Система цветного телевидения Советский патент 1983 года по МПК H04N9/40 

Изобретение относится к промьвипености средств связи и может быть использовано при построении телевизионной аппаратуры для цифровой передачи цветных изображений по спутниковым каналам связи и каналам Единой автоматизированной сети связи.

Известна цифровая телевизионная система для передачи цветных изображений с раздельным кодированием сигнала яркости и цветоразностных сигналов по методу дифференциальной импульсно-кодовой модуляции с входными аналоговыми сигналами. В данной системе на передающей стороне сигналы с Выхода фотоэлектрического преобразователя поданы на формирователь сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, к выходам которого через фильтры 1НИЖНИХ частот подключены соответствующие кодирующие устройства дифференциальной импульсно-кодсшой модуляции, при этом выходы кодирующих устройств цветоразностных сигналов подключены ко входам коммутатора двух цветоразностных сигналов на одно направление, на управляющий вход которого поданы импульсы частоты строк. Выход коммутатора двух цветоразностных сигналов и выход кодирующего устройства сигнала яркости подключены к соответствующим входам мультиплексора, с выхода которого полный телевизионный сигнал в последовательном коде подан на вход средст передачи.

На приемной стороне с выхода средств приема полный телевизионный сигнал подан на вход демультиплексора, один из выходов которого подключен через декодирующее устройство дифференциальной импульсио-кодовой модуляции к входу цифроаналогового преобразователя (ЦДЛ ) сигнала яркости, а другой выход демультиплексора подключен через другое декодирующее устройство к входу котимутатора цветоразностных сигналов на два направления, на управляющий вход которого поданы импульсы частоты строк. С выходов этого коммутатора цветоразностные сигналы поданы .на соответствующие ЦАП. Затем аналоговые цветоразностные сигналы могут быть использованы вместе с сигналом яркости н известных устройствах воспроизведения изображения 13.

Недостатком указанной системы является большая требуемая пропускная способность системы, обусловленная при раздельнсм кодировании составлякяцих полного телевизионного сигнала необходимостью ее дальнейшего увеличения для передачи цветоразностных сигналов.

Наиболее близкой по своей сущности является цифровая.телевизионная система для передачи цветных изображений с раздельным кодированием сигнала яркости и цветрраз ностных сигйалов по методу дифференцисшьной импульсно-кодовой модуляции с предварительным преобразованием входных сигналов в цифровую форму. В системе на передающей стороне сигналы с выхода фотоэлектрического преобразователя поданы на входы формирователя сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, к выходам которого подключены соответствующие

5 аналого-цифровые преобразователи

(АЦП),при этом выходы АЦП цветоразностных сигналов подключены к входам, коммутатора двух цветоразностных сигналов на одно направление, на управляющий вход которого поданы имиульсы частоты строк. С выхода этого коммутатора цветоразностные сигналы поданы через кодирующее устройство дифференциальной импульсно-кодовой

с модуляции, один из входов мультиплексора, другой вход которого подключен через другое кодирующее устройство к выходу АЦП сигнала яркости, с выхода же мультиплексора полный телевизионный сигнал в последовательном коде подан на вход средств передачи. На приемной стороне полный телевизионньлй сигнал с выхода средств приема подан на вход демодультиплексора, один из выходов которого подключен через декодирующее устройство дифференциальной импульсно-кодовой модуляции к входу ЦАП сигнала яркос, ти, а друг&й выход демультиплексора подключен через другое декодирующее

0 устройство к входу коммутатора цветоразностных сигналов на два направле- i ния, на управляющий вход которого поданы импульсы частоты строк.

С выходов указанности коммутатора

5 цветоразностные сигналы поданы на соответствующие ЦАП. Аналоговые цветоразностные сигналы с выходов преобразователей вместе с сигналом яркости могут быть использованы в

Q Известных устройствах воспроизведения изображений С2 .

Недостатком известной системы является большая, пропускная сррсобность системы, по той же причине.

