Система передачи телевизионного сигнала Советский патент 1986 года по МПК H04N7/18 

Предсказанное значение определяется в петле ОС. Полученное разностное значение квантуется по-нелинейной шкале, что позволяет сократить число уровней квантования, и в коде Грэя поступает в канал связи. При отсутствии шумов перегрузки и шумов

10

15

20

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных и видеотелефонных систем.

Цель изобретения - повышение ка- S чества передаваемого изображения путем устранения шумов перегрузки ограничением и шумов краевого эфекта .

На фиг. 1 представлена структурая электрическая схема передающей i тороны системы; на фиг. 2 - струк- урная электрическая схема приемной стороны системы; на фиг. 3 - струкурная электрическая схема блока определения предсказанного элемента; на фиг. 4 и 5 - фрагменты изобраения .

Система содержит на передающей стороне блок 1 вычитания, блок 2 квантования, преобразователь 3 кода, сумматор 4, линию 5 задержки, коммутатор 6, умножитель 7, блок 8 определения предсказанного элемента, формирователь 9 порогового значения, формирователь 10 управляющего сигнала, формирователь 11 импульсов, на приемной стороне - преобразователь 12 кода, сумматор 13, линию 14 задержки, коммутатор 15, умножитель 16, блок 17 определения предсказанного элемента, формирователь 18 порогового значения, формирователь 19 управляющего сигнала, формирователь 20 импульсов.35

Блок определения предсказанного элемента содержит первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25 и шестой 26 вычитатели, первый 27, второй 28, третий 29, четвертьй 40 30, пятый 31 и шестой 32 устройства сравнения и блок 33 разрешения.

25

30

краевого эффекта БОПЭ 8 формирует управляющий сигнал, по которому коммутатор 6 пропускает кодовые комбинации, соотв. предсказанному элементу. В зависимости от характера изображения предсказанными могут оказаться различные элементы. 5 ил.

Система передачи телевизионного сигнала работает следующим образом.

На первый вход блока 1 вычитания подается входной видеосигнал, представленный, например, параллельным восьмиразрядным двоичным кодом (фиг. 1) Б блоке 1 из входного видеосигнала вычитается в случае отсутствия сред- неконтрастных и высококонтрастных перепадов изображения задержанное в петле обратной связи на период дискретизации 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 значение разностного сигнала преобразуется для передачи по каналу связи блоком 2 в четырехразрядный код Грея, один разряд которого содержит информацию о знаке разностного сигнала.

Для выполнения арифметических операций в петле обратной связи в преобразователе 3 кода код Грея образуется в восьмиразрядный двоичньм код.

В сумматоре 4 происходит сложение текущего разностного значения с пре- дьщущим отсчетом, задержанным в цифровой линии 5 задержки на период дискретизации и умноженным в умножителе 7.

Однако на выходе цифровой линии 5 задержки в наличии имеются не только задержанный на период дискретизации отсчет (элемент) С (фиг, 4 и 3), но и элементы а, b , k , задержанные

соответственно на , п., 1 число элементов, и элементы d, е , | , задержанные соответственно на 2Пр+1, 2п и 2п-2 число элементов (п - число элементов в одной строке).

При отсутствии шумов перегрузки и шумов краевого эффекта на выходе блока 8 образуется управляющий сигнал который после формирования в формирователе 10 позволяет коммутатору 6 пропустить на выход кодовые комбинации, соответствующие элементу с. В зависимости от характера изображения предсказанными могут оказаться элементы изображения а, Ь ,с или К.

При наличии среднеконтрастных и высококонтрастных перепадов изображения в блоке 8 определения предсказанного элемента, в вычитателях 21 и 22 (фиг. 3) анализируются разности /а-Ь/и/Ь-с/соответственно и в зависимости от величины этих разностей, сравниваемых с пороговыми значениями в устройствах 27 и 28 сравнения, в устройстве 30 сравнения дополни- тельно могут рассматриваться либо результаты сравнения разностей/а-е/и /e-J/, полученных в вьиитателях 23 и 24, с пороговыми значениями в устройствах 30 сравнения, либо результаты сравнения разностей/ -Ь/и/Ь-Ь/, полученных в вычитателях 25 и 26, с пороговыми значениями в устройствах 31 и 32 сравнения.

Результат анализа блоком 33 разре шения вьщается на формирователь 10.

