Устройство цифрового кодирования телевизионных сигналов

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЕСГ 1 УБЛИН 114 Н ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений и ОтнРытий ОБРЕТЕНИ ПИСАНИ енина и ор амени поли В.И.Ленин Харатишвили ия и З.М,Ча 6 08 ельство ГДР7/13, 1981.,ьство ГДР7/13, 1982. вид04 свидет Н 04ВО ЦИФ ИОННЫХ ние об ий тел телеви РОВОГО КОДИСИГНАЛОВеспечиваетевизионногзионной ка мень- сигна ерь(71) Грузинский орденана Трудового Красного 3технический институт им:шение искаженла. Сигнал с через аналого-цифровой преобразователь 2 поступает на блок вычитания(БВ) 14 непосредственно, а на БВ 4 -через блок 3 задержки, осуществляющий задержку сигнала на строку. Надругой вход БВ 14 подается с предсказателя 19 сигнал, предсказанный спомощью квантователя 15, на которыйпоступает сигнал с БВ 14, кодера (К)16 и декодера 18. На другой вход БВ4 поступает с предсказателя 13сигнал сформированный с помощью квантователя 5, блока 6 переключения режимов, К 7 и декодера 12. К 7, 16преобразуют квантованные разностныезначения в кодовые последовательности с постоянной основной и переменной дополнительной длиной слов. Импульсы, количество которых соответствует длине дополнительного слова,с К1223406 16 поступают на формирователь команд переключения режимов (ФКПР) 17, В этом блоке подсчитывается количество импульсов и формируются саответствуоющие команды, которые поступают на блок 6 переключения режимов, К 7 и декодер 12. В первом режиме, когда нет команды с ФКПР 17, с К 7 основные слова поступают в блок 9 объединения Изобретение относится к радиатехни"ке и может быть использовано для цифровога кодирования телевизионных сигналов в системах с дифференциальнойимпульсно-кодовой модуляцчей. 5Цель изобретения - уменьшение искажений телевизионного сигнала.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройствацифрового кодирования телевизионных 1 Осигналов; на фиг. 2 - кодовая таблица, соответствующая различным характеристикам квантования; на фиг. 3б - принципиальная электрическая схема формирователя команд переключения 15режимов; на фиг. 7 - последовательность строчных гасящих импульсов (а),импульсы, соответствующие моментамформирования команд переключения уст -ройства в третий режим (б), импульсы, 20соответствующие моментам формирования команд переключения устройстваво второй режим (в), импульсы,соответствующие моментам выдачи командыпереключения устройства в третий режим работы (г), импульсы, соответствующие моментам выдачи команд переключения устройства во второй режимработы (д); на фиг. 8 - принципиальная электрическая схема блока управ- Зпления,Устройство для цифрового кодирова.ния телевизионных сигналов содержиттелевизионную камеру (ТК) 1, аналогоцифровой преобразователь (ЬЦП) 2,блок 3 задержки, первый блок 4 вычитания, первый квантователь 5, блок6 переключения режимов, первый кодер7, блок 8 буферной памяти и блок 9объединения, линию 10 связи, формира-,111ватель 11 адресов, первый декодер 12,непосредственна, а дополнительныеслава - через блок 8 буферной памяти.Ва втором режиме ограничивается длина дополнительных слов, а в третьем режиме передаются таська основные слава, Выбор режима связан с обьемом блока 8 буферной памяти. Блок 20 управлс.ния управляет работой уссройст - ва, 8 ил,первый предсказатель 13, второй блок 1 вычитания второй квантаватель 15, второй кодер 16, формирователь 17 команд переключения режимов работы, второй декодер 18, второй предсказатель 19, блок 20 управления.Ус:тройство для цифрового кодирова. ния телевизионных сигналов работает следующим образом.Аналоговый сигнал с ТК 1 подается на вход АЦП 2 в котором производится дискретизация с частотой 12 Мрц и представление каждого отсчета восьмиразрядным двоичным словом, Цифровой сигнал с АЦП 2 поступает в блок 3 задержки, осуществляющий задержку на строку, и параллельно на первый вход второго блока 1+ вычитания,на третий вход которого поступает предсказанный сигнал с выхода второго предсказателя 19. С выхода второго блока 1 й вычитания,разностный сигнал падается ва второй квантователь 15 в ко сером каждому значению входного сигнала грисваивается значение ближайшего разрепеннага уровня (фиг, 2), С выхода квантователя 15 квантованный цифровой сигнал подается на второй кодер 16, который преобразует кванта. ванные разностные значения в кодовые последава.тельности с постоянной основной и переменной дополнительной длиной слов (на фиг. 2. аснавнь.е и дополнительные части разделены пунктирной линией),:Зти последовательности соответственно со второго и третьего выходов второго кодера 16 поступают па первый и второй входы второго декодера 18, С выхода второго декодера 18 декодированный сигнал поступает во второй предсказатель 19, с в:яхада ко 1223406торого предсказанный сигнал подаетсяна третий вход второго блока 14 вычитания.