Совместимая система цветного телевидения Советский патент 1987 года по МПК H04N11/00 

Изобретение относится к системам цветного телевидения и может быть использовано при формировании телевизионных программ, видеозаписи, передаче по эфиру наземными и космическими линиями связи, а также в невещательных телевизионных системах, при бытовой видеозаписи цветных программ, в системах цветного видеотелефона.

Известна совместимая система цвет- О области 0,7-1 МГц, а в декодирующем

ного телевидения с временным разделением сигналов яркости и цветности, передаваемых в совмещенном частотном канале l.

Однако такая система обладает невысоким качеством получаемого изображения: повышенной чувствительностью сигнала к влияниям дифференциальных искажений, неравномерностей амплитудно-частотной и частотно-фазовой характеристик тракта; невысокой помехозащищенностью в канале цветности; низким качеством записи цветных npoi- рамм на видеомагнитофонах; недостаточной цветовой четкостью изображения; широкой полосой частот сигнала. Цель изобретения - получение высокого качества изображений,снижение чувствительности сигнала к влияниям дифференциальных искажений, неравномерностей амплитудно-частотной и частотно-фазовой характеристик тракта, получение- высокой помехозащищенности в канале цветности, обеспечение высоких качественных показателей при записи цветных программ на видеомаг- нитофонах, повышение цветовой четкости и сокращение полосы частот сигнала.

Цель достигается тем, что в совместимой системе цветного телевидени с временным разделением сиг-налов яркости и цветности,передаваемых в совмещенном частотном канале, информацию о цветности изображения передают с преобразованием стандарта разложения, для чего при формировании полного цветового телевизионного сигнала в кодирующем устройстве сигналы, несущие информацию о цветности, преобразуют в сигналы промежуточного стандарта,число строк которого выбирают в соответствии с заданной цветовой четкостью воспроизведения изображений, и передают в строчных гасящих интервалах яркостного сигнала в виде посылки сигнала модулированной цветовой поднесущей, которую формируют путем квадратурной модуляции с по

давлением нижней боковой полосы, например фароразностной модуляции с расширением полосы частот сигнала модулированной поднесущей, обратно пропорциональным сокращению времени передачи, информации о цветности,причем частоту поднесущей выбирают в области средних частот спектра полного телевизионного сигнала, например в

5

0

5

0 5

устроистве посылки сигнала модулированной цветовой поднесущей в гасящих интервалах полного цветового телевизионного сигнала вьщеляют, преобразовывают в сигналы цветности стандарта разложения яркостного сигнала и вьщеляют из преобразованных сигналов цветности модулирующие цветораз- ностные сигналы.

Кроме того,в кодирующем устройстве из сигналов, несущих информацию о цветности, формируют дополнительные сигналы, которые преобразуют в сигналы промежуточного стандарта разложения и передают в части строк кодо- во го гасящего интервала в виде посылок сигнала модулированной цветовой поднесущей, которую формируют путем квадратурной модуляции с подавлением

нижней боковой полосы, например фазо- разностной модуляции с расширением полосы частот сигнала модулированной поднесущей, обратно пропорцио- . нальным сокращению времени передачи

5 информации о цветности, причем длительность посылки сигнала модулированной поднесущей в строках кадрового гасящего интервала равна времени активной части строки развертки, а в декодирующем устройстве посылки модулированной цветовой поднесущей в . строках кадрового гасящего интервала цветового телевизионного сигнала выделяют, запоминают, преобразуют в сигналы стандарта разложения яркостного сигнала и выделяют из преобразованных сигналов модулирующие видеосигналы дополнительной информации о цветности.

Кроме того, при преобразовании сигналов, несущих информацию о цветности, в сигналы промежуточного стандарта разложения используют отсчеты преобразуемых сигналов, которые по времени совпадают о активными участками строчных и кадровых интервалов яркостного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема формирования полного сигнала

0

5

цветного телевидения в предлагаемой системе; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы построения кодирующих устройств в предлагаемой системе; на фиг. 4 - осциллограмма полного сигнала; на фиг.5 - огибающая частотного спектра модулированной цветовой поднесущей после преобразования сигналов цветности; на фиг. 6 - структурная схема декодиро1вания полного сигнала предлагаемой системы.

