Способ передачи телевизионных изображений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9) 01 О А 1 5115 Н 04 И 11/02 К АВТОРСКОМУ ЕтЕЛЬСТВУ юл. М 2хническоВ.И.Ле иберн очкин к 4400 1983. к телеви- меньшение левизионных одвижны я п по двум кания и канал сигнал цифбретен носится ередаче ет быть сигналов левизион телевиэионосным канари передач й по узкоп использованоных изображелам связи.Цель изоб уменьшение иселевизионных ения ний перед емых ображений пображений.На фиг. 1 че подвижных электрическа и пер аэ астиоба пехема передаю еи структурная устройства редачи телефиг, 2"элек ма приемной ля реализации спо иэионных изображерическая структур части устройства длагаемого способ и; на я схе ля р ализаци ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Институт теки АН БССР(57) Изобретение относитс1дению. Цель изобретенияУискажений передаваемых теизображений при передачеизображений. Цель достигапередачи видеоинформацииналам: каналу восстановлеизменений. Исходный видео 2руют и запоминают. Для формирования сигнала восстановления видеоинформа цию считывают из запоминающих устройств и преобразуют в форму растра с переменным размером ячейки, Для ф мирования сигнала изменений использ ют разность значений цветояркостныххарактеристик предыдущего и текущегокадров. Сигнал изменений. также преобразуют в растр с переменным размеромячейки, но разрешаюшую способностьканала устанавливают в зависимостиот скорости изменения изображения откадра к кадру. Перед выдачей видеосигналы преобразуют в аналоговую форму. Вместе с видеосигналами передаютсигналы привязки для установления со- Еответствия между элементами видеосигналов и элементами кадра, В качествесинхросигнала передают циклическуюпсевдослучайную двоичную последовательность. 2 э.п. ф-лы, 2 ию. Способ передачи телевизионных изображений заключается в следующем.При передаче полный телевизионный сигнал, соответствующий передаваемому телевизионному изображению, разделяют на видеосигнал и сигнал синхронизации. Видеосигнал преобразуют в цифровую форму и формируют из него видеосигнал восстановления и соответствующий ему сигнал привязки и видеосигнал изменения и соответствующий ему сигнал привязки. Объединением видеосигнала восстановления и соответствующего ему сигнала привязки получают сигнал восстановления, а объединением видеосигнала изменения и соответству 1580590ющего ему сигнала привязки получаютсигнал изменения. При полученных сиг"нала.; сигнал восстановления, сигнализменения и сигнал синхронизации пе 5редаютраздельно по узкополосному каналу связи,При приеме принятый сигнал,восстановления разделяют на видеосигнал восстановления и соответству"ющий ему сигнал привязки, принятыйсигнал изменения разделяют на видеосигнал изменения и соответствующий. ему сигнал привязки. Полученный видесигнал восстановления корректируют; полученным видеосигналом изменения.Сформированный цифровой видеосигналпреобразуют в аналоговую форму и объединяют с сигналом синхронизации, получая,полный телевизионный сигнал,Видеосигнал восстановления при передаче формируют из цифрового видео сигнала следующим образом.В соответствующем цифровому виде; осигналу телевизионном изображении,состоящем из отдельных элементов телевизионного изображения - элементовнулевого уровня, находят группы одинаковых элементов, составляющих участок телевизионного изображения Размером 2 х 2 элемента нулевого уровня,и заменяют их одним элементом первого, уровня. Затем находят группы одинако вых элементов первого уровня, составляющих участок телевизионного изображения Размером 22 элемента первогоуровня, и заменяют их одним элемен 35том второго уровня.и т,д. Таким образом производят обработку всего телевизионного изображения, соответствующего цифровому видеосигналу. Элемент40самого большого уровня может быть образован объединением всех элементовтелевизионного изображения в случае,если телевизионное изображение представляет собой однородное по цветуи яркости поле, Число уровней элементов телевизионного изображения определяется величиной разрешающей способности телевизионной системы, в которой может использоваться предлагае 50мый способ.