Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов

1059702 блока коммутации, при этом вход первого регистра памяти соединен с пер-вым выходом суммирующего регистра,второй выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения,третий выход первого блока коммутациисоединен с входом третьего регистра 1Изобретение относится к технике электрической связи, в частности к передаче телевизионных изображений в замкнутых телевизионных системах, и может быть использовано для телеграфной связи, а именно в устройствах с преобразованием кода внутри передатчика.Известно устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, со держащее аналого-циФровой преобразователь, блок сравнения, блок выбора передаваемого символа, кодер, блок управления памятью, блок памяти, причем выход аналого-циФрового 15 преобразователя подключен к входу блока сравнения, на другой вход которого подается информация о состояниях разрядов кода предыдущегоотсчета, хранящихся в блоке памяти, блок сравнения определяет в каком из разрядов кода происходят изменения и передает эту информацию на вход блока выбора передаваемого символа, который выбирает изменения, 25 которые несут максимальную информацию об изменении яркости телевизионного ТВ 1 изображения, в первую очередь это изменения с участием старших разрядов, Номера разрядов, в которых происходят изменения, кодируются блоком кодирования и передаются в канал связи. Блок управления памятью устанавливает триггеры блока памяти в соответствии с принятым алгоритмом, т.е. состояние триггеров разрядов кода, в которых происходят изменения, изменяется на противоположное, а триггеры всех более младших разрядов устанавливаются в состояние,противоположное новому состоянию тригге ра разряда, в котором произошло изменение 1. Недостаток устройства - плохаячет.- кость восстановленного иэображения, 45 обусловленная передачей малого количества информации об изменении символовпередаются только изменения символа в одиом, самом старшем из изменившихся разрядов у. 50 памяти, выход которого соединен спервым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединенс вторым выходом второго регистрапамяти и шестым входом второго блокакоммутации. 2Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов содержащее блок установки опорного уровня, аналого-цифровой преобразователь, Формирователь интервалов времени, первый,и второй блоки коммутации, Формирователь кода синхронизации, элемент задержки, суммирующий регистр, первый, второй и третий регистры памяти, четыре блока сравнения, блок выбора передаваемых символов, блок кодирования, блок управления памятью, блок памяти. блок памяти младших разрядов, два блока разрешения записи, блок деления, блок памяти кода канала, блок управления памятью мпадших разрядов, причем первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен через последовательно соединенные первый блок коммутации, элемент задержки, суммирующий регистр, третий, первый и второй регистры памяти с первым входом первого бпока сравнения, выход которого соединен с входом блока выбора передаваемых символов, первый выход которого соединен с первым входом блока управления памятью, второй выход - с первым входом блока кодирования, второй вход которого соединен с выходом формирователя кода синхронизации, выход блока управления памятью соединен с первым входом блока памяти, второй выход которого соединен одновременно с выходом блока установки опорного уровня, входом Формирователя кода синхронизации и первым входом формирователя интервалов времени, второй вход которого соединен с вторым выходом аналогоцифрового преобразователя, первый выход соединен с вторым входом первого блока коммутации, а второй выход соединен одновременно с первым входом второго блока коммутации, первым входом первого блока разрешения записи, четвертым входом второго блока разрешения записи, первым входом блока памяти кода канала ивходом блока деления, выход которогосоединен с пятым входом второго блока разрешения записи и первым входомблока управления памятью младших разрядов, второй вхОд которого соединенс выходом блока памяти кода канала,третий вход соединен с выходом блокакодирования, вторым