Если I , I, о

/а-Ь/- «пор 5

/t-cl Rnop,

не рассматривая остальные элементы изображения, предсказанным избирается элемент с (фиг. 5, п. 2, 3 и 4).

,

/b-cMRnop,

также, не рассматривая остальные элементы изображения, предсказанным избирается элемент С (фиг. 5, п. 5). Если /а-Ь/ й„,рГ

/Ь-о/ Rnop, :

то рассматриваются (анализируются) разности/а-е / и/e-J/. Если, . „

/а-е/ 1 пор .

/e-d/ R,op;

то предсказанньм избирается элемент b (фиг. 4, п. 1 и 5j фиг. 5, п. 7). в трех остальных вариантах элемент

а (фиг. 4, п. 2, 3, 6, 7, 8 и 9; фиг. 5, п. 6).

Если /Q-b/ Rnop :1 Rnop )

то в этом случае рассматриваются .разности/о - Ь/ и/b-k/. Если в варианте

. /Ь-М(,ор;

то в блоке 8 вьфабатывается управля киций сигнал, которьй после формирования по длительности в формирователе 10 пропускает на выход коммутатора 6 предсказанньй элемент k (фиг. 4, п. 13 и 18). В остальных трех вариантах предсказанным избирается элемент С (фиг. 4, п. 10, 11, 12 14, 15, 16 и 17; фиг. 5, п. 1, 4, 5 и 8).

Рассмотрим конкретный пример работы адаптивного предсказателя, разбирая фрагмент изображения, приведенный на фиг. 5 , п. 7.

Предсказание текущего элемента X по предыдущему элементу с непременно влечет за собой возникновение искажений типа перегрузки по крутизне с ограничением, в то время как в случае применения указанного алгорима предсказания текущий элемент X предсказывается элементом Ь, находящимся на том же яркостном участке изображения, и, следовательно, возможность возникновения искажений типа перегрузки по крутизне при передаче таких участков изображений исключена.

Кроме того, указанный алгоритм предсказания дает возможность уменьшения/шумов краевого эффекта и шумов перегрузки при передаче наиболее часто встречающихся фрагментов изображения (фиг. 4, п. 1, фиг. 5, п. 7 и т.д.), а вероятность появления тех случаев (фиг, 4, п. 4 и 5; фиг. 5, п. 4 и 5), когда данный алгоритм предсказания не уменьшает подобные шумы, очень мала .и для большего класса изображений не превышает 10-20%.

Формирователь 9 предназначен для установления разных пороговых значений, в зависимости от ожидаемого характера искажений (краевой эффект, возникающий при передаче среднеконтрастных перепадов изображений или перегрузки по крутизне с ограничением возникающих при передаче высококонтрастных перепадов изображений) Изменение порогового значения осуществляется на основе 1нформации (соответствующая разность предыдущей строки), поступающей на формирователь 9 с вычитателя 21 (фиг. 3), т.е. на вход формирователя 9 поступают значения /а -Ь / (фиг. 4 и 5). В том случае, если /а - Ь/ + д /7 , где Y|y - максимальный уровень квантования, Л - максимальный шаг квантования), то формирователь 9 выдает пороговое значение К„,,р, Y, + А/2

(или ближайшее число, представлен/, т

кое в виде 2 , где m - целое положительное число), так как в этом случае, учитьгоая корреляционные связи между соседними элементами изображения, ожидается возникновение искажеНИИ типа перегрузки по крутизне с ограничением (т.е. х-х. с большой вероятностью больше величины ц + /z)

Если Y,.,./a-b/.Y,. ,

где Ч| - максимальный N -и уровень квантования и в зависимости от характера квантователя может принимат разные значения),

то формирователь 9 вьщает порого- Y.

вое значение i nooo-

. 2 2 (или ближайшее число, представленное в виде 2 , где m - целое положи щей стороне введены блок определен предсказанного элемента, формиров тель порогового значения и формиро ватель импульсов, вход которого я ляется входом импульсов дискретиз ции, а выход соединен с вторым вх дом линии задержки и первым входом формирователя управляющего сигнал второй вход которого соединен с п вым выходом блока определения пред

тельное число, так как в этом случае, учитывая корреляционные связи между соседними элементами изображе- 35 сказанного элемента, второй выход

ния, ожидается возникновение искажения типа краевого эффекта.

