Система цифровой передачи и приема сигналов цветного телевидения

Ф Г СА н Й-е ЕТЕйИЯ Союз Советски оциалистическРеспублик О 76 ИЗ СХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Н 04 й 9/021УДК 621. 397. ,232.6(0888) с присо иеиием заявки й иоритет -убликоваио 1509.80.а опубликования опи ллетень 4 Оп Дат ния 15(72) Автор бретени Коган 71) Заявител(54 ТЕМА ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИ ИГНАЛОВ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ относится к телевизион ожет использоваться в предназначенных для го телевизионного сигпульсно-кодовой модуля Изобретениеной технике и мсистемах связи,передачи цветно 5нала методом имции,Известна система цифровой передачи и приема сигналов цветного телевидения, содержащая на передающей стороне аналого-цифровой преобразователь,первый кодирующий блок, преббразователь параллельного кода в последовательный, а на приемной стороне пре-образователь последовательного кодав параллельный, первый декодирующийблок, первый блок интерполяции,первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входамицифроаналогового: преобразователя 111.2 ООднако известная система имеетнизкую точность передачи сигналовцветного телевидения.Цель изобретения - повышение точности передачи сигналов цветного телевидения.Для этого в систему цидачи и приема сигналов цвлевидения, содержащ 1 ю настороне аналого-цифровой 3 е- перфровой переетного тепередающей преобраэоваО, фосударственный комитетС С С Р (23)но делам изобретенийи открытий тель, первый кодирующий блок,преобразователь параллельного кода в последовательный, а на приемной сторонепреобразователь последовательного кода в параллельный, первый декодиру 1 ощий блок, первый блок интерполяции,первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами О цифроаналогового преобразователя, напередающей стороне введены второй итретий кодирующие блоки, коммутатор,сумматор, блок управления, три регистра. Причем выход старших разрядови выход младших разрядов аналого-цифрового преобразователя подключены ксоответствующим входам коммутаторапервая пара выходов коммутатора сбдинена с соответствующими входамивого кодирующего блока, вторая паравыходов соединена соответственнос входами второго кодирующего блока,а третья пара;выходов - с входамитретьего кодирующего блока, кроме то го, выходы ф младших разрядов каждой пары выходов соединены непосредственно с соответствующими входамисумматора, другие три пары входов которого соединены с соответствующимивыходами первого, второго и третьегокодирующих блоков, а первый, второйи третий выходы сумматора соединеныс соответствующими первыми тремя входами первого регистра, первый и второй выходы которого соединены с первйм.и"вторым входами второго" регист-ра и с первым и вторым входами блокаУправления. Первый и второй выходывтброгь регистра соединены с первыми вторым входами третьеф регистраис третьим и четзертым входами бло 10ка управления, а первый и второйвыходы третьего"регистра соединенысоответственно с входом 2 -разрядов и входом служебного разряда преобразователя параллельного кода впоследовательный и соответственно- с пятым и шестым входами блока управления, первый выход блока управлениясоединен с четвертым входом первогорегистра, а второй выход блока управления соединен с третьим входом 20второго регистра. На приемной сторо-не системам цифровой передачи приема,и четвертый блоки интерполяции и сумматор, причем выход - разрядов11и выход служебного разЫда преобразователя последовательного кода впараллельный соединены с соответствую-З-"щими "входами коммутатора через после"довательно соединенные первый, второй и третий регистры, выходы служебногоразряда каждого иэ регистров сое.." динены соответственно с первым, вторыми третьим входами блока управления,а выход вразрядов второгорегист-2ра соединен с четвертым входом блока управления, первый выход блокау 1 равЪйния сОединен с третьим входом"первого регистра, второй выход блока 40" управления соединен с вторым входомкоймутатора. Первая пара выходов коммутатора соединена с соответствующи.