Устройство для воспроизведения видеосигнала Советский патент 1984 года по МПК H04N7/02 

Изобретение относится к средствам для контроля и измерений пара метров телевизионного или иного видеосигнала, в частности к средствам отображения осциллограмм сигналов на экране видеоконтрольного блока. Известно устройство, позволяющее осуществлять воспроизведение осцилограмм видеосигналов на телевизионном экране, содержащее после довательно соединенные аналого-циф:розой преобразователь, на вход коjToporo подается входной видеосигнал сдвиговый регистр, компаратор, микшер и видеоконтрольный блок. В уст ройстве имеются также синхронизатор и счетчик строк. Синхронизатор вырабатывает импульсы частоты растровых элементов, строчные и кадровые синхроимпульсы. Устройство содержит два канала формирования вертикальны и горизонтальных линий координатной сетки. Каждый канал включает в себ счетчик и одновибратор, выход которого подключен к соответствуклдему входу микшера С1 . : Недостатком данного устройства я ляется недостаточная точность воспроизведения видеосигнала в том слу чае, когда необходимо более деталь но и точно проанализировать отдельные высокочастотные участки сигнала так как преобразование сигнала в ци ровую форму и запись в сдвиговый ре гистр производится с постоянной час тотой растровых элементов. Известно также устройство для воспроизведения видеосигнала, содер жащее последовательно соединенные синхронизатор, блок выделения строки, блок адресации строк, блок памя ти, и видеоконтрольный блок, В устройстве имеются также последователь но соединенные цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к второму выходу блока адресации строк, компаратор, второй вход которого подключен к входу синхронизатора и одновременно является входом устройства и элемент И, второй вход которого подключен к второму выходу блока вьщеления строки, а выход - к информационному ВХОДУ блока памяти С23 .. Недостатком данного Устройства является также невысокая точность воспроизведения видеосигнала, обусловленная отсутствием возможности с большой разрешающей способностью воспроизводить высокочастотные участки видеосигнала. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для воспроизведения видеосигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, коммутатор сигнала и ре гистр сдвига, выход которого одновременно подключен к второму информационному входу коммутатора сигнала и видеоконтрольный блок, вход которого подключен к шине входного видеосигнала, блок выделения строки, второй вход. которого подключен к второму выходу синхронизатора, а второй выход - к управляющему входу коммутатора сигнала, и блок выбора зоны отображения, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов, причем третий выход синхронизатора подключен одновременно к тактирующим входам аналого-цифрового преобразователя и регистра сдвига C3i. Недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения высокочастотных участков видеосигнала, контуров, границ с резкими перепадами яркости, что обусловлено постоянной величиной частоты дискретизации, равной частоте растровых элементов.При создании аппаратуры возникает необходимость более детального анализа таких участков, например, при нелинейной обработке в более широкополосных касках, а известное устройст во не позволяет осуществить такой подробный просмотр и контроль высокочастотных видеосигналов. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения высокочастотных видеосигналов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, для воспроизведения видеосигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь., коммутатор сигнала и регистр сдвига, выход которого подключен к второму информационному входу коммутатора сигнала и входу блока сравнения кодовупоследовательно соединенные синхронизатор, вход которого является входом видеосигнала, блок выделения строки, второй вход которого подключен к второму выходу синхронизатора, а второй выход - к управлянвдему входу ком гутатора сигнала и блок выбора зоны отображения выход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов, видеоконтрольнЕлй блок, введены фазируемый генератор импульсов, вход которого подключен к первому выходу .синхронизатора, делитель частоты и коммутатор тактируивдих импульсов, соединенные последовательно, при этом выход коммутатора тактирующих импульсов подключен к тактирующим входам аналого-цифрового преобразователя и регистра сдвига, переключатель.

входы которого подключены к промежу точным выходам делителя частоты, и первый элемент И, соединенные последовательно, при этом выход первого элемента И подключен к второму информационному входу коммутатора тактирующих импульсов, блок выбора режима работы, блок управления положением метки, второй элемент Н, первый вход которого подключен к второму выходу блока выделения строки, второй вход - к выходу блока выбора режима работы, а выход - к управлягадему входу коммутатора тактирующих импульсов, счетчик длины метки, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а вход сброса - к первому выходу синхронизатора, дешифратор, триггер третий элемент И, второй вход которого подключен к второму выходу блока выделения строки, и микшер, соединенные последовательно, при этом второй вход микшера подключен к выходу блока сравне.ния кодов, третий вход - к входу аналого-цифрового преобразователя, вход которого является входом исследуемого сигнала, а выход соединен с входом видеоконтрольного блока, счетчик элементов строки, счетный вход которого подключен к выходу делителя частоты, а вход сброса - к первому выходу синХЕЮНизатора, и формирователь начала метки, соединенные последовательно / при этом второй вход формирователя начала метки подключен к выходу блока управления положением метки, а выход соединен с установочным входом триггера, причем второй вход первого элемента И подключен к выходу триггера.

Введение указанных блоков позволяет в процессе записи производить дискретизацию отдельных выбранных участков исследуемого видеосигнала с частотой, большей частоты растровых элементов, что при последующем воспроизведении позволяет отобразить видеосигнал с большой разрешакяцей способностью, т.е. повысить точность воспроизведения высокочастотных сигналов.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства/ на фиг. 2 - осциллограмма видеосиг нала всей строки на экране видеоконтрольного блока предлагаемого устройства/ на фиг. 3 - осциллограмма видеосигнала выбранного участка строки на экране видеоконтрольного блока предлагаемого устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, коммутатор 2,сигнала, регистр 3 сдвига, блок 4 сравнения кодов, синхронизатор 5, блок б выделения строки, блок

7 выбора зоны отображения, видеоконтрольный блок 8, фaзиpye 1ый генератор 9 и ипульсов, делитель 10 частоты, коммутатор 11 тактирующих импульсов, переключатель 12, первый элемент И 13, блок 14 выбора режима работы, блок 15 управления положением метки, второй элемент И 16, счетчик 17 длины метки, дешифратор 18, триггер 19, третий элемент И

20, микшер 21, счетчик 22 элементов строки, формирователь 23 начала метки.

Входящие в состав устройства блок 6 выделения строки и блок 7

выбора зоны отображения могут быть реализованы следующим образом.

Блок 6 выделения строки может состоять из счетчика, блока сравнения кодов строк и набора переключателей для установки кода вьлбираемой строки. На счетный и сбросовый входы счетчика подаются соответственно строчные и кадровые синхроимпульсы с первого и второго

выходов синхронизатора 5, Код с выхода счетчика подают на первый вход блока сравнения кодов, на второй вход которого подают код с переключателей. Выход счетчика

является первым выходом блока 6

выделения строки, формирующим код текущей строки кадра.

Вторым выходом блока 6 выделения строки является выход блока

сравнения кодов. Этот выход подключен к управляющему входу коммутатора 2 сигнала. Блок 7 выбора зоны отображения можно выполнить с помощью сумматора н набора переключателей для установки соответствующего двоичного кода. На один вход сумматора подают код текущей строки с первого выхода блока 6 выделения строки, а на второй вход сумматора подают код,

сформированный с помощью переклгочателей.

.С помощью сумматора осуществляется вычитание из кода текущей строки кода, сформированного с -помощью переключателей. Для этого код, формируемый с помощью набора переключателей, должен быть обратным по отношению к тому коду, который необходимо вычесть. Допустим,

в кадре М строк;Значит код текущей строки в каждом кадре изменяется от О до М. Пусть L - код, который необходимо вьршсть, т.е. с помощью переключателей устанавливается .

обратный код L. На выходе сумматора код в ка:кдом кадре изменяется от (0-L) до (М-О . Пока код текущей строки меньше «- , на выходе перен са сумматора стоит сигнал, указывающий на отрицательный знак разиости.

Этот сигнал используется для запрещения вьщачи результата на выход сумматора путем подачи его на строби рующий вход последнего. Как только код текущей строки станет равным й-, запрещающий сигнал исчезнет, и код на выходе сумматора будет изменяться от О до M-ot.. В этом диапазоне находятся коды от О до N , соответствуюгдие зоне отображения, причем выполняться условие , чтобы вся зона отображений умещалась на экране. Величина N задается в устройстве в аналогоцифровом преобразователе 1, это то число градаций, на которое квантует ся видеосигнал.

