СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СИГНАЛОВ ЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК H04N5/91 H04N11/18 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано как в телевещании, так и в прикладном телевидении (цифровая видеозапись). Известны следующие способы и устройства консервации цветного изображения объектов (телевизионных программ, 1, с.420-490). Аналоговая магнитная запись является наиболее разработанным и пока лучшим способом консервации. Цифровая магнитная запись - наиболее перспективна и находится в стадии освоения.

В указанных способах консервируется видеосигнал, состоящий из временной последовательности цветоразностных сигналов. При этом присутствует и сигнал яркости. Такое представление видеосигнала обусловлено требованием удовлетворить совместимость черно-белого и цветного телевидения. Это требование усложняет системы, снижает их надежность, увеличивает стоимость и искажает цветовое поле объекта. В связи с сокращением парка черно-белых телевизоров требование потеряло актуальность.

В качестве прототипа рассмотрим систему цифровой магнитной консервации, представленную на фиг.1 (1, с.478). Здесь изображена упрощенная структурная схема цифровых преобразований одной составляющей видеосигнала. Исходя из международного стандарта предусматривается дискретизация раздельных яркостного и цветоразностных сигналов с частотами 13,5 и 6,75 МГц соответственно (стандарт 4:2:2). При этом суммарный поток информации в 1 секунду составит 216 Мбит. Для записи звука используются 4 канала с частотой дискретизации 48 кГц, квантованные равномерно при 20 разрядах на отсчет. При этом суммарный поток составит 4 Мбит/с.

Полный цветовой телевизионный сигнал (ПЦТС) поступает в блок аналоговой обработки (на схеме не показан), где расчленяется на сигнал яркости и сигналы цветоразностные. Далее аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП 1), в котором он дискретизируется, квантуется и предварительно кодируется. В. кодере (КД 2) сигнал подвергается помехоустойчивому кодированию. B скремблере (Ск 3): производится перемешивание (скремблирование) сигнала, т. е. логическое сложение его с псевдослучайной последовательностью сигналов (ПСП). В результате этой операции сигнал имеет в своем составе составляющие с тактовой частотой.

Для работы следящих систем видеомагнитофона необходимы импульсы синхронизации, которые вырабатываются синхрогенератором (Сг 5). Введение импульсов в структуру сигнала происходит с помощью буферных запоминающих устройств (БЗУ 7 и БЗУ 8) с последовательным доступом.

Цифровая последовательность сигнала подвергается сжатию во времени с помощью БЗУ. Сигнал сжимается из-за превышения скорости считывания над скоростью запоминания. В выигранном интервале времени размещаются импульсы синхронизации.

Работой двух БЗУ (7 и 8) управляют два коммутатора К4 и К6, связанных с генератором тактовых импульсов (ГИ 9). Цифровой сигнал вместе с тактовыми и синхронизирующими импульсами поступает на вход канального кодера (КК 10), где согласуются характеристики сигнала и канала записи и воспроизведения. Это означает, что энергетический спектр телевизионных сигналов преобразуется в соответствии со спектральными характеристиками канала. Последний можно представить в виде полосового фильтра. Далее сигнал, пройдя усилитель записи (УЗ 11), записывается на магнитную ленту универсальной головкой (МГ 12).

Телевизионный (ТВ) сигнал и звуковой (ЗВ) сигнал записываются на одной дорожке (наклонной). Записываются только активные строки по 300 в каждом поле (стандарт 625/50). Число отсчетов изображения, приходящихся на активную часть строки, равно 720 для сигнала яркости и 2×360 для цветоразностных сигналов.

Между двумя секторами записывается ЗВ сигнал на четырех коротких секторах. Одно ТВ поле записывается на 12 дорожках.

При воспроизведении цифровой сигнал после усиления в усилитель (У14) поступает на декодер (КДК 15), где восстанавливается спектр. Далее сигнал проходит дескремблер (ДСк 16), преобразующий псевдослучайный сигнал в исходную структуру.

Для восстановления исходной скорости передачи применяются блоки БЗУ 18 и БЗУ 20, работающие поочередно. Скорость записи информации в них больше, чем скорость считывания. При этом частота считывания выбирается равной тактовой частоте. В результате работы БЗУ цифровой поток восстанавливает свою непрерывность. Коммутаторы К 17 и К 21 переключают БЗУ с частотой импульсов, вырабатываемых генератором ГИ 9. Генератор ГТИ 18 создает тактовые импульсы для отбора информации из БЗУ 18 и БЗУ 20.

После БЗУ сигнал поступает на декодер корректирующего кода ПДКК 22, в котором обнаруживаются и корректируются ошибки. Процессы детектирования и декодирования синхронизируются тактовыми импульсами, выделенными из воспроизводимого сигнала. В цифроаналоговом преобразователе ЦАП 22 сигнал приобретает аналоговую форму.

Рассмотрим подробнее работу аналогового блока, расположенного в начале тракта. ПТТВ поступает на вход регулируемого усилителя, после которого сигнал одновременно питает входы фильтра низкой частоты, ФНЧ, полосового фильтра, ПФ первого цветоразностного сигнала и ПФ второго цветоразностного сигнала. На выходах указанных фильтров имеем сигнал яркости и два цветоразностных сигнала. В случае необходимости в каждый сигнал вводятся высокочастотные предыскажения и амплитудное ограничение. Далее каждый сигнал поступает на вход своего АЦП, где переводится в цифровую форму и запоминается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ). Каждое ОЗУ подключается к каналу консервации с помощью своего коммутатора, работающего от генератора, синхронизированного строчными импульсами. Алгоритм работы коммутатора обеспечивает запись сигнала яркости, затем одного цветоразностного сигнала и другого.

Работа цифроаналогового блока аналогична работе АЦП, но в обратном порядке. С помощью коммутатора цифровой сигнал распределяется по трем линиям: яркостной, первый цветоразностный и второй. В каждой линии стоит ОЗУ и ЦАП. Аналоговые сигналы при необходимости корректируются и ограничиваются. Далее они смешиваются в смесителе.

В канале воспроизведения синхроимпульсы отделяются от цифрового сигнала и подаются в цепи управления. На структурной схеме не показаны вспомогательные блоки, предназначенные для коррекции искажений.

Рассмотренное устройство осуществляет следующий способ цифровой консервации цветовой видеоинформации. Способ состоит из действий:

1. разложение ПЦТС на составляющие (сигналы яркости и два цветоразностных), усиление ПЦТС и его пространственное разложение на три составляющие:

2. внесение высокочастотных (ВЧ) предыскажений,

3. амплитудное ограничение,

4. аналого-цифровое преобразование,

5. запоминание,

примечание: пп.2...5 выполняются для каждой составляющей ПЦТС

6. превращение параллельных сигналов в последовательные

7. помехоустойчивое кодирование,

8. скремблирование,

9. сжатие во времени,

10. канальное кодирование,

11. усиление,

12. запись на магнитную ленту,

13. считывание с ленты,

14. усиление,

15. декодирование (канальное),

16. дескремблирование (восстановление структуры),

17. растяжение во времени (восстановление масштаба),

18. декодирование (обнаружение и корректировка ошибок),

19. разложение цифрового сигнала на три составляющие,

20. запоминание,

21. цифроаналоговое преобразование каждой составляющей,

22. корректировка ВЧ предыскажений,

23. фильтрование (низкочастотное и полосовое),

24. смешение трех составляющих,

25. низкочастотное фильтрование ПЦТС.