Образование элементов различнаготуровня сопровождается одновременнымформированием соответствующего сигнала привязки. Этот сигнал представляет собой последовательный код, в ко 35тором зашифрованы положение и уровеньвсех образованных элементов различньгхуровней,Видеосигнал изменения при передаче формируют аналогично формированию видеосигнала восстановления, Однако разбиению на элементы нулевого уровня и образование из них элементов первого, второго и других последующих уровней производят в телевизионном изображении, соответствующем разностному цифровому видеосигналу, полученному путем вычитания иэ цифрового видеосигнала, соответствующего предыдущему кадру телевизионного изображения, цифрового видеосигнала, соответствующего последующему кадру. При этом од.новременна формируется сигнал привязки видеосигнала изменения.При приеме из сигнала восстановления получают видеосигнал восстановления, используя информацию из соответствующего сигнала привязки. Таким же образом получают из сигнала изменениявидеосигнал изменения. В результатебудут получены все элементы телевизионного изображения, соответствующеговидеосигналу восстановления, и всеэлементы телевизионного изображения,соответствующего видеосигналу изменения. После этого значения видеосигналов, соответствующих одинаково Расположенным элементам телевизионного изображения, содержащиеся в видеосигнале восстановления и видеосигнале изменения, складывают, и производят коррекцию сигнала восстацовлеция сигналом изменения,Таким образом, сигнал восстановления передает всю информацию о телевизионном изображении с максимальнойразрешающей способностью, определяемой величиной элемента нулевого уровня. Поскольку передача такого сигналаосуществляется по узкополосному каналу связи, передача одного кадра телевизионного изображения будет проходить долго. Для передачи быстрых изменений телевизионцого изображенияотдельно передается сигнал изменения.Поскольку он также передается по узкополосномуканалу связи и его передачаполностью при больших изменениях телевизионного изображения также займетмного времени, то, используя обстоятельство что глаз человека при быстрых изменениях изображения не способен воспринимать изображение с высокой разрешающей способностью некотор,.о времени, в сигнале изменения передают элементы не всех уровней, а15805только самых высоких, т.е. сигнал изменения передают с низкой разрешающей способностью. Это позволяет передать сигнал изменения достаточно бьк.тро и получить изменение телевизионно 5го изображения с низкой разрешающейспособностью тоже достаточно быстро.Затем по мере восстановления разрешающей способности глаза сигнал измене 10ния также передается со все большейразрешающей способностью, К моментувосстановления глазом высокой разрешающей способности будет полностьюсформировано телевизионное изображение с высокой разрешающей способностью,Для определения уровня разрешающей способности передаваемого сигнала изменения, т,е. минимального уроння передаваемых элементов при передаче сигнала изменения, устанавливаютконтрольный период, равный 0,030,3 с, определяемый адаптационнымисвойствами глаза. В случае, если время передачи сигнала изменения, соответствующего очередному кадру телевизионного изображения, будет меньшевремени контрольного периода, то естьсигнал изменения при передаваемом 30уровне разрешающей способности несетнемного информации, то передачу сигнала изменения, соответствующего следующему кадру телевизионного иэображения, производят с повышенной наодин уровень разрешающей способностью,а начало очередного контрольного периода начинают с момента начала передачи этого кадра. В случае, если время передачи сигнала изменения, соответствующего очередному кадру телевизионного изображения, будет большевремени контрольного периода, т.е.сигнал изменения при передаваемомуровне разрешающей способности несет 45слишком много информации, то передачу сигнала изменения, соответствующего .следующему кадру телевизионногоиэображения, производят спониженнойна один уровень разрешающей способностью. При этом одновременно прекращают передачу сигнала восстановления,соответствующего очередному кадру, и .начинают передачу сигнала восстановления соответствующего следующему кадру телевизионного изображения.Таким образом осуществляется передача быстродвижущихся и быстроизменяющихся телевизионных иэображений с 90 6низкой разрешающей способностью, апередача неподвижных и малоподвижныхтелевизионных изображений с высокойразрешающей способностью,Сигнал синхронизации, передаваемый одновременно с сигналами восстановления и изменения по отдельномуузкополосному каналу связи, долженопределять положение во времени каждого передаваемого элемента как сигнала восстановления, так и сигнала изменения, поэтому сигнал синхронизации представляет собой циклическуюпсевдослучайную двоичную последовательность, число элементов которойвыбирается в 1 - 2 раза больше числаэлементов передаваемого телевизионного изображения. Этот же сигнал синхронизации при приеме используется дляформирования исходного синхросигнала.