Выход сумматора является выходом блока 7 выбора зоны отображения. Устанавливая тот или иной код с помощью набора переключателей, можно перемещать зону отображения в удобную часть кадра. Переключатель 12 можно выполнить, например, с помощью галетного переключателя на чиоло положений, соответствующее числу промежуточных выходов делителя 10 частоты. Блок 14 выбора режима работы в простейшем случае представляет соб.ой тумблер для формирования одноразрядного двоичного .кода, необходимого для управления коммутатором 11 тактирующих импульсов. Формирователь 23 начала метки можно реализовать с помощью блока сравнения кодов, на первый вход которого подавать текущий код элементов строки с выхода счетчика 22, а на второй вход -код с выхода блока 15 управления положением метки.

который можно выполнить с помощью

набора переключателей. Практически все цифровые блоки устройства можно реализовать на микросхемах серии 133 ( 155) . Так делитель 10 частоты, формирователь 23 начала меки, счетчик 22 элементов строки могут быть выполнены на микросхемах 133ИЕ5. Все блоки сравнения код блок 4 сравнения кодов, формирователь 23 начала метки, блоки сравнения кодов в составе блока 6 выделения строки к блока 7 выбора зоны отображения) реализуются на микросхемах 133ЛП5. Коммутатор 2 сигнала, коммутатор 11 тактирующих импульсов могут быть выполнены на микросхемах 133ЛР1, либо 133КП5, а дешифратор 18 - на микросхемах 133ИД4. Имеющийся в блоке 7 выбора зоны отображения сумматор реализуется с помощью микросхем 133HjM3. Мноторазрядный регистр 3 сдвига можно выполнить с помощью микросхем 505ИРЗ.

Устройство работает следующим образом.

В момент прихода на вход исследуемого видеосигнала выбранной строки изображения блок 6 выделения строки вырабатывает сигнал, переключающий коммутатор 2 сигнала таким образом, что в регистр 3 сдвига происходит запись кодов исследуемого видеосигнала данной строки с выхода аналого-цифрового преобразователя 1. В течение остальной части кадра коммутатор 2 сигнала переключен таким образом, что регистр 3 сдвига замкнут в кольцо, а вся информация, записанная в него в течение каждой строки с частотой тактирования, равной частоте растровых элементов, выдается в виде параллельного двоичного кода на первый вход блока 4 сравнения кодов. На -второйвход блока 4 сравнения кодов подают сигнал с выхода блока 7 выбора зоны отображения. В выбранной для отображения части кадра выходной сигнал блока 7 выбора зоны отображения последовательно, изменяясь с частотой стро принимает значения от О до W , где

N - число градаций, на которое квантуется видеосигнал. Б моменты совпадения кодов с выхода блока 7 выбора зоны отображения и с выхода регистра 3 сдвига на выходе блока 4 сравнения кодов образуется сигнал который через микшер 21 подается на экран видеоконтрольного блока 8, образуя осциллограмму исследуемого сигнала. Одновременно с осциллограммой через микшер 21 на видеоконтрол ный блок 8 выдают весь исследуемый

сигнал, формирующий обычное телевизионное изображение. Кроме зтих двух сигналов на экране видеоконтрольного блока В формируют изображение метки 24.

Формирование изображения метки 24 происходит следующим образом.