Таким образом имеем способ, состоящий из 25 действий. Его длина значительно превышает длину аналогового способа. Сигнал также два раза расчленяется на составляющие, при этом каждая преобразуется отдельно. Сигнал два раза смешивается. Сигнал расчленяется на три составляющие. В аналоговом способе сигнал расчленяется на две составляющие.

В телевидении идеалом верности цветовоспроизведения считают колориметрическую тождественность изображения оригиналу (1, с.242). Это означает, что цветность каждого элемента изображения не отличается от цветности соответствующего элемента оригинала, а отношение их яркостей является величиной постоянной для всех передаваемых цветностей.

На фиг.2а представлены приблизительные проходные спектральные характеристики (огибающие) ТВ системы передачи и приема с использованием сигналов яркости Е_я и двух цветоразностных: Е_я-с, Е_к-я. При этом по оси абсцисс отложена частота флуктуаций неоднородностей цветового поля, а по оси ординат - их средняя мощность.

Анализ спектров показывает следующую картину подкрашивания черно-белого изображения объекта на экране кинескопа.

1. В красный, синий и зеленый цвета одновременно подкрашиваются крупные и средние масштабы ≥4 мм, дающие частоты ≤1,5 МГц.

2. Средние и малые масштабы ≤4 мм, дающие частоты ≥1,5 МГц, не подкрашиваются, так как система в этой части спектра не пропускает красный и синий цвета.

3. Мелкомасштабные неоднородности ≤1 мм, дающие частоты ≥6,5 МГц не визуализируются.

4. Спектральный состав зеленого цвета может быть нереальным, так как отсутствует непрерывная информация о красном и синем цветах.

5. Точное восстановление цветов затруднительно, так как сигналы яркости и цветоразностные проходят по тракту различные пути.

6. Консервация ТВ информации усугубляет указанные особенности.

Таким образом в угоду совместимости естественные цвета преобразуются в искусственные величины. Они искажаются, смешиваются, передаются и восстанавливаются. В результате имеем подкрашивание ЧБ изображения. Соблюдение принципа тождественности при таких условиях крайне затруднительно. Длительное соблюдение совместимости привело к значительному усложнению цветного телевидения. Своевременный отказ от этого принципа позволил бы избежать больших материальных затрат.

Учитывая изложенное, автором были предложены способ и устройство для передачи и приема цветного изображения объектов на расстояние (7). В них передача цветного изображения основана на трех электрических величинах, соответствующих красному, зеленому и синему цветам (сигналы цветности). Эти величины по возможности передаются одновременно, непрерывно по трем независимым каналам, с наименьшими искажениями. Для незамкнутых систем используются способы с частотной и временной селекцией сигналов. В случае замкнутых систем применяются способы как с указанной селекцией, так и без селекции.

Целью изобретения является создание более простых и точных как способа, так и устройства консервации цветной ТВ информации. Для избежания накопления искажений, при многократной перезаписи используются цифровые методы. Приближение к колориметрической тождественности достигается за счет отказа от полной совместимости ЧБ телевидения с цветным, т.е. вместо сигналов яркости и двух цветоразностных используются три сигнала цветности: красный, зеленый и синий. На этом принципе построена система передачи-приема ТВ информации. Ha вход системы консервации приходит ПЦТС, состоящий из сигналов цветности.

Вариант 1.

Способ передачи и приема цветной ТВ информации состоит в модуляции несущей частоты передатчика модулированными сигналами цветности. Точнее их боковыми частотами. При этом в большинстве случаев поднесущие частоты сигналов цветности модулируются по частоте, а несущая передатчика - по амплитуде. Поднесущие разнесены друг от друга на величину, превышающую ширину боковой. Последняя определяется спектром сигнала цветности. На вход системы консервации (после ВЧ преобразований приходит ПЦТС в виде суммы трех поднесущих, частотно-модулированных сигналами цветности.

Способ консервации состоит из действий:

1. регулируемое усиление ПЦТС,

2. пространственное расчленение ПЦТС на три составляющие путем полосового фильтрования,

3. внесение ВЧ предыскажений,

4. амплитудное ограничение,

5. аналого-цифровое преобразование,

6. запоминание,

примечание: пп.3...6 выполняются для каждой составляющей;

7. помехоустойчивое кодирование (может не выполняться),

8. превращение параллельных сигналов в последовательные,

9. скремблирование (логическое сложение сигнала с псевдослучайной последовательностью),

10. сжатие во времени,

11. канальное кодирование,

12. усиление,

13. запись на магнитную ленту, (формат записи может быть таким: число отсчетов изображения, приходящихся на активную часть строки, равно 480 для каждого сигнала цветности, т.е. три видеосектора, между которыми записывается звуковое сопровождение, гасящие и синхронизирующие импульсы,

14. считывание с ленты,

15. усиление и вывод вспомогательной информации,

16. канальное декодирование,

17. растяжение во времени (восстановление масштаба),

18. дескремблирование (восстановление структуры),

19. разложение цифрового сигнала на три составляющие (превращение сигналов из последовательных в параллельные),

20. декодирование (обнаружение и корректировка ошибок),

21. цифроаналоговое преобразование каждой составляющей,

22. корректировка ВЧ предыскажений.

23. фильтрование (низкочастотное и полосовое),

24. смешение трех составляющих,

25. низкочастотное фильтрование ПЦТС (может отсутствовать).

Таким образом имеем способ, состоящий из 25 действий (длина не изменилась). Сигнал может два раза расчленяться на три составляющие и два раза смешивается. Каждая составляющая преобразуется отдельно. Однако частота дискретизации может быть одна. Алгоритм преобразований один. Набор съемных (функциональных) узлов - одинаковый. Канальное кодирование - по одному алгоритму. В результате имеем более строгое соблюдение принципа тождественности. На фиг.3 представлены примерные спектральные характеристики рассматриваемой системы консервации. На фиг.2 (б, в,) - спектральные характеристики прототипа. В первом случае канальное кодирование реализует процесс переноса спектра сигнала в НЧ часть. Во втором случае дополнительно реализуется и сжатие спектра.

На фиг.4 представлена примерная структурная схема (устройство), реализующая рассмотренный способ. Схема работает следующим образом. После ВЧ преобразований ПЦТС приходит на вход усилителя 1, коэффициент передачи которого регулируется амплитудой синхросигнала. При этом сохраняется постоянным наибольшее напряжение на выходе. Далее сигнал с помощью полосовых фильтров ПФ2, ПФ3 и ПФ4 расчленяется на три составляющие, поднесущие, модулированные по частоте сигналами цветности. Центральная частота фильтра соответствует величине поднесущей, а полоса пропускания ширине боковой полосы (спектральной ширине сигнала цветности). Узлами 5, 6 и 7 в сигналы вносятся ВЧ предыскажения, узлами 8, 9 и 10 - двухстороннее ограничение. При этом возможно для каждого сигнала низкочастотное фильтрование. Перечисленные операции проще сделать в аналоговом виде. Они являются предварительными.

Далее следуют основные операции и их блоки, предназначенные для прохождения наиболее опасного участка тракта (головка-лента-головка) сигналом в цифровом виде. Последнее приводит к наименьшим искажениями. Каждая составляющая подвергается аналого-цифровому преобразованию в АЦП 11, АЦП 12 и АЦП 13, где она дискретизируется, квантуется и предварительно кодируется (например, по методу импульсно-кодовой модуляции, ИКМ). Последняя, обладая значительной избыточностью информации, обуславливает необходимость передавать информацию с большой скоростью. Это оказывается недостижимым и вынуждает сокращать избыточность.