В зависимости от длины дополнительного слова во втором кодере 16 формируется соответствующее количество импульсов, последовательность которыхс первого выхода второго кодера 16поступает на вход формирователя 17команд переключения режимов (фиг. 3 - 106). Последний считает количество импульсов, поступающих на первый входс первого выхода второго кодера 16в течение строки. Когда количествоэтих импульсов превысит значение,соответствующее емкости блока 8 буферной памяти, формируется одна из двухкоманд переключения режимов работыустройства, Одна команда формируетсяв том случае, когда количество импуль 20сов превысит емкость блока 8 буфернойпамяти меньше, чем на 407, а другаяпри превышении на 407 и более,В первом случае, в первом кодере7 ограничиваются длины дополнительных 25слов в течение активной части строки(второй режим работы устройства), аво втором случае - передаются толькоосновные слова (третий режим работыустройства). Следовательно устройство работает в одном из трех режимов,первый из которых соответствует точному режиму работы, когда нет переполнения блока 8 буферной памяти,т.е, когда не формируется ни одна иэдвух команд переключения режимов работы устройства, Команда iереключения устройства в третий режим работыподается на второй вход блока 6 переключения режимов и на третьи входы кодера 7 и декодера 12 либо с задерлжой на интервал времени, соответствующий длительности строки Т, либо вначале следующей строки, т.е. через интервал времени 2; (см. фиг. 7 г). 45Такой принцип выдачи команд переклю.чения режимов работы устройства применяется во избежание концентрирования искаженных в результате грубойобработки элементов в локализованной50части воспроизводимого изображения,Команда переключения устройства во второй режим работы в отличие от третьего режима работы выдается в начале следующей строки, т.е. через 55 интервал времени с , что связано с тем, что она ограничивает дополнительные слова в течение активной части строки, т.е. за время 1 (фиг. 7 д)При этом следует заметить, что длительность сформированного импульсаравнаа длительность импульсапереключения - С (длительность ак"ативной части строки). При формировании обоих команд переключения режимов работы устройства в одной и тойже строке (моменты 14, С, 1 тина фиг. 7) устройство должно переключаться во второй режим работы. Поэтому в таких случаях команда переключения устройства во второй режим работы, с выхода формирователя 17 команд переключения режимов работы уст;ройства, выдается через интервал вре.мени с /в моменты Си С /.фг. и , (фиг, 7 б) соответствуют моментам формирования команд переключения устройства в третий режим работыпричем длительность импульсов с, иинтервалы времени между появлениямиимпульсовмогут быть разными. Вчастности, длительность ; определя.ется интервалом времени, начало которого совпадает с моментом формирования команды переключения устройства в третий режим работы, а конец -с моментом появления строчного гасящего импульса. Длительностьопределяется моментами формирования команды переключения режимов работыустройства. Моментыи 8 (фиг.7 в)соответствуют моментам формированиякоманд переключения устройства вовторой режим работы, причем длительности с; ив этом случае, определяются также, как и в предыдущем.На фиг. 7 г представлена последовательность импульсов, которые соот/ветствуют моментам выдачи (,I (и 1, ) команд переключения устройства в третий режим работы, Выдача этих импульсов производится следующим образом,В случае формирования импульсовпереключения устройства в третий режим работы в соседних строках, первый из них выдается с задержкой навремя Т., второй - в момент началаследующей строки с задержкой с, третий - с задержкой на время Т , четвертый - в .1 омент нгчала следующей строки с задержкой ; и т.д., если команды переключения режимов работы устройства формируются и в соседних строках. Такому случаю соответствуют мо-3 12234 менты , з Г, з "-1и 1 (фиг.7 г) Если команды переключения режимов работы устройства последовательно не формируются в соседних стрсках, тогда каждый из них выдается с задержкой на Т, Этому случаю соответствует момент 1. . Очевидно, что выдачу команд можно производить и в обратном порядке.На фиг. д представлена последова с тельность импульсов, которая соответствует моментам выдачи (5. и , )8 команд переключения устройства:во второй режим работы, причем длительность каждого импульса равна длитель ности активной части строки.В отЦличие от третьего режима работы выдача импульсов переключения во второй режим производится в начале следующей строки. 