 (2)
Etant donne que: on concoit que les coefficients peuvent etre obtenus
par la technique dite du decalage de bits qui est une simple
modification de connexions n'introduisant aucun retard.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention apparaitront
avec la description de certains de ses modes de realisation, celle-ci
etant effectuee en se referant aux dessins ci-annexes sur lesquels:
- la figure 1 est un diagramme de courbes de reponse de filtres,
- la figure 2 est un schema de filtre selon l'invention,
- les figures 3 et 4 sont des schemas de parties du filtre de la
figure 2,
- la figure 5 est un autre diagramme de courbes de reponse de filtre,
- la figure 6 est un schema d'un codeur SECAM du type numerique
faisant appel au filtre selon l'invention, et
- la figure 7 est un schema de filtre numerique anticloche selon un
autre mode de realisation.
La fonction de transfert d'un filtre anticloche du type analo gique
est: w\
1 + jQ (w o
F(w) = w
1 + jet {ccr
Dans cette formule: w = 2 n f est la pulsation, #
0 f0 = 2# = 4,286 MHz (sous-porteuse de chrominance
SECAM),
Q= 16 et Q' = 1,26.
Pour obtenir la fonction de transfert en z d'un filtre numerique ayant
la meme courbe de reponse que ce filtre analogique on remplace dans
cette formule la variable j w par la variable z - 1 z+ 1 (cette
transformation s'appelle transformation en z du type homographique) et
on modifie les termes constants to 0, Q et Q' en fonction de cette
transformation; on obtient alors la fonction de transfert en z
suivante:
I 2
1 AZ-1 + BZ-2
1 - Cz + Dz avec:
K = 8,3034; A = 0,09982; B = 0,90945; C = 0,06525; D = 0,24820 (6)
On decrira plus loin en relation avec la figure 7 un filtre numerique
presentant cette fonction de transfert en z.Mais ce filtre est d'une
trop grande complexite pour la plupart des applications, notamment
pour une camera de television a grande diffusion c'est-a-dire qui doit
etre fabriquee en grande serie et a bas prix.
Un filtre numerique anticloche du type de celui represente sur la
figure 2, qui sera decrit ci-apres, est l'aboutissement des
considerations suivantes:
On a tout d'abord constate, par le calcul, que sur la plage de
frequences concernees: 3,9 A 4,75 MHz l'influence du facteur Q' sur le
coefficient de qualite du filtre dont la fonction de transfert est
definie par la formule (4) ci-dessus est negligeable, c'est-a-dire
que, dans cette formule, on peut ne conserver que le numerateur sans
que le fonctionnement du filtre en soit affecte.
Cette constatation est confirmee par la figure 1 sur laquelle on a
porte en abscisses la frequence f en KHz et en ordonnees la
transmittance T en decibels (dB) de filtres anticloches. Z;a courbe 10
en trait plein correspond a la reponse d'un filtre dont la fonction de
transfert est definie par la formule (4) tandis que la courbe 11 en
traits mixtes correspond a la reponse d'un filtre dont la fonction de
transfert est le numerateur de la formule (4). I1 est clair qu'entre
3,9 et 4,75 MHz les deux courbes 10 et 11 sont pratiquement
confondues.
Pour realiser un filtre numerique ayant la meme reponse dans la gamme
de frequences concernees, 3,9 A 4,75 MHz, on part donc de la fonction
de transfert suivante: w
N(p)= +p Q + Q p p
Dans cette formule p = jw
Et on calcule la transformee en z de l'inverse de N (p), c'est-a- dire
la transformee de:
F(p)= N1 (p) =, 1 = p l+p S Qp0 gQ + p + Q(ss o w p soitF(p)= 0 (p
+E0Q) 2 +w02 - w) si on pose ("o si on pose t a=)Q N W0, on obtient::
4Q w 2 = p+a - a I2
F(P)= Q t Q t" 2 w 2 w 2+w1
(p+a) + I (p+a)
La fonction de transfert en z du filtre numerique equivalent est la
transformee en z de la reponse impulsionnelle du filtre analogique
(synthese par la methode de l'invariance impulsionnelle).
La transformee en z de cette fonction est alors, en se servant des
tables de transformees en z, par exemple celles que l'on trouve dans
l'ouvrage "Les Filtres Numeriques" de R. BOITE et H. LEICH ed. MASSON,
page 19, 1980:
Dans cette formule T e est la periode du signal d'echantillonnage.
