Система передачи телевизионного сигнала Советский патент 1984 года по МПК H04N7/30 

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных и видеотелефонных систем. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система передачи телевизионного сигнала, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки it умножитель, выход которого соединен с вторым входом сумматора и вторым входом блока вычитания, а на приемной стороне преобразователь хода, последовательно соединенные сумматор, блок задерж ки и умножитель, выход которого подключен к первому входу сумматора. Полученное в вычитающем устройстве разностное значение, например, двух соседних отсчетов квантуется в квантующем устройстве по нелинейной щкале, что позволяет, учитывая свойства зрения, значительно сократить число уровней квантования. Так, например, при 256 уровнях квантования входного видеосигнала достаточно 16 уровней при нелинейном квантовании разностного сигнала ш . Однако в такой системе передачи телевизионного сигнала при передаче высококонтрастных перепадов изображений возникают щумы перегруз 1Ш. При этом разностньгй сигнал, полученньй на выходе вычитающего устройства, превьшает динамический диапазон кван тующей характеристики квантующего устройства и ограничивается. Шумы перегрузки .по крутизне могут проявляться на изображении как линейные и нелинейные искажения и ухудшают качество воспроизведенного изображения. Устранение шума перегрузки путем увеличения уровней квантования неэффективно, так как при этом увеличивается линейная скорость передачи информации. Цель изобретения - повьшение качества воспроизведенного изображения Поставленная цель достигается тем что в систему передачи телевизионного сигнала, содержащую на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и блока вычитания,а на приемной стороне - преобразователь кода, последовательно соединенные сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого пЪдключен к первому входу сумматора, на приемной стороне дополнительно введены блок обнаружения перегрузки, формирователь управляющего сигнала и коммутатор, включенные последовательно между выходом преобразователя кода и вторым входом сумматора, а также блок задержки, включенный между выходом преобразователя кода и вторым входом коммутатора, и формирователь кодовой комбинации, включенный между вторым выходом блока обнарз ения перегрузки и третьим входом коммутатора,при этом вторые входы формирователя кодовой комбинации, блока задержки и блока обнаружения перегрузки объединены и являются входом сигнала синхрониза- . ции, а второй выход формирователя кодовой комбинации соединен с третьим входом блока обнаружения перегрузки. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы; на фиг. 2 - то же приемной стороны системы; на фиг. 3 то же блока обнаружения перегрузки; на фиг. 4 - щкала квантования. Система содержит на передающей стороне блок 1 вычитания, блок 2 квантования, преобразователь 3 кода, сумматор 4, блок .5 задержки, умножитель 6, на приемной стороне - преобразователь 7 кода, блок 8 обнаружения перегрузки, формирователь 9 управляющего сигнала, коммутатор 20, сумматор 11, блок 12 задержки, умножитель 13, формирователь 14 кодовой комбинации, блок 15 задержки. Блок 8 обнаружения перегрузки содержит блок 16 задержки, первый, второй, третий блоки 17, 18 и 19 сравнения, блок 20 определения знака и элемент И 21. Система работает следующим образом. На первьй вход блока 1 (фиг. 1) подается входной видеосигнал, представленньй, например, параллельным восьмиразрядным двоичным кодом. В блоке 1 из входного видеосигнала

вычитается задержанное в петле обратной связи, например, на период дискретизации (что соответствует одному элементу изображения) значение видеосигнала. Полученное разностное значение двух соседних отсчетов квантуется в блоке 2 по нелинейной шкале, что позволяет, учитывая свойства зрения, значительно сократить число уровней квантования. Так, например, при 256 уровнях квантования входного видеосигнала достаточно 16 уровней при нелинейном квантовании разностного сигнала. Квантованное на 16 уровней значение разностного сигнала преобразуется в блок 2 в четырехразрядный код Грея для передачи по каналу связи. Для выполнения арифметических операций в tierne обратной связи в преобразователе 3 код Грея преобразуется в восьмиразрядньш двоичный код. В сумматоре 4 происходит сложение текущего разностного значения и предыдзщего отсчета, полученного после задержки в блоке 5 и умноженного в з множителе 6.

На приемной стороне (фиг. 2), в случае отсутствия шумов перегрузки, в сумматоре 11 происходит аналогичная операция. Принятьш разностньй сигнал в коде Грея преобразуется в преобразователе 7 в восьмиразрядный двоичный код, который через блок 15 и коммутатор 10 суммируется в сумматоре 11 со значением предьщущего отсчета видеосигнала, полученного после задержки в блоке 12 и умножения в умножителе 13.