что и в предыдущей системе. - , Цель изобретения - уменьшение для передачи сигнала изображения пропускной способности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систему цветного телевидения,

содержащую на передающей стороне фотоэлектрический преобразователь, формирователь сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, к выходам 5 которого подключены первый, второй и третий АЦП, при этом на тактовый вход первого АЦП поданы импульсы дискретизации сигнала яркости, а на тактовые входы второго и третьего АЦП поданы импульсы дискретизат ции цветоразностных сигналов, выход второго АЦП подключен к первому вхо ду первого коммутатора, выход третьего АЦП к второму входу первого коммутатора, на управляющий вход которого поданы импульсы частоты строк, а также кодер цветоразностных сигналов и кодер сигнала яркости, выходы которых подключены к соответствующим входам мультиплексора выход которого подключен к входу блока передачи полного телевизионно го сигнала, содержащую на приемной стороне блок, приема полного телевизионного сигнала, на выходе которого включен демультиплексор, к выходу сигнала яркости которого подключен вход декодера сигнала яркости, первый ЦАП и декодер цветоразностных сигналов с включенным на его выходе вторым коммутатором, к выходам которого подключены вто|рой и третий ЦАП, а на управляющий вход второго коммутатора поданы импульсы частоты строк, вводится на передающей стороне последовательно соединенные цифровой фильтр нижних частот и первый блок запрета, включенные между выходом первого АЦП и первым входом третьего коммутатор и второй блок запрета, включенный между выходом первого кокотутатора и входом кодера цветоразностных (сигналов, при этом второй вход третьего коммутатора подключен к выходу первого АЦП, управляющий Bxo третьегр коммутатора объединен с тактовь м входом второго блока запрета и является входом импульсов частоты полей, выход третьего коммутатора соединен с входом кодера .сигнала яркости, а та стовый вход первого блока запрета объединен с тактовым входом второго и третьего АЦП, на приемной стороне вводится последовательно соединенные четвертый коммутатор, цифровой фильтр нижних частот, цифровой гребенчатый фильтр и логический блок ИЛИ, включенные между выходом декодера сигна ла зркости и входом первого ЦАП, последовательно соединенные регистр сдвига и пяиый коммутатор, включенные между вторым выходом демультиплексора и входом декодера цветоразностных сигналов, при этом ВТОРОЙ выход демуЛьтиплексора соединен со вторым входом пятого коммутатора выход четвертого коммутатора - со вторыми входами логического блока ИЛИ и цифрового гребенчатого фильтр а управляющие входы четвертого и пятого коммутаторов: объединены и являются входом импульсов частоты полей.. На чертеже изобргикена структурная схема системы цветного телевидения. Система цветного телевидения содержит на передающей стороне фотоэлектрический преобразователь 1, формирователь 2 сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, первый АЦП 3, второй А1Щ 4, третий АЦП 5, цифровой фильтр 6 нижних частот первый блок 7 запрета, третий коммутатор 8 двух сигналов на одно направление, кодер 9сигнала яркости, первый- коммутатор 10двух сигналов на одно направление второй блок 11 запрета, кодер 12 цве торазностных сигналов, мультиплексор 13, блок 14 передачи полного телевизионного сигнала. На приемной стороне содержится блок 15 приема полного телевизионного сигнала,.демультиплексор 16, де- . кодер 17 сигнала яркости, четвертый (коммутатор 18 одного сигнала на два направления, цифровой фильтр 19 нижних частот, цифровой гребенчатый фильтр 20, логический блок ИЛИ 21,. первый ЦАП 22 сигнала яркости, ре гистр сдвига 23, пятый коммутатор 24 двух сигналов на одно направление, декодер 25 цветоразностных сигналов, второй коммутатор 26 одного сигнала на два направления, второй ЦАП 27, третий ЦАП. 28. Система цветного телевидения работает следующим образом. Из полученных в фотоэлектрическом преобразователе 1 широкополосных сигналов красного, зеленого и синего цветоделенных изображений в формирователе 2 образуются широкополосный сигнал яркости и два узкополосных цветоразностных сигнала. Сигнал яркости с граничной частотой fp.p поступает на вход первого АЦП 3, где он. дискретйзируется по времени, квантуется и представляется в виде параллельного восьмиразрядного кода. С выхода первого АЦП 3 сигнал яркости Поступает на цифровой фильтр 6, где в сигнале подавляются компоненты частот от до frp- После такой фильтрации частота отсчетов в сигнале яркости может быть понижена вдвое, т.