2 СС выхода блока 3 задержки цифровой сигнал поступает на первый вход блокавычитания, на третий вход которого поступает предсказанный сигнал с выхода предсказателя 13, С выхода блока 25вычитания разностный сигнал подается на квантователь 5, В квантователе 5 каждому значению входного сигнала присваивается значение ближайшего разрешенного уровня (фиг. 2). При от- зО сутствии команды переключения режимов работы устройства блок б переключения режимов работы устройства лодкнючает один из 18 разрешенных уровней квантования (фиг. 2) на первый вход кодера 7. При наличии команды переключения на первый вход кодера 7 во втором режиме работы подключается один из следующих уровней квантования: -21, -15, -10, -6, -1 О, 1,2, 4,10, 16, 22 и ,щ 28, а в третьем режиме работы - -3, -1,0,1,2 и Кодер 7 преобраэует квантованные разностные значения в кодовые после 45 довательности с постоянной основной и переменной дополнительной длиной слов (фиг. 2),При этом в случае отсутствия команды переключения режимов работы устройства (работа в первом50 режиме) с первого и второго выходов кодера 7 соответственно выдаются дополнительные и основные кодовые слова. При работе устройства во втором режиме основные слова выдаются со второго выхода, а с первого выхода выдаются дополнительные слова с ограничением длительности в течение строки. В третьем режиме работы уст 06ройства прекращается выдача дополнительных слов.Основные кодовые слова со второго выхода кодера 7 подаются непосредственно на третий вход блока 9 объединения, а дополнительные, с переменной длиной слова, с первого выхода кодера 7 поступают на первый вход блока 8 буферной памяти, Одновременно при наличии сигнала на первом выходе кодера 7 с третьего выхода кодера 7 на вход Формирователя 11 адресов поступает последовательность импульсов для формирования адресов, С выхода формирователя 11 адресов подается команда адресов ячеек на второй вход блока 8 буферной памяти. С выхода блока 8 буферной памяти сигнал с постоянной скоростью поступает на первый вход блока 9 объединения,В течение активной ча"ти строки с выхода блока 9 объединения в линиювыдаются основные слова, а дополни - тельные - с начала обратного хода строки. В декодере 12 производится декодирование основных и дополнительных кодовых слов, Предсказатель 13 осуще.ствляет предсказание также, как при обычной дельта-импульсной кодовой модуляции (ДИИ 1) .Управление работой устройства про. изводится с помощью блока 20 управления.Формула изобретенияУстройство цифрового кодирования телевизионных сигналов, содержащее телевизионную. камеру, аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычитания блок управления, первый квантователь, блок переключения режимов, первый кодер, блок буферной памяти, блок объединения, Формирователь адресов, первый декодер и первый предсказатель, при этом выход телевизионной камеры подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход первого блока вычитания через последовательно соединенные первый квантователь и блок переключения режимов подключен к первому входу первого кодера, первый выход которого подключен к первому входу блока буферной памяти, выход ксторого подключен к первому входу блока объединения, второй выход первого кодера подк 1 ючен к второму входу блока объединения, а.третий22340 б через формирователь адресов - к второму входу блока буферной памяти,первый и второй выходы первого кодера подключены соответственно к первому и второму входам первого декодера, выход которого подключен к первому входу первого предсказателя,выход которого подключен к первомувходу первого блока вычитания, а соответствующие выходы блока управления - к управляющим входам телевизйонной камеры аналого-цифрового преобразователя, первого блока вычитания, первого кодера, блока объединения и первого предсказателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения искажений телевизионногосигнала, в него введены второй блоквычитания, второй квантователь, второй кодер, формирователь команд переключения режимов работы, второйдекодер, второй нредсказатель и блокзадержки, при этом выход аналого-цифрового преобразователя через блокзадержки подключен к второму входу 25 Ос к Вюм 1 1 11 1 1 1 0 1 111110 фо 1 1110 1110о 101 оо 011 о о 001 о оооо 0 0010 000110 0001110 0001111 О 0 0 011111 первого блока вычитания, первый вход второго блока вычитания подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход - к выходу второго предсказателя, а выход - к входу второго квантователя, выход которого подключен к входу второго кодера, первый выход которого подключен к входу Формирователя команд переключения режимов работы, второй и третий к первому и второму входу второго декодера, соответственно, выход которого подключен к входу второго предсказателя, выход формирователя команд переключения режимов работы подключен к вторым входам первого кодера, первого декодера и блока переключения режимов, а соответствующие выходы блока управления - к управляющим входам второго блока вычитания, формирователя команд переключения режимов работы, блока задержки, второго квантователя , второ - го кодера и второго предсказателя. а 40 аЯ 4 +И аИ +М +10 а 4 аЯ +1 О -3 -6 е 10 е 1 "Г 1 -О -Яйп Ью ФУФРй СВюаЬ1223;Оо Сйг Сйг АиаУа ыюдаюУР С 8 и С 8 ьи1223406 Составитель З.БорисовДанкулич Техред И,Попович Корректор И.Эрдей Редак П писноеР илиал ГП 1 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аз 1726/60 Тираж 62 ч ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раущс ета СССрытийая наб., д.