входом блока памяти кода канала и четвертым входомвторого блока коммутации, второй выход первого блока коммутации соединен 1 Ос вторым входом суммирующего регистра, второй выход второго регистра памяти соединен с первыми входами второго и третьего блоков сравнения,второй вход третьего блока сравнения 15соединен с вторым выходом первого регистра и первым входом четвертогоблока сравнения, первый выход соединен с третьим входом блока памятикода канала и вторым входом первого 2 Облока разрешения записи, второй выходсоединен с первым входом второго блока разрешения записи, второй выходтретьего регистра памяти соединен свторым входом второго блока сравнения 5выход которого соединен с вторым входом второго блока разрешения записи итретьимвходом первого блока разрешения записи, четвертый вход которогосоединен с третьим выходом второгорегистра памяти и третьим входом второго блока разрешения записи, первыйвыход соединен с третьим входом блока памяти, а второй выход - с первымвходом блока памяти младших разрядови четвертым входом блока памяти, пятый вход которого соединен с первымвыходом второго блока разрешения записи и вторым входом второго блокакоммутации, а второй выход - с вторым входом блока управления памятью, 4 Овторой выход суммирующего регистрасоединен.с вторым входом четвертогоблока сравнения, выход которого соединен с шестым входом второго блокаразрешения записи, второй выход которого соединен с третьим входом блокакодирования, выход блока управленияпамятью младших разрядов соединен свторым входом блока памяти младшихразрядов, выход которого соединен с 50третьим входом второго блока коммутации, пятый выход которого соединенс первым выходом первого блока коммутации, вход аналого-цифрового преобразователя объединен с входом блока 55установки опорного уровня и являетсявходом устройства 2 ,Однако известное устройство непозволяет учитывать статистическуюструктуру телевизионного изображенияща также не учитывает характер распределения яркости трех соседних элементов вдоль одной строки, что .вызвано искажениями телевизионного сигнала,Цель изобретения - уменьшение искажений телевизионного сигнала.Дня достижения поставленной цели .в устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, содержащее последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, первый блок коммутации, элемент задержки и суммирующий регистр, последовательно соединенные первый регистр памяти, второй регистр памяти, первый блок сравнения, блок выбора передаваемых символов, блок управления памятъю и блок памяти, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, второй выход. соединен с вторым входом блока управления памятью, второй вход. объединен с входом формирователя кода синхронизации и йервым входом формирователя интервалов времени и подключен к выходу блока установки опорного уровня,второй вход формирователя интервалов времени соединен с вторы. выходом аналого-циФрового преобразователя, первый выход - с вторым входом первого блока коммутации, второй выход - с первым входом второго блока коммутации и первым входом первого блока разрешЕния записи, второй .выход второго регистра памяти соединен с первым входом второго блока сравнения и первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с вторым выходом первого регистра памяти, первый выход соединен с вторым входом первого блока разрешения записи, а второй выход - с первым входом второго блока разрещения записи, выход второго блокасравнения соединен с третьим входомпервого блока разрешения записи ивторым входом второго блока разрешения записи, третий выход второго регистра памяти соединен с третьимвходом второго блока разрешения записк и четвертым входом первого блока разрешения записи, первый выход которого соединен с третьим входом блока памяти, а второй выход - с входом блока памяти младших разрядов ичетвертым входом блока. памяти, пятый вход которого объединен с вторым входом второго блока коммутации и соединен с входом второго блока разрешения записи, выход блока памяти младших разрядов соединен с третьим входом второго блока коммутации., второй выход блока выбора передаваемых символов соединен с первым