Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 04 11 7/1 3 САН РЕТЕНИ ЛЬСТВУ юл. У 34ов и С. В. Са/Под ред. И,И, 11и связь, 1981,рдыко е 146. Авторск 1290530, Авторск1290531,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИ(56) 11 ифровое киых изображениймана. М.: Радио е свидетельство СССРкл. Н 03 М 3/04, 1985.е свидетельство СССРкл. Н 03 М 3/04, 1985,(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙКОДЕР ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА,80142412 57) Изобретение относится к вычисл.ельной технике и технике связи. Его использование при построении цифровых телевизионных систем позволяет повысить информативность кодера. Ко" цер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок 3 умножения, сумматоры 4, 6, блоки 5, 12 инвертирования, сумматор 7 модулей, квантователь 8, блок 9 коммутации, дешифратор 3 и блок 14 кодиро вания, Благодаря введению блоков 10, 11 коммутации обеспечивается алгоритм сокращения координатной избыточности без ухудшения визуального качества передаваемых сигналов, 1 табл., 1 илИзобретение относится к вьюс;лтельной технике и технике связи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных (ТВ) систем,Цель изобретения - повышение информативности кодера.На чертеже показана блок-схема кодера.Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (А 1 Б) 1, блок 2 памяти, блок 3 умножегия, первый сумматор 4, первый блок 5 инвертирования, второй сумчато;. 6, "ум. 5 матор 7 модулей, квантователь 8, первый - третий блоки 9- 1 коьмутаци, второй блок 12 инвертирования, дешиф- ратор 13 и блок 4 кодирования. На чертеже обозначены вход 3 и вьхзды 16.В основе работы кодера лежит следующее.Поступающие на вход устройства восьмнраэрядные элементы телевизион- ) ного изображения оазбиваются на груп. ы по и элементов. Для каждой группы вычисляются три переменные; средняя яркость а группы, полусумма а модулей отклонений яркостей "лемагтов х кодируемой группы от а и матрица Б знаков: вслн х; Б щ Б 11 "Из кодов а, а, и Б формируется кодовое слово группы, которое передается в цифровой канал связи. На прц-" емной стороне элементы декодируемой группы квантуются на 2 уровня в соответствии с выражвииемф а, " а /п-Р, если Б 1 О,,1) где Р - число единиц кода Б,Заменой п уровней квантования ко 50 дируемой группы двумя, представляемыми а а и Б, происходит уменьшение психовизуальной избыточности ТВ изображений, Моделированием на ЭВИ установлено, что для и8 при кодирова 51 нии а, семиразрядным кодом, а а - пятиразрядным (простым отбрасыванием четырех младших разрядов) не прои.соди 1 замегного ухудшения визуального каче: тра дексдйруемых изображений.1 звестно, что детальность ТВ иэображений обладает аскируюцими свойстваьп, Порог обнаружения дефектов, искажений на равноркостных участкахораздо ниже чем на текстуре. Для расс патриваемого кодера признаком тек турь (детальности) кодируемой группы является второй коэффициент, Отличие его от нуля говорит о том, чго группа соответствуег текстуре на кодируемом изображении.Методом субт.,ективно-статистически экспертиз установлено, что отбрасьва-е при передаче трех младших разрядов а 1, для групп с аФ О, нериводит к появлению искажений на восстанавливаемых изображениях. При этом на приемаой стороне исключенные из передачи разряды а 1 приравниваются нулю, Для участков с а = О такое грубое квантование а, приводило к появлению искажений. В результате исгтаний уст,новлено, что при а= О игмальио до -таточное число разрядов, а, равно семиТаким образом, при аО три млад,их разрядаявляются психофизиолсгически избыточными и необходимость в их передаче отсутствует.Координатная избыточность а 1 и Б )и , = О следует иэ (1). 