Dans l'exemple la frequence d'echantillonnage est le quadruple de la
frequence de la sous-porteuse de chrominance pour le systeme
PAL afin que le filtre puisse etre utilise dans un codeur numerique de
camera de television en couleurs utilisable dans les systemes PAL et
SECAM. On sait en effet qu'avec une telle frequence d'echantillonnage
le codeur de couleurs PAL peut avoir une structure tres simple si les
instants d'echantillonnage correspondent aux passages par zero des
deux sous-porteuses en quadrature car, dans ce cas, chaque echantillon
correspond alors a une seule sous-porteuse ce qui simplifie le melange
de ces sous-porteuses.
Ainsi:
Fe = 4 x 4,43361875 MHz = 17,734475 MHz
1 #s soit Te = 17,734475 (10)
F(z) a alors pour valeur:
1 - 0,0796 z-1
F(z) = 1,6831 x
1 - 0,0998 z-1 + 0,90945 z-2 (11)
La transformee en z de N(p) est alors
1 0,5941(1 - 0,0998 z-1 + 0,90945 Z-2)
N(z) = F(z) = 1 - 0,0796 z-1 (12)
Dans cette derniere formule le denominateur est peu different de 1
car: z -I = 1 et 0,0796 est petit devant 1.
Dans ces conditions:
G(z) = 1 - 0,0998 z - + 0,90945 z -2 (14)
Cette fonction de transfert est celle d'un filtre numerique non
recursif qui presente l'avantage d'etre assurement stable.
Cette fonction de transfert peut encore s'ecrire:
1 -1 -2
G(z) = 1,25 - 0,124775 z + 1,1368125 z) (15)
Le coefficient de z est peu different de 0,125 et le coefficient de
z-2 est proche de 1,125. Ces coefficients ainsi que le terme constant
1,25 peuvent donc etre realises par des decalages de bits en raison
des relations (3) mentionnees ci-dessus.
Pour que ces decalages soient vers les bits de poids forts, le
coefficient le plus faible devant ainsi etre egal a 1, on choisit une
fonction de transfert en z definie par la relation ci-dessous:
H(z) = 10 - - + 9 -2 (16)
Cette fonction de transfert correspond, a un facteur pres, a la
fonction G(z) dans laquelle les coefficients ont des valeurs donnees
par les relations (3).
Les coefficients de la fonction H(z) sont realises aisement car:
10 = 2 + 2
(17) 9 = 2 + 1 = 2 + 2 - 1
Pour obtenir la structure du filtre numerique, on part de la relation
suivante dans laquelle S(z) est le signal de sortie et E(z) est le
signal d'entree:
S(z) = H(z) E(z) = (23 + 21) E(z) - z~l E(z) + (23 + 21 - 1) z2 E(z),
soit S(z) = 2(22 + 1) [E(z) + z'2 E(z)] - [z-i E(z) + z~2 E(Z)0 (18)
Le filtre a ainsi la structure representee sur les figures 2, 3 et 4.
Le signal d'entree E(z) est applique a l'entree d'un ensemble 15 de
bascules bistables de type D sur les entrees d'horloge de chacune
desquelles est applique un signal a la frequence F e
d'echantillonnage. Un tel ensemble 15 realise la fonction z-1 et
constitue un element de retard.
Le signal E(z) est egalement applique a la premiere entree 16 d'un
additionneur 17 presentant une seconde entree 18 reliee a la sortie de
l'element 15 par l'intermediaire d'un element identique 19 sur
l'entree d'horloge duquel est applique le signal d'echantillonnage.
La sortie de l'element 15 est egalement connectee a la premiere entree
20 d'iln second additionneur 21 dont la seconde entree 22 est reliee a
la sortie de l'element 19.
La sortie 17a du premier additionneur 17 est reliee directement a la
premiere entree 23 d'un troisieme additionneur 24 dont la seconde
entree 25 est egalement connectee a la sortie 17a mais par
l'intermediaire d'une connexion 26 - representee sur la figure 3 - a
decalage de 2 bits vers les poids forts, c'est-a-dire effectuant une
multiplication par 4.
La sortie 24a de l'additionneur 24 est reliee a l'entree positive (a)
27 d'un soustracteur 28 par l'intermediaire d'une connexion 29
effectuant un decalage de 1 bit vers les poids forts c'est-a-dire une
multiplication par 2.
L'entree negative (b) 30 du soustracteur 28 est reliee directement a
la sortie de l'additionneur 21.
Sur la sortie du soustracteur 28 on obtient le signal de sortie
S(z).
