Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик О НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1 766039 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. КЛ. Н 04 Н 7/18 с присоединением заявки РЙ Государственный комитет Н 04 Ь 25/49(23) Приоритет Опубликовано 23.09.80. Бн 1 ллетень Лф 38 Дата опубликования описания 28,09,80,по делам нзобретеннй н откоытнй(7 ) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ БИФРОВЫХ ТЕЛЕВИЗИО 1 НЫХ СИГНАЛОВ 3 Изобретение относятся к телевидению и может использоваться в системахприкладного и космического телевидения, видеотелефонии и видеозаписи телевизионных программ.Известно устройство для сжатия5 цифровых телевизионных сигналов, содержащее последовательно соединенные блок поразрядного сравнения, блок выбора передаваемого символа, блок кодирования и блок коммутации, блок управления па 1 О мятью и блок памяти, первый выход которого соединен с первым входом блока поразрядного сравнения, второй выход - с блоком управления памятью, блок установ 15 ки опорного уровня, вхол которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с формирователем кола синхронизации, со вторым входом блока памяти и с первым входом блока интервалов времени, первый выход которого соединен г, другим входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход - со вторим входом блока коммутации, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом, выход формирователя кода синхронизации соединен со вторым входом блока кодирования 1 11Однако известное устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов не позволяет получить коэффициент сжатия больше, чем Гол ттт(бои (6 о пт 1 при определенном психометрическом качестве восстановления изображения.Цель изобретения - увеличение коэффициента сжатия, при сохранении качества восстановления изображения.Для этого в устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, содержатцее последовательно соединенные блок поразрядного сравнения, блок выбора передаваемого символа, блок кодирования и блок коммутации, блок управления памятью и блок памяти, первый выход которого соединен с первым входом блока поразрядного сравнения, второй вью ход - с. блоком управления памятью, блок66039 4 четвертым входом блока -.двига входногокода, кроме того, второй вход формироор- вателя кода коррекции соединен с первымвыходом регистра памяти.На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногоустройства; на фиг; 2 - блок коррекциивходного сигнала, вариант выполнения.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 поразряд;ного сравнения, блок 3 выбора передаваемого символа, блок 4 кодирования,блок 5 управления памятью, блок 6 памяти, блок 7 установки опорного уровня,формирователь 8 кода синхронизации,блок 9 коррекции входного сигнала, селектор 10, блок 11 управления селектором, блок 12 коммутации, блок 13 интервалов времени.Блок 9 коррекции входного сигнала(см. фиг, 2) содержит блок 14 сдвигавходного кода, формирователь 15 кодакоррекции, дешифратор 16 кода коррекции, регистр памяти 17,Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов работает следующим образом.Полный видеосигнал поступает одновременно на вход аналого-цифровогопреобразователя 1 и вход блока 7 установки опорного уровня. В блоке 7 производится формирование стартового импульса, которым устанавливаются висходное состояние триггеры в блоках359, 6 и 11, сбрасывается тактовый генератор и запрещается его работа навремя передачи в канале специальногосинхрокода, который начинает вырабатывать формирователь В кода синхронизации. По окончании действия стартовогоимпульса автоматически начинает работать блок 13 интервалов времени, гдеформируется импульс выборки в моментывремени 1 фиксирующие границы интервала временной дискретизации, который за-45держивается внутри этого интервала навремя О СС 2 с(, (Ои при этом вырабатываются сдвинутыетактовые импульсы о,150соответственно регламентирующие во времени работу устройства.В моменты времени 1,кодовые последовательности с выхода аналого-цифрового преобразователя 1, содержащиеП 30 бЯ разрядов, параллельно через55блок 9 поступают на вход блока 2, надругой вход которого подается с блока6 та же кодовая последовательность,3 7 установки опорного уровня, вход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с ф мирователем кода синхронизации, со вто рым входом блока памяти и с первым входом блока интервалов времени, первый выход которого соединен с другим входом аналоог цифрового преобразователи, а второй выход - со вторым входом блока коммутации, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом выход формирователя кода синхронизации соединен со вторым входом блока кодирования, введены блок коррекции входного сигнала, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с третьим выходом блока интервалов времени, третий вход - с выходом блока установки опорного уровня, четвертый вход - с первым выходом блока памяти, первыи выход соедййей с другим входом блока коммутации, второй выход - с другим входом блока поразрядного сравнения блок управления селектором, выход Которого соединен с пятым входом блока коррекции входного сигнала, первый вход - с первым выходом блока коммутации, второй вход- с выходом блока уста- ановки опорного уровня, селектор, первый вход которого соединен с выходом блока управления селектором, второй вход - с выходом блока выбора передаваемого символа, третий вход - со вторым выходом блока коммутации, а выход - со вторым входом блока кодирования, третий , вход которого соединен с первым вы- ходом блока коммутации, а четвертый вход с четвертым выходом блока интер валов времени.