Передающая часть устройства (фиг.1)содержит видеодатчик 1, генератор 2тактовых импульсов, первый 3 и второй 4 счетчики, регистр 5 строки, регистр 6 кадра, первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 7, второйЦАП 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 1 О памяти кадра,блок 11 памяти эталонного сигнала,блок 12 памяти видеосигнала восстановления, блок 1 З памяти видеосигнала изменения, первый 14, второй 15,третий 16, четвертый 17, пятый 18 ишестой 19 регистры входа, первый 20,второй 21, третий 22, четвертый 23,пятый 24 и шестой 25 регистры выхода,первь 1 й 26, второй 27, третий 28, четвертый 29 ипятый 30 регистры адреса,первый 31, второй 32 регистры форматов, первый 33 и второй 34 регистрылогических шкал, первый 35 и второй36 регистры сигналов привязки, первыйрегистр 37 кода уровня разрешающейспособности, формирователь 38 сигнала восстановления и формирователь 39сигнала изменения.Приемная часть устройства (фиг.2)содержит первый 40 и второй 41 коммутаторы, преобразователь 42 сигналапривязки сигнала восстановления, преобразователь 43 сигнала привязки сигнала изменения, блок 44 приоритета,блок 45 восстановления сигнала изменения, селектор 46, блок 47 памяти,седьмой регистр 48 входа, шестой 49и седьмой 50 регистры адреса, седьмой регистр 51 выхода, второй регистр52 кода уровня разрешающей способнос 1580590ти, третий ПАП 53, телевизионный индикатор 54, блок 55 разверток и блок 56 коррекции адреса.Устройство работает следующим образом.Вырабатываемые генератором 2 тактовые импульсы с помощью первого 3 и второго 4 счетчиков преобразуются в кодовые последовательности, которые через регистр 5 строк и регистр 6 кад. 1 ров соответствующие первый 7 и второй 8 ЦАП управляют разверткой в видеодатчике 1 и определяют адреса записи в ,блоке 10 памяти кадра с помощью пер вого регистра 26 адреса. По этим адре- ,3сам в блок 10 памяти производится запись полученной в видеодатчике 1 и преобразованной в цифровую форму в АЦП 9 информации, подаваемой в блок ,10 памяти через первый регистр 14 входа. Эта информация в блоке 10 памяти постоянно обновляется по мере поступления ее от видеодатчика 1. Формирователи 38 и 39 получают инфор иацию,из блока 10 памяти соответственно через второй 15 и третий 16 регистры входа и первый регистр 20 выхода в виде кодовых значений отдельных элементов телевизионного изображения. Адреса, ячеек блока 10 памяти, из которых считывается информация в ,формирователи 38 и 39, поступают в блок 10 памяти через второй регистр 27 адреса. В формирователях 38 и 39 производится формирование элементов первого, второго и т,д. уровне. /ля этого в формирователях 38 и 39 производится сравнение соседних на телевизионном изображении четырех элементов, образующих квадратную ячейку, и при их равенстве замена этих четырех элементов нулевого уровня на один элемент первого уровня, затем производится сравнение соседних на телевизионном изображении четырех элементов первого уровня, если они образуютквадратную ячейку, а при равенстве их - замена этих четырех элементов первого уровня на один элемент второ" го уровня, и т.д.Таким образом, в формирователях 38 и 39 осуществляется Формирование соответственно видеосигнала восстановления и видеосигнала изменения, Эти видеосигналы через второй 21 и тре 55 тий 22 регистры выхода и далее через .пятый 18 и шестой 19 регистры входа запоминаются в блоках 12 и 13 памяти по адресам, поступаемым на эти блокичерез четвертый 29 и пятый 30 регистры адреса, Эти адреса формируются вформирователях 38 и 39 и подаются,кроме того в первый 31 и второй 32регистры форматов, в первый 33 и второй 34 регистры логических шкал, впервый регистр 37 кода уровня разреша-ющей способности и через третий регистр 28 адреса в блок 11 памяти, вкотором осуществляется запоминание текущего, обработанного в формирователях 38 и 39 кадра телевизионного иэображения, информация о котором поступает на вход блока 11 памяти через четвертый регистр 17 входа, С выходаблока 11 памяти через четвертый регистр 23 выхода эта информация подается через второй 15 и третий 16 регистры входа на формирователи 38 и 39.