Способ передачи двух программ цветного телевидения по одному стандартному телевизионному каналу связи и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК H04N7/08 

Изобретение относится к телевидению ri может быть использовано для одновременной передачи двух программ цветного телевидения по одному стандартному каналу связи.

Известен способ передачи двух программ черно-белого телевидения по стандартному телевизионному (ТВ) каналу, заключающийся в частном уплотнении сигналов цервой программы частотно-ограниченными и расположенными на поднесущей частоте сигналами второй программы в первом поле ТВ-ка ра, например четном, при этом сигнал первой программы ограничивают по

астоте и уплотняют им сигнал второй программы, передаваемый в полной поосе частот 11 1.

Однако для данного способа характерны большие перекрестные помехи. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ передачи двух программ черно-белого и цветного телевидения

(ЦТ) в одном стандартном ТВ-канале связи, основанный на построчной и покадровой передаче ТВ-сигнала яркости, уплотненного на поднесущей цвёторазностными сигналами D| в

каждой из программ ЦТ, декодировании ТВ-сигналов каждой из программ ЦТ и формировании сигналов яркости и чередующихся от строки к строке цветоразностнь1Х сигналов и- )„. Согласно способу сигналы яркости и цветности обеих программ периодичес ки во времени формируют с помощью шести полей { 2 . Однако известньй способ не обеспечивает необходимую точность передачи информации. В частности, число фаз движения, передаваемых по известному способу, является недостаточным для сохранения слитности дви жений при воспроизведении ТВ-изобра жений соответствующих программ. Недостаточной является также точность передачи информации .о цветности передаваемых ТВ-изображений программы Способ расчитан на работу с непрерьшными ТВ- сигналами стандартного вида. Последнее препятствует примен нию известного спбсоба для случая уплотнения ТВ-сигналов программ, по ступающих в виде сигналов ЦТ по сие теме СЕКАМ.. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство: для Передачи двух програ черно-белого и ЦТ, содержащее блок декодирования и фазирования сигнало программ, входы которог.о являются входами сигналов первой и второй программ, первый и второй выходы подключены к соответствукнцим входам первого канала уплотнения, третий и четвертый выходы подключены к пер вому и второму входам второго канал уплотнения, а пятьвй выход соединен с входом блока управления, два выхо да которого соединены с уп)авляийцим входами первого коммутатора, первый и второй входы Которого соединены соответственно с выходами первого и второго каналов уплотнения, выход связан с входом канала связи, при этом каждый из каналов уплотнения содержит первый и второй фильтры ни них частот, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом ге нератора импульсов опознавания программы, а выход является выходом первого канала уплотнения СЗ3. Недостатком известного устройства является недостаточная точность передачи телевизионных изображений программ. Целью изобретения является повышение качества передаваемых теЛеви52 4. зионных изображений путем уменьшения взаимного влияния сигналов двух программ. Цель достигается тем, что срглас но способу передачи двух программ цветного телевидения по одному стан дартному телевизионному каналу связи, основанному на построчной и покадровой передачах ТВ-сигнала яркости, уплотненного на поднесущей цветоразности D-., и Dg каждой из программ ЦТ, декодировании телевизионных сигналов каждой из программ,.формировании сигналов яркости и формировании чередующихся от строки к строке цветоразностных сигналов Dp и Dg , после формирования сигнала яркости каждой из программ его импульсно модулируют последовательностью импульсов, фаза следования которых синфазна строчной частоте и от строки к строке и от кадра к кадру изменяется на 180, при этом сформированные чередующиеся от строки к строке цветоразностные сигналы Do и Dn каж„KBдои из двух программ разделяют по времени, импульсно промодулированные сигналы яркости и разделенные по времени цветоразностные сигналы Вд и Dg разделяют на сигналы четных и нечетных кадров, сигналы нечетных (четных) кадров задерживают на время кадра и суммируют их с одно именными сигналами четных (нечетных) кадров, суммированными цветоразностными сигналами Dp и Вр квадратурно модулируют сигнал дополнительной под несущей частоты, которым уплотняют суммированный сигнал яркости этой программы, при этом в кадровый интервал гашения уплотненного сигнала первой программы вводят сигнал опознавания данной программы и чередуют уплотненные сигналы первой, и второй программ по кадрам.. Кроме того, фазу следования модулирующих импульсов сигнала, яркости изменяют через каждые два кадра по псевдослучайному закону на угол меньше 90°. С целью повьщ1ения точности передачи телевизионных изображений программ, в устройстве для передачи двух программ цветного телевидения