Система содержит камерный канал 1, аналого-цифровой преобразователь 2, запоминающее устройство 3, цифроаналоговый преобразовтель 4,сумматор 5, 15 цифровой преобразователь 7 или 8 и

блок 6 матриц, аналого-цифровые преобразователи 7 и 8, запоминающие устройства 9 и 10, цифроаналоговые преобразователи 11 и 12, балансные модуляторы 13 и 14, блок 15 формирования 20 четкостью воспроизведения на приемцветовой поднесущей, преобразователь 16 частоты поднесущей, преобразова-.. тель 17 стандарта разложения сигнала цветности, запоминающее устройство

18,цифроаналоговый преобразователь

19,преобразователь 20 частоты поднесущей, линию 21 задержки, устройство 22 гашения поднесущей, стробирующий каскад 23, цифроаналоговый преобразователь 24, запоминающее устройство

25,цифроаналоговый преобразователь

26,стробирующий каскад 27, аналого- цифровой преобразователь 28, запоминающее устройство 29, цифроаналоговый преобразователь 30, сумматоры 31 и 32.

Сигналы цветности с камерного канала 1 поступают в аналого-цифровой преобразователь 2 и далее записываются в запоминающем устройстве 3с объемом памяти, определяемым требуемой цветовой четкостью изображений и выбранной разрядностью цифрового кодирования сигналов цветности. Сигналы цветности поступают на аналого- цифровой преобразователь 2 для преобразования в цифровой код и записи в запоминающее устройство 3 с нормальной частотой строк

например 15625 Гц. Считывание сигна- 50 цветоразностных сигналов после прела с запоминающего устройства 3 и преобразование его в цифроаналоговом преобразователе 4 в пакеты -поднесущей производятся с той же частотой, но не всей информации, содержащейся в одной строке памяти,а лишь ее часобразования стандарта разложения величину полосы частот соответственно примерно 94 или 146 кГц.

Объем памяти запоминающего уст- 55 ройства при использовании 5-6-разряд ного цифрового кода для каждого из цветоразносткых сигналов требуется порядка 75-90, 117-140 кбит (время запоминания - один кадр). Одна строти.

Время каждого считывания части строк и памяти равно части интервала

гашения (между задним фронтом строчного импульса и началом активной части строки) и равно 4 Мкг. Пакеты поднесущей такой длительности суммируются с яркостным сигналом в сумматоре 5.

Процесс формирования полного сигнала заключается в том, что сигналы цветоделенных изображений с камерного канала 1 поступают в блок 6 матриц (фиг. 2), в котором формируются сигнал яркости и два цветоразностных сигнала. Каждый из цветоразностных сигналов поступает на свой аналогопреобразованный в цифровой код - на свое запоминающее устройство 9 или 10. Объем памяти запоминающего устройства определяется требуемой цветовой

ном экране, т.е. зависит от полосы частот исходных цветоразностных сигналов. Так, например, полосе цвето- разностных частот в 1,2 МГц соответствуют 130 независимых значений цветности в активной части строчного интервала (160 отсчетов за 64 мкс, цветовая четкость в 120 телевизионных строк при яркостной в 600 строк).

При полосе частот в 1,5 МГц в активной части строчного интервала - примерно 162 независимых значения цветности (цветовая четкость I 150 строк). Таким образом,- в зависимости от полосы частот цветоразностных сигналов один элемент цветности .в строке соответствует 5 или 4 элементам яркости (номинальным элементам разложения). Следовательно, при одинаковой цветовой четкости по горизонтали и вертикали изображения в активной части кадра (575 яркостных строк необходимо воспроизвести соответственно 14950 или 23360 независимых элементов цветности (отсчетов каждого из цветоразностных сигналов). При частоте кадров цветности, равной 12,5 Гц (число кадров сигнала яркости 25), это составит для каждого из

образования стандарта разложения величину полосы частот соответственно примерно 94 или 146 кГц.

Объем памяти запоминающего уст- ройства при использовании 5-6-разрядного цифрового кода для каждого из цветоразносткых сигналов требуется порядка 75-90, 117-140 кбит (время запоминания - один кадр). Одна строка памяти содержит информацию о цветности из соответственно 5 или 4 смежных в пространстве строк изображения (например,3 строк первого поля и 2 строк второго поля). Поскольку частота кадров сигналов цветности при преобразовании выбрана равной 12,5 Гц, то во время следующего кадра развертки в эту же строку памяти записываются сигналы из 2 строк первого (третьего) поля и 3 строк второго (четвертого) поля. В каждой строке памяти записывается информация о 130 или 162 независимых значениях цветоразностного сигнала, причем каждое из этих значений получено усреднением по вертикали и во времени (за два кадра).

Считывание каждой строки памяти происходит по частям.

Время каждого считывания составляет fj 4 МКС, частота повторения циклов считьшания равна строчной частоте яркостного сигнала. Число циклов по 4 МКС, приходящееся на одну строку памяти, равно числу строк исходного цветоразностного сигнала, записанного в этой строке памяти из двух кадров (соответственно 10 или 8).Считывание всей информации,содержащейся в строке памяти, происходит двумя группами посылрк. Казадая группа состоит из пяти или четьфех посылок (в зависимости от выбранной цветовой четкости в 120 или 150 строк). Длительность всех посьшок по 4 мкс, интервалы между на чалами .посылок в группе 64 МКС, интервалы между началами групп посылок считывания той же строки памяти 4 (частота кадров яркостного сигнала 25 Гц, строчная частота 15625 Гц). За время одной посылки считывается информация из одной пятой строки памяти, содержащей информацию с 130 независимых значениях цветоразностного сигнала, или из одной четверти строки памяти, содержащей информацию с 162 независимых значениях сигнала. На одну посылку приходится, следовательно, информация с 26-Или 40-независимом отсчете цветоразностного сигнала.

Считанные с запоминающих устройст 9 и 10 сигналы в виде пакетов импульсов цифрового кода поступают на свои цифроаналоговые преобразователи 11 и 12. С выходов цифроаналоговых преобразователей аналоговые видеосигналы (отрезки по 4 мкс) поступают на ба

5

лансные модуляторы 13 и 14, на которые поступают также напряжения подне- сущей в фазе О и +90. Коммутация фазы +9Q одного из напряжений под- несущей осуществляется, например, с частотой 25 Гц. Сигналы цветовой под- несущей, промодулированной цветораз- ностными сигналами с выходов балансных модуляторов 13 и 14, поступают в блок 15 формирования цветовой подне- сущей,с выхода которого снимаются пакеты модулированной цветовой подне- сущей с квадратурной модуляцией по типу системы ПАП (± 1/)либо с относительной квадратурной модуляцией (fif/ /2). Пакеты модулированной цветовой поднесущей с выхода блока 15 поступают в преобразователь 16 частоты поднесущей, в котором частота подне

сущей снимается до номинала в 0,7 - 1 МГц, а также производится подавление лишней боковой полосы частот модуляции (фиг. 5). Сигналы поднесущей с выхода преобразователя 16 частоты поднесущей поступают в сумматор 5, где смешиваются с яркостным сигналом, образуя полный цветовой сигнал (фиг.2).

Отличие кодирующего устройства (фиг. 3) в том,что цветоразностные сигналы с выхода блока 6 матриц сразу поступают на балансные модуляторы 13 и 14 и в блок 15 формирования цветовой поднесущей с относительной квадратурной модуляцией (+ Y /2). Сигнал цветовой поднесущей, модулированной цветоразностными сигналами, поступает в преобразователь 17 стандарта разложения сигнала цветности (аналого-цифровой преобразователь), запоминающее устройство 18, цифро- аналоговый преобразователь 19.

Посылки модулированной цветовой 45 поднесущей через преобразователь 20 частоты поднесущей попадают в сумматор 5.

В декодирующем устройстве (фиг.6) входной сигна.л поступает параллельно 50 в каналы яркости и цветности .В яр- костном канале может быть использована линия 21 задержки для выравнивания времени запаздьшания сигналов в каналах яркости и цветности. 55 При использовании сигнала предлагаемой системы цветного телевидения, например, для преобразования в сигналы других совместимых цветных систем, в которых на бланках передаются сигto

20

7 1309328

налы цветовой синхронизации,цветовая поднесущая в интервалах гашения во входном сигнале должна быть подавле-, на. Для этой цели в яркостном канале используется устройство 22 гашения поднесущей. В канале цветности полный сигнал поступает на стробирующий каскад 23,являющийся по существу входным устройством аналого-цифрового преобразователя 24, которьш преобразует пакеты цветовой поднесущей из интервалов гашения по строкам в цифровой код.

