Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала

(51)4 Н 03 М ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АЭТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ КДЕР ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике средстсвязи и является усовершенствованием изобретения по авт,св. 105645Его использование при построении цровых телевизионных систем позволя ет уменьшить объем цифрового потока.Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок3 умножителей, сумматоры 4,6, инвертор 5, сумматор 7 модулей, квантователь 8 и блок 15 кодирования. Введение узла 9 сокращения избыточности,состоящего из блоков 10, 12 задержки, деши 4 ратора 1 1, блока 13 инвертирования и блока 14 коммутации, обеспечивает сокращение координатной избыточности за счет непередачи стар"шего разряда кода средней яркости,который на приемном конце может бытьвосстановлен на основании кода среднего значения модулей разности икода знаков отклонений. 1 ил.а1 где х; - -й элемент группы;- среднее значение модулей раз- ности иа, = - х. - а;= 1, если х.), а1 О, если ха, 15Каждая переменная квантуется полинейному закону и кодируется независимо от других переменных. Из кодов а,у а и 8 формируется кодовоеслово группы, которое передается вцифровой канал связи. На приемнойстороне элементы декодируемой группы квантуются на два уровня в соответствии с выражением:а25 а + - , если 8рл 1 аа, - в -, если Б = 0и р1где р - число единиц кода Б ЗО При замене п уровней квантованиякодируемой группы двумя, представляемыми а а и Б , происходитуменьшение психовизуальной избыточности ТВ-изображений. Моделированием 35 на ЭВМ для различных и были найдены минимально возможные разрядности д а, и а при которве непроисходйт заметного ухудшенйя визуального качества декодируемых изоб-.40 ражений, В частности для и = 8 возможно кодирование а семнразряднымкодом, а для передачи а, можно ограничиться пятью старшими разрядами издевяти.45 Однако при полном устранении психовизуальной избыточности в пределахкодируемой группы передаваемые переменные а а, и Б обладают координатной избыточностью, которая обусловле на зависимостью верхней границы динамического диапазона изменения а, отконкретных значений а, и Р.Названные переменные связаны следующей функциональной зависимостью: при 0а с Р Аи(А-а,) р при -а, с А 1 1290531 2Изобретение относится к вычислительной технике и технике средств 1 11 - 1 Х.1 связи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных систем.Цель изобретения - повышение ин формативности кодера,На чертеже изображена блок-схема кодера.дифференциальный импульсный кодер 10 - код знаков разности телевизионного сигнала содержит ана-. лого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 памяти, блок 3 умножителей, Б=ГБ 3 первый сумматор 4, инвертор 5, второй сумматор 6, сумматормодулей, квантователь 8, узел 9 сокращения избыточности, выполненного на первом блоке 10 задержки, дешифраторе 11, втором блоке 12 задержки, блоке 13 инвертирования и блоке 14 коммутации, и блок 15 кодирования,АЦП 1 выполнен по схемепараллельного преобразования с кодирующей логикой на постоянной памяти, блок 2 памяти - на входном и выходном параллельных О-регистрах, элементарх. ных ячейках памяти и адресном счетчике. Блок 3 умножителей включает в себя В-регистры и элементы суммирования на логических элементах. Сумматоры 4, 6 исодержат элементы суммирования, выполненные так же, как и в блоке 3, и 0-регистры для выравнивания разрядно-временнви интервалов цифровых сигналов. Квантователь 8 осуществляет равномерное квантование по уровню и включает в себя параллельные регистры и преобразователь кода, выполненный на постоянном запоминающем устройстве, реализующем необходимые коэффициенты квантования. Блоки 10 и 12 задержки параллельны В-регистры. Блок 15 кодирования выполнен на регистре и представляет собой параллельно-последовательный преобразователь.Принцип работы данного устройства заключается в следующем.Поступающие на вход устройствавосьмиразрядные элементы изображе. ния разбиваются на группы по и эле -ментов. Для каждой группы вычисля,ются три переменные:средняя яркость группы,раторе, блоке инвертирования, бло 55 ках задержки и блоке коммутации,пер где а - верхняя граница динамичес 26кого диапазона измененияа 2А - верхняя граница диапазонаизменения х,.