входом блока кодирования, второй вход которого соединен с выходом формирователя кода синхронизации, а выход - с четвертым входом второго блока коммутации, второй выход первого блока коммутации соединен с вторым входом суммирующего регистра, вход аналого 1059702циФрового преобразователя объединенс входом блока установки опорногоуровня и является входом устройства,а также третий регистр памяти и чет"вертый блок сравнения, введен блокпилот-сигнала, первый вход которогоподключен к второму выходу третьегоблока сравнения, вгорой вход - к выходу второго блока сравнения, третий вход - к выходу Формирователяинтервалов времени, четвертый входк выходу четвертого блока сравнения,а выход - к пятому входу второгоблока коммутации, при этом вход первого регистра памяти соедйнен с первым выходом суммирующего регистра,второй выход которого соединен свторым входом второго блока сравнения, третий выход первого блока коммутации соединен с входом третьегорегистра памяти, выход которого соединен с первым входом четвертогоблока сравнения, второй вход которого соединен с вторым выходом второгорегистра памяти и шестым входом второго блока КОмчутацни. 25На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит блок 1 установки опорного уровня, аналого-цифровой преобразователь ( АЦП ) 2 корми" 30рователь 3 интервалов времени, первый блок 4 комМутации, второй блок,5 коммутации, Формирователь б кодасинхронизации, элемент 7 задержки,суммирукаий регистр 8, первый 9 регистр памяти, второй регистр 10 памяти, третий регистр 11 памяти,первый блок 12 сравнения, второй блок13 сравнения, третий блок 14 сравненмя, четвертый блок 15 сраВнения, 40блок 16 выбора передаваемых символов,блок 17 кодирования, блок 18 управле-.ния памятьв, блок 19 памяти, блок 20памяти младших разрядов, йервый блок21 разрешения записи, второй блок 22разрешения записи и блок 23 пилотсигнала.Устройство работает следующим об.разом.ИнФормация, передаваемая в каналсвязи, является результатом двумерной обработки исходного циФрового телевизионного сигнала. Элементыйстроки передаются в канал связи черезотсчет (четные отсчеты )инФормациейоб истинных значениях четырех старших 55разрядов. исходного кода вторым блокомЬ коммутации, шестой вход которогосоединен с вторым выходом второго регистра памяти. Элементы + ) -й строки передаются в канал связи вторым 60блоком 5 коммутации также через отсчет инФормацией 1 зависящей от резуль"татов сравнения, в третьем блоке 14сравнения, на первый и второй входыкоторого подают с вторых выходов второго и первого регистров памяти соответственно четыре старших разрядаи (1 1) -го отсчетов 1 й строки, во втором блоке 13 сравнения, на первый и второй входы которого пода-, ют четыре старших разряда с вторых входов второго регистра памяти и суммирующего регистра соответственно (1-1)-го отсчета 1 -й строки и 1 -го отсчета (+1) -й строки, а также в четвертом блоке 15 сравнения, на первый и второй входы которого подают четыре старших разряда с второго выхода второго регистра 10 памяти и выхода третьего регистра 11 памяти соответственно (-1) н 1 -го отсчетов 1 -й строки.Если в результате сравнения (1- 1) и (1+1) -го отсчетов ) -й строки окажется, что хотя бы в одном из старших разрядов есть изменения, то в 1-мотсчете (1+г) -й строки будет передана инФормация об истинном состоянии четырех старших разрядов кода -го отсчета ( р 1) -й строки с третьего выхода второго регистра 10 памяти через второй блок 22 разрешения записи, выход которого соединен с вторым входом второго блока 5 коммутации Недостакаив элементы восстанавливаются на приемной стороне: 1-й элемент 1-и строки воспроизводится как г-и элемент (ч) -й строки, а (-)-й элемент (1 -и строки повторяется как (1-)-и элемент-й строки. Этой ситуации присваивается дополнительная кодовая комбинация "00 ф, которая вырабатывается блоком 23 пилот-сигнала при поступленИи на его входы соответствующих сигналов с выходов .второго, третьего и четвертого блоков 13-15 сравнения, Если в результате сравнения 1-1) и (1+1) -го отсчетов 1-й строкиокажется, что нет отличий в старших разрядах кода и в результате сравнения четырех старших разрядов -г)"го отсчета 1-й строки с-м отсчетом (+)-й строки также не будет изменений, то в 1-м отсчете(+) -й строки будет передана инФормация об истинном состоянии двух следующих по старшинству разрядов (1-1)-го отсчета ) -й строки с выхода блока 20 памяти младших разрядов через второй блок 5 коммутации, и инФормация об изменениях символов в младших разрядах 1-го отсчета (+1) -й строки относительно, (1-1) -го отсчета -й строки. ВосстаноВление недостающих элементов происходит как в предыдущем случае. Этой ситуации присваивается кодовая комбинация "11 ф. сли в результате сравнения (1-1) и н 1) -го отсчетов 1-й строки нет изменений в старших разрядах, а в ре зультате сравнения старших разрядов (1-1) -го отсчета"й строки н 1 -гоФотсчета Ц+1)-и строки такие измене.ния обнаружены, то производится срав" нение старших разрядов (1-1) и 1 -го отсчетов ) -й строки. Если при этом изменения будут обнаружены, что с большой вероятностью говорит о появлении в изображении поэлементной вертикальной штриховой структуры, то в )-м отсчете +1) -й строки будет передана информация об истинном состоянии четырех старших разрядов 1 -го отсчета (+1)-й строки и восстановление недостаюцих элементов будет как и в предыдущих случаях, Этой ситуации присваивается кодовая комбинация ф 10 ф. В противном случае, т.е. когда в 15 старших разрядах (1-1) и 1 -го отсчетов )-й строки нет отличий, что с большой вероятностью свидетельствует о появлении горизонтального перепада яркости, характер передачи сохраняегся, но восстановление недостающих элементов происходит по иному:(1-1)-й отсчет +1) -й строки воспроизводится как 1 -й отсчет этой же строки, а 1-. й отсчет ) -й строки повторяется 25 как (1-1) -й отсчет этой же строки. Этой ситуации присваивается кодовая комбинация ф 01".Информация о дополнительных кодовых комбинациях, запомненных в блоке ;Е 23 пилот-сигнала на два отсчета.за.нимающая два бита информации. передается по частям. Один бит дописывается во втором блоке 5 коммутации к информации об (1-1) -м отсчете ) -й строки и передается с ней в канал связи, а другой бит-к информации об -м отсчетеО+1)-и строки и также передается в канал связи. Таким образом введение нового блока и связей позволяют более полно учесть статистическую структуру сигнала в вертикальном и горизонтальном направлениях и, меняя характер восстановления недостающих элементов, правильно передавать штриховые поэлементные групповые структуры в обоих направлениях, что в свою очередь приводит к увеличению четкости. восстановленного изображения.Входной аналоговый сигнал поступает одновременно на входы АЦП 2 й блока 1 установки опорного уровня, представляющего собой последовательное соединение селектора и мультивибратора, Селектор выделяет из аналогового Б сигнала синхроимпульсы, от переднего Фронта которых запускается мультивиб ратор, вырабатывакщий положительные импульсы. Эти импульсы используютсядля установки в исходное состояние 40 Формирователя 3 интервалов времени и блока 19 памяти. формирователь 3 интервалов времени представляет собой два триггера, работающих в счетном режиме, для этого инверсный выход 65 каждого триггера соединен со входом Э. Импульсы установки с выхода блока 1 установки опорного уровня подаются на 5 -входы триггеров, на С -входы подаются соответственно импульсы с частотой, 12,5 мГц с второго выхода АЦП 2 и импульсы с частотой строки Г , На выходе имеются меандры с частотами"6,25 мГц и Рс , Семиразрядный параллельный код с йервого выхода АЦП 2 поступает на первый вход первого блока 4 коммутации, который представляет собой элементы запрета и разрешения по каждому, разряду. Управляющими сйгналами являются меандры Формирователя 3 интервалов времени, которые подаются на второй вход первого блока 4 коммутации.