ми"взводами"первогодекодирующегоблока,-вторай пара выходов соединена"свходами второго декодирующего блока,а"третья пара выходов -" с входамитретьего декодирующего блока, выходстарших разрядов, выход ф млад" ших разрядов каждого из декодирующихблоков соединены соответственно спевйми вторым входами второго, третвего и четвертого блоков"интерполяций;,"атретьй вхбды второго, третьего и четвертого блоков интерполяциисоединены с выходами служебного разряда каждой пары выходов коммутатора,выходы + старших и + младших раз рядов-соответственно второго, третьего и четвертого блокбв "интерполяциисоединены с шестью входами сумматора, первый и второй выХоды которого ""подЮФЧейы к "сроЫегствуйцим входампервого блбка"ийтерполяциИ",. при этомтретйй"выход блока уцравлеййМ Ьодключейй"ретье 34 "вйоуу"ъреФьегб"регист-" д ра, а четвертый выход блока управления подключен к соответствующему входу первого блока интерполяции.Второй, третий и четвертый блоки интерполяции содержат первый, второй и третий регистры, блок восстановления кода, цифровой блок сравнения, дешифратор, блок сложения, причем к нервому,второму и третьему входам блока интерполяции подключены последовательно соединенные первый, второй и третий регистры, первый и второй выходы первого и третьего регистров соединены с первйми четырьмя входами блока восстановления кода, кроме того, первые выходы первого и второго регистров соединены с первым и вторым входами цифрового блока сравнения, третьи выходы первого, второго и третьего регистров соединены с соответствующими тремя входами дешифратора, выход .цифрового блока сравнения и выход дешифратора соединены соответственно с первым и вторым входами блока сложения, выход которого подключен к пятому входу блока восстановления кода; при этом выход блока восстановления кода подключен к четвертому входу второго регистра, а выходами в " старших и младших разря 2 адов блока интерполяции являштся первый и второй выходы третьего регистраНа Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей части предложенной системы; на фиг. 2, 3 и 4 - ее приемной части.Система цифровой передачи и приемасигналов цветного телевидения содержит на передающей стороне шину 1 входного сигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, коммутатор 3 первый, второй и третий кодирующие блоки 4,5,6 соответственно, сумматор 7, три регистра 8,9,10, преобразователь 11 параллельного кода в последовательный, блок управления 12, канал 13 связи. На приемной стороне система содержит преобразователь 14 последовательнОго кода в параллельный, три регистра 15, 16, 17, коммутатор 18, первый, второй и третий декодирующие блоки 19, 20, 21 соответственно, первый, второй, третий и четвертый блоки 22, 23, 24, 25 интерполяции соответственно, каждый из которых содержит первый, второй и третий регистры 26, 27, 28 соответственно, блок 29 восстановления кода, цифровой блок 30сравнения, дешифратор 31, блок 32 сложения, блок управления 33 , сумматор 34, цифроаналоговыйпреобразователь (ЦАП) 35.Система работает следующим образом, Вещательный сигнал цветного телевидения по шине 1 входного сигнала поступает на вход АЦП 2, С выхода АЦР снимается цифровой эквивалент входного аналогового сигнала в виде последовательности и-разрядных двоичных кодовых групп в простом коде или кое Грея. -8- старших разрядов (перЗый выход АЪП) и 21 младших разрядов (второй выход АЦП) поступают на вход коммутатора 3, В коммутаторе 3 последовательность и-разрядных кодовых ,групп разбивается на три потока.старших и -1- младших разрядов 2 2каждого потока поступают соответственно на первые и вторые входы кодирующих блоков 4,5 и 6. Частота поступления кодовых групп на вход каждого кодирующего блока (1 ) определяется соотношением т = - (например, при Г,:12,9 мГц, 1 п =4,3 мГц) и близка к средней частоте цветовой поднесущей сигнала системы СЕКАМ..Каждый кодирующий блок работает в соответствии с принципами грубо- точной передачи, т, е. производится сравнение старших разрядов двух соседних кодовых групп. Если один иэ старших разрядов изменился (т.е.