Три составляющие в цифровой форме поступают на входы блока помехоустойчивого кодирования и сокращения избыточности 14. Работа последнего может быть основана на одном из трех принципов:

1. кодирование с предсказанием,

2. групповое кодирование с преобразованием,

3. адаптивное групповое кодирование,

4. совокупность указанных принципов (1, с.90...100).

В случае кодирования с предсказанием (3, с.63) процесс сжатия видеосигнала может быть разбит на последовательные операции: предварительная обработка, дискретное косинусное преобразование, квантование и кодирование (3, с.64. фиг.2.18).

Далее три составляющие после сокращения избыточности и помехоустойчивого кодирования приходят на входы блока скремблирования 15. Блок предназначен для устранения длинных последовательностей 0 и 1 в исходном коде БВН (без возврата к нулю). Их наличие обуславливает изменение уровня постоянной составляющей и как следствие, появление значительных искажений в форме импульсов при воспроизведении. Устранение длинных последовательностей 0 и 1 осуществляется путем логического сложения цифрового сигнала с псевдослучайной последовательностью сигналов (ПСП). В результате код БВН приобретает свойства случайного сигнала. Скремблирование можно сочетать с канальным кодированием (1, с.476, 477).

Три составляющие поступают в блок объединения 16. Блок предназначен объединить три параллельных цифровых потока в один. При этом они должны следовать друг за другом (красный, зеленый, синий), например, по 480 отсчетов. Одна строка включает 1440 отсчета. Переключение осуществляется ключами. Последние управляются генератором, синхронизированным строчными импульсами. Алгоритм переключения может быть иным. Блок объединения может быть построен на основе мультиплексора.

Объединенный сигнал приходит в блок сжатия 17. Блок предназначен для образования промежутков и последующего введения дополнительных импульсов в структуру записываемого цифрового сигнала. С этой целью информацию необходимо сжать и на освободившиеся временные промежутки записать импульсы синхронизации: строчные и кадровые. В блок входят два буферных ЗУ, 1 и 2, два коммутатора, K1 и К2, специальный генератор тактовых импульсов, СГ, и генератор импульсов, ГИ. Блок работает следующим образом. Цифровая последовательность сигнала сжимается во времени благодаря превышению скорости считывания над скоростью записи при наличии запаса в объеме памяти. Работой двух БЗУ1 и БЗУ2 управляют два коммутатора, K1 и К2. Они являются исполнительными узлами. Общим управляющим звеном в режимах записи и воспроизведения для K1...K4 является генератор импульсов ГИ. Режимы работы БЗУ перемежаются: запись на считывание и снова запись и т.п. Выборка информации из БЗУ производится с частотой генерации звена СГ. Этот генератор обеспечивает систему записи необходимыми сигналами управления.

Цифровой сигнал вместе с тактовыми импульсами поступает на вход канального кодера КК 18. С помощью этого блока согласуются параметры сигнала с характеристиками последующего участка тракта. Звенья головка-лента-головка имеют амплитудно-частотную характеристику АЧХ, подобную полосовому фильтру. Спад в области низких частот обусловлен дифференцирующим действием магнитной головки индукционного типа и наличием вращающегося трансформатора. Спад в области высоких частот обусловлен в основном волновыми^{потерями (щелевыми, контактными и слойными, 1, с.476). Однако, пренебрегая спадом в области НЧ, указанную АЧХ можно представить подобно ФНЧ. Для аналогового видеомагнитофона ВМ формата S-VHS полоса пропускания составляет около 5 МГц (6, с.48).}

В случае частотной селекции порядок поднесущих может быть таким: 15, 18,2 и 21 МГц. Их величина уточняется в соответствии с рекомендациями, изложенными в 1, с.254, и величиной модуляционной погрешности. Однако из этого следует то, что основной операцией канального кодирования является перенесение спектра сигнала в НЧ область, т.е. подобно делению частоты примерно на 5.

В прототипе канальное кодирование состоит из двух основных операций: для сигнала яркости - сжатие спектра, для цветоразностных сигналов - перенесение спектра в НЧ часть.

В прототипе каждый блок усложнен из-за необходимости преобразовывать сигналы по структуре, требующие своего алгоритма.

Далее сигнал усиливается по мощности в блоке 19 и записывается на ленту магнитной головкой 20.

В режиме воспроизведения сигнал головкой 20 снимается с ленты, усиливается в блоке 22 и поступает на вход канального декодера 23. Основной операцией этого блока является перенесение спектра сигнала в ВЧ-область (подобно умножению частоты сигнала). С целью восстановления скорости передачи сигнала используется блок. В его состав входят два буферных ЗУ - БЗУ3 и БЗУ4, два коммутатора К3 и К4 и генератор тактовой частоты ГТЧ. Частота ГТЧ меньше частоты СГ. Узлы БЗУ3 и БЗУ4 работают поочередно. Скорость записи информации в БЗУ больше скорости считывания. В результате восстанавливается непрерывность цифрового потока.

В канале воспроизведения синхроимпульсы отделяются от общего цифрового потока и используются в соответствующих блоках управления. На структурной схеме не показаны вспомогательные блоки, предназначенные для коррекции искажений как цифрового сигнала, так и искажений, характерных для записи на магнитную ленту.

В блоке 26 (ДСк-дескремблер) цифровой поток освобождается от ПСП, т.е. из общего цифрового потока вычитается псевдослучайная последовательность импульсов. В сигнале вновь появляются длинные последовательности 0 и 1. После прохождения участка головка-лента-головка необходимость в ПСП отпала.

Далее сигнал поступает на вход блока 27 (ДКК - декодер корректирующего кода). В нем происходит выделение сигнала на фоне помех в соответствии с принятым алгоритмом помехоустойчивого кодирования в блоке 14.

В коммутаторе 25 сигнал расчленяется на три составляющие. Длина каждой - 480 отсчетов. Коммутатор состоит из трех ключей и генератора импульсов коммутации. Работа генератора синхронизирована строчными импульсами.

Каждая составляющая переводится из цифры в аналог с помощью ЦАП (28, 29 и 30). При необходимости с каждой составляющей проводят операции: коррекция - ВЧ предыскажений (31, 32, 33), амплитудное ограничение (34, 35, 36), масштабирование и полосовое фильтрование (37, 38, 39). При этом все может быть выполнено в одном блоке.

После чего составляющие смешиваются (суммируются) в блоке 40, на выходе которого имеем ПЦТС. Блок 25 преобразует сигналы цветности из последовательных в одновременные. Блоки 16 и 25 могут отсутствовать и тогда схема фиг.1 превращается в схему фиг. 10. Введение гасящих и синхронизирующих импульсов может производится как перед канальным кодированием, так и после него.

Вариант 2.

Способ передачи и приема цветной ТВ информации состоит в последовательной модуляции несущей частоты передатчика сигналами цветности красным, зеленым и синим. На вход системы консервации (после ВЧ преобразований) приходит ПЦТС в виде временной последовательности сигналов цветности. При этом длительность одного сигнала цветности равна длительности одной строки (7).

Способ консервации состоит из действий:

1. регулируемое усиление ПЦТС,

2. внесение ВЧ предыскажений,

3. амплитудное ограничение,

4. аналого-цифровое преобразование,

5. помехоустойчивое кодирование, скремблирование,

7. сжатие и размещение сигналов управления,

8. канальное кодирование

9. усиление,

10. запись на магнитную ленту (формат может быть таким: число отсчетов изображения, приходящихся на активную часть строки, равно 1440 для каждого сигнала цветности; между двумя видеосекторами записывается сигнал звука),

11. считывание с ленты,

12. усиление,

13. канальное декодирование,

14. растяжение

15. дескремблирование,

16. помехоустойчивое декодирование,

17. цифроаналоговое преобразование,

18. корректировка ВЧ предыскажений,

19. низкочастотное фильтрование.

Таким образом имеем способ, состоящий из 19 действий (более короткий). Сигнал не расчленяется. Алгоритм преобразований один. Набор узлов один. Имеем более строгое выполнение принципа тождественности. На фиг.5 представлены примерные спектральные характеристики системы консервации. В случае снижения требований по помехоустойчивости и сокращения спектра сигнала до 4-5 МГц отпадает необходимость в помехоустойчивом кодировании и в канальном, пп.5, 8, 13 и 16 или отпадают, или их роль существенно уменьшается. Заметим, что ИКМ, производимая АЦП, имеет достаточную помехоустойчивость. За счет скремблирования можно поднять проходимость сигналом НЧ части тракта.

Устройство консервации при временной селекции сигналов цветности (фиг.6) подобно рассмотренному. Однако оно проще, так как одноканально. Устройство значительно упрощается, если исключить действия: пп.5, 8, 13 и 16.

Отметим, что АЦП может работать в режимах с компенсацией и без компенсации. В первом случае ЧМ (частотно-модулированный) сигнал цветности необходимо демодулировать и фильтровать так, чтобы получить пульсирующий сигнал без составляющих, обусловленных строчной (15,6 кГц), кадровой (50 Гц) развертками и гасящими импульсами. Указанное осуществляется постановкой заградительных фильтров (их последовательное соединение после демодулятора). Демодулятор и заградительные фильтры составляют входное устройство блока ВЧП (фиг.4 и 10). Импульсы гашения, синхронизации разверток кадровой и строчной должны отбираться для последующей записи (монтажа, в промежутки основной информации, АЦП должен быть быстродействующим. Устройство, передающее указанные импульсы, должно иметь согласованные вход и выход, а также необходимый коэффициент передачи. Возможен для АЦП режим работы частотомером. Однако рассмотренное является предметом принципиальной схемы. С помощью электронного коммутатора. Возможно использование одного АЦП (ЦАП) для трех сигналов цветности. Основным узлом устройства передачи импульсов гашения и разверток является система полосовых фильтров, соединенных параллельно, имеющих среднюю частоту пропускания 50 Гц и 15,6 кГц. При этом должна сохраниться строгая привязка импульсов управления и цифровой информации о сигнале цветности.

Отметим, что возможна фильтрация импульсов гашения, синхронизации кадровой и строчной разверток простым амплитудным ограничением полного цветного телевизионного сигнала (ПЦТС). Здесь и далее под ПЦТС понимается совокупность трех сигналов цветности (красного, синего и зеленого), а также гасящих и синхронизирующих импульсов (кадровых и строчных). При частотной селекции в передающей системе ТВ импульсы синхронизации могут замешиваться в промежутки строк одного из сигналов цветности. При временной селекции импульсы синхронизации должны замешиваться на передающей стороне в промежутки каждого сигнала цветности.

Работа АЦП в режиме частотомера не требует демодуляции и модуляции (ЦАП). Однако предпочтение конкретному режиму может быть отдано только после сравнительного анализа по критериям метрологии надежности и стоимости.

При анализе заявки необходимо учитывать то, что предметом изобретения являются только электронные сигналы цветного изображения (их консервация). Все остальные сигналы, носящие вспомогательный характер (гашения, разверток, звукового сопровождения и управления) рассматриваются только в связи с основными. В объем изобретения входит ограниченный участок усилительно-преобразовательного тракта ВМ от ПЦТС до магнитной ленты (запись) и от магнитной ленты до ПЦТС (воспроизведение). Главная линия (цепь) передачи видеоинформации представлена структурными, функциональными схемами (в описании, там, где эта необходимо, даны элементы принципиальных схем). Для вспомогательных цепей даются только структурные связи.

Можно предположить, что первый вариант АЦП имеет значительную погрешность, обусловленную демодуляцией АЦП в режиме частотомера (периода) должен иметь входное устройство, состоящее из узлов: усилителя-ограничителя, имеющего большое входное сопротивление; системы заграждающих фильтров и дифференцирующих цепей, определяющих начало и конец периода. Последний заполняется измерительными импульсами (8, с.103 и 104).

В результате поразрядного взвешивания на выходе АЦП имеем информацию в двоичном коде о мгновенных значениях сигналов цветности. При частотной селекции за один такт имеем три информационных слова: красный, синий и зеленый. При временной селекции - одно слово: или красный, или синий, или зеленый. В этом случае количество информации в три раза меньше, что значительно упрощает схемные решения.

Изъятые импульсы гашения и синхронизации должны быть поданы на вход блока 19 через согласующее устройство 42. На схеме (фиг.4) также показана линия ввода звукового сопровождения через согласующее устройство 43. Последнее должно иметь масштабирующий усилитель и ключ. Блок 42 должен быть двухканальным, при этом каждый должен состоять из последовательно соединенных полосового фильтра, масштабирующего усилителя, линии задержки, фазосдвигающего устройства.

Должна учитываться величина задержки сигнала цветности в блоках 2, 5, 8, 11 и 14-18. При этом должны быть оставлены свободные промежутки для монтажа сигналов звукового сопровождения.

При выборе конкретной схемы (способа) помехоустойчивого кодирования учтем следующее. АЦП на выходе имеет оперативную память (регистр), хранящую измерительную информацию в параллельном двоичном коде. Простым решением, используемым в телеметрии, может быть применение частотно-кодовой манипуляции. Последняя имеет более высокую помехоустойчивость по сравнению с ИКМ. В случае ее реализации блок 14 должен состоять из узлов: преобразователь параллельного кода в последовательный частотно-импульсный манипулятор и согласующее устройство. Однако такой способ не снижает избыточность информации и имеет значительную модуляционную погрешность. Учитывая верхнюю частоту пропускания - на уровне 0,7 видеоголовок (S-VHS) порядка 4 МГц и задаваясь соотношением частот для «0» и «1» как 1:2, получим несущие частоты 2 и 4 МГц соответственно. Минимально допустимая частота дискретизации по Котельникову f_Д2f_гр ((1, c.78). Пусть частота дискретизации равна 1 МГц.

Тогда максимально возможная частота спектра исходного сигнала составит 500 кгц. Последнее может оказаться неприемлемым. Однако в этом варианте отсутствует необходимость в блоках: 15, 18, 23 и 25 (фиг.4).

Схемы фиг.4 и 6 должны снабжаться стабильным и синхронизированным генератором. Он состоит из задающего генератора, делителей частоты, формирователей прямоугольных импульсов, фазосдвигающих устройств и усилителей мощности. Генератор должен обеспечивать устройство консервации следующими напряжениями:

1. тактовыми импульсами, определяющими частоту дискретизации в АЦП и в ЦАП;

2. импульсами измерительного цикла, приводящими АЦП и ЦАП в исходное состояние;

3. тактовыми импульсами для преобразователя параллельного кода в последовательный;

4. синусоидальными сигналами (несущими) для частотной манипуляции;

5. псевдослучайной последовательностью импульсов для скремблирования.

При использовании современных микросхем необходимость в некоторых перечисленных напряжениях может отпасть. Существенным недостатком частотно-кодовой манипуляции является значительное усложнение блоков 17 и 24 (фиг.4) и блоков 8 и 15 (фиг.6), так как приходится запоминать не только «0» и «1», но и их заполнение.

Пусть работа блока 14 (фиг.4) основана на кодировании с предсказанием (1, с.91-96). Тогда его структурная схема на канале записи будет включать следующее. Однако прежде отметим, что принцип действия такого кодирования заключается в передаче вместо истинного значения сигнала закодированной разности между значениями: истинным и предсказанным (системы с дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией» ДИКМ). В простейшей системе с дельта-модуляцией, сигнал ошибки квантуется на два уровня (определяется знак ошибки). При этом возникают искажения (перегрузки по крутизне и гранулярный шум), уменьшение которых достигается за счет увеличения частоты дискретизации.

Избежать указанное удается использованием системы ДИКМ с многоуровневым квантованием сигнала ошибки (1, с.94). На фиг.7 представлена структурная схема системы ДИКМ, в которой предсказание производится как по совокупности предшествующих элементов в строке, так и по значениям соответствующих элементов в предыдущих строках.

На вход вычитающего устройства 1 поступают в аналоговой форме демодулированный сигнал цветности u (t) и его предсказанное значение . Полученный сигнал ошибки e(t) квантуется и кодируется (АЦП, 11, 12, 13 фиг.4) и поступает на вход блока 15. Этот же сигнал в ЦАП 3 преобразуется в аналоговую форму и поступает на сумматор 5, в котором складываются ошибка и сигнал предсказания. В качестве предсказателя применяется интегратор, который линейно интегрирует (суммирует) подаваемые на его вход с частотой дискретизации сигналы ошибки. На выходе сумматора имеем восстановленное значение сигнала цветности с погрешностью, определяемой ошибкой квантования.

В случае использования информации предыдущей строки схема (фиг.7а) усложняется. Один из вариантов ее исполнения - это пропустить сигнал e(nT) предыдущей строки через линию задержки (64 мкс) и фазовращатель. Сложить текущие значения двух строк, поделив их пополам (ср. арифметическое). Этот результат подать на вход блока 15. Другой, вариант - это перечисленные операции с функцией u(t) предыдущей строки. На вход узла 1 (фиг.7а) приходит ср. арифметическое двух строк.

Таким образом повышается помехозащищенность за счет значительного усложнения схемы. В некоторых случаях приемлемую помехоустойчивость можно достичь с помощью хорошего сглаживания пульсации источника питания (поперечная помеха), развязывающими фильтрами, экранировкой и грамотным проектированием монтажной схемы (продольная помеха).

В случае применения АЦП в качестве преобразователя частоты (периода) в код может быть построена аналогичная следящая система. При этом устройством вычитания может быть реверсивный счетчик, а интегратором - суммирующий счетчик.

Блок 15 (скремблирования), осуществляющий перемешивание последовательного кода с псевдослучайной последовательностью сигналов (ПСП), состоит из генератора ПСП, «сумматора» и устройства согласования. При этом блок 26 содержит устройство «вычитания», а генератор ПСП является одним для блоков 15 и 26. Сигнал ПСП (1, с.476) после логического сложения с цифровым сигналом цветности должен устранить длинные последовательности 0 и 1. Низкочастотная составляющая такого сигнала не должна быть меньше 20 Гц. В противном случае из-за потерь на рассеяние магнитного потока значительно снижается коэффициент передачи. Нижняя частота ТВ сигнала в аналоговой форме составляет 50 Гц (25 Гц черезстрочная развертка).

В устройствах с положительной логикой, состоянию 1 соответствует напряжение 2-5 В, а состоянию 0 - напряжение 0-0,8 В (8, с.45-61). Поскольку цифровой сигнал может содержать длинные последовательности 0 и 1, то его постоянная составляющая может изменяться в больших пределах. Указанное усугубляется наличием реактивных элементов в сигнальной цепи и непостоянством магнитных свойств ленты. Все это может приводить к потере постоянной составляющей и к сбоям логических устройств в режиме воспроизведения.

Сигнал ПСП должен быть синхронизирован как строчными, так и тактовыми импульсами. Структура ПСП определяется статистическими особенностями цифрового сигнала цветности. В качестве простейшего примера рассмотрим случай, когда поле кадра состоит из двух горизонтальных полос: черной и красной (полосы одинаковой площади). Тогда поле кадра в цифровом виде будет состоять из нулей (черная половина кадра) и единиц, (красная половина кадра). При этом красная половина имеет наибольшую яркость, постоянную во всех точках (последовательный код представлен только единицами (фиг.8а). ПСП выбрана в виде последовательности групп 1, перемежающихся равномерно 0. Пусть она изменяется периодически (фиг.8б).

При подаче на один вход логического элемента "Исключающее ИЛИ" ПСП, а на другой его вход цифрового сигнала цветности на выходе получим структуру перемежающихся групп 1 и 0 (фиг.8в). Этот «перемешанный» сигнал имеет постоянную составляющую, изменяющуюся с более высокой частотой. После преобразований в блоках 16-19 он будет записан на ленту. При воспроизведении, пройдя блоки 22-26, сигнал поступит на вход логического элемента «Исключающее ИЛИ» блока 26. На его второй вход подается ПСП, а на выходе получается восстановленная структура цифрового сигнала цветности (фиг.8 г и 10, с.18, таблица истинности).

Таким образом, смещая дрейф постоянной составляющей в более ВЧ область, мы уменьшаем его амплитуду и потери в реактивных элементах.

Блок 16 - мультиплексор, объединяющий три параллельных сигнала цветности в один последовательный. Блок состоит из трех ключей, расположенных в цепях сигналов цветности и управляемых(переключаемых) общей схемой управления. Последняя является трехфазным генератором прямоугольных импульсов, синхронизированных строчными импульсами. Длительность импульса коммутации равна длительности цифровой информации строки. Импульсы имеют сдвиг по фазе в 120 градусов, что позволяет превратить одновременные сигналы цветности в последовательные. Две входные цепи блока должны иметь устройства задержки.

Объединенный сигнал поступает на вход блока 17, предназначенного для создания промежутков между сигналами цветности. Работа и структура блока аналогична прототипу (с.2, фиг.1). На свободное место (временной интервал) накладываются гасящие и синхронизирующие импульсы, а также звуковое сопровождение. Подключение их осуществляется соответствующими ключами. Алгоритм работы ключей обеспечивается генератором, рассмотренным на с.8. В блоке используются ЗУ с последовательным доступом и емкостью, в 2-3 раза превышающей объем записываемого фрагмента сигнала цветности. Временное уплотнение сигналов цветности сопровождается изменением их спектра.

Блок 18 - канальный кодер, имеющий входной сигнал более низкочастотный по сравнению с входным сигналом АЦП. Указанное обусловлено задержками промежуточных блоков, имеющими ЗУ и интегрирующее звено. Количественная оценка степени уменьшения верхней частоты пропускания тракта может быть сделана на этапе технического проектирования системы. С позиции быстродействия аналоговая система консервации имеет преимущество, так как позволяет после демодуляции поднесущей сигнала цветности записывать на ленту при сравнительно небольшом снижении верхней частоты.

Этот блок является последовательным соединением демультиплексора, процессора и мультиплексора. Операция распараллеливания цифрового потока выполняется в первом звене. Процессор состоит из запоминающего устройства ЗУ, арифметического устройства АУ и устройства управления УУ. АУ является делителем частоты. При этом коэффициент деления при демодуляции поднесущей меньше, чем при измерении частоты.

Блок 19 является видеоусилителем, имеющим в качестве выходного каскада усилитель мощности. Блок 20 - блок магнитных головок. Их количество зависит от назначения ВМ, конструкции блока и количества каналов записи. Блок 21 - блок коммутации режимов работы ВМ (запись или воспроизведение). Блок 22 - усилитель считывания (воспроизведения) имеет двухканальную входную часть и оконечную. Входная выполняет роль симметрирования и масштабирования сигналов, снимаемых с разных головок. Выходная часть объединяет сигналы в один непрерывный и усиливает по мощности. Блок 22 является видеоусилителем.

Блок 23 - канальный декодер. Его структура аналогична блоку 18. Отличия в том, что АУ является умножителем частоты. С блока 22 снимаются сигналы: гасящие и синхронизирующие импульсы, звуковое сопровождение а также тактовые импульсы. Эта вспомогательная информация для работы ЦАП является помехой и должна быть устранена (за исключением тактовых импульсов). Ее отбор производится с помощью полосовых и режекторных фильтров.

Блок 24 восстанавливает исходную скорость передачи цифрового сигнала цветности. По структуре он аналогичен блоку 17. Отличие в том, что скорость записи в БЗУ меньше скорости считывания. Дополнительно к с.2 отметим, что в случае использования БЗУ с произвольным доступом можно обойтись одним БЗУ. Частота (период) импульсов коммутации ключей определяется длительностью строки в цифровом виде. Частота обращения к ячейке памяти БЗУ обуславливается частотой дискретизации АЦП, инерционностью предшествующих блоку 17 звеньев и характером изменения временного масштаба. В блоке 24 эта частота синхронизируется тактовыми импульсами, изъятыми из записи.

Блок 25 - демультиплексор. Блок 26 - дескремблер (с.15, фиг.8). На этапе технического проектирования расположение блоков 15 и 25 может измениться. Блок 15 будет расположен перед блоком 15, а блок 25 после блока 26.

Блок 27 декодер помехоустойчивости и компенсатор выпадений. Компенсатор выпадения сигнала (1, с.453) должен обеспечить определение момента выпадения и коммутацию прямого сигнала на замещающий, и наоборот. Формирование замещающего сигнала, обеспечение идентичности фазы прямого и замещающего сигналов. На фиг.9 представлена структурная схема компенсатора. На коммутатор 4 поступает воспроизводимый ТВ сигнал.

В случае отсутствия выпадения сигнал оказывается на выходе компенсатора, пройдя коммутатор. На другой вход поступает замещающий сигнал, который пройдет на выход, а момент выпадания сигнала. Наличие выпадения, определяется счетчиком 1. В случае отсутствия счета на выходе инвертора 2 появится 1, которая, пройдя усилитель мощности 3, переключит коммутатор 4 так, что на его выход будет поступать сигнал замещения. Последний формируется с помощью линии задержки на 64 мкс, фазовращателя 6 и усилителя мощности и масштабирования 5.

Для схемы фиг.6 задержка должна равняться длительности трех строк, т.е. 192 мкс. При этом возможна реализация узла задержки с помощью БЗУ. В случае выполнения компенсатора выпадения в аналоговом виде (1, с.454) последний располагается в конце тракта, например после ограничителя амплитуды.

Помехоустойчивое декодирование производится согласно схеме фиг.7б. Сигнал ошибки после ЦАП приобретает аналоговую форму и попадает на суммирующее устройство 2. Интегратор 3 выполняет функцию предсказателя сигнала цветности. После сумматора получается его текущее значение с учетом ошибки.

Блоки 28-30 (ЦАП) могут работать как в режиме получения на выходе сигнала цветности в виде пульсирующего напряжения, так и в режиме ЧМ напряжения. В случае AM сигнала несущая частота подается от общего генератора (блок 41) на матрицу весовых резисторов ЦАП. При ЧМ модуляции матрица весовых резисторов должна быть включена в положительную обратную связь генератора. Возможны и другие схемы. Остальные узлы блока известны и выполняются в соответствии с (8, с.90-97). Отметим, что блок 41 не связан с рассмотренным блоком. Блок 41 запитывается от задающего генератора, стабилизированного кварцем и иногда называется хронизатором. Блоки 28-30 одинаковые по назначению и структуре. Однако каждый из них вырабатывает свою несущую частоту, равную той, которая приходит на вход блоков 11-13.

Блоки 31-33 - корректоры предыскажений. Напомним, что в блоках 5-7 производился искусственный подъем ВЧ составляющих сигнала цветности, что компенсирует дефекты проходной характеристики ВМ. Однако при воспроизведении требуется произвести некоторый спад АЧХ в ВЧ области (1, с.487, 455-458, 460-461 и 6. с.88-89). Эти операции совершаются в случае демодуляции сигнала цветности. При этом демодулятор должен стоять перед ВЧП (блоки 5,3 и 7). В случае использования модулированного сигнала цветности (ЧМ) для устранения перекрестных искажений, создаются два минимума в АЧХ (амплитудно-частотная характеристика), их расположение - симметричное относительно несущих частот. В корректоре производится обратная операция. Рассмотренные блоки являются фильтрами коррекции.

Блоки 34-36 являются двусторонними ограничителями. Они могут выполняться в виде встречного включения двух диодов, расположенных на входе масштабирующего усилителя или полосового активного фильтра. Блок 40 - суммирующий усилитель (видеоусилитель). Блок 21 (фиг.6) - масштабирующий усилитель.

Устройства консервации для замкнутых ТВ систем отличаются следующим:

1. отсутствуют блоки 34 преобразования сигнала,

2. отпадает необходимость в регенерации гасящих и синхронизирующих импульсов,

3. при коротком кабеле упрощаются блоки фильтрации из-за снижения уровня помех,

4. при временной селекции сигналов цветности возможна запись без смещения спектра,

5. уменьшается уровень перекрестных помех за счет передачи каждого сигнала цветности по своему каналу,

6. с целью сокращения каналов записи сигналы цветности могут превращаться из одновременных в последовательные и наоборот,

7. устройства могут снабжаться двумя коммутаторами прямого и обратного действия для выполнения п.6,

8. в состав коммутатора входят три управляемых ключа, трехфазный генератор, синхронизированный строчной и кадровой разверткой, две линии задержки и два фазосдвигающего устройства.

Вариант 3.

Имеем замкнутую ТВ систему с длинным кабелем. Видеосигнал передается по одному каналу с частотной селекцией. Сигналы цветности осуществляют частотную модуляцию несущих частот. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 1.

Вариант 4.

Имеется замкнутая ТВ система с кабелем средней длины. Видеосигнал передается по трем каналам. Сигналы цветности осуществляют частотную модуляцию несущих частот. Способ и устройство консервации представлены на фиг.10.

Вариант 5.

Имеется замкнутая ТВ система с кабелем средней длины. Видеосигнал передается по трем каналам. Сигналы цветности осуществляют амплитудную модуляцию несущих частот. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 1. Исключением является входное устройство ВЧП, которое должно содержать амплитудный демодулятор (блоки 5-7, фиг.4) и выходное устройство ОА, которое должно иметь амплитудный модулятор (блоки 34-36).