При этом блок коррекции входного сигнала содержит последовательно соединенные блок сдвига входного кода, формирователь кода коррекции, дешифратор кода коррекции и второй регистр памяти, выход которого соединен со входом блока поразрядного сравнения, а другой вход - с другим выходом блока сдвига входного кода, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с блоком установки опорного уровня, третий вход соединен со вторым входом дешифратора кода коррекции и выходом - с блоком интервалов времени, причем третий вход дешифратора кода коррекции соединен с выходом блока управления селектором, ,второй выход соединен со вторым входом блока коммутации, а третий выход - с но задержанная на один тактовый интер39 ф.) 7660 вал и сформированная в соответствии с алгоритмом восстановления кодовой по. следовательности перед преобразованием ее в аналоговый сигнал на приемной стороне, Результат сравнения кодов в виде П разрядного кода измеяений "нулей" и единиц подается параллельно на двход блока 3, где иэ кода изменений выде)ляется изменение, происшедшее в самом старшем разряде, или символ, преднаэ 10 наченный для передачи в канал. Код символов, содержащий в одном:РазРяде "единицу", в иразрядах "ноль, поступает одновременно на вход блока 5 управления памятью и в селектор 10. В зави 15 симости от вида кода на выходе аналогоцифрового преобразователя 1 блок 5 производит восстановление текущего кода из предыдущего по известному символу.Восстановленный код записывается в29 блок 6, каждый изО разрядов которого содержит на выходе триггер с разрешением.В момент прихода разрешающего импульса код подается с выхода блока 625 параллельно в блок 2 и в блок 9. Так как изменения в старших разрядах исходной кодовой последовательности на входе блока 3 редки, то код символов на выходе блока 3 с большой вероятностью30 изменяется в младших разрядах.На входе селектора 10 код символов разбивается нагрупп в соответствииГ с законом распределения появления символов в разрядах. С выхода селектора 10 й/К разрядный код группы, в которой содержится передаваемый символ, подается на вход блока 4, где исходному О разрядному коду символов ставится в соответствие новый код, содержащийцРо, ( - "+к)разрядов, который в моменты отсутствия специального кода синхронизации, вырабатываемого формирователем 8 в начале каждой строки, выдается на выход блока 4 в последовательном или параллельном виде в моменты времени, за,раваемые блоком 13. Номер группы устанавливается на выходе блока 11, который представляет собой схему с К устойчивыми состояниями, а смена номера группы в блоке 11 производится 4-ым импульсом, который вырабатывается в блоке 13 и распределяется в блоке 12 на один иэ его Квыходов. При этом, информация о К -1 моменте смены группы подается соответствующим тактовым импульсом с блока 9. Если эта информация отсутствует, то-ым тактовым импульсом производится стробирование селектора 10 и изменейие кода в блоке 6, 1 ежиежиы ра ,боты блока 12 устанавливается таким образом, чтобы стробирование селектора 10 и изменение кода в блоке 6 в момецт смены группы задерживалось на время переключения, кратное интервалу вреМенной дискретизации, Это необходимо для того, чтобы в блоке 41 - ым тактовым импульсом, сформировать специальнйй ,код, который должен однозначно восприниматься приемником как информация о том, что последующие коды относятся к другой группе. При этом, потеря информации об изменении амплитуды сигнала при приеме специальной информации возмещается повторением предшествующего значения кода.Йля компенсации на приемной стороне амплитудно-фазовых искажений, обусловленных необходимостью передачи спьциальной информации, введен блок 9, в котором производится анализ входной кодовой последовательности, и по результатам анализа с одной стороны выбирается удобный момент для передачи информации о смене группы, а с другой стороны минимизируется число смен групп, При этом устанавливается более высокий приоритет обслуживания групп с меньшей вероятностью появления символов. Это позволяет естественно перераспределять искажения при восстановлении в те области изображения, где сосредоточена менее значимая для получателя семантическая информация. Блок 9 работает следующим образом.