В момент равенства кода счетчика 22 элементов строки, на счетный вход которого поступают импульсы растровЕЛХ элементов, и кода с блока 15 управления положением метки на выходе формирователя 23 начала метки, представляющего собой блок сравнения кодов, образуется сигнал, переводящий триггер 19 в состояние единица. Выходной сигнал триггера 19 и является сигналом метки 24. Этот сигнал через третий элемент И 20 выдают на первый вход микшера 21 для подачи на экран видеоконтрольного блока 8, Длительность сигнала метки 24 определяется частотой импульсов, которые через переключатель 12 и первый элемент И 13 подают на счетный вход счетчика 17 длины метки. Выходной код этого счетчика подаю1 на вход шифратора 18, сигнал с которого переводит триггер 19 в исходное состояние, заканчивая процесс формирования сигнала метки 24,Стробиро вание выходного сигнала триггера 19 в третьем элементе И 20 сигналом с второго выхода блока 6 вьщеления строки необходимо для того, чтобы видеосигнал метки 24 формировался только на месте выбранной строки. Устройство работает в двух режимах: режим работы без метки и режим рабо .ты по метке. В первом случае как пр записи, так и при считывании на тактирующие входы аналого-цифрового преобразователя 1 и регистра 3 сдви подают нютульсы частоты растровых элементов с выхода делителя 10 част ты через коммутатор 11 тактирующих импульсов. В этом случае воспроизведение видеосигнала осуществляется без преобразования временного масштаба, и на экране видеоконтроль ного блока 8 формируют осциллограмму полной строки изображения.Видеосигнал метки 24 в этом режиме такж выдают на экран. Формирование сигнала метки в реж ме работы без метки осуществляется таким же образом, как и в режиме работы по метке. Длительность сигнала метки 24 и в этом случае определяется частотой импульсов, ко торые через переключатель 12 и первый элемент И 13 подают на счетный вход счетчика 17 длины метки. Чем вьше частота этих импульсов, тем короче метка, так как за более короткое время код счетчика 17 длины метки достигает кода, на который настроен дешифратор 18. Этот код как раз и равен- числу элементов в строке. Режимы работы по метке и без метки имеют отличия только в огранизации записи в регистре 3, а не в формировании сигнала метки. Если необходимо более подробно проанализировать отдельные участки видеосигнала, то с помощью блока 15 управления положением метки и переключателя 12 выбирают необходимое положение и длительность метки, и с помощью блока 14 выбора режима работы переводят устройство во второй режим. В этом случае во время записи аналого-цифрювой преобразователь 1 и регистр 3 сдвига тактируют импульсами более высокой частоты с выбранного промежуточного выхода делителя 10 частоты, которые поступают на тактовые входы через переключ.атель 12, первый элемент И 13, и коммутатор 11 тактирующих импульсов. Эти импульсы поступают только во время формирования метки, обеспечивая запись в регистр 3 выбранного участка строки. Во время воспроизведения регистр 3 тактируют импульсами растровых элементов. Таким образом, сигнал выбранного участка растягивается на всю длину экрана. Запись с повышенной частотой и последующее воспроизведение с растяжением обеспечивают более точное, более подробное,. с большей разрешающей способностью воспроизведение выбранного участка видеосигнала строки. Таким образом, введение в устрой ство новых блоков позволяет устранить недостаток известного низкую точность воспроизведения высокочастотных участков видеосигнала, так как позволяет производить изменения временного масштаба, а именно запись исследуемого видеосигнала с повышенной частотой и воспроизведение с исходной частотой, что обеспечивает воспроизведение с большой точностью.

0Ut1

2

Z

Zif

Z

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕ.ДЕНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА, содержащее последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, комйутатор сигнала и регистр сдвига, выход которогоподключен к второму информационному входу коммутатора сигнала и входу блока сравнения кодов, последовательно соединенные синхронизатор, вход которого является входом видеосигнала, блок выделения строки, второй, вход которого подключен к второму выходу синхронизатора, а второй выход к управляющему входу коммутатора сигнала, и блок выбора зонй отображения, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов, видеоконтрольный блок, о т лич.ающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения высокочастотных видеосигналов, введены фазируемый генератор импульсов, вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, целитель частоты и коммутатор тактир укхдих импульсов, соединенные последовательно, при этом выход коммутатора тактирующих импульсов подключен к тактирующим входам аналого-цифрового преобразователя и регистра сдвига, переключатель, входы которого подключены к промежуточным выходам делителя частоты, и первый элемент И, соединенные последовательно, при этом выход первого элемента И подключен к второму информационному входу коммутатора тактирующих импульсов, блок выбора режима работы, блок управления положением метки, второй элемент И, первый вход которого подключен к второму выходу блока выделения строки, второй вход - к выходу блока выбора режима работы, а выход - к управляющему входу коммутатора тактирующих импульсов, счетчик длины метки, счет (Л ный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а вход сброса - к первому выходу синхронизатора, дешифратор, триггер, третий элемент li, второй вход которого подключен к второму выходу блока выделения строки, и микшер, соединенные последовательно, при этом второй вход микшера подклюOf: чен к выходу блока сравнения кодов, третий вход - ко входу аналогоцифрового преобразователя, вход которого является входом исслеДуе00 мого сигнала, а выход соединен с входом видеоконтрольного блока, счётсо чик элементов строки, счетный вход которого подключен к выходу делителя частоты, а вход сброса - к первому выходу синхронизатора, и формирователь начала метки соединенные последовательно, при этом второй вход формирователя начала метки подключен к выходу блока управления положением метки, а выход соединен с установочным входом триггера, причем второй вход первого элемента И подключен if выходу триггера.