Dans l'exemple represente sur la figure 3 les sorties paralleles 17a
de l'additionneur 17 sont a quatre bits tandis que les entrees
paralleles 25 de l'additionneur 24 sont a 6 bits. La connexion 26
consiste: a relier le premier bit, de poids le plus faible, des
sorties 17a au troisieme bit, representant le nombre 22, des entrees
25; a connecter les deuxieme, troisieme et quatrieme bits des entrees
17a, respectivement aux quatrieme, cinquieme et sixieme bits des
entrees 25 de poids le plus fort. Avec une telle connexion le signal
sur les entrees 25 est le quadruple du signal sur les sorties 17a.
La connexion 29 qui est un decalage de 1 bit (figure 4) vers les poids
forts consiste a relier: le premier bit, de poids le plus faible, des
sorties 24a de l'additionneur 24 au second bit des entrees 27 du
soustracteur 28, et les deuxieme, troisieme, quatrieme, cinquieme et
sixieme bits des sorties 24a respectivement aux troisieme, quatrieme,
cinquieme, sixieme et septieme bits des entrees 27 a sept bits. Un tel
decalage assure une multiplication par le facteur 2.
Le calcul a montre qu'un filtre numerique du type de celui represente
sur la figure 2 et ayant donc la fonction de transfert en z
correspondant a la formule (16) ci-dessus a, entre 3,9 et 4,75 MHz,
une reponse pratiquement identique a celle du filtre analogique dont
la fonction de transfert est representee par la formule (4) ci-dessus.
En effet on constate sur la figure 5, sur laquelle la frequence f en
KHz a ete portee en abscisses et le coefficient d'attenuation A en
ordonnees, que la courbe 35 correspondant a la reponse du filtre
analogique s'ecarte tres peu de la courbe 36 calculee a partir de la
formule (16).
Cette constatation a egalement ete confirmee par l'expe- rience.
La figure 6 montre un codeur SECAM numerique utilisant le filtre
anticloche numerique 40 selon l'invention.
Dans ce codeur les signaux numeriques R - Y et B - Y (R = signal de
rouge, B = signal de bleu et Y = signal de luminance) multiplexes sont
appliques a l'entree 41 d'un modulateur de frequence de type numerique
tel que celui decrit dans la demande de brevet francais 81 13981 du 17
juillet 1981 pour "Generateur a frequence variable de type numerique"
au nom de la demanderesse.
Un tel generateur a frequence variable comporte un integrateur
numerique fournissant sur sa sortie un signal representant la fonction
primitive du signal d'entree et revenant a une valeur seuil quand il
atteint une valeur limite, le signal de sortie de l'integrateur
representant ainsi la phase du signal periodique desiree, le signal
desire etant alors applique a l'entree d'un moyen de conversion
phaselsignal periodique par exemple a memoire morte.
Le signal de sortie 42 du modulateur 43 est applique a l'entree du
filtre 40 dont la sortie est connectee a la premiere entree 44 d'un
additionneur numerique 45. La seconde entree 46 de cet additionneur
recoit le signal Y de luminance numerique. La sortie de l'additionneur
45 est connectee a la sortie 47 du codeur par l'intermediaire d'un
convertisseur numerique/analogique 48.
La figure 7 est un schema d'un filtre numerique dont la fonction de
transfert en z est celle definie par la formule (5) cidessus.
Le signal d'entree E(z) est applique sur la premiere entree d'un
additionneur 50 dont la sortie est reliee a l'entree positive (a) d'un
soustracteur 51 ayant sa sortie connectee a l'entree d'un premier
element de retard 52 realisant la fonction -1 et synchronise a la
frequence d'echantillonnage. La sortie du soustracteur 51 est
egalement reliee a l'entree positive (a) d'un second soustracteur 53
dont la sortie est elle-meme connectee a l'entree positive (a) d'un
troisieme soustracteur 54. La sortie du soustracteur 54 est reliee a
la premiere entree d'un additionneur 55 dont la sortie est reliee a
l'entree positive (a) d'un autre soustracteur 56. La sortie du
soustracteur 56 est reliee a la premiere entree d'un additionneur 57
de sortie.
La sortie de l'element de retard 52 est reliee a la seconde entree de
l'additionneur 55 par l'intermediaire d'un autre element de retard 58
ainsi qu'a l'entree negative (b) du soustracteur 53 par
l'intermediaire de connexions 59 effectuant un decalage de - 4 bits.
Cette sortie des connexions 59 est reliee a l'entree negative (b) du
soustracteur 54 par l'intermediaire d'autres connexions 60 effectuant
un decalage de - 1 bit.