При максимальной полосе частот цветовой поднесущей в строчном гасящем интервале 5,5 МГц одна посылка поднесущей может содержать до 44 независимых отсчетов сигнала цветности. С учетом того, что для преобразования аналоговых сигналов цветности в цифровой код необходимо 5-6 разрядов, а время обработки каждой посыпки, составляющей приблизительно 64 мкс, максимум, быстродействие обработки сигналов в аналого-цифровом преобразователе декодирующего устройства составит в максимуме приблизительно 4,1 Мбит/с (параллельно-последовательное кодирование) и может быть снкЕжено вплоть до 100-200 кбит/с при параллельном кодировании. С выхода аналого-цифрового преобразователя 24 сигнал цифрового кода поступает в запоминающее устройство 25.Емкость памяти запоминающего устройства должна быть порядка 150-200 кбит, время запоминания - порядка 4 (период кадра). Записанная в запоми- ющем устройстве информация считывается с частотой строк яркостного сигнала. Каждая строка памяти считывается соответствующее число раз. Число считьгоаний каждой строки памяти равно отношению числа строк яркостного

8

ния цветности в двух соседних кадрах. Следовательно.указанные циклы считывания повторяются для каждой строки памяти через . После повторного цикла считывания информация об известности в данной строке памяти стирается и замещается на новую.

Для воспроизведения одной строки на экране время считывания строки памяти равно периоду активной части строчного интервала. Соответственно полоса частот считанного сигнала расширяется . Считанный сигнал в виде цифрового кода поступает на цифро- аналоговый преобразователь 26. В зависимости от конкретной схемы построения запоминающего устройства 25 и цифроаналогового преобразователя 26 с его выхода снимаются либо сигналы цветовой поднесущей с фазоразностной модуляцией, либо непосредственно оба цветоразностных видеосигнала.

25

30

Для выделения сигналов коррекции цветовой четкости,передаваемых в части кадрового гасящего интерваша, пол- ньш сигнал поступает на стробирующий каскад 27, затем на аналого-цифровой преобразователь 28,запоминающее устройство 29.

Считанные с запоминающего устройства 29 сигналы цветовой поднесущей в виде цифрового кода поступают на 35 цифроаналоговьш преобразователь 30. С выходов .последнего снимаются сигналы коррекции цветовой четкости, представляющие собою либо цветовую поднесущую, модулированную высокочастотными составляющими цветоразностных сигналов, либо высокочастотные компоненты цветоразностных сигналов по видеочастоте. Сигналы коррекции поступают на соответствующие

40

сигнала в активной части кадра к чис- сумматоры 31 и 32, где складьшаются лу строк памяти (числу передаваемых на поднесущей с остальными сигналами. строк цветности) в одном кадре.Для Процессы преобразований стандарта уменьшения скачкообразного измене- разложения сигналов цветности в це- ния цветности по вертикали из-за срав- пях, образованных блоками 23 - 26 и нительно малого числа строк памяти 27 - 30 аналогичны. Различие состоит при воспроизведении может быть ис- .. только во временных интервалах и частотах записи информации в запоминающих устройствах 25 и 29, поскольку одни сигналы поступают из строчных

пользована интерполяция сигналов, считываемых из соседних строк памяти. Воспроизведение цветности на экране

происходит с частотой кадров яркост- гасящих интервалов (запоминающее устного сигнала. Таким образом,информа-ройство 25), другие - из части кадро- ция, содержащая в каждой строке па-вого гасящего интервала (в эапомина- мяти, используется для воспроизведе-ющем устройстве 29).

o

0

9328

8

ния цветности в двух соседних кадрах. Следовательно.указанные циклы считывания повторяются для каждой строки памяти через . После повторного цикла считывания информация об известности в данной строке памяти стирается и замещается на новую.

Для воспроизведения одной строки на экране время считывания строки памяти равно периоду активной части . строчного интервала. Соответственно полоса частот считанного сигнала расширяется . Считанный сигнал в виде цифрового кода поступает на цифро- аналоговый преобразователь 26. В зависимости от конкретной схемы построения запоминающего устройства 25 и цифроаналогового преобразователя 26 с его выхода снимаются либо сигналы цветовой поднесущей с фазоразностной модуляцией, либо непосредственно оба цветоразностных видеосигнала.

Для выделения сигналов коррекции цветовой четкости,передаваемых в части кадрового гасящего интерваша, пол- ньш сигнал поступает на стробирующий каскад 27, затем на аналого-цифровой преобразователь 28,запоминающее устройство 29.

