Способ формирования и приема телевизионного сигнала при передаче изображения и система для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1511 4 Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,А, Тит тельство СССР 5/04, 980. АНИЯ И ПРИЕМА ТЕПРИ ПЕРЕДАЧЕ МА ДЛЯ ЕГО ОСУ мыш- брео ос сиг- фор- осле- но 4 Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ФОРМИРОЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛАИЗОБРАЖЕНИЯ И СИСТЕЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к пропенности средств связи. Цель иэотения - сокращение потери информпри воспроизведении телевизионн(ТВ) сигнала. Сущность д,нногоба состоит в формировании синхрнала путем модуляции по законумирования членов рекуррентнойдовательности, число которых ра июЯОв 145361 или кратно количеству строк разложения ТВ изображения в передаваемомкадре. Затем сформированный синхросигнал замешивают в видеосигнал и передают полученный ТВ сигнал по каналусвязи с последующим выделением изпринятого ТВ сигнала видеосигнала исинхросигнала. Для осуществления дан -ного способа используется система,содержащая на передающей стороне:синхрогенератор, источник цифровоговидеосигнала, смеситель, линейное кодирующее устройство, канал связи иформирователь рекуррентного синхросигнала, а на приемной стороне: линейное декодирующее устройство, приемник цифрового видеосигнала, входной блок, вычислительный блок, решающий блок, фазируемый адресный счетчик и блок памяти. Цель достигаетсяпутем уменьшения сбоев синхронизации.2 с.п. ф-лы, 7 ил.1453619 Система для осуществления способа работает следующим образом.Синхрогенератор 1 работает обычным образом и формирует все синхронизирующие сигналы и тактовые импульсы, необходимые для работы источника 2 цифрового видеосигнала, смесителя 3, линейного кодирующего устройства 4 и формирователя синхросигнала. При этом источник 2 цифрового видеосигнала работает обычным образом: телевизионная камера, управляемая синхросигналами синхрогенератора 1, форми - рует аналоговый видеосигнал, который преобразуется в цифровой видеосигнал (цифровой поток ) и поступает на вь 1 -На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема системы формирования и приема. телевизионного (ТВ) сигнала при передаче изображе 50 ний; на фиг,2 - структурная электрическая схема. приемника цифрового видеосигнала; на фиг. 3 - структурная электрическая схема. входного блока; на фиг. 4 - структурная схема последовательного регистра; на фиг.555 структурная схема вычислительного блока; на фиг. 6 - структурная схема запоминающего блока; на фиг, 7 Изобретение относится к промьлиленности средств связи и может быть использовано при построении устройствсинхронизации телевизионных систем5различного назначения,Целью изобретения является сокращение потери информации при воспроизведении телевизионного сигнала путемуменьшения сбоев синхронизации,Сущность способ закгдочается в том,что осуществляют формирование синхросигнала, который модулируют по закону формирования членов рекуррентнойпоследовательности, число которыхравно или кратно количеству строк впередаваемом кадре. После чего замешивают синхросигнал в видеосигнал,получаемый путем анализа изображенияс разложением его на отдельные сос,тавляющие элементы и преобразованием их свето- и цветотехнических параметров в электрический сигнал, Затем передают полученный телевизионный сигнал по каналу связи, 25Далее выделяют иэ принятого телевизионного сигнала видеосигнал и синхросигнал, управляющий синтезом изображения путем преобразования выделенного видеосигнала в свето- и цвето- технические параметры элементов воспроизводимого изображения.При этом за счет того, что синхросигнал модулируют, по закону формирования рекуррентной последовательнос 35 ти, при приеме синхросигнала, возможно определить (вычислить )номер текущего члена рекуррентной последовательности, т.е. определить правильное временное положение мгновенной текущей передаваемой информации (строки) и осуществить правильный синтез передаваемого телевизионного (ТВ) иэображения, не цожидаясь конца передаваемого кадра.45 структурная схема формирователя син -хросигнала.Система формирования и приема те -левизионного сигнала при передачеиэображений содержит на передающейстороне синхрогенератор 1, источник2 цифрового видеосигнала, смеситель3, линейное кодирующее устройство 4,канал 5 связи, формирователь 6 рекуррентного синхросигнала, а на приемной стороне - линейное декодирующееустройство 7, приемник 8 цифровоговидеосигнала, входной блок 9, вычислительный блок 10, решающий блок 11,фаэируемый адресный счетчик 12,блок13 памяти.Приемник 8 цифрового видеосигнала (фиг.2) содержит синхрогенератор14 считывания, блок 5 кадровой памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 16, устройство 7 отображения.Входной блок 9 (фиг.3) содержитпоследовательный регистр 18, первый19 и второй 20 регистры сдвига.