е. до значения которое имеет частота дискретизации цветоразностных сигналов. Из дискретной последовательности сигнала яркости блоком 7 «запрета исключаются значения этого сигнала в трех отсчетах, местоположение которых соответствует отсчетам цветоразностных сигналов . Для этого на управляющий вход блока 7 запрета подаются импульсы дискретизации цаеторазностных сигналов. Сигнал яркости с уменьшенной вдвое частотой отсчетов поступает на один из входов коммутатора 8, на другой i вход которого поступает сигнал яркости с полным числом отсчетов непосредственно с выхода АЦП 3. Коммутатор 8 поочередно через поле подключает эти сигналы ко входу кодера 9, для его на его управляющий вход подаются импульсы частоты полей. На выходе коммутатора 8 сигн яркости, например, в нечетных полях имеет вдвое меньшее число отсчетов, .следующих с частотой , а в четных полях - полное число отсчетов с час тотой 2f™. В кодере 9 методом дифференциальной импульсно-кодовой модуляции получают сигнал разности между значением сигнала в данном отсчете и взвешенной суммой сигналов предаадущих отсчетов, расположенных, например на той же строке и предыдущей строке данного поля. Этот сигнал разности квантуется и кодируется трехразрядным кодом. На входы АЦП 4 и 5 подаются цветоразностные сигнала, которые в пре образователях, дискретизируются по времени с частотой „ квантуются, представляются в виде восьмиразрядных параллельных кодов и подаются на соответствующие входы первого коммутатора 10, на управляющий вход которого подаются импульсы частоты строк. В первом коммутаторе 10 одно временные цветоразноетные сигналы преобразуются в последовательные, чередующиеся через строку. Цветораз ностные сигналы четных полей исключаются из передачи в блоке 11 запре та, управляемом импульсами частоты полей. С выхода блока 11 запрета цветоразностные сигналы нечетных по лей подаются на вход кодера 12, где кодируются методом дифференциальной импульснокодовой модуляции. С выходов кодеров 9 и 12 сигналы поступают на соответствующие входы мультиплексора 13, где происходит размещение отсчетов цветоразностных сигналов в исключенных отсчетах сигнала яркости. Таким образом, а предлагаемой системе не требуется дополнительного увеличения пропускной способности канала связи для передачи цветоразностных сигналов. С выхода мультиплексора 13 полный телевизионный сигнал в цифровой форме подается на блок 14 передачи. Принятый с помощью блока 15 прие ма ПОЛНЫЙ телевизионный сигнал пост пает на демультиплексор 16, где происходит разделение общего цифров го потока на сигнал яркости и цвето разностные сигналы. Сигнал яркости далее поступает на декодер 17, в котором происходит восстановление значения сигнала в данном отсчете. С выхода декодера 17 сигнал яркости подается на четвертый коммутатор 18, управляемый импульсами частоты полей, где сигнал яркости делится на сигнал нечетных и сигнал четных полей. Сигнал яркости нечетных полей подается на цифровой фильтр 19 нижних частот, где интерполируются значения сигнала в исключенных из передачи отсчетах. После интерполяции сигнала, в нечетных полях восстанавливается полное число отсчетов, но спектр си-гнала яркости в этих полях, по-прежнему ограничен сверху частотой f рр /2. Сигнал яркости четных полей, снимаемый с другого выхода четвертого коммутатора 18, передан в полной, полосе частот до ffp включительно. Для полного восстановления высокочастотных компонентов в сигнале яркости нечетных полей служит цифровой гребенчатый фильтр 20, где в сигнале яркости Яёчетных полей подавляются компоненты нижних частот до частоты frp/2, затем этот сигнал задерживается на период поля и подставляется в смежные строки сигнала яркос- и начетных полей. В результате в нечетных полях восстанавливаются высокочастотные компоненты до частоты ff-p. С помощью логического блока ИЛИ 21 происходит объединение в один сигнал яркости сигнала нечетных и четных полей, затем сигнал яркости подается на первый ЦАП 22, где преобразуются в аналоговую -форму. С выхода демультиплексора 16 закодированные цветоразностные сигналы, передаваемые в нечетных полях, с помощью регистра 23 сдвига и пятого коммутатора 24 повторяются в четных полях. В декодере 25 происходит восстановление значений цветоразностных сигналов так же, как и в декодере 17. Второй коммутатор 26 разделяет с частотой строк последовательные цветоразностные сигналы на два отдельных цветоразностных сигнала, которые затем преобразуются в ЦАП 27 и 28 в аналоговую форму. Использование предлагаемой системы цветного телевидения не приведет к ухудшению качества цветного изображения и при этом может обеспечить передачу по цифровым каналам связи вместе с сигналом цветного изображения большой объем дополнительной информации.