Первый блок 4 коммутации пропускает четные отсчеты на нечетных строках (первый выход ), которые записываются в элемент 7 задержки, нечетные отсчеты на четных строках (второй выход), которые записываются по второму входу в суьвчирующий регистр 8, четыре старших разряда четных отсчетов в нечетных строках (третий выход ), которые записываются в третий регистр 11 памяти. Элемент 7 задержки собран на элементах памяти, представляющих собой память объемом 1024 бита, по одному на каждый разряд. Поскольку сигналы с выхода элемента 7 задержки и второго выхода первого блока 4 коммутации сдвинуты один относительно другого на один отсчет, то в суммирующем регистре 8 они записываются поочередно. В дальнейшем информация с первого выхода суммирукщего регистра 8 последовательно переписывается с двух регистров 9 и 10 памяти. Сумми-, рующий регистр 8 и регистры 9-11 памяти представляют собой линейки триг.геров по одному на каждый разряд.информация на,вход В суммирующего регистра 8 подаетсячерез элемент ИЛИ, выполнякицего Функцию суммирования сигналов с выхода элемента 7 задержки и второго выхода первого блока 4 коммутации. В регистрах 9-11 памяти записьинформации происходит непосредственно по входу 3 . Сравнение четырех старших разрядов соответствующих отсчетов соответствующих строк записанных в суммирующем регистре 8 и регистрах 9-11 памяти, производится вторык 13, третьим 14 и четвертым 15 блоками сравнения,которые представляют собой сумматоры ,по модулю два по одному на каждый разряд. С целью определения отличий хотя бы в одном из четырех старших разрядов выходы сумматоров каждого блока сравнения объединены по ИЛИ, Дальнейшая работа устройства зависит от результата сравнения старших разрядов, получаемого в блоках 13"15сравнения. Если второи блок 13 сравнения, который сравнивает (1+) и (1-1-и отсчеты ) -й строки с второго выхода суммирующего регистра 8 и вто- . рого выхода второго регистра 10 памяти соответственно, вццает уровень логической ф 1", что говорит о наличии изменений хотя бы в одном иэ четырех старших разрядов этиХ отсче" тов, то по третьему входу в блок 19 памяти записывается непосредственно информация об истинном состоянии четырех старших разрядов с первого выхода первого блока 21 разрешения записи. Первый блок 21 разрешения записи представляет собой шесть схем запрета четыре для старших и два для младших разрядов ).При появлении отрицательной полу- волны меандра 6,25 мГц четыре старших разряда с третьего выхода второ го регистра 10 памяти пропускаются на первый выход. первого блока 21 разрешения записи и подаются в блок 19 памяти, который представляет собой линейку триггеров в счетном режиме 25 по одному на каждый разряд с расширением по ИЛИ. записи информации по Й-входам. По 5 -входу происходит установка ( второй вход блока 19 па- мяти )триггеров в исходное состоя- З 0 ние в момент гасящих интервалов импульсом с выхода блока 1 установки опорного уровня, Закись истинного состояния старших разрядов происхо- дит одновременно по Р -5-входам. З 5 Все более младшие разряды устанавливаются в соответствии с принятым алгоритмом в состояние, противоположное новому состоянию триггера, в котором произошло изменение. Эту операцию выполняет блок 18 управления памяти по кольцу обратной связи; второй выход блока 19 памятивторой вход блока 18 управления памятью - выход блока 18 управления памятью - первый вход блока 19 памяти.Блок 18 управления памятью представляет собой элементы ИЛИ по два на каждый разряд, кроме самоГо старшего, выходы которых подключены к ,х,"5-входам триггеров, а на их входы 50 подаются продифференцированные импульсы с выходов триггеров Я и .Ф разрядов, причем связи заведены так, что при установке разряда в фОф все более младшие переводятся в .ф 1 ф и 55 наоборот. Чем более мпадший разряд, тем большее число импульсов может устанавливаться, поэтому растет число объединенных по ИЛИ входов. При этом блок 23 пилот-сигнала, пред ставляющийсобой четыре элементы совпадения, по количеству возможных дополнительных кодовых комбинаций с последующим объединением по их ИЛИ, вырабатывает кодовую комбинацию ф 00", 65 При появлении на втором входе. блока 23 пилот-сигнала уровня логической "1" с выхода второго блока 13 сравнения вырабатывается комбинация ".00 ф, при появлении на втором и четвертом входах логического "0" - комбинация "11", при появлении на втором входе уровня логического "0",на четвертом - уровня логического "1" и на первом - уровня логического "0" вырабатывается комбинация "10", впротивном случае "01". Первый бит дополнительной кодовой комбинации записывается во втором блоке 5 коммутации к информации об истинном состоянии четырех старших разрядов, посту- пающих с второго выхода второго регистра 10 памяти на шестой вход второго блока 5 коммутации, Второй блок коммутации 5 представляет собой пять триггеров со схемами разрешения записи, В пятый триггер записываетсяинформация о первом или втором битедополнительной кодовой комбинации,а в четыре других может быть записа-на одна из возможных информаций, Вданный момент записывается информация об истинном состоянии четырех старшихразрядов с второго выхода второго регистра 10 памяти.