Последовательный регистр 18(фиг. 4) содержит оперативное эапоминающее устройство (ОЗУ) 21, 0 триггер 22, адресный счетчик 23.Вычислительный блок 10 (фиг.5)содержит сумматор 24, компаратор 25,формирователь 26 значения числа, преобразователь 27.Блок 13 памяти (фиг.6) содержитс первого по четвертое ОЗУ 28-31,выходной регистр 32, адресный счетчик 33,Формирователь 6 синхросигналаход источника 2 цифрового видеосигнала.Смеситель 3, представляющий собоймультиплексор, обеспечивающий замеши 5вание в цифровой видеосигнал, поступающий на первый вход смесителя 3,синхросигнала, поступающего на второйвход смесителя 3, с выхода формирователя 6 рекурентного сигнала, причем время удержаниявпереключенномсостоянии смесителя с первого входана второй вход определяется цлительностью импульсов строк, поступающихна управляющий вход смесителя 3 с 1 Бвторого выхода синхрогенератора 1.В примере конкретной реализации длительность импульсов строк, поступающих на управляющий вход смесителя 3,должна быть равна Т=8, где Т - количествс тактовых импульсов (тактовыхинтервалов),Формирователь б рекурентного синхросигнала ,фиг.7) работает следующимобразом. Импульсы строк синхрогенератора 1 поступают на счетный входсчетчика 34, представляющего собойдвоичный счетчик с коэффициентом счета К -М, где М - количество строкв передаваемом ТВ-кадре, и работающего следующим образом. При помощиимпульсов кадров синхрсгенератора 1счетчик 34 адин раз в кадр обнуляется, т.е. на выходе счетчика 34 формируется адРесный сигнал, несущийинформацию с номера передаваемой ,строки в кадре, которая одновременноявляется значением номера члена рекуррентной последовательности, выраженным в двоичной-форме. Преобразователь 35, построенный на программируемом постоянном запоминающем устройстве,(ППЗУ), обеспечивает преобразование значения номера члена рекуррентной последовательности в его конкрет юное значение по известному рекуррентному уравнению, например Б+, Б,+1,при 0=0 и п=25 бщ 2 .Алгоритмы и таб 3лица программирования НПЗУ по такомупростому уравнению не представляютбольшой сложности и легко могут бытьреализованы на практике,Счетчик 36 управления представляет собой двоичный счетчик с коэффициентом счета Кс =Т=8, где Т - количество тактовых интервалов, необходимых для передачи значения члена рекуррентной последовательности. Счетчик Зб работает только во время импульсов строк длительностью Т, поступающих на его установочный вход иразрешающих его работу во время импульсов строк.Мультиплексор 37 формирует на выходе синхросигнал путем считыванияинформации, поступающей на информационные входы с выхода преобразовате -ля 35, пс сигналам управления, поступающим с выхоца счетчика 36 управления.Линейное ксдирующее устройство4 из цифрового видеосигнала и тактовых импульсов формирует на выходе ли -нейный код, т.е, код, предназначенныйдля передачи цифровых сигналов полиниям ( каналам ) связи.Канал 5 связи обеспечивает передачу,линейного кода с выхода линейногокодирующего устройства 4 на вхсц ли -нейногс декоцирующего устройства 7,кстсрсе регенерирует из линейногокода исходный цифровой вицеосигнали тактовые импульсы. При этом напервом выходе линейного декодирующегоустройства 7 формируется регенерирсванный цифровой видеосигнал,а навтором выходе линейного дексцирующего устройства 7 выделяются тактовыеимпульсы, синхронные с регенерированным цифровым видеосигналом,Входной блок 9 (фиг.З) работаетследующим образом. На информационныйвход последовательного регистра 18и первого регистра 19 поступает цифровой видеосигнал, а на тактовые входы последовательного регистра 18тактовые импульсы первого регистра 19 сдвига и второго регистра 20сдвига. При этом регистр 18 длинойю(=1024, где с - количество тактовых,интервалов в строке, обеспечиваетзадержку цифрового видеосигнала настроку, т.е. период следования синхросигналсв в нашем конкретном случаереализации, В результате на выходахрегистров 19 и 20 длиной Т=8, гдеТ - количество тактовых интервалов,необходимых для передачи синхросигнапа, выделяются кодовые комбинации,незадержанные и задержанные на строку, и подаются на выходе входного блока 9. При этом последовательный регистр 18 (фиг.4) работает следующимобразом. Цифровой видеосигнал подает-ся на информационный вход ОЗУ 21, наадресныс входы которого поданы сигналы с адресного счетчика 23, насчетный вход которого, объединенный5 1453 с-входом "Запись-считывание" ОЗУ 21 и тактовым входом 0-триггера 22, поданы тактовые импульсы. В первой половине тактового интервала при высоком уровне на входе "Запись-считыва ние" (ИЕ) в ОЗУ 21 происходит считывание информации с ОЗУ 21 по адресу Н, определяемому состоянием счетчика 23. В середине тактового интервала 1 О по перепаду на тактовом входе Э-триггере 22 происходит запись в него информации с выхода ОЗУ 21. Во второй половине тактового интервала при низком уровне сигнала на входе "Запись- считывание" (ИЕ) ОЗУ 21 происходит запись информации в ОЗУ 21. По перепаду в конце тактового интервала происходит изменение состояния счетчика 23 с А, на А + и в следующем тактовом интервале процесс повторяется,Вычислительный блок 10 производит вычисление значения члена рекуррентной последовательности по значению ранее принятых значений членов рекур ретной последовательности по заранее известному рекуррентному уравнению. В частности, вычислительный блок 10 1 фиг. 5 ), обеспечивающий прием синхросигнала, который закодирован по за- ЗО кону формирования членов рекуррентной последовательности вида Б ь =Оп+1, работает следующим образом, На первый вход сумматора 24 подается информационный сигнал с выхода второго регистра 20 свдига входного блока, т.е, принятое значение числа П, а на второй вход сумматора 24 подается фиксированное значение числа с формирователя 6 значения числа. С учетом то 40 го, что сумматор 24 выполняет суммирование по выражению О =П+1, то таким фиксированным числом является 1 или в двоичной форме 00000001. Значение числа Б , вычисленное по формуле П =Б+ в сумматоре 24, поступа 45 ет на первый вход компаратора 25, на второй вход которого поступает информационный сигнал с выхода первого регистра 19 сдвига входного блока 9, т.е. принятое значение Пчлена рекуррентной последовательности. Если принятое значение Б члена рекуррентнойпоследовательности совпадает с его вычисленным значением, то компаратор 25 вырабатывает в данном тактовом интервале сигнал (коэффициент) соответствия, равный 1, а в противном случае - сигнал соответствия, рав 619 6ный О, Преобразователь 27 обеспечивает преобразование значения принятого 0 члена рекуррентной последовательности в адресный сигнал фазируемого адресного счетчика 12. Отметим, что преобразователь 27 выполняет обратную функцию преобразователя 35 (фиг,8).Решающий блок 11 в каждом тактовом интервале определяет (присваивает) значения коэффициента подобия в зависимости от значения сигнала соответствия, вырабатываемого на выходе компаратора 25 вычислительного блока 10, и от значения коэффициента подобия, задержанного на строку, в блоке 13 памяти.Причем в соответствии с описанным алгоритмом и таблицей программирования ППЗУ,на котором выполнен решаюший блок 11, значение коэффициентов подобия возрастает, если сигналкоэффициент ) соответствия с выхода вычислительного блока 10 равен 1, или падает, если сигнал соответствия с выхода вычислительного блока 10 равен О. При этом возможны максимальное значение коэффициента подобия, равное 1111, и минимальное значение, равное 0000. За счет того, что синхросигналы, закодированные по закону формирования членов рекуррентной последовательности, расположены на строго определенных тактовых интервалах строки, а ложные синхросигналы, которые могут возникать по случайному закону в информационной части цифрового видеосигнала, не будут повто - ряться в течение нескольких строк в строго определенном тактовом интервале строки, значение коэффициента подобия на выходе решающего блока 1 будет возрастать только на строго определенном тактовом интервале строки, где расположен синхросигнал, При достижении максимального значения коэффициента подобия, равного 111, решающий блок 11 на втором выходе вырабатывает сигнал (команду ) Фазиро - вания на фазируемый адресный счетчик2, который работает следующим образом. Фазируемый адресный счетчик 12, имеющий коэффициент счета К с= ."1= =2 " 2 =2 ", построенный на двоичных1 О,счетчиках, например интегральных микросхемах К 531 ИЕ 7, и обладающий воэможностью предварительной установки числа, при подаче на него сигналафаэирования с второго выхода решающего блока 11 переводится в режим предварительной установки числа, при этом на информационные входы микросхемы счетчика 1 2 поданы адресные сигналы фазирования с выхода вычислительного блока 1 О, т.е. в него в этом случае будет осуществлена запись номера последнего принятого члена рекуррентной О последовательности П , и тем самым будет осуществлена фаэировка счетчика 12 в соответствии текущей фазой принимаемого цифрового видеосигнала,Блок 13 памяти (фиг.61, обеспечи вающий запоминание четырехразрядного значения коэффициента подобия в каждом тактовом интервале и задержку этого значения на строку, работает следующим образом. На информационные 20 0-входы ОЗУ 28-31 поступают значения коэффициентов подобия. На тактовый вход выходного регистра 32, счетный вход адресного счетчика 33 и входы "Запись-считывание" ,ИЕ) ОЗУ 28-31 поданы тактовые импульсы. При этом в первой половине тактового интервала при высоком потенциале на входе "Запись-считывание" в ОЗУ 28-31 происходит считывание информации из ОЗУ 30 по адресу Н, определг.