В случае наличия высококонтрастных перепадов изображений в блоке 8 происходит обнаружение перегрузки. Сигнал обнаружения с блока 8 поступает на формирователь 9, который управляет работой коммутатора 10. В этом случае коммутатор-пропускает на первый вход сумматора 11 кодовые комбинации, устраняющие перегрузки, с формирователя 14. Блок 15 задерживает входной сигнал на величину, необходимую для анализа отсчетов, определяющих шумы перегрузки в системе и для формирования управляющих сигналов.

В основу обнаружения щумов перегрузки положены следующие соображени

Как известно, величина перегрузки (в единицах числа отсчетов) при передаче высококоитрастных перепадов

изображений определяется по отношению максимального значения входного сигнала к максимальному уровню шкалы кантования.

Vmax

-1 (если результат цeJюe число) (если результат лое число),

где X

максимальное значение

max входного сигнала, максимальный уровень шкаNлы квантования.

Следует отметить, что результат деления округляется до ближающего большего целого числа. При этом квантованные разностные сигнала, с помощью которых можно определить наличие перегрузки, можно представить в виде следующей последовательности:

ЛгТц,,-.-,,к.р(

(при положительР,

ра5 ном перепаде)

VV-AwJ max-PlC-Y,

25 или

(при отрицательi pa-iIHOM перепаде) где 1 - квантованное значение соQ ответствующей разности,

К - коэффициент умножения умножителя .

На приемной стороне наличие квантованных разностей приведенного вида означает перегрузку по крутизне и разностные значения заменяются комбинациями

у,,0,0, ... ,0 (при положитель ном перепаде)

Рраз 0 Ш1И-Х р,,,0,0, . .. ,0 (при отрицатель-- ном перепаде) . .Вероятность появления таких разностных сигналов в реальных сюжетах при отсутствии перегрузки очень мала. Но

5 если произойдет такой случай, то на приемной стороне не будет размножения ощибок, так как при этом неправильны только Р или (Р-1) элементов. Q На восстановленном изображении влияние такого эффекта практически незаметно .

Обнаружение перегрузки происходит в блоке 8 (фиг. 3) и определяется видом шкалы квантования (фиг. 4).

5

На выходах блока 16 (фиг. 3) появляются разряды соответствующих трех отсчетов, следующих последовательно. В блоках 17, 18 и 19 происходит сравнение этих отсчетов с кодо выми комбинациями, соответствующими двум максимальным уровням 93 и | -93 и квантованной разности I 255-К2 93 |, (255-К2(-93)|.При .-,--. К - имеем квантованную разность I 255 - |1 73 (при положительномперепаде) (-93) 1 73 (при отрица тельном перепаде) i которая поступает вместе со значениями максимальных уровней с формирователя кодовьпс комбинаций. В схеме определения знаков происходит сравнение знака трех последовательных отсчетов, Выходной сигнал блока 20 поступает на первый вход формирователя 14 и на элемент И 21. При одновременном наличии сигналов на выходах блоков 17-20 элемент И 21 выдает сигнап управления, поступающий на формирователь 9 управляющего сигнала. В этом случае коммутатор 10 пропускает комбинации 255,0,0 или -255,0,0, поступающие с формирователя 14 кодовых комбинаций. Выбор одной из этих комбинаций осуществляется по сигналу блока 20 определения знака. Устранение шумов перегрузки при передаче высококонтрастных перепадов изображений в системе передачи телевизионного сигнала с помощью дифференциальной импульсно-кодовой модуляции дает возможность повысить субъективное качество восстановленного изображения и улучшить объективные показатели такой системы при передаче испытательных сигналов МККР, при этом система усложняется незначительно .

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и блока вычитания, а на приемной стороне - преобразователь кода, последовательно соединенные сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, о-т л и - чающаяся тем, что, с целью повьшения качества воспроизведенного изображения, на приемной стороне дополнительно введены блок обнаружения перегрузки, формирователь управляющего сигнала и коммутатор, включенные последовательно между выходом преобразователя кода и входом сумматора, а также блок задержки, включенный между выходом преобразователя кода и вторым входом коммутатора, и формирователь кодовой комбинации, включенный между вторым, выходом блока обнаружения перегрузки и третьим вхо(Л дом коммутатора, при этом вторые входы формирователя кодовой комбинации блока задержки и блока обнаружения перегрузки объединены и являются входом сигнала синхронизации, а второй выход формирователя кодовой комбинации соединен с третьим входом блока обнаружения перегрузки.

--

/J

Фс/г.2

//