В формирователе 39 сигнала измененияперед формированием элементов перво"го, второго и т.д. уровней осуществляется вычисление разности между значениями каждого элемента телевизиочного изображения предыдущего и последующего кадров. Информация о предыдущем кадре поступает из блока 11 памяти,Поступающая из первого регистра 31форматов и первого регистра 33 логических шкал в первый регистр 35 сигналов привязки информация запоминается в нем и в виде сигнала привязкиперед началом выдачи в узкополосныйканал связи видеосигнала зосстановлепия из блока 12 памяти, с которогоэта информация выдается через пятыйрегистр 24 выхода, поступает в узкополосный канал связи, Аналогично формируется и сигнал привязки, соответствующий видеосигналу изменения. Дополнительно в этот сигнал привязкидобавляется информация об уровне разрешающей способности видеосигнала изменения, код о котором поступает вовторой регистр 36 сигналовпривязкииз гервого регистра 37 кода уровняразрешающей способности, Для формирования сигнала привязки во втором регистре 36 сигнала привязки в него поступает также информация из второгорегистра 32 форматов и второго регистра 34 логических шкал. Видеосигнал изменения выдается в узкополосный каналсвязи из блока 13 памяти через шестойрегистр 25 памяти выхода сразу же послевыдачи соответствующего ему сигнала привязки. Входящая в состав сигна 1580590 10ла привязки информация о форматах ио логических шкалах полностью и одно"значно определяет положение на телевизионном изображечии элемента изобра 5жения и номер его уровня, что обеспечивает правильное восстановление телевизионного изображения на приемнойстороне.Сигнал синхронизации формируется в 10виде циклической псевдослучайной двоичной последовательности, напримерш = последовательности, что обеспечивает небольшой объем передаваемой поканалу связи информации и высокую помехозащищенность специальным генератором, 1,не показан), состоящим из регистра сдвига и комбинационной логической схемы и соединенным с генератором тактовых импульсов,Принятый на приемной стороне сигнал восстановления с помощью сигналасинхронизации селектируют первым ком,мутатором 40 на сигнал привязки, подаваемый в преобразователь 42, и на видеосигнал восстановления, подаваемыйчерез селектор 46 и седьмой регистр48 входа в блок 47 памяти, Аналогично с помощью второго коммутатора 41сигнал изменения селектируют на сигнал привязки, подаваемый в преобразователь 43, и видеосигнал изменения,который через блок 45 восстановлениясигнала изменения поступает на селектор 4 б. Селектор 4 б с помощью блока44 приоритета осуществляет выбор подаваемого нз сельмой регистр 48 входасигнала в случае, если поступят одно-.временна видеосигнал восстановленияи видеосигнал изменения. В этом случае в первую очередь в блок 47 памяти будет записан видеосигнал восстановления, а видеосигнал изменения будет задержан в блоке 45 восстановления сигнала изменения, Кроме того, вблоке 45 осуществляется поэлементноесложение видеосигнала изменения с содержимым блока 47 памяти, информацияс выхода которого через седьмой регистр 51 выхода падается не толькона телевизионный индикатор 54 черезтретий ЦАП 53, но и на вход блока 45,Третий ЦАП 53 осуществляет. преобразо- .вание цифрового видеосигнала в аналоговые видеосигналы трех цветов Р, С, В.5Сигналы развертки по строкам и кадрам подаются на телевизионный индикатор с блока 55 раэверток. Одновременно сигнал с блока 55 через блок 5 б коррекции адреса и через седьмой, регистр 50 адреса поступает на блок 47 .памяти. Таким образом осуществляется считывание информации из блока 47 памяти независимо от процесса записи в него.Второй регистр 52 кода уровня разрешающей способности, получая ийформацню об уровне разрешающей способности от второго коммутатора 41, подает соответствующие коды на преобразователь 43 и блок 5 б, что обеспечивает запись в блок 47 памяти и считывание из него на телевизионный индикатор 54 видеосигнала, формирующего изображение с различной разрешающей способностью,Сигнал синхронизации, поступающий в приемную часть устройства, дешифрируется с помощью регистра сдвигас (не показано) и преобразуется в последовательность кодов, определяющих моменты передачи и соответственно приема сигналов привязки и видеосигналов. Формула изобретения 1. Способ передачи телевизионных изображений, при котором при передаче полный