-мому состоянием счетчика 33. В середине тактового интервала по перепаду в регистр 32 осуществляется запись информации, появившейся на выходе ОЗУ 28-.". Во второй половине тактового интервала при низком уровче сигнала на входе "Запись-считывание" (ИЕ) ОЗУ 28-31 происходит запись информации, поступающей на информационные входы ОЗУ 40 28-31. По перепаду в конце тактового интервала происходит изменение состояния счетчика 33 с А на А, и в следующем тактовом интервале процесс повторяется. 45Фазируемый адресный счетчик 12, имеющий коэффициент счета К=Ы 0=2 построенный на двоичных счетчиках и обладающий возможностью предварительной установки числа, работает следую щим образом. На информационные входы предварительной установки числа фазируемого адресного счетчика 12 подаются адресные сигналы, в которых содержится информация о номере последнего из принятых членов рекуррентной последовательности, а на вход управления предварительной установки счетчика 12 подается сигнал с первого выхода решающего блока 11. При этом в счетчик 12 производится запись числа с выхода вычислительного блока Ои адресные выходные сигналы счетчика 2 устанавливаются в нужную фазу с точностью до такта по отношению к входному принимаемому видеосигналу. С выхода адресного фазируемого счетчика 1 2 адресные сигналы поступают на входы управления записью цифрового видеосигнала в блок 15 кадровой памяти приемника 8 цифрового видеосигнала (фиг, 2), работающего следующим образом. Цифровой видеосигнал поступает на информационный вход блока 15 кадровой памяти. Управление записью этого цифрового видеосигнала осуществляется по тактовым импульсам, поступающим на второй вход приемника 8 цифрового видеосигнала и соответственно на тактовый вход блока 5 кадровой памяти,и адресным сигналам, поступающим на адресные входы записи блока 15 кадровой памяти. Синхрогенератор 4 считывания вырабатывает тактовые и адресные сигналы считывания, необходимые для правильного считывания цифровой информации из блока 15 кадровой памяти, и работает обычным образом. При этом цифровая информация, считываемая из блока 15 кадровой паяти, подается на цифроаналоговый преобразователь 16, где осуществляются все необходимые операции, необходимые для преобразования ТВ-информации из цифровой формы в аналоговую. Видеосигнал в аналоговой форме с вькода цифроаналогового преобразователя 16 подается на первый вход устройства 17 отображения. На синхронизирующий вход устройства 17 отображения подаются синхронизирующие синхросигналы с второго выхода синхрогенератора 14 считывания.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я1. Способ формирования и приема телевизионного (ТВ) сигнала при передаче изображения, заключающийся в формировании синхросигнала, эамешивании его в видеосигнал, передаче полученного ТВ-сигнала по каналу связи с последующим выделением из принятого ТВ-сигнала видеосигнала и синхросигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения потери инфор - мации при воспроизведении ТВ-сигнала. путем уменьшения сбоев синхронизации, синхросигнал формируют путем модуляции по зако.ну формирования членов рекуррентной последовательности, число которых равно или кратно количеству строк разложения ТВ-изображения в передаваемом кадре.2, Система для формирования и при, ема телевизионного сигнала при пере,даче изображения, содержащая на передающей стороне последовательно ,соединенные синхрогенератбр, источник цифрового видеосигнала, смеситель, линейное кодирующее устройство, к ,второму входу которого подключен второй выход синхрогенератора, и канал связи, а на приемной стороне - линейное декодирующее устройство, к входу которого подключен канал связи и приемник цифрового видеосигнала о т л и ч а ю щ а я с я тем, что введены на передающей стороне формирователь рекуррентного синхросигнала, к первому, второму и третьему входам которого подключены соответственно второй, третий и четвертый выходы синхрогенератора а выход формирователя рекуррентного синхросигнала соединен с вторым входом смесителя, к-третьему входу которого подключенчетвертый выход синхрогенератора, а5на приемной стороне введены блок памяти и последовательно соединенныевходной блок, к информационному входукоторого подключен первый выход линейного декодирующего устройства, вычислительный блок, решающий блок, квторому входу которого подключен выход блока памяти, и фазируемый адресный счетчик, выход которого соединен15 с адресным входом приемника цифровоговидеосигнала, к тактовому входу которого подключен тактовый вход блокапамяти, тактовый вход фаэируемогоадресного счетчика, тактовый вход20 входного блока и второй выход линейного декодирующего устройства, приэтом к информационному входу фазируемого адресного счетчика подключенвторой выход вычислительного блока,25 а к информационному входу блока памяти подключен второй выход решающегоблока,о Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 7303/56 Тираж 627 НИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Поцпи о изобретениям и отк 35, Раушская наб., дтиям при ГКНТ С4/5