11 ри а = О е эл менты цекодируемой группы х ран" м а, и, слер;."отельно, для групп с а, = О отсутсгвует необходимость ь передаче как кода а, так и кода Б.Координатная избыточность а, и а гри а тО является следствием зависимости верхней границы изменения а от а, и Р для каждой кодируемой груп- пы(2), где а, - верхняя граница изменения а,Р -. верхняя граница изменения х,В рассматриваемом кодере реализуется следующий алгоритм перекодированияа, аиБ,Для групп равным нулю вторым коэффициентом а первой н торой разряды Б приравниваются первому (старше- му) разряду л третий и четвертый вторэму разряду :, пятыйщестой(3) О 0-15 16-31 32-47 48-63 31 496-511 третьему разряду, седьмой и нос.мойчетвертому разряду а При этом кодв, передается в канале без четырехстарших (Е, - Е,.) разрядов. Ес.паО то при Е = О код аг иивер-.г фтмруется, а в кая,"л не передаетсястарший и три младших (Е - Е,) разряда а,.Исключение из передачи четырехстарших разрядов а, при вг = О оказывается возможнымз"з -ого, что,как отмечалось, в случае в - О кодыа, и Б являк;тся избьт, ч;я.ч. о результате вышеизложенного изм-.еняБ при а, = О на прие 1 ой стоооьеопринятому кодучтрице д к с.можно однозначнс восстановить Е, - Г Араз так, что передача Е, - Еявляется избыточной и в предлагаемом устройстве реагпзовано исключение изпередачи Е - Е, при а,г = О, Данные разряды передаются вместо избьточной матрицы знаков Б (в случаеаг = О),Выше отмечаось, что при аг Ф Опсихофизиологически являются избыточными три младших разряда а,В рассматриваемом устройстве данные разряды при а г Ф О исключаютсь из передачи, Воэможность исключения из передачи старшего разряда Е, кода а,при аО с однозначным иосстаовлениа данного разряда на приемнойстороне является следствием координатной избыточности а, и а г,Если Ев " О, в к,нв. персдве;.яинверсное значение аг, если Епрямое, На приемной сторэне Г, восстанавливается следующим образом.Данный разряд приравнивается единицеи выполняется проверка следующего Если данное неравенство вьолняется, то разряд Е, и код а иив. ргируося,Исключение из .ередачи Е, с восстановлением его на приемной стороне, есть исключение координатной избыточности коэффициентов а, и а , Неравенство (3) получено из выражения (2) и на его основе реалия:,ван алгоритм исключения Е из передчи при а г р О.Иэ изложенного алгоритма перекодир ванин а а и Б следует, что при любом звчеи,; нв коЛировакие в,отво"ится три разряда често ш .сти.кодных, а разрядность а и 8 сохраняется.Диффереипв.ььС импульсньп кодертелевизионного сигнала работает следующим образом,На вход 15 поступает исходныи анацоговый сигнал, которьп преобразуе 1 ся в А 1 Ц 1 1 в цифровой поток, например, по методу ИИЧ. В блоке 2 памятиблагодаря задержкеОФрового потокасоздадутся ряд цифровых потоков, каж.Чый из которых соответствует одномуиз элементов многоэлементной алертурь - группы. Р соседних элементов ТВизображения, После умножения каждогопотока на весовой коэффициент 1/8 вблоке 3 эти потоки одновременно поступают в первый сумматор 4, где путем их суммирования вычисляют среднее значение а, по кодируемой группе, Во втором сумматоре 6 из цифровых потоков многоэлементной апертуры, поданных туда из блока 2 памяти,вычитается среднеезначение а поданное через блок 5 инвертирования.В сумматоре 7 модулей производитсявычисление полусуммь модулей отклонений яркостей элементов от а атакже матрицы знаков Б. Коды а аги Б поступают в квантователь 8, гдеосуществляется грубое квантование аи задержка а, и Б на время квантования а, Квантование осуществляетсяс. помощью входящего в состав квантователя 8 преобразователя кодов, навходы которого поступает девятиразрядный код а 1, а с выходов считывав 1ся пятираэрядный код в соответствиис таблицей Входной код выходной ХОдСоставитель О, РевинскийРедактор М. Бандура Техред 11.Олийссьск Корректор В. Романенко Заказ 4 б 97/57 Тираж 928 Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьстий13035, Москва, Ж, Раушсссас наб д, 45 Производственно-полигр ,ическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 14241С первых вьыодов квантоватесся 8снимается код а, с вторых н тре гьихвыходов - коды а, и 8 соответственно,Дешифратор 13 предназначен дляформирования сигнала, принимающегозначение 1 в т ом случае , когда в торой коэффициент а кодиру емой группырав ен 0 и с О - в противном случае .Сигнал с выхода д ешифр ато р а 1 3 явля-Оется управляющим дл я второго и третье го блоков 1 О, 1коммутации . Н авходы второго блока 1 0 коммут алиио с туп ае т шес ти ра э р ядный код а бе з. т арше го разряда Е , , а считываются5гри раэ р яда , Е сли сигнал на уп р а вля.ъем выходе данного бло к а0 рав енсинице , то считываются р аэ р яп ьс ЕЕ , в пр о тив н ом случае - Е , Е+ . В блоке 1 2 инв е р тиро в ею ся проис б,оди т инвертирование кода а , управ; сющим сигналом для первого блок а 9коммутации является старший р а э ря э Екод а а , . Е сли Е=- О, к ьых одам пе ,вого блока 9 коммутации подключаетсяа , в противном случа е - а, . В треть ем блоке 1коммутации происходитизменение разрядов матрицы эн яков поизложенному правилу вом случае ,когда а= 0 . В про ти . ном сл с ае квыходам третьего блокс 1 коммутацииподключается истинное э . аченче ЯКоды а с , аи Б передаются в блок4кодирования , где фо рмируе тс я ше ст надцатира э рядно е кодовое слово г руппы , Бвыдаваемое на в ыходы6 ,Таким о б ра з омпо сравнению с п сго типом в рассматриваемом кодере об есп ечивае тся более высокая с тепеньсжатия данных , в результате чего удается сократить разрядность выходногокодового слова с 1 9 до 1 б ,Формула изобретенияДифференциальный импульсный кодер 45телевизионного сигнала, содержащийаналого-цифровой преобразователь.,вход которого является входом кодера,деспифратори.сс:,сыйс суиматорпервыевссходьс которого через первый блокинвертирования соединены с соответствующими первьсми входами второго сумматора выходы которого через сумматор модулей подключены к соответствуюсш м первым входам квантователя,вьсходсс аналого-цифрового преобразователя соединены с входами блока памяти, вьсходы которого подключены к соот.ветствующим вторым входам второгосумматора и входам блока умножения,льсходьс которого подключены к входам.ервого сумматора, вторые выходы которого соединены с одноименными входамп квантоватс"ся, выходы первойгр"ссп.с которого подключены непосредссвенссо и церер второй блок инвертирования соответственно к первым ивторым информационным входам первогоблок коммутации, выходы которого содпнены с иерньсми входами блока кодиов;саня, вьсхопьс которого являются васкдами кодера о т л и ч а ю щ и й- я гем, что, с целью повышения информативности кодера, в него введены второй и третий блоки коммутации, нходьс дешифратора подключены к соотетствующим выходам первой группы ;сантователя, первый выход второйрушсьс которого соединен с управляющим входом первого и первым информационным входом первой группы третьего блоков коммутации, остальные выходы сзторой группы квантователя подключесьинформационным входам второго и ;,-иьссьсм информационным входам первой с рунпы третьего блоков коммутации выходы третьей группы квантователя соединены с информационньсми входами второй группы третьего блока коммутации, выход дешифратора подключ н к управляющим входам второго и третьего блоков коммутации, выходы которых соединены соответственно с вторыми и третьими входами блока кодиГ 4 сния