Система передачи телевизионного сигнала

Номер патента: 1104691

Авторы: Векуа, Харатишвили

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХссцимпъиеаажРЕСПУБЛИК 09 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДУПЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Грузинский ордена Ленина иордена Трудового Красного Знамениполитехнический институтим. В.И, Ленина(54) (57) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, первый блок задержки и умножитель, выход которого соединен с первым:входом блока .вычитания и вторым входом сумматора, а на приемной стороне система содержит преобразователь кода и последовательно соединенные сумматор, первый блок задержки и умножитель, выход которого соединен с первым входом сумматора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения искажений при передаче высоко. контрастных перепадов изображений,на передающей стороне введены последовательно соединенные блок обнаружения перегрузки по крутизне, формирователь управляющего сигнала и коммутатор, а также второй блок задержки, включенный между входом блока обнаружения перегрузки по крутизне и вторым входом блока вычитания, и инвертор, включенный между выходом блока квантования и вторым входом коммутатора причем выход блока квантования соединен с третьим входом коммутатора, а выход умно- жителя соединен с вторым входом формирователя управляющего сигнала, а на приемной стороне введены блок 3 обнаружения перегрузки по крутизне, б лок сумматоров и коммутатор, включенные последовательно межцу выходом преобразователя кода и вторым входом сумматора, а также второй блок за- ф д ржкн, включенный между выходом прее образователя кода и вторым входом коммутатора, и формирователь управляющего сигнала, включенный между вторым выходом блока обнаружения пере. грузки по крутизне и третьим входомкоммутатора, причем выход формирователя управляющего сигнала соединен с вторым входом блока сумматоров.Изобретение относится к средствамсвязи и может быть использовано припостроении цифровых телевизионных ивидеотелефонных систем,Наиболее близкой по технической 5сути к предлагаемой является система передачи телевизионного сигнала,содержащая,на передающей сторонепоследовательно соединенные блок вычитания, блок квантования, преобра 1 Озователь кода, сумматор, первый блокзадержки и умножитель, выход которого соединен с первым входом блокавычитания и вторым входом сумматора,а на приемной стороне - преобразователь кода и последовательно.соединенные сумматор, первый блок задержки и умножитель, выход которого соединен с первым входом сумматора 11.Недостатком системы является возникновение шумов перегрузки по крутизне при передаче высококонтрастныхперепадов изображений, посколькуразностный сигнал, полученный навыходе блока вычитания, превышаетдинамический диапазон квантующейхарактеристики блока квантованияи ограничивается. Шумы перегрузкипо крутизне могут проявляться наиэображении как линейные и нелинейные искажения и ухудшают качествовосстановленного изображения, Устранение шума перегрузки по крутизнепутем увеличения уровней квантования неэффективно, так как при этомувеличивается линейная скорость передачи информации.Цель изобретения - уменьшениеискажений при передаче высококонтрастных перепадов изображений. 40Поставленная цель достигаетсятем, что в систему передачи телевизионного сигнала, содержащую напередающей стороне последовательносоединенные блок вычитания, блок 45квантования, преобразователь кода,сумматор, первый блок задержки иумножитель, выход которого соединенс первым входом блока вычитания ивторым входом сумматора, а на приемной стороне система содержит преобразователь кода и последовательносоединенные сумматор, первый блокзадержки и умножитель, выход которогосоединен с первым входом сумматора, 55на передающей стороне введены последовательно соединенные блок обнаружения перегрузки по крутизне, формирователь управляющего сигнала икоммутатор, а также второй блок задержки, включенный между входомблока обнаружения перегрузки покрутизне и вторым входом блока вычитания, и инвертор, включенный между выходом блока квантования и вторым входом коммутатора, причем выходблока квантования соединен с третьимвходом коммутатора, а выход умножителя соединен с вторым входом формирователя управляющего сигнала, а наприемной стороне введены блок обнаружения перегрузки по крутизне, блоксумматоров и коммутатор, включенныепоследовательно между выходом преобразователя кода и вторым входомсумматора, а также второй блок задержки, включенный между выходомпреобразователя кода и вторымвходом коммутатора, и формирователь управляющего сигнала, включенный между вторым выходом блока обнаружения перегрузки по крутизне итретьим входом коммутатора, причемвыход Формирователя управляющегосигнала соединен с вторым входомблока сумматоров,На фиг,1 представлена структурнаяэлектрическая схема передающейстороны системы передачи телевизионного сигнала, на Фиг,2 - структурная электрическая схема приемной стороны системы передачи телевизионного сигнала, на фиг. 3 шкала квантования телевизионногосигнала, на фиг.4 - структурнаяэлектрическая схема блока обнаружения перегрузки по крутизне передающей стороны,Система содержит на передающейстороне второй блок 1 задержки,блок 2 вычитания, блок 3 квантования, преобразователь 4 кода, сумматор 5, первый блок 6 задержки, умножитель 7, блок 8 обнаружения перегрузки по крутизне, формирователь 9управляющего сигнала, коммутатор 10,инвертор 11, на приемной сторонепреобразователь 12 кода, второй блок13 задержки, коммутатор 14, сумматор 15, первый блок 16 задержки,умножитель 17, блок 18 обнаруженияперегрузки по крутизне, формирователь19 управляющего сигнала, блок 20сумматоров.