Вариант 6

Имеется замкнутая ТВ система с коротким кабелем. Сигналы цветности передаются по трем каналам без модуляции. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 1. Исключением является отсутствие блоков 2-4, 37-39, демодуляции в блоках 5-7 и модуляции в блоках 34-36. При этом блок 1 (регулируемый усилитель) присутствует в каждом канале, отсутствует блок 40 (смеситель-сумматор), а выход блока 44 через гальваническую развязку связан с выходами блоков 34-36.

Вариант 7

Имеется замкнутая ТВ система с коротким кабелем. Сигналы цветности передаются по одному каналу последовательно, без модуляции. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 2.

Вариант 8

Имеется разомкнутая ТВ система с частотной селекцией трех сигналов цветности. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 1. Исключением является наличие трех каналов записи и воспроизведения, позволяющих с большей скоростью консервировать видеоинформацию. Прю этом отпадает необходимость в блоках 16 и 25 (фиг.10).

Вариант 9

Имеется замкнутая ТВ система с кабелем средней длины, с тремя каналами связи и с модуляцией несущих сигналами цветности. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 1. Исключением является наличие трех каналов записи и воспроизведения. В зависимости от типа модуляции выбирается структура АЦП и ЦАП. Точнее схема демодулятора и модулятора.

Вариант 10

Имеется замкнутая ТВ система с коротким кабелем. По трем каналам связи сигналы цветности передаются без модуляции. Способ и устройство консервации аналогичны варианту 2. Исключением является наличие трех каналов записи и воспроизведения.

Таким образом основными вариантами являются первый и второй. Остальные варианты производны. Несмотря на конструктивное усложнение варианты с тремя каналами записи и воспроизведения являются перспективными, так как значительно повышают скорость обработки видеоинформации и упрощают схемные решения. Независимыми вариантами являются первый, второй, восьмой и десятый.

При разработке структурных схем (фиг.4, 6, 10) соблюдался принцип наибольшего разъединения сигналов цветности от остальной информации. При этом АЧХ участка тракта магнитная головка-лента позволяет без преобразований записывать и воспроизводить импульсы гасящие и синхронизирующие а также звуковое сопровождение. Последнее в цифровом виде имеет частоту дискретизации 48 кГц (1, с.479).

Рассмотренные варианты консервации основывались на том, что при передаче ТВ сигнала гасящие и синхронизирующие импульсы не участвуют в модуляции поднесущей. Последнее обусловило усложнение схем. Их упрощение происходит при участии указанных импульсов в модуляции поднесущей. В этом случае появляется возможность использовать один канал преобразований для сигнала цветности и гасящих, а также синхронизирующих импульсов. Однако тракт консервации при этом должен иметь больший, динамический диапазон, что определит некоторое усложнение его звеньев.

Канал выделения импульсов из ПЦТС может быть построен по обычной схеме. С помощью амплитудной селекции импульсы синхронизации отделяются от ПЦТС (1, с.190-196). Строчные и кадровые синхронизирующие импульсы отделяются друг от друга посредством интегрирования. При этом каждый из них задерживается и сдвигается по фазе. Вместо амплитудной селекции возможна частотная с использованием полосовых фильтров. Во избежание возможной паразитной связи между каналами усилитель записи должен иметь входное устройство в виде суммирующего усилителя, имеющего отдельные входы с высоким сопротивлением.

Уточняя характер ПСП (11, с.238-244) эту последовательность можно представить в виде последовательности, имеющей «max» возможный период. При этом последовательность выражена полиномом: L=2^m-1, где m - степень полинома, L - длина полинома.

При канальном кодировании (11, с.238-244) используются следующие коды: код Миллера, блочные коды и парциальный код. Их подробное рассмотрение выходит за рамки изобретения. Однако отметим что канальное кодирование должно быть согласовано со скремблированием. Преобразователь в один из выбранный канальный код должен учитывать характер перемешивания входного двоичного кода. Возможно совмещение скремблирования с канальным кодированием (парциальный код IV класса). Такое упрощает схемные решения. При этом необходимо учитывать перемещение спектра сигнала цветности в высокочастотную часть при временном сжатии.

В заключении отметим, что схемные решения, представленные на фиг.4, 6 и 10 различны и обладают особенностями, позволяющими при некоторых ограничениях сократить перечень типовых действий (операций). Определение их необходимых информационных характеристик: сводится к определению количества информации каждого сигнала цветности за одно измерение и пропускной способности ВМ. Последняя в основном ограничивается участком магнитная головка-лента и может бить снижена из-за корреляции сигналов цветности. Схема фиг.6 обладает наименьшей пропускной способностью. Однако она значительно упрощает весь комплекс аппаратуры, что может быть использовано в дешевом и надежном ТВ. Схема фиг. 10 имеет наибольшую, пропускную способность и ее целесообразно применять в специальном и научном ТВ.

В формуле изобретения используется действие - коррекция формы импульсов и блок - корректор. Указанное обусловлено уменьшением крутизны фронта прямоугольного импульса при прохождение, участка: лента-головка («завалы» фронтов) и необходимостью замены искаженных импульсов. Регенерация гасящих и синхронизирующих импульсов описана в 1, с.458-460. В ВМ используются также корректоры временных искажений (1, с.455-461), однако их подробное рассмотрение выходит за рамки изобретения. Очевидно, что расположение в траке многих блоков может измениться на этапе технического проектирования.

Запитка систем автоматического регулирования (1, с.462-468) сигналами синхронизации а также подключение генератора-хронизатора к блокам ВМ также выходят за рамки изобретения.

Под режекторным устройством понимается система режекторных-заграждающих фильтров (аналоговых или цифровых), использующих как частотный так и временной принцип селекции.

В вариантах, где используются частотная селекция сигналов цветности и превращение сигналов из одновременных в последовательные и обратно, месторасположение ключей зависит от выбранного режима работы АЦП: с демодуляцией или частотомером. В формуле (пп.4 и 10) используется демодуляция. При режиме частотомера ключи целесообразнее переместить за АЦП (запись) и разместить между помехоустойчивым декодером и ЦАП (воспроизведение), что обуславливает соответствующее перемещение узлов разветвления канала связи. Очевидно, что задающий генератор коммутатора должен синхронизироваться строчными и кадровыми синхроимпульсами, с учетом их задержки и фазового сдвига, т.е. должен быть подключен к выходу фазосдвигающих устройств. В режиме частотомера возможна структура, представленная в п.4 и п.10 формулы, при этом потребуется ввести коммутацию в блоках высокочастотных предыскажений, АЦП, ЦАП, в корректоре предыскажении и возможно в других.

С целью предотвращения паразитного влияния между источниками сигналов цветности, строчных и кадровых синхроимпульсов, а также сигналов звукового сопровождения усилитель записи и суммирующий усилитель должны иметь отдельные гальванически развязанные входы для каждого вида сигнала.

Литература

1. В.Е.Джакония и др. Телевидение. - М., Радио и связь, 2000.

2. Н.В.Громов. Телевизоры цветного, изображения. - Ленизд, 1987.

3. В.Н.Левченко. Спутниковое телевидение. - СПб., ВН 1999.

4. А.М.Туричин. Электрические измерения неэлектрических величин. - М.-Л., Энергия, 1966.

5. И.С.Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы ч.2. - М., Сов, радио, 1967.

6. О.В.Колесниченко, И.В.Шишигин. Обслуживание и ремонт зарубежных бытовых видеомагнитофонов. - СПб., Лань, 1995.

7. Е.Б.Пашуков. Способ и устройство для передачи и приема цветного изображения объектов на расстояние. - заявка на изобретение №2000104944/09(005005).