Считанные с запоминающего устройства 29 сигналы цветовой поднесущей в виде цифрового кода поступают на 35 цифроаналоговьш преобразователь 30. С выходов .последнего снимаются сигналы коррекции цветовой четкости, представляющие собою либо цветовую поднесущую, модулированную высокочастотными составляющими цветоразностных сигналов, либо высокочастотные компоненты цветоразностных сигналов по видеочастоте. Сигналы коррекции поступают на соответствующие

40

сумматоры 31 и 32, где складьшаются на поднесущей с остальными сигналами Процессы преобразований стандарта разложения сигналов цветности в це- пях, образованных блоками 23 - 26 и 27 - 30 аналогичны. Различие состоит только во временных интервалах и частотах записи информации в запоминающих устройствах 25 и 29, поскольку одни сигналы поступают из строчных

ормула

9 1309328

зобретения

ко ра ли

1. Совместимая система цветного телевидения с временным разделением сигналов яркости и цветности, пере- даваемых в совмещенном частотном ка- нале, отличающаяся тем, что, с целью получения высокого качества изображений, снижения чувствительности сигнала к влияниям диффег ренциальных искажений, неравномер- ностей амплитудно-частотной и частотно-фазовой характеристик тракта, получения высокой помехозащищенности в канале цветности, обеспечения высо- ких, качественных показателей при записи цветных программ на видеомагнитофонах, информацию о цветности изображения передают с преобразованием стандарта разложения, для чего при формировании полного цветового теле- , визионного сигнала в кодирующем устройстве сигналы, несущие информацию о цветности, преобразуют в сигналы промежуточного стандарта, число стро которого выбирают в соответствии с заданной цветовой четкостью воспроизведения изображений, и передают в строчных гасящих интервалах яркостно- го сигнала в виде посылки сигнала мо дулированной цветовой поднесущей, которую формируют путем квадратурной модуляции с подавлением нижней боковой полосы, например фазоразност- ной модуляции с расширением полосы . частот сигнала модулированной поднесущей, обратно пропорциональным сокращению времени передачи информации о цветности, причем частоту поднесущей выбирают в области средних частот спектра полного телевизионного сигнала, например в области О,7-1 МГц а в декодирующем устройстве посылки сигнала модулированной цветовой под- несущей в гасящих интервалах полного цветового телевизионного сигнала выделяют, преобразовьшают в сигналы цветности стандарта разложения .яр

10

костного сигнала и выделяют из преобразованных сигналов цветности модулирующие цветоразностные сигналы.

2, Система по п, 1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности получения изображений с повышенной цветовой четкостью, в кодирующем устройстве из сигналов, несущих информацию о цветности, формируют дополнительные сигналы, которые преобразуют в сигналы

5

0 0

промежуточного стандарта разложения и передают в части строк кодового гасящего интервала в виде посылок сигнала модулированной цветовой под- несущей, которую формируют путем квадратурной модуляции с подавлением нижней боковой полосы, например фазо- разностной модуляции с расширением полосы частот сигнала модулированной поднесущей, обратно пропорциональным сокращению времени передачи информации о цветности, причем длительность посьшки сигнала модулированной поднесущей в строках кадрового гасящего интервала равна времени активной части строки развертки, а в декодирующем устройстве посьшки модулированной цветовой поднесущей в строках кадрового гасящего интервала полного цветового телевизионного сигнала выделяют, запоминают,преобразуют в сигналы стандарта разложения , яркостного сигнала и выделяют из пре35 образованных сигналов модулирующие видеосигналы дополнительной информации о цветности,

3, Система поп, 1и2, отличающаяся тем, что,с целью

40 сокращения полосы частот сигнала модулированной цветовой поднесущей при преобразовании сигналов, несущих информацию о цветности 5 в сигналы промежуточного стандарта разложения,

45 используют отсчеты преобразуемых сигналов, которые по времени совпадают с активными участками строчных и кад- ровых интервалов яркостного сигнала.

.

8 Р{мГц1

Изобретение относится к цветному телевидению. Цель изобретения - получение высокого качества изображений, снижение чувствительности сигЖ Сриг.1 нала к влияниям дифференциальных ис- .кажений, неравномерностей АЧХ и ФЧХ тракта, получение высокой помехоз.ащи- щенности в канале цветности, обеспечение высоких качественных показателей .при записи цветных программ на видеомагнитофонах, повЕ Ш1ение цветовой четкости и сокращение полосы частот сигнала. Для достижения этой цели система содержит камерный канал 1, АЦП 2, запоминающее устр-во 3, ЦАП 4 и сумматор 5. Даны ип. вариантов построения кодирукицих и декодирующих устр-в в данной системе. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л С