телевизионный сигнал передаваемого телевизионного изображения разделяют на видеосигнал и сигнал синхронизации, видеосигнал преобразуют в цифровую форму и передают по узкополосному каналу связи, при приеме принятый видеосигнал преобразуют в аналоговую Форму и объединяют с принятым сигналом синхронизации, о у л и ч аю щ и й с я тем, чта, с целью уменьшения искажений передаваемых телевизионных изображений при передаче подвижных изображений, при передаче, после преобразования видеосигнала в цифровую Форму из нега формируют видеосигнал восстановления и соответствующий ему сигнал привязки и видеосигнал изменения и соответствующий ему сигнал привязки, при этом вицеасигнал восста-. новления формируют из цифрового видеосигнала путем преобразования его в цифровой видеосигнал, соответствующий 1растру телевизионного изображения с переменным размером элемента растра, видеосигнал изменения Формируют путем вычитания из цифрового видеосигнала, соответствующего предыдущему кадру, цифрового видеосигнала, соответствующего последующему кадру, и преобразования полученного разностнаго цифро80590 12 1115 вого видеосигнала в цифровой видеосигнал, соответствующий растру телевизионного изображения с переменным размером элемента растра, при этом преобразование цифрового видеосигнала в цифровой видеосигнал, соответствующий растру телевизионного изображения с. переменным размером элемента растра, производят путем замены группы одинаковых элементов телевизионного изображения - элементов нулевого уровня размером 2 х 2 элемента телевизионного изображения одним элементом первого уровня, группы .одинаковых элементов и-го уровня, размером 2 х 2 элемента и-го уровня, одним элементом 1п+1-го уровня, где и - номер уровня, полученные при этом значения Величин сигналовэлементов всех уровней объединяют в видеосигнал, сигнал привязки получают путем формирования последовательного кода, в котором положение единиц соответствует положению на телевизионном изображении с переменным размером элемента растра элементов всех уровней, формируют сигнал восстановления объединением видеосигнала восстановления и соответствующего ему сигнала привязки в одну последовательность и сигнал изменения объединением видео-. сигнала изменения и соответствующего ему сигнала привязки в одну последовательность, передают по узкополос. ному каналу связи раздельно сигнал восстановления, сигнал изменения и сигнал синхронизации, при приеме перед преобразованием видеосигнала в аналоговую форму его формируют из принятого сигнала восстановления и кор-,. ректируют принятым сигналом изменения путем поэлементного сложения элементов телевизионного изображения, соответствующего сигналу восстановления с соответствующими элементами телевизионного изображегия, соответствующего сигналу изменения2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при передаче сигнала изменения устанавливают контрольный период, равный 0,03 - 0,3 с, приэтом при времени передачи сигнала изменения, соответствующего очередномукадру, меньшем контрольного периода,сигнал изменения, соответствующий следующему кадру, передают с повышеннойна один уровень разрешающей способностью, а отсчет следующего контрольно 1.го периода начинают с момента началапередачи сигнала изменения, соответствующего следующему кадру, при времени передачи сигнала изменения, со 20 ответствующего очередному кадру, большем контрольного периода, передачусигнала изменения, соответствующегоочередному кадру, прекращают и передают сигнал изменения, соответствую 25 щий следующему кадру, с пониженнойна один уровень разрешающей способностью, при этом одновременно прекращают передачу сигнала восстановленияочередного кадра и передают сигнал30 Восстановления следующего кадра.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что, сигнал синхронизации перед передачей преобразуют вциклическую псевдослучайную двоичнуюпоследовательность, при этом отношение числа двоичных элементов циклической псевдослучайной двоичной последовательности к числу элементов растрателевизионного изображения выбираютв пределах от 1 до 2, при приеме принятую циклическую псевдослучайнуюдвоичную последовательность преообразуют в исходный синхросигнал, 15805901580590 оставитель А.Федото из Те едактор А ектор М.Кучерявая оданич Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент",Заказ 20 ВНИИПИ Г Тираж 527 ственного комитета по и 113035, Москва, Ж, жгород, уп. Гагарина, 101