Блок 8 обнаружения перегрузкипо крутизне содержит резистор 2130 сдвига, первый, второй и третий вычитатели 22-24 и разрешающий узел 25,Система передачи телевизионного сигнала работает следующим образом.На первый вход блока 2 вычитания через второй блок 1 задержки подается входной видеосигнал, представленный, например, параллельным восьмиразрядным двоичным кодом (фиг.1). В блоке 2 из входного видео О сигнала вычитается задержанное в петле обратной связи, например, на период дискретизации значение видеосигнала. Полученное разностное значение двух соседних отсчетов 5 квантуется в блоке 3 по нелинейной шкале, что позволяет, учитывая свойства зрения, значительно сократить число уровней квантования. Так,например, при 256 уровнях квантования 20 входного видеосигнала достаточно 16 уровней при нелинейном квантовании разностного сигнала. Квантованное значение разностного сигнала преобразуется для передачи по каналу 25 связи блоком 3 в четырехразрядный код Грея, один разряд которого содержит информацию о знаке разностного сигнала.1Для выполнения арифметических операций в петле обратной связи в преобразователе 4 код Грея преобразуется в восьмиразрядный двоичный код, В сумматоре 5 происходит сложение текущего разностного значе- З ния с предыдущим отсчетом, задержанным в первом блоке 6 задержки и умноженным в умножителе 7.При отсутствии шумов перегрузки или при наличии нераспространяющихся 40 шумов перегрузки сигнал формирователя 9 позволяет коммутатору 10 пропускать на выход кодовые комбинации, поступающие с блока 3.При наличии высококонтрастных 45 перепадов изображения в блоке 8 происходит обнаружение перегрузки по крутизне и определение величины ожидаемого значения шума перегрузки. В блоке 8 анализируются истинные Ы значения входного видеосигнала, а в полученных ошибках предсказания не будут учтены шумы квантования, вносимые нелинейной шкалой квантования блока 3 квантования. При превы- у шении ошибкой предсказания, полученной з блоке 8,значения максимального уровня квантования блока 3 на величину, равную. половине максимальногошага квантования, и при распространении шума перегрузки по крутизнена несколько отсчетов, в блоке 8формируется сигнал о наличии и величине (в долях числа отсчетов) перегрузки по крутизне, который поступает в формирователь 9 управляющегосигнала.В формирователь 9 поступает такжепредсказанный сигнал с умножителя7. Если с выхода блока 8 поступаетсигнал о наличии и величине ожидаемой перегрузки по крутизне и одновременно предсказанный сигнал,поступающий с умножителя 7, удовлетворяет одному из двух условийХ сУ Х Х -УпР Ун, ХпР Хтпах йгде Х - предсказанный сигнал,Х- максимальное значениевходного видеосигнала,У - максимальный уровеньквантования,то формирователь 9 выдает сигнал управления соответствующей длительности (в соответствии с величинойперегрузки в долях числа отсчетов)и коммутатор 10 пропускает на выходпередающей стороны системы инвертированные значения разностных сигналов, поступающих с инвертора 1.Очевидно, что первое из этих разностных сигналов будет соответствовать максимальному уровню квантования с положительным или с отрицательным знаком в зависимости отзнака перепада.Второй блок 1 задержки задерживает входной сигнал с целью получения разностного сигнала послеанализа истинных значений видеосигнала, т.е. после обнаружения вблоке 8. Таким образом, при наличииперегрузки по крутизне в каал связи передаются такие значения разностных сигналов, алгебраическаясумма которых с предсказанными значениями выходит за пределы динамического диапазона входного сигнала(при 256 уровнях квантования этасумма будет или отрицательна илибольше числа 255).Это обстоятельство лежит в основеобнаружения на приемной сторонекодовых комбинаций, соответствующихперегрузке по крутизне.Принятый разностный сигнал, представленный в коде Грея, преобра 1104691О где М - величина перегрузки по 40перкрутизне в долях числаотсчетов,и определяется с помощью выраженияХвх= - (,1), Х х.(Ц45 где Х- значение входного видеосигнала.Следует отметить, что величину И следует округлить до ближайшего большего целого числа. 50Таким образом, в случае отсутствия перегрузки по крутизне сигнал с выхода преобразователя 12 через второй блок 13 задержки, который осуществляет задержку входного сиг нала на величину, необходимую для анализа разностных сигналов, и коммутатор 14 поступает на вход эуется в преобразователе 12 ввосьмиразрядный двоичными код и поступает на блок 18 обнаружения перегрузки по крутизне (фиг.2).В блоке 18 сравниваются поступающие кодовые комбинации раэностногосигнала и предсказанные значениясигнала, Если алгебраические суммыэтих значений выходят за пределыдинамического диапазона входногосигнала, то блок 18 выдает сигнало наличии перегрузки.