СИСТЕМА ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ, содержащая на передающей стррр не фотоэлектрический преобразователь, формирователь сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, к выходсм которого подключены первый, второй и третий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), при этом на тактовый вход первого АЦП поданы импульсы дискретизации сигнала яркости, а иа тактовые входы второго и третьего, АЦП поданы импульсы дискретизации цветоразностных сигналов, выход второго АЦП подключен к первому входу первого коммутатора, выход третьего АЦП - к второму входу первогоком- мутатора, на управляющий вход которого поданы импульсы частоты строк, а также кодер цветоразностных сигналов и кодер сигнала яркости, выхода которых подключены к соответствую|Щим входам мультиплексора, выхоя которого подключен к входу блока передачи полного телевизионного сигнала, и на приемной стороне блок приема полного телевизионного сигнэла, н выходе которого включен -демультиплексор, к выходу сигнала яр- кости которого подключен вход декодера сигнала яркости, первый цифро аналоговый преобразователь (ЦАП)и декодер цветоразностных сигналов с включенным на его выходе вторым коммутатором, к выходам которого подключены второй и третий ЦАП, а на управляющий вход второго комму- татора поданы импульсы частоты строк, о т л и ч а-ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения для передачи сигнала изображения пропускной способности системы, на передающей стороне введены последовательно соединенные цифровой фильтр нижних частот и первый блок запрета, включенные между выходом первого АЦП и первым входом третьего коммутатора, и второй блок запрета, включенный между выгходом первого коммутатора и входом, кодера цветоразностных сигналов, при второй вход третьего комму-, татора подключен к выходу первого АЦП, управляющий вход третьего комж мутатора объединен с тактовым вхо- , дом второго блока запрета и является входом импульсов частоты полей,выход третьего коммутатора соединен с входом кодера сигнала яркорти, а такто-1 вый вход первого блока запрета объе- g динен с тактовыми входами второго и третьего АЦП, на приемной стороне введены последовательно соединенные четвертый кокмутатор, цифровой нижних частот, цифровой гребенчатый фильтр и логический блок ИЛИ, включенные между выходом деОд кодера сигнала яркости и входом перN вого ЦАП, последовательно соединенные регистр сдвига и пятый коммутато) СП включенные, между BTOE%IM выходе демультиплексора и входом декодера цветоразностных сигналов, при этом .второй выход демультиплексора соединен с вторым входом пятого коммутатора, выход четвертого коммутатора с вторыми входами логического блока ИЛИ и цифрового гребенчатого фильтра, а управляющие входы четвертого и пя.того коммутаторов объединены и яв- . ляются входе и ульсов частоты полей.