по одному стандартному каналу связи, содержащем блок декодирования и азирования сигналов программ, вхоы которого являются входами сигналов первой и второй программ, пер вый и второй выходы подключены к со ответствующим входам первого канала управления, третий и четвертый выхо ды подключены к первому и второму входам второго канала уплотнения, а пятый выход соединен с входом бло ка управления, два выхода которого соединены с управляющими входами первого коммутатора, первый и второ входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго каналов уплотнения, выход является входом канала связи, при этом кажды из каналов, уплотнения, содержит первый и второй фильтры нижних част первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом генератора пульсов опознавания программыi а вы ход является выходом первого канала уплотнения, в каждый из каналов уплотнения введены импульсный модулятор, второй, третий, четвертый и пятый коммутаторы, первый второй и третий блоки задержки, второй, трет и четвертый сумматоры, квадратурный модулятор и формирователь сигналов фазы, при этом вход импульсного модулятора является первым входом первого канала уплотнения, а выход импульсного модулятора соеданен с входом второго коммутатора, первый выход которого через первый блок задержки и второй сумматор подключе к второму входу первого сумматора, а второй выход соединен с вторым вх дом второго сумма тора непосредствен вход третьего коммутатора является вторьм входом первого канала уплотнения, а выходы третьего коммутатора подключены к двум идентичньм цепям, первая из которых содержит четвертый коммутатор, первый выход которого через последовательно соединенные второй блок задержки, третий сумматор и первый фильтр ниж них частот соединен с первым входом квадратурного модулятора, а второй выход четвертого коммутатора подключен к второму входу третьего сум матора, вторая идентичная цепь содержит пятый коммутатор, первый выход которого через последовательн соединенные третий блок задержки, четвертый сумматор и второй фильтр нижних частот соединен с вторым вхо дом квадратурного модулятора, а вто рой выход пятого коммутатора подключен к второму входу четвертого сумматора, выход квадратурного модулятора соединен с третьим входом первого сумматора, четвертый вход которого подключен к выходу формирователя сигналов фазы, при этом выходы блока управления соедииейы с управляюшими входами импульсного модулятора, первого, второго и третьего блоков задержки, второго третьего, четвертого и пятого ком.мутаторов, квадратурного модулятора, формирователя сигналов фазы и генератора импульсов опознавания программы. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для передачи двух программ ЦТ по одному стандартному каналу связи; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрируиицие уплотнение сигналов яркости программ ЦТ. Изобретение основано на свойстве ТВ-сигнала, которое заключается в значительной корреляции между смеж ными кадр:ами, достигающей величины 0,98, Взаимному уплотнению по группам элементов подвергаются сигналы яркости соседних кадров одной и той же програ(«4Ы. Б. освободившиеся временные интервалы помещаются уплотненные аналогичным образом сигналы кадров другой програ шы. Каждый из цветрразностных сигналов программ ЦТ уплотняется соответствующим цветоразностным сигналом соседнего кадра, после чего он приобретает непрерывный по стро- . кам вид, идентичный виду обычного f ТВ-сигнала. Уплотненными цветоразностными сигналами квадратурно модулируют сигнал поднесущей частоты, которьм уплотняют сигнал яркости каждой из программ, и чередуют во времени по кадрам общие сигналы первой и второй программ. Передача двух программ ЦТ в одном стандартном ТВ-канале связи в этом случае не сопровождается перекрестными искажениями, так как уплотненные сигналы программ не пересекаются во времени. Устройство для передачи двух : программ ЦТ по одному стандартному телевизионному каналу связи (фиг.1) содержит блок 1 декодирования и фазирования сигналов программ ЦТ, первый канал 2 уплотнения, второй канал 3 уплотнения, блок А управления, первый коммутатор 5, первый 6 и второй 7 фильтры нижних частот (ФНЧ), первый сумматор 8, генератор 9 импульсов опознавания программы, импульсный модулятор 10, второй 11, третий 12, четвертый 13. и пятый 1Л коммутаторы, первый 15, второй 16 и третий 17 блоки задержки, второй 18, третий 19 и четвертьй 20 сумма, торы, квадратурный модулятор 21 и формирователь 22 сигналов фазы.

Устройство работает следзтсядим образом.

Сигналы ЦТ первой и второй программ поступают на вход блока 1 декодирования и фазирования сигнало программы ЦТ, где осуществляют их преобразование в синхронные и синфазные сигналы с помощью элементов памяти. Кроме того, в блоке 1 реализуется декодирование сигналов программ из сигналов .вида СЕКАМ в разделенные яркостные сигналы программ (Ejy /7у и разделенные чередующиеся по строкам цветоразностные сигналы программ (Dj , В; D| В).

Сигналы первой и второй программ ЦТ подвергаются в первом и втором каналах 2 и 3 уплотнения идентичным преобразованиям. Поэтому рассмотрим работу только первого канала 2 упло нения, осуществляющего преобразован сигналов первой программы ЦТ. Сигнал яркости Ejy (фиг. 2«) поступает на сигнальньй вход импульсного модулятора 10, который преобразует непрерывный Сигнал в дискретный, состоящий из периодической последовательности отрезков (участков) исходного сиг.нала. Фаза следования дискретных отрезков сигнала изменяется от стро ки к строке и от кадра к кадру на 180° (фиг. 25). Далее преобразованный сигнал яркости поступает на вход второго коммутатора 11, на выходах которого импульсно-модулирован ные сигналы яркости разделяются на сигналы четных и нечетных кадров. В первом блоке 15 задержки импульсно-модулированные сигналы, например, четных кадров задерживаются на время, равное длительности кадра и совмещаются во времени с нечетными сигналами кадров. Во втором сумматоре 18 складьшаются импульсномодулированные задержанные на время кадра и незадержанные сигналы яркости (фиг. 2 в). В нем с помощью линии задержки реализуется прецизионное во времени совмещение участков дискретизации сигналов нечетных кадров и задержанных на- время длительности кадра дискретизированньпс сигналов четных кадров.

Таким образом, в каждом кадре общего сигнала яркости содержится разделенная во времени информация о предьщущем и последующем кадрах ТВ-сигнала яркости, т.е. полная информация о фазах движения, что позволяет освободить соседний кадр для идентичным образом уплотненного сигнала яркости второй программь ЦТ. В третьем коммутаторе 12 происходит временное построчное разделение цветоразностных сигналов первой про граммы Djo и Г . Каждый из этих сигнлов далее обрабатывается идентичным образом. Например, цветоразностный сигнал Dig разделяется в четвертом коммутаторе 13 на сигналы четных и нечетных кадров. Далее цветоразностный сигнал Dj , например, четных кадров задерживается во втором блоке 16 .задержки на время, равное длительности кадра, и совмещается во времени с цветоразностными сигналами нечетных кадров. В третьем сумматоре 19 складываются задержанные и незадержанные кадры цветоразностного сигнала. Полученный суммарный сигнал поступает на вход первого ФНЧ 6, который ограничивает частотный диапазон цветоразностного сигнала.

Общий цветоразностньй сигнал приобретает Непрерывный (по строкам) вид, идентичньй виду обычного ТВ-сигНсша. В каждом поле (кадре) такого сигнала чередуются строки от предыдущего и последующего кадров (полей) За счет этого реализуется передача информации как о фазах движения, так и передача информации о цветноети, эквивалентная по точности передаче в системе СЕКАМ.

Общий цветоразцостный сигнал BWft поступает на квадратурный модулятор 21, на второй вход которого поступает цветоразностный сигнал , подвергнутый аналогичным преобразованиям в блоках 14, J7, 20 и 7. Частота поднесущей квадратурного модулятора 21 является нечетной гармоникой полустрочной частоты. В первом сумматоре 8 складываются суммарный сигнал яркости первой программы DIJY перенесенные на под9

несущую цве оразностные сигналы с B.bixof(a квадратурного модулятора 21,

С пятого выхода блока 1 декодирования и фазирования сигналов программ ЦТ на блок 4 управления поступает сигнал синхронизации. Блок 4 формирует сигналы управления, дискретизирукщие яркостные сигналы формирующие сигнал поднесущей квадра турного модулятора 21 и импульсы опознавания п{ ограммы генератора 9. Фаза импульсов дискретизации яркостного сигнала изменяется по псевдослучайному закону, формируемому в блоке 4 управления. Информация о фазе указанного сигнала дискретизации поступает на вход формирователя 22 сигнала опознавания фазы.Сформированный сигнал опознавания фазы складывается в первом сумматоре 8 с импульсом опознавания программы и с общим (суммарным) сигналом кадров первой программы, в которые включана информация о яркости, дветности и временных характеристиках ТВ-изображений.

С въ&сода перво.го сзгмматора 8 общий сигнал первой программы ЦТ поступает на сигнальный вход первого коммутатора 5, на второй вход которого поданы общий (суммарные) сигналы кадров второй программы, в которые включена информация о яркости, цветности н временных характеристиках ТВ-изображений. На управляющие

0995210

входы первого коммутатора 5 подаются сигналы управления от блока 4 управления. На входе первого коммутатора 5 формируется чередующаяся во

5 времени по кадрам последовательность общих сигналов первой и второй программ, которая и поступает в канал связи.

Значительная межкадровая корреля10 ция, свойственная ТВ-изображениям, .позволяет обеспечить высокое качество передачи неподвижных и малоподвижных деталей ТВ-изображений. Мелкоструктурные нарушения качестt5 ва изображения, возникакщиё при передаче высокоподвижных объектов, не приводят к заметному ухудшению качества ТВ-изображения, так как зрительная система человека не воспри20 нимает мелких деталей быстродвижущихся объектов.

На выходе канала связи уплотн нный сигнал декод1фуется, приводится обратным преобразованием к стандарт25 ному виду и воспроизводится вещательными ТВ-приемниками.

Предлагаемое изобретение в отличие от известных повьнаает точность передачи информации по спутниковому

30 каналу связиj дает возможность осуществить уплотнение ТВ-сигналов программы, поступакяцих в виде сигналов цветного телевидения по системе СЕКАМ а также сокращает затраты на аренду спутниковых каналов связиi

I.Способ передачи двух программ цветного . телевидения по одному стандартному телевизионному кач-члу связи,основа ньй на построчной и покадровой передачах ТВ-сигнаЛа яркости, уплотненного на поднесущей цветоразности 1).. и Pg каждой из программ ЦТ, декодировании телевизионных сигналов каждой из программ, формировании сигналов яркости и формировании чередзпощихся от строки к строке цвёторазностных сигналов В , отличающийся тем, что, с целью повышения качества передаваемых телевизионных изображений путем уменьшения взаимного влияния сигналов двух программ, после формирования сигнала яркости кйждой из программ его импульсно модулируют последовательностью импульсов, флза следования которых синфлзма строчмои частоте и от строки к строке и от кадра к кадру Изменяется на 180°, при этом сформированные чередующиеся от строки к строке цветоразностные сигналы D и De каждой из двух программ разделяют по времени, импульсно лромодулированные сигналы яркости и разделенные по времени цветоразностные сигналы ЪпИ DQ разделяют на сигналы четных и нечетных кадров, сигналы нечетных (четных) кадров задерживают на время кадра Н сзгммируют их с одноименньми сигналами четных (нечетных) кадров, суммированньв ш цветоразностными сигналами )„ и Ъа квадратурно модулируют сигнал дополнительной поднесущей частоты, которым уплотняют суммированный сигнал яркости этой программы, при этом в кадровый интервал гашения уплотненного сигнала первой программы вводят сигнал опоз- з (гавания данной программы и чередуют уплотненные сигналы первой и второй пpoгpa а4 по кадрам. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что фазу следования СО модулирующих импульсов сигнала ел кости изменяют через каждые два кадра по псевдослучайному закону на угол Ю меньше 90. 3.Устройство для передачи двух программ цветного телевидения по одному стандартному каналу связи, содержащее блок декодирования и фазирования сигналов программ, входы которого являются входами сигналов первой и второй программ, первый и второй выходы подключены к соответствующим входам первого канала уплотнения, третий н четвертый выходы подключены к первому и второму входам второго канала уплотнения, а пятый выход соединен с входом блока управления, два выхода которого соединены с управляющими входам первого-коммутатора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго каналов уплотнения, выход является входом канала связи, при этом каждый из каналов уплотнения содержит первый и второй фильтры нижних частот, первый сумматор, первый вход которого соединен с вйходом генератора импульсов опознования программы, а выход является выходом первого канала уплотнения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности передачи телевизионных изображений программ, в каждый из каналов уплотнения введены импульсный модулятор, второй, третий, четвертый и пятый.коммутаторы, первый, второй и третий блоки задержки, второй, третий и четвертьй сумматоры, квадратурный модулятор и формирователь сигналов фазы, при этом вход импульсного модулятора является первым входом первого канала уплотнения, а выход импульсного модулятора соединен с входом второро коммутатора, первый выход которого через первый блок задержки и второй сумматор подключен к второму входу первого сумма-Лэра, а йторой выход соединен с вторым входом второго сумматора непосредственно, вход третьего коммутатора является вторым входом первого канала уплотнения,- а выходы.третьего коммутатора подключены к двум идентичным цепям, первая из которых содержит четвертый коммутатор, первый выход которогр через последовательно соединенные второй блок задержки, третий сумматор и первый фильтр нижних частот соединен с первым входом квадратурного модулятора, а второй выход четвертого коммутатора подключен к второму входу третьего сумматора, вторая идентичная цепь содержит пятый коммутатор, первый выход которого через последовательно соединенные третий блок задержки, четвертый сумматор и второй фильтр нижних частот соединен с вторым входом квадратурного модулятора, а второй выход пятого коммутатора подключен к второму входу четвертого сумматора, выход квадратурного модулятора соединен с третьим входом первого сумматора, четвертый вход которого подключен к выходу формирователя сиг налов фазы, при этом выходы блока управления соединены с управляющими входами импульсного модулятора, первого, второго и третьего блоков задержки, второго, третьего, четвертого и пятого коммутатора, квадратурного модулятора, формирователя сигналов фазы и генератора импульсов опознавания программы.

Л канал yпJJomнeнuя

Фиг.1