И переключение 1 -0 или 0 - 1), то старших разрядов поступают на первый выход кодирующего блока, а на его, второй выход подается служебная посылка в виде логической "1", означающая режим "грубой" передачи. Если в -. старших разрядах изменений не произошло, то на первый выход кодирующего блока поступают младших разрядов, а на его второй выход - логический "0", означающий режим " точной" передачи. +- разрядов и служебная посылка;соответственно с первого и второго выходов каждого иэ кодирующих блоков поступают на входы сумматора 7. На входы сумматора поступают такжемладших разрядов каждого2из трех потоков с выхода коммутатора 3,В сумматоре 7 происходит объединение сигналов трех потоков в один поток с частотой следования кодовых комбинаций Го,С выходов сумматора ф разрядов, полученных в результате грубо-точного кодирования, служебная посылка, позволяющая отличить режим "грубой" передачи от режима "точной" передачи, имладших разрядов соответствующей кодовой комбинации записываются в ячейки регистра 8, Регистры 8,9 и 10 и блок управления 12 служат для повышения точности передачи значений видеосигнала при резких изменениях уровня яркости видеосигнала. Содержимое регистра 8 через такт перезаписывается в регистр 9,в следующий такт - в регистр 10, С выходов регистра 10 - разрядов, полученныхИ2в результате грубо-точного кодирования (первый выход регистра 10), и служебная посылка (второй выход регистра 10) подаются на вход преобразователя 11 параллельного кода в последовательный и затем поступают навход канала 13 связи.С выхода канала связи через преобразователь 14 последовательного кода в параллельный - разрядов и слу 5жебная посылка поступают соответственно на первый и второй входы регистра 15 (фиг. 2). Регистры 15,16,17 иблок управления 33 служат для повышения точности передачи значений видеосигнала при резких изменениях уровня яркости видеосигнала. С выхода регистра 17 - разрядов и служебная поИ2сылка поступают соответственно на первый и второй,". входы коммутатора 18.Коммутатор 18, действуя так же,как коммутатор 3 на передаче, разбивает поток двоичных ко- .довых групп на три потока. Таким образом, с выходов коммутатора 18 . разрядов и, служебная посылка каждого по тока поступают соответственно на первый и второй входы декодирующих блоков 19, 20, 21 соответствующих потоков, В каждом декодирующем блоке производится восстановление И -разряд ной кодовой группы.Остарших разрядов (первый вы 2ход декодирующего блока), - младшихразрядов (второй выход декодирующего блока), а также служебная посылка соответствующего потока подаются Соответственно на входы регистров26 блоков интерполяции 23, 24, 25(фиг. 3).Затем в каждом потоке производится цифровая обработка с цельюуменьшения искажений видеосигнала приплавном пересечении уровней амплитудного квантования. Рассмотрим подробно операции, производимые над сигналами в первом потоке, в остальныхпотоках,все производится аналогично.40 В регистре 26, регистре 27 и регистре 28 записаны три последовательные и-разрядные кодовые группы и соответствующие служебные посылки. Плавному пересечению уровней амплитудно го квантования, соответствующих Пстаршим разрядам, соответствует наличие служебных посылок "01 в регистре 26, "1" в регистре. 27 и "0" врегистре 28. Дешифратор 31 в этомслучае подает логическую "1" на первый вход блока 32 сложения. Кроме того, цифровой блок 30 сравнения сравнивает ф старших разрядов, записанных в регистре 26 и регистре 27 и,если они отличаются не больше, чемна один уровень грубого квантования,подает логическую "1" на второйвходблока сложения. Логическая "1" с выхода блока сложения поступает на уйравляющий вход блока 29 восстановлениякода. Крометого, на входы блока восстановления кода поступают и-разрядные кодовые группы с регистра 26 и регистра 28. Блок 29 записывает в регистр 27 новую и-разрядную кодовую группу, полученную в простейшем случае линейной интерпойдцией, в .общемслучае функциональной, например синусоидальной, интерполяцией по кодовым группам, записанным в регистрах 26 и 28, Процедура интерполяциизначительно повышает качество передачи сигналов каждого из трех потоков.Аналогичная обработка производитсяв двух других блоках 24 и 25 интерполяции,и-разрядные кодовые группы с выходов регистров 28 блоков интерполя 10ции (первый выход - старшие - раэряИдов, второй выход - младшие " разрядов) поступают на вход сумматора 34(Фиг.4)15При резких скачках яркости видеосигнала первые три значения сигнала,непосредственно следующие за скачком, передаются с - разрядной точностью, поскольку ойи принадлежатк трем разным потокам. Однако, еслиэти три значения находятся в зонеодного и того же "грубого" уровняквантования, существует воэможностьточно восстановить третье после резкого скачка значение сигнала. С этой 25.