8. М.Казьмерковский, А.Вуйцак. Схемы управления и измерения в промышленной электронике. - М., Энергоатомиздат, 1963.

9. Б.Г.Федорков, В.А.Телец. Микросхемы ЦАП и АЦП. - М., Энергоатомиздат, 1990.

10. М.Тули. Справочное пособие по цифровой электронике. - М., Энергоатомиздат, 1990.

11. А.В.Гончаров, М.И.Харитонов. Канал изображения видеомагнитофона. - М., Радио и связь, 1987.

Изобретение относится к телевидению. Технический результат - создание простой и более точной системы консервации цветной видеоинформации. Технический результат достигается отказом от полной совместимости черно-белого телевидения с цветным. Вместо сигналов яркости и цветоразностных используются три сигнала цветности. Предлагается аналого-цифровая система магнитной записи, которая может быть использована как в обычных, так и в замкнутых устройствах телевидения. 5 н.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ для записи и воспроизведения электронных сигналов цветного изображения объектов, включающий протяжку магнитной ленты мимо вращающихся магнитных головок, автоматическое регулирование скоростью движения ленты и силой ее натяжения, скоростью вращения диска головок, а также следованием каждой головки по записанной строке, передачу гасящих и синхронизирующих импульсов, отличающийся тем, что электронные сигналы цветного изображения, представленные в виде суммы трех несущих частот, модулированных сигналами цветности: красным, зеленым и синим, а также гасящие и синхронизирующие импульсы усиливают, осуществляют полосовое фильтрование, расчленяя сумму на три слагаемых, в каждое слагаемое вносят высокочастотные предыскажения, ограничивают амплитуду, осуществляют аналого-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование, скремблирование, временное сжатие, канальное кодирование, усиливают и записывают на магнитную ленту; при воспроизведении считывают с магнитной ленты, усиливают, выравнивают, объединяют, осуществляют канальное декодирование, временное растяжение, дескремблирование, помехоустойчивое декодирование, цифроаналоговое преобразование, компенсацию выпадения, коррекцию предыскажений, амплитудное ограничение, полосовое фильтрование и масштабирование, суммируют три слагаемых.2. Способ для записи и воспроизведения электронных сигналов цветного изображения объектов, включающий протяжку магнитной ленты мимо вращающихся магнитных головок, автоматическое регулирование скоростью движения ленты и силой ее натяжения, скоростью вращения диска головок, а также следованием каждой головки по записанной строке, передачу гасящих и синхронизирующих импульсов, отличающийся тем, что электронные сигналы цветного изображения объектов, представленные в виде временной последовательности сигналов цветности: красного, зеленого и синего, усиливают, подавляют высокие частоты, вносят высокочастотные предыскажения, а также гасящие и синхронизирующие импульсы, ограничивают по амплитуде, производят аналого-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование, скремблирование, временное сжатие, канальное кодирование, усиливают и записывают на магнитную ленту; при воспроизведении считывают с ленты, усиливают, выравнивают, объединяют, осуществляют канальное декодирование, временное растяжение, дескремблирование, помехоустойчивое декодирование, цифроаналоговое преобразование, компенсацию выпадения, коррекцию предыскажений, амплитудное ограничение, масштабирование и низкочастотное фильтрование.3. Способ для записи и воспроизведения электронных сигналов цветного изображения объектов, включающий протяжку магнитной ленты мимо вращающихся магнитных головок, автоматическое регулирование скоростью движения ленты и силой ее натяжения, скоростью вращения диска головок, а также следованием каждой головки по записанной строке, передачу гасящих и синхронизирующих импульсов, отличающийся тем, что электронные сигналы цветного изображения, представленные в виде суммы трех несущих частот, модулированных сигналами цветности: красным, зеленым и синим, а также гасящие и синхронизирующие импульсы усиливают, осуществляют полосовое фильтрование, расчленяя сумму на три слагаемых, и превращают их из одновременных в последовательные, в каждое из них вносят высокочастотные предыскажения, амплитудно ограничивают, производят аналого-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование, скремблирование, временное сжатие, канальное кодирование, усиление и записывают на магнитную ленту; при воспроизведении считывают с ленты, усиливают, выравнивают, объединяют, осуществляют канальное декодирование, временное растяжение, дескремблирование, помехоустойчивое декодирование, цифроаналоговое преобразование, компенсацию выпадения, коррекцию предыскажений, амплитудное ограничение, превращают сигналы цветности из последовательных в одновременные, каждый сигнал масштабируют, осуществляют низкочастотное и полосовое фильтрование.4. Устройство для записи и воспроизведения электронных сигналов цветного изображения объектов, включающее лентопротяжный механизм, блок вращающихся магнитных головок, системы автоматического регулирования скоростью движения ленты и силой ее натяжения, скоростью вращения диска головок, а также следованием головки по записанной строке, отличающееся тем, что канал записи состоит из регулируемого усилителя, вход которого подключен к источнику полного цветного телевизионного сигнала (ПЦТС), а выход - к входам полосовых фильтров поднесущих частот сигналов цветности: красного, зеленого и синего, образующих начало трем каналам передачи, при этом каждый из них является последовательным соединением полосового фильтра несущей частоты, модулированной одним из сигналов цветности, звена высокочастотных предыскажений, амплитудного ограничителя, аналого-цифрового преобразователя, помехоустойчивого кодера, скремблера, звена временного сжатия, канального кодера, усилителя записи, коммутатора и магнитных головок; канал воспроизведения состоит из трех параллельных цепей передачи сигналов цветности, при этом каждая цепь является последовательным соединением коммутатора, соединяющего магнитные головки с входом усилителя воспроизведения, канального декодера, звена временного растяжения, дескремблера, помехоустойчивого декодера, цифроаналогового преобразователя, корректора предискажений, компенсатора выпадений, амплитудного ограничителя, полосового фильтра и суммирующего усилителя.5. Устройство для записи и воспроизведения электронных сигналов цветного изображения объектов, включающее лентопротяжный механизм, блок вращающихся магнитных головок, системы автоматического регулирования скоростью движения ленты и силой ее натяжения, скоростью вращения диска головок, а также следованием головки по записанной строке, отличающееся тем, что канал записи состоит из регулируемого усилителя, вход которого подключен к источнику полного цветного телевизионного сигнала (ПЦТС), а выход - к входам трех полосовых фильтров несущих частот, модулированных сигналами цветности: красным, зеленым и синим, выход одного полосового фильтра через один управляемый ключ соединен с общим каналом связи, а между выходом каждого другого полосового фильтра и каждым другим управляемым ключом встроена последовательная цепь, состоящая из линии задержки и фазосдвигающего устройства, причем общий канал связи состоит из последовательной цепи блока высокочастотных предыскажений, амплитудного ограничителя, аналого-цифрового преобразователя, помехоустойчивого кодера, скремблера, звена временного сжатия, канального кодера, усилителя, коммутатора и магнитных головок; канал воспроизведения состоит из усилителя, вход которого через коммутатор связан с магнитными головками, а выход - с последовательной цепью, состоящей из канального декодера, звена временного растяжения, дескремблера, помехоустойчивого декодера, цифроаналогового преобразователя, корректора предыскажений, компенсатора выпадений и амплитудного ограничителя, выход которого связан с тремя управляемыми ключами, образующими три параллельные цепи, каждая из которых подключена к входу своего полосового фильтра, выходы которых подключены к входам общего суммирующего усилителя, при этом ключи управляются генератором, синхронизированным кадровыми и строчными импульсами.