Коды с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 накапливаются в блок 14 сдвига входного кода, который представляет собой И регистров сдвига. В формирователе 15 кода коррекции непрерывно осуществляется сравнение групп кодов, находящихся в блоках 14, 6 и 11. Сформированный на выходе формирователя 15 код совместно с кодом группы на выходе блока 11 образует полный код коррекции, который непрерывно подвергается дешифрированию в дешифраторе 16, на выходе которого стробирующим тактовым импульсом с блока 13 вырабатывается исполнительная команда. Эта команда либо осуществляет принудительный сдвиг кодов в блоке 14, либо вносит изменения в состояния разрядов текущего кода с целью сохранения номера копируемой группы, Реализация оператора сдвига дает возможность всегда25 30 обеспечить при восстановлении точное фазирование группы с наивысшим приори-. тетом, а также темп нарастания амплитуды восстанавливаемого сигнала, наиболее близкий к исходному, При появлении команды о смене групп запись текущего кода в регистр памяти 17 запрещается, а тактовый импульс, который выполняет эту-операцию, посылается на запуск соответствующего К -1 формирователя в блоке 12.Положительный эффект увеличения сжатия достигается введением селектора, за счет разбиения в нем кода символов нередко кодированием на группы в завиесимости от статистики изменений и кодирования для передачи в канал кода символов группы. При этом момент смены номера группы отличается передачей специального кода, а дополнительные амппитудно-фазовые искажения, которые имеют место в момент передачи этого кода, компенсируются введением корректора входного сигнала, в котором коррекция производится либо искусственным сдвигом последовательности, либо искусственной инверсией отдельных раз-. рядов текущего кода,по определенной программе. Введение такого корректора и допопйительных блоков управления позволяет при увеличении сжатия сохранить психометрическое качество восстановленного изображения. формула изобретения 1. Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, содержащее последовательно соединенные блок поразрядного сравнения, блок выбора передаваемого символа, блок кодирования и блок коммутации, блок управления пажмятьк 1 и блок памяти, первый выход которого соединен с. первым входом блока поразрядного сравнения, второй выход - с блоком управления памятью, блок установки опорного уровня, вход которого соединен со входом аналогоцифрового преобразователя, а выход соединен с формирователем кода синхронизации, со вторым входом блока памяти и с первым входом блока интервалов времени, первый выход которого соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, а второй вьасод - со вторым входом блока коммутации, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом выход формирователя кода синхронизации соединен совторым входом блока кодирования,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сцелью увеличения коэффициента сжатия,выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом введенного блока коррекции входного сигнала,второй вход которого соединен с третьимвыходом блока интервалов времени, третий вход - с выходом блока установкиопорного уровня, четвертый вход - с первым выходом блока памяти, первый выход соединен с другим входом блока коммутации, второй выход - с другим входом блока поразрядного сравнения, а пятый вход блока коррекции входного сигнала соединен с выходом введенного блока управления селектором, первый входкоторого соединен с первым выходомблока коммутации, а второй вход - с выходом блока установки опорного уровня,кроме того, выход блока управления селектором соединен с первым входом введенного селектора, второй вход которого соединен с выхолом блока выбора передаваемого символа, третий вход - со вторым выходом блока коммутации, а выход - со вторым входом блока кодирования, третий вход которого соединен с первым выходом блока коммутации, а четвертый вход - с четвертым выходом блока интервалов времени,2. Устройство по п. 1, о т и и ч а -ю щ е е с я тем, что блок коррекции входного сигнала содержит последовательно соединенные блок сдвига входногокода, формирователь кода коррекции, дешифратор кола коррекции и регистр па-.мяти, выход которого соединен со входомблока поразрядного сравнения, а другойвход - с другим выходом блока сдвигавходного кода, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с блокомустановки опорного уровня, третий входсоединен со вторым входом дешифраторакода коррекции и выходом - с блокоминтервалов времени, причем третий входдешифратора хода коррекции соединен свыходом блока управления селектором,второй выход соединен со вторым входом блока коммутации, а третий выход -с четвертым входом блока сдвига входного кода, кроме того, второй вход формирователя кода коррекции соединен спервым выходом блока памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 582588, кп. Н 04 Ь 25/19,30.12.77 (прототип).766039Фиа 1Составитель Е,Голуб Редактор Т,Клюкина Техре . Рейвес Ко екто Г. Наз ова Заказ 6529/54 Тираж 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 3 3035 Москш ЖРаушская наб,1,Ц 4,5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4