La sortie de l'element de retard 52 est egalement reliee a la seconde
entree de l'additionneur d'entree 50 par l'intermediaire de connexions
61 effectuant un decalage de - 4 bits.
La sortie du second element de retard 58 est reliee d'une part a
l'entree negative (b) du soustracteur 51 par l'intermediaire de
connexions 62 effectuant un decalage de - 2 bits et d'autre part a
l'entree negative (b) du soustracteur 56 par l'intermediaire de
connexions 63 effectuant un decalage de - 3 bits.
Enfin la sortie des connexions 63 est reliee a la seconde entree de
l'additionneur 57 par l'intermediaire d'autres connexions 64
effectuant un decalage de - 2 bits.
Dans ce filtre les coefficients A, B, C et D de la formule (5) ont les
valeurs suivantes: A = 0,09375 = 2 4 +
B = 0,90625 = 1 - 2-3 +
C = 0,0625 =
D = 0,25 = 2 2 (19).
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Filtre de preaccentuation, du type "anticloche", pour le signal de
chrominance d'un codeur SECAM, caracterise en ce qu'il est a
fonctionnement echantillonne, de preference numerique, avec une
fonction de transfert en z de la forme, a un facteur pres:-1 -2G(z) =
a + bz + cza, b et c etant des constantes.
2. Filtre selon la revendication 1, caracterise en ce que sa fonction
de transfert en z est, a un facteur pres:G(z) = 1 - 0,0998 z-1 +
0,90945 z-2.
3. Filtre selon la revendication 1, caracterise en ce que sa fonction
de transfert en z est, a un facteur pres:H(z) = 10 - z-l + 9 z-2
4. Filtre selon l'une quelconque des revendications precedentes,
caracterise en ce que la frequence d'echantillonnage est le quadruple
de la frequence de la sous-porteuse de chrominance dans le systeme PAL
de television en couleurs.
5. Filtre selon la revendication 3, caracterise en ce qu'il comprend:
un premier element de retard (15) dont l'entree est reliee a celle du
filtre et dont la sortie est connectee, d'une part, a la premiere
entree (20) d'un premier additionneur (21) et d'autre part a la
premiere entree (18) d'un deuxieme additionneur (17) par
l'intermediaire d'un deuxieme element de retard (19), la seconde
entree (22) du premier additionneur (21) etant reliee a la sortie du
second element de retard (19) et la seconde entree (16) du deuxieme
additionneur (17) etant reliee a l'entree du filtre; un troisieme
additionneur (24) dont la premiere entree (23) est connectee a la
sortie du second additionneur (17) et dont la seconde entree (25) est
reliee a ladite sortie (17a) du second additionneur par
l'intermediaire d'un multiplicateur (26) par quatre; et un
soustracteur (28) dont l'entree positive est reliee a la sortie (24a)
du troisieme additionneur (24) par l'intermediaire d'un multiplicateur
(29) par deux et dont l'entree negative (30) est connectee a la sortie
du premier additionneur (21), la sortie de ce soustracteur etant
connectee a la sortie du filtre.
6. Filtre selon la revendication 3 ou la revendication 5, caracterise
en ce que les coefficients numeriques sont realises par des connexions
(26, 29) a decalage de bits.
7. Codeur SECAM caracterise en ce qu'il comprend un filtre anticloche
(40) selon l'une quelconque des revendications precedentes.
8. Codeur selon la revendication 7, caracterise en ce que le filtre
anticloche (40) est precede par un modulateur (43) comprenant un
generateur a frequence variable du type numerique presentant une
entree sur laquelle est applique un signal numerique representant la
frequence desiree pour le signal de sortie et qui comporte un
integrateur numerique fournissant sur sa sortie un signal represente
tant la fonction primitive du signal d'entree et revenant a une valeur
seuil quand il a atteint une valeur limite.
9. Camera de television couleurs, caracterisee en ce qu'elle comprend
un codeur selon la revendication 7 ou 8.
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Click the section header to open that section and view all the
identitfied items in that section.
If you click the checkbox all items in that section will be
highlighted in the publication (to the right).
The best thing to do is to experiment by opening the sections and
selecting and unselecting checkboxes.
10. The main output window contains the publication full text (or part
thereof if selected).
11. The Tools section contains tools to help you navigate the
"discovered" (highlighted) items of interest.
The arrows and counter let you move through the highlighted items
in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: support@minesoft.com
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implemented)_____
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