Из зависимости(1) следует, чтопри независимом кодировании а , а, иБ множество кодовых слов, представляющих кодируемые группы, может бытьразбито на два подмножества: подмножество разрешенных кодовых слов, длякоторых выполняется выражение (1),и подмножество запрещенных слой, длякоторых зависимость (1) не выполняется. При этом с выхода кодера в канал не передается старший разряд кода средней яркости а . На приемной1стороне значение старшего разряда а1восстанавливается на основании кодов аи Я. Таким образом, вследствиереализации совместного кодирования,а 1, а, и Я устраняется координатнаяизбыточность,Теоретическим обоснованием дляисключения из передачи старшего разряда кода средней яркости являютсяследующие положения:- мощность множества разрешенныхкодовых комбинаций равна мощностимножества запрещенных комбинаций,- из зависимости (1) следует, что,если а б 127, для любой кодируемой1группы с фиксированными а . иР выполняется следующее неравенство: При и = 8 за счет исключения из передачи старшего разряда о. разрядность кода передаваемой группы стала равна 19 вместо 20.Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала работает следующим образом.В АЦП 1 исходный аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток. В блоке 2 памяти запоминаются и передаются на выход блока и соседних элементов ТВ-изображения. После умножения на весовые коэффициенты в блоке 3 эти элементы одновременно поступают в первый сумматор 4, где вычисляется средний по группе уровень яркости, Во втором сумматоре б вычисляются разности между элементами изображений, поступающими с блока 2, и средней яркости, поданной через инвертор 5. В сумматоре 7 модулей производится сложение модулей разности 5 10 15 20 25 30 35 40 между значениями яркости элементов группы и их средним значением. Результаты усреднения поступают в квантователь 8, где используется линейная шкала квантования. Кроме того, в квантователь 8 поступает сигнал среднего значения яркости по группе с сумматора 4, Из квантователя 8 сигналы поступают в блок 9 сокращения избыточности. Код средней яркости , поступает в блок 10 задержки и дешифратор 11. В дешифраторе 11 формируется сигнал "1", если старший разряд а, равен 1, и "0" в противном случае. Код с вторых выходов квантователя 8 поступает в .блок 12 задержки. С третьих выходов квантователя 8 навход блока 13 инвертирования и первые информационные входы блока 14 коммутации поступает код а , В блоке2 13 код аинвертируется и поступает на вторые информационные входы блока 14, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода дешифратора 11, С выходов блока 14 на третьи входы блока 15 кодирования поступает прямой код а если сигнал с выхода дешифратора 11 равен О, и инверсный код а если сигнал на выходе блока 11 равен 1,Таким образом, напервые, вторые и третьи входы блока 15 кодирования поступают задержанный код а, беэ старшего разряда, задержанный код Б и сигнал с выходов блока 14 соответственно. При этом предлагаемое устройство обеспечивает качество декодируемых телевизионных изображений такое же, какое достигается при использовании устройства прототипа. Однако для п = 8 объем цифрового пото- ка на выходе устройства на 5 Й меньше. Формула изобретения Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала по авт.свУ 1056455, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности кодера, в него между выхо- . дами квантователя и входами блока кодирования введен узел сокращенияизбыточности, выполненный на дешифвые выходы квантователя подключены к соответствующим входам дешифратора и через первый блок задержки ксоответствующим первым входам блока" Заказ 7916/57 Тираж 922 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 5 12 кодирования, вторые выходы квантователя через второй бпок задержки соединены с соответствующими вторыми входами блока кодирования, третьи выходы квантователя подключены не" посредственно к соответствующим первым информационным входам и через 90531 6блок инвертирования к соответствующим вторым информационным входам блока коммутации, выход дешифратора подключен к управляющему входу блока коммутации, выходы которого соединены с соответствующими третьими входами блока кодирования,