Одновременно информация с выхода второго блока 13 сравнения поступает на второй вход второго блока 22 разрешения записи и запоминается в нем. Второй блок 22 разрешения записи . представляет собой схемы разрешениядля чеТырех разрядов кода, поступающих на его третий вход с третьего выхода второго регистра 10 памяти, Разрешающими сигналами являются сигналы с выходов триггеров, объединенных по ИЛИ, в которые .записаны выходные уровни второго и третьего блоков 13 и 14 сравнения. При .появлении хотя бы ва одном из этих выходовуровня логической "1" в следующем от-.счете второй блок 22 разрешения записи записывает по и -5-входам триггеров блока 19 памяти информацию об истинном состоянии четырех старших - .разрядов и передает эту же информациюв канал связи посредством второго блока 5 коммутации. Если второй блок 13 сравнения свидетельствует .об отсутствии изменений в старших разрядах, уровень логического "0" на выходе, то переданная информация зависит от результата сравнения в блоках14 и 15 сравнения. Если на первомвыходе третьего блока 14 сравненияуровень логического "Оф отсутствиеизменений), то через первый блок 21разрешения записи в блок 19 памятино третьему и четвертому входам записывается информация об истинном состоянии шести разрядов кода с третьего выхода второго регистра 10 памяти.Одновременно два младших разряда записываются в блок 20 памяти младших разрядов с второго выхода первого блока 21 разрешения записи.5Блок 20 памяти мпадших разрядов представляет собой два триггера, запись в которые производится по К -5- -входам. В следующем отсчете информация об этих разрядах передается в канал связи вторым блоком 5 коммута)ции, третий вход которого соединен с выходом блока 20 памяти младших разрядов. В очередном отсчете первый ,блок 12 сравнения определяет изменения символов в трех младших разрядах, а блок 16 выбора передаваемых символов передает в канал связи посредством блока 17 кодирования разрешения изменения. Блок 17 кодирования представляет собой шифратор, осуществляющий кодирование в двоичном коде восьми входов. Блок 18 управления памятью, первый вход которого соединен с пер-вым выходом блока 16 выбора передаваемых символов, устанавливает разряды блока 19 памяти в состояние, противоположное новому изменению разряда.Первый блок 12 сравнения представ. ЗО ляет собой сумматоры по модулю два по одному на каждую разрешенную к передаче группу изменений, а блок 16 выбора передаваемых символов элементы запрета на каждое разрешенное изменение, причем изменение в бо" лее старшем разряде запрещает изменения в более младших разрядах, Если на выходе третьего блока 14 сравнения уровень логической "1"наличие изменений ), то посредством второго блока 22 разрешения записи в следующем отсчете передается истинное значение четырех старших разрядов, а блок 23 пилот-сигнала вырабатывает комбинацию ф 10", Если на выходе четвертого блока 15 сравнения уровень логической П 1 ф (наличие изменений ), то в старших разрядах между (-1) и т -м отсчетами )-й строки вырабатывается комбинация "01 ф. Информация о синхросигнале передается специальным кодом с выхода формирователя 6 кода синхронизации через блок 17 кодирования. Формирователь 6 кода синхронизации представляет собой мультиплексор, на входах которого установлен, например, код Баркера, который списывается в канал связи при прохождении строчных и кадровых гасящих интервалов с выхода блока 1 установки опорного уровня,Таким образом, введение нового блока и связей позволит повысить четкость восстановленного изображения до 580 строк за счет уменьшения искажений телевизионного сигнала.