целью на передающей стороне введенырегистры 8, 9, 10 и блок управления12 (фиг,.1) и на приемной стороне регистры 15, 16, 17 и блок управления33 (фиг.2). В регистрах 8,9,10 записаны три последовательные кодовыекомбинации, содержащие "3- разрядов,полученные в результате грубо-точного кодирования (первые выходы регистров) и собтветствующие служебныепосылки (вторые выходы регистров).Сигналы с выходов каждого из регистров 8,9, 10 подаются на блок управления 12. Блок управления 12 выявляет ту ситуацию, когда служебные посылкиво всех трех регистрах равны логической "1" и всеразрядйые двоичные комбинации равны между собой,т.е,- соответствуют одному и тому жеуровню грубого квантования. Блок управления 12.в этом случае заменяет 45на нулевую д. разрядную комбинациюв регистре 9. Кроме того врегистр8 вместо ранее записанных старшихгразрядов записываются . младшихразрядов той же кодовой группы, посту пающих с третьего выхода сумматора 7.Содержимое ячеек, регистров 8,9, 10,в которых записаны служебные посылкиостается беэ Изменений.На приемной стороне системы в регистрах 15, 16, 17 записываются трипоследовательные кодовые комбинации,содержащиеразрядов, полученныев результате грубо-точного кодироваг.ния (первые выходы регистров), исоответствующие служебные посылки 60(вторые выходы регистров). Сигналыс: вторых выходов регистров 15, 16,17, а также с первого выход"регистра 16, подаются на входы блока управления 33, Блок управления 33 .эыделяет те ситуации, когда служебные посылки, записанные в каждом регистре15,16, 17, равны "1", а ф разрядоваписанных в регистре 16, равны "0".В этом случае блок управления 33 записывает в регистр 15 вместо служебной посылки ф 1 ф служебную посылку "0"и запрещает перезапись э следующемтакте содержИМого регистра 16 в регистр 17. В данном такте на вход коммутатора 18 с выхода регистра 17 поступают - старших разрядов и служебная посылка "1", в следующем такте - те же З- старших разрядов и служебная посылка "1", а в третьем такте - ф младших разрядов и служебна посйлка "0". Таким образом, восстанавливается информация о точном значении сигнала на третьем тактовом интервале (периоде дискретизации) после резкого скачка яркости видеосигнала, .Блок управления 33 обеспечиваетчерез коммутатор 18 запись в декодирующий блок соответствующего потока(например, первого) на втором тактеИ. старших разрядов, а натретьем такте Л. младших разрядов,соответствующихзначению видеосигнала на третьем тактовом интервалепосле резкого скачка яркости видеосигнала. Ситуация, используемая дляпередачиинформации о точном значении сигнала,в реальнбм сигнале маловеррятна. Поэтому ошибочное срабатывание исключается. Действительно, используются три последовальные кодовые группы, вторая из которых нулеваяи каждая сопровождается служебной попылкой "1". Кодовая группа иэ - нуПлевых старших разрядов, например, прии=8 - это 0000 соответствует зоне, гдерасполагаются строчный и другие синхронизирующие импульсы телевизионногосигнала, имеющие длительность несколько микросекунд. Поэтому вероятностьрезкогоодиночного скачка видеосигнала в зону кодовой группы 0000 практически равна О. Зная местоположениепервой и третьей проб после резкогоскачка яркости видеосигнала, можноинтерполировать значение средней, вто-рой, пробы. Для решения последней задачи используется блок 22 интерполяции (Фиг,4 п - разрядные двоичныекодовые комбинации с выхода блока 22каждый такт поступают на выходы ЦАП35, с выхода которого восстановленный телевизионный видеосигнал поступает на шину выходного сигнала.Таким образом, предложенная система передачи позволяет обеспечить высокую точность передачи сигналов цветного телевидения системы СЕКАМ, исПользуемой в СССР,Формула изобретейия1. Система цифровой передачи и приема сигнапбв цветного телевидения, содержащее на передающей стороне аналого-цифровой преобразователь, первый, кодирующий блок, преобразователь параллельного кода в последовательный,а на приемной стороне преобразователь последовательного кода в параллельный, первый декодирующий блок,первый блок интерполяции, первый ивторой выходы которого соединены ссоответствующими входами цифро-аналогового преобразователя, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности передачи сигналов цветного телевидения, на передающей стороне введены второй и третий кодирующие блоки, коммутатор, сумматор,блок управления, три регистра, причемвыход старших разрядов и выход младших разрядов аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам коммутатора, первая пара выходов коммутатора соединена с соответствующими входами первого кодирующего блока, вторая т 1 ара 20выходов соединена соответственно свходами второго кодирующего блока,а третья пара выходов - с входамитретьего кодирющего блока, крометого, выходы - младших разрядов 25каждой пары выходов соединены непосредственно с соответствующимивходами сумматора, другие три парывходов которого соединены с соответ-ствующими выходами первого, второгои третьего кодирующих блоков, а первый, второй и третий выходы сумматора соединены с соответствующими первыми тремя входами первого регистра,первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами второго регистра,и с первым и вторым входами блока управления, первый и второйвыходы второго регистра соединены спервым и вторым входами третьего регистра и с третьим и четвертым входами блока управления, а первый и второй выходы третьего регистра соединены соответственно с входом - разрядов и входом служебного разрядапреобразователя параллельного кодав последовательный и соответственнос пятым и шестым входами блока управления, при этом первый выход блокауправления соединен с четвертым входом первого регистра, второй выход(, рблока управления соединен с третьимвходом второго регистра, на приемнойстороне введены три регистра, коммутатор, блок управления, второй и третий декодирующие блоки, второй, третий и четвертый блоки интерполяциии сумматор, причем выход -У- разрядови выход служебного разряда преобразователя последовательного кода в параллельный соединены с соответствующимивходами коммутатора через последовательно соединенные первый, второйи третий регистры, выходы служебногоразряда.каждого из,регистров соединены соответственно с первым, вторым,и третьим входами блока управления, 5 выход А разрядов второго регистра2соединен с четвертым входом блокауправления, первый выход блока управления соединен с третьим входомпервого регистра, второй выход блокауправления соединен с вторым входомкоммутатора, первая пара выходов коммутатора соединена с соответствующимивходами первого декодирующего блока,вторая пара выходов соединена с входами второго декодирующего блока, атретья пара выходов в , с входами третьего декодирующего блока, выходЯстарших разрядов, выход ф младшихразрядов каждого из декодирующих блоков соединены соответственно с первыми вторым входами второго, третьегои четвертого блоков интерполяции, атретьи входы второго, третьего и четвертого блоков интерполяции соединеныс выходами служебного разряда каждойпары выходов коммутатора, выходыстарших и - младших разрядов соот 2аветственно второго, третьего и четвертого блоков интерполяции соединеныс шестью входами сумматора, первыйи второй выходы которого подключенык соответствующим входам первого блока интерполяции, при этом третий выход блока управления подключен к третьему входу третьего регистра, а чет-,вертый выход блока управления подключен к соответствующему входу первогоблока интерполяции.2, Система по п.1, о т л и ч а ю-щ а я с ятем, что второй, третийи четвертый блоки интерполяции содержат первый, второй и третий регистры,блок восстановления кода, цифровойблок сравнения, дешифратор, блок сложения, причем к первому, второму и третьему входам блока интерполяции подключены последовательно соединенные первый, второй и третий регистры, первый и второй выходы первогои третьего регистров соединены с первыми четырьмя входами блока восстановления кода, кроме того, первыевыходы первого и второго регистровсоединены с первым и вторым входамицифрового блока сравнения, третьивыходы первого, второго и третьегорегистров соединены с соответствующи-.ми тремя входами дешифратора, выходцифрового блока сравнения и выходдешифратора соединены соответственнос первым и вторым входами блока сложения, выход которого подключен кпятому входу блока восстановлениякода, при этом выход блока восстановления кода подключен к четвертойу входу второго регистра, а выходами в старших и в. младших разрядовЯ Яблока интерполяции являются первый;и второй выходы третьего регистра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 91344312,л. Н 4 Г,опублик, 23.01.74 (прототип).