Величина перегрузки в доляхчисла отсчетов определяются путеманализа кодовых комбинаций, соответствующих перегрузке, т.е, анализируется число кодовых комбинаций,соответствующих максимальному уровнюквантования. По сигналу блока 18в формирователе 19 управляющегосигнала формируется сигнал управленияопределенной длительности. В этот момент в блок 20 сумматоров поступают с первого выхода блока 18 иарифметически складываются декодированные значения кодовых комбинаций .разностного сигнала, соответствующих перегрузке (число этихзначений определяется величинойперегрузки), далее добавляется сиг- ЗОнал о знаке и пропускается на выход коммутатора 14 по сигналуформирователя 19. Управляющий сигналпосле этого приравнивает к нулюопределенное число разностных сигналов, число которых определяетсясоотношением,сумматора 15, в котором он суммируется со значением предыдущего отсчетавидеосигнала и далее через первыйблок 16 задержки и умножитель 17поступает на выход системы.При наличии перегрузки по крутизне сигнал на второй вход сумматора15 поступает через коммутатор 14 свыхода блока 20 сумматоров, в котором вычисляется значение входногосигнала, причем определенное числоразностных сигналов приравниваетсянулю,Работа блока 18 обнаружения перегрузки по крутизне определяется видом шкалы квантования (фиг.3) и алгоритмом предсказания,На вход регистра 21 сдвига (фиг.4)поступают истинные значения входного видеосигнала. Иэ-за того, чтомаксимальная величина перегрузки приданной характеристике шкалы квантования равна трем, так как на основе выражения (2) получаем"иер еа=, = 93 = 3 отсчета н и предсказание осуществляется по первому предыдущему элементу, происходит анализ четырех истинных зна,чений входного видеосигнала, следующих последовательно друг за другом (например, обозначим их как 1, 2, 3, 4 или 2, 3, 4, 5 и т.д.). На выходах вычитателей 22-24 получаются раэностные значения между двумя соседними отсчетами, например, из второго вычитается первый, из третьего вычитается второй и т.д. Результаты вычитания поступают в разрешающий узел 25, где происходит сравнение абсолютных величин разностей, полученных вычитателями 22-24, с величиной,. равной сумме максимального уровня квантования и половине максимального шага квантования. Здесь же происходит обнаружение величины перегрузки,П р и м е р. Допустим, что истинные значения входного видеосигнала в трех последовательных отсчетах равны О, 125, 125 соответственно.Тогда в вычитателе 22 получается разность 125-0=125, а в вычитателе 23 - разность 125-125=0. Значения разностей 125 и 0 поступают в разрешающий узел 25. Так, как12593+ = 1032и вторая разность равняется нулю(т,е. шум перегрузки распространяется на два отсчета), разрешающийузел 25 выдает сигнал (например,01) о наличии, распространении ивеличине (разной двум отсчетам)шума перегрузки, который поступаетв формирователь 9. В формирователь9 поступает также предсказанныйсигнал (следует отметить, что истинное значение входного видеосигнала0 участвует в формировании предсказанного сигнала). Допустим Хр, 2,так как Х= 2 с (У = 93), Формирователь 9 выдает сигнал управлениякоммутатором 10, который пропускаетна выход системы инвертированные значения разностных комбинаций. Дляпримера получаются две разности4(125-93)=39,где ( ) - квантованная величина соответствующей разности. В канал связи в этот момент посылаются кодовые комбинации, соответствующие ("93) и ( 39),На приемной стороне (фиг.2) из-за того, что алгебраическая сумма Х + (-93) = 2 + (-93) =-91 выхо"Рдит за пределы динамического диапазона входного видеосигнала, происходит обнаружение кодовых комбина ций, соответствующих перегрузке.Так как величина 93 повторяется один раз, формирователь 19 выдает сигнал о наличии и величине перегрузки, равной двум отсчетам. В блоке 20 сумматоров суммируются величины (-93) и (- 39) и получается: 93 + 39 = 132. На выход коммутатора 14 в этомслучае пропускаются значения 132 15 и О. В результате шум перегрузки,который равнялся бы 125-93=32, уменьшается до 132-125=7. Следует отме тить, что шум такой величины на перепаде в 125 практически незаметен.20Устранение шумов перегрузки в системе передачи телевизионного сигналас помощью дифференциальной импульсно-кодовой модуляции дает воэмож ность существенно повысить субъективное качество восстановленногоизображения и улучшить объективныепоказатели такой системы при передаче испытательных сигналов. При этомсистема усложняется незначительно.104691 Составитель Н. СорокопудТехред Т.Маточка Корректор С. Че Редактор Е. Лушнико филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 аказ 5323/44 Тираж 635,ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушсПодписноеомитета СССРоткрытийая наб д. 4/5

Смотреть

Заявка

3502869, 18.10.1982

ГРУЗИНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА

ХАРАТИШВИЛИ НОДАРИ ГЕОРГИЕВИЧ, ВЕКУА ТАМАЗ АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H04N 7/18

Метки: передачи, сигнала, телевизионного

Опубликовано: 23.07.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1104691-sistema-peredachi-televizionnogo-signala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Система передачи телевизионного сигнала</a>

Похожие патенты