которого соединен через формирова тель порогового значения с первым входом блока определения предсказ ного элемента, второй, третий и ч вертый входы которого соединены с первым, вторым и третьим выходами линии задержки, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которой соединены с объединенными вторым, третьим, четвертым и пятым входами коммутатора и пятым, шестым, седьм и восьмым входами блока определени предсказанного элемента, при этом вход умножителя соединен с выходом

Кроме того, выбор пороговых значений Rnop, иЯрдр во многом обуславливает эффективность устранения шумов краевого эффекта и щумов перегрузки и они будут иметь разные значения для разных шкал квантования.

Например, при 93; йц 20; V j 25;,.; 55; &„.,„ 14 R 103 (или m 7,2 128); Я„(,р, 47 (или m 6,2 64).

На приемной стороне в преорразо- ватель 12 кода поступает разностный сигнал. В преобразователе 12 этот разностный сигнал, представленный в коде Грея, преобразуется в восьмиразрядный двоичный код. Работа остальных блоков приемной стороны системы не отличается от работы цепи обратной связи передающей стороны системы. Выходной цифровой видеосигнал снимается с выхода сумматора 13.

Формула изобретения

Система передачи телевизионного сигнала, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, блок квантования, преобразователь кода, сумматор и линию задержки, последовательно соединенные формирователь управляющего сигнала и коммутатор, э также умножитель, выход которого соединен с вторыми входами блока вычитания и сумматора, а на приемной стороне - последовательно соединенные преобразователь кода и сумматор, последовательно соединенные формирователь управляющего сигнала и коммутатор, а также умножитель, выход которого соединен с вторым входом сумматора,

отличаю щ-аяся тем, что, с целью повышения качества передаваемого изображенияпутем устранения шумов перегрузки с ограничением и шумов краевого эффекта, на передающей стороне введены блок определения предсказанного элемента, формирователь порогового значения и формирователь импульсов, вход которого является входом импульсов дискретизации, а выход соединен с вторым входом линии задержки и первым входом формирователя управляющего сигнала, второй вход которого соединен с первым выходом блока определения пред

сказанного элемента, второй выход

сказанного элемента, второй выход

которого соединен через формирователь порогового значения с первым входом блока определения предсказанного элемента, второй, третий и четвертый входы которого соединены с первым, вторым и третьим выходами линии задержки, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которой соединены с объединенными вторым, третьим, четвертым и пятым входами коммутатора и пятым, шестым, седьмым и восьмым входами блока определения предсказанного элемента, при этом вход умножителя соединен с выходом

коммутатора, вход блока вычитания является входом, а выход блока квантования выходом информационного сигнала, а на приемной стороне введены блок определения предсказанного ,

элемента, формирователь порогового значения и формирователь импульсов, вход которого является входом импульсов дискретизации, а выход которого

712

соединен с первыми входами формирователя управляющего сигнала и линии задержки, второй вход которой соединен с выходом сумматора и является выходом системы, причем первый, второй и третий выходы линий задержки соединены с первым, вторым и третьим входами блока определения предсказанного элемента, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого объединены с вторым, третьим, четвертым и пятыми входами коммутатора и сое

8

динены с четвертым, пятьм, шестым и седьмым выходами линии задержки, восьмой вход блока определения предсказанного элемента соединен с выходом формирователя порогового значения, вход которого соединен с первым выходом блока определения предсказанного элемента, второй выход которого соединен с вторьм входом

формирователя управлякщего сигнала, при этом выход коммутатора соединен с входом умножителя.

Изобретение может использоваться в цифровых телевизионных и видеотелефонных системах. Цель изобретения - повышение качества передаваемого изображения путем устранения шумов перегрузки с ограничением и шумов краевого эффекта. Система содержит на передающей стороне блок 1 вычитания, блок 2 квантования, преобразователь 3 кода, сумматор 4, линию 5 задержки (ЛЗ), коммутатор 6, умножитель 7, блок 8 определения предсказанного элемента (БОПЭ), формирователь 9 порогового значения, формирователь 10 управляющего сигна-; ла, формирователь 11 импульсов. На приемной стороне - преобразователь кода, сумматор, ЛЗ, коммутатор, умножитель, блок определения предсказанного элемента, формирователь порогового значения, формирователь управляющего сигнала и формирователь импульсов. Входной видеосигнал, представленный 8-разрядным двоичньм кодом, поступает на блок 1 вычитания, в котором из него вычитается предсказанное значение видеосигнала. i W СП to vj 1Й1

ш

t

аЬk

.

ВНИИПИ Заказ 4633/59 Тираж 624

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное