Устройство кодирования телевизионного сигнала Советский патент 1988 года по МПК H04N7/30 

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для кодирования, телевизионного сигнала,

Цель изобретения - упрощение и повышение качества кодирования путем согласования диапазона кодирования с размахом телевизионного сигнала.

На фиг. представлена электричес- кая структурная схема.устройства кодирования телевизионного сигнала; на фиг.2 - эпюры диапазонов кодирования; на фиг.З - блок накопления; на фиг.4- формирователь кода ограничения.

Устройство кодирования телевизионного сигнала (фиг.1) содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, первый блок 2. коррекции, блок 3 селекции кодов, блок 4 усреднения, блок 5 вычитания, блок 6 управления, первый блок 7 задержки, первый регистр 8, второй блок 9 задержки, второй регистр JO, индикатор 11 уровня ограничения, блок 12 дешифраторов, коммутатор 13, дешифратор 4, формирователь 15 кода ограничения, блок 16 накопления, второй блок 17 коррекции Блок 16 накопления (фиг.З) содержит счетчик 18, D-триггер 19, Йб-триг гер 20,,

Формирователь 15 кода ограничения (фиг.4) содержит мультиплексор 21.

Устройство кодирования телевизионного сигнала работает следующим об- разом.

Телевизионный аналоговый сигнал с входа устройства поступает на вход АЦП i, в котором осуществляется преобразование аналогового сигнала в (п+3)-разрядный двоичньй код, которьш через перЬый блок 2 коррекции посту пает в блок 3 селекции кодов, на управляющие входы которого поступают два вида стробирующих импульсов от блока 6 управления. Временное положение одних совпадает с уровнем гашения в каждой строке телевизионного сигнала, другая - с опорным уровнем белого в контрольной строке, В мо- мент прихода стробирующего импульса гашения с первого выхода блока 6 управления на управляющий вход блока 3 . селекции кодов с его выхода в блок 4 усреднения подаются кодовые группы, соответствующие уровню гашения на входе АЦП 1, В блоке 4 усреднения производится усреднение последователных значений сигнала, которое производится с целью исключения плияния случайных помех. Вычисленное среднее значение сигнала подается на вход блока 5 вычитания, где вычитается из эталонного сигнала, соответствующего номинальному уровню гашения, подключаемого по сигналу с первого выхода блока 6 управления. В блоке 5 вычи-. танин между этими сигналами определяются модуль и знак разности, которые поступают во второй блок 17 коррекции, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого регистра 8 Этот код корректируется в блоке 17 с учетом поступающего в него модуля и знака разности, выделенных в блок 5 вычитания, и записывается в первый регистр 8 по сигналу, поступающему с первого выхода блока 6 управления через первьш блок 7 задержки, необходимый для обеспечения записи после обработки сигнала во втором блоке 17 коррекции. В первом блоке 2 коррекции код каждого отсчета сигнала сни- маемого с выхода АЦП 1, корректируется на величину, записанную в первом регистре 8. Таким образом, на выходе первого блока 2 коррекции обеспечивается уровень гашения, соответствующий его номинальному значению, В момент прихода стрЬбирующего импульса белого со второг;о выхода блока 6 управления на блок 3 селекции кода с его выхода в блок 4 усреднения подаются кодовые группы, соответствующие уровню белого на входе кодирующего устройства, В блоке 4 усреднения производится усреднение N последовательных значений сигнала. Усреднение производится с цепью исключения влияния случайных помех. Вычисленное среднее значение сигнала подается на вход блока 5, где вычитается из эталонного .сигнала, соответствующего номинальному уровню белого, включаемого по приходустробирующего импульса от блока 6, В. блоке 5 вычитания между . этими сигналами определяются модуль и знак разности, которые записьшают- ся во второй регистр 10 по сигналу, поступающему с второго выхода блока 6 управления через второй блок 9 задержки, необходимый для обеспечения записи после обработки сигнала в блоке 5 вычитания. В зависимости от модуля и знака разности, поступающих с выхода регистра 10 на дешифратор 14, работающего в соответствии с табл.1

при К 4), где 1 - отрицательньй

знак разности} знак разности.

О - положительный

пазону кодирования. Одновременно фор мирователь 15 кода ограничения подключает к индикатору J1 уровня ограничения соответствующий этому диапазону код ограничения. Возвращение блока 16 накопления в исходное состояние происходит по временному поло жению уровня белого в телевизионном

Дешифратор 14 определяет какой динамический диапазон занимает сигнал и сколько уровней квантования (п+3 )-разрядного АЦП 1 он задействует . По сигналу с выхода дешифрато..,п сигнале. Эталонные сигналы, соответра 14 происходит подключение коммута- тором 13 на свой выход одного из выходов блока 12 дешифраторов. Блок 12 дешифраторов состоит из К дешифраторов, каждый из которых производит

15

20

30

35

преобразование одного из диапазонов кодирования (п+3)-разрядного АЦП 1 в диапазоне кодирования п-разрядного АЦП 1. Таким образом, (п+3)-разрядный код на выходе первого блока 2 коррекции преобразуется в п-разрядньй код на выходе коммутатора 13. В качестве примера при К 4 дешифраторы, входя™ щие в состав блока 12 дешифраторов,

работают в-соответствии с табл. 2-5.

I25

Автоматическая регулировка белого по контрольной строке телевизионного сигнала не исключает возможности появления искажений типа ограничения в других строках сигнала, поскольку контрольная строка и видеоинформация поступают на устройство формирования сигнала от разных датчиков, С целью исключения такого типа искажений к выходу первого блока 2 коррекции подключен индикатор 11 уровня ограничения . В индикаторе 11 уровня ограничения производится сравнение сигнала с опорным уровнем ограничения,сформированным в формирователе 15 кода огра-); Q ничения по сигналу с выхода дешифратора 14, так как каждому из К динамических диапазонов соответствует свой уровень ограничения. При каждом превышении сигналом уровня ограничения д на выходе индикатора ,И уровня ограничения формируются импульсы. Эти.импульсы поступают в блок 16, накопления, в котором происходит накопление в течение каждой строки телевизионного сигнала. Если количество импульсов ограничения превысить пороговое значение, то на выходе блока 16 накопления формируется сигнал, посту- в дешифратор 14. Дешифратор 14 управляя коммутатором 13, подключает его к выходу следующий по счету выхода блока 12 дешифраторов, соответ- ствуюш1ш большему динамическому

55

ствующие номинальному уровню гашения и белого, выбираются таким образом, чтобы обеспечить размещениет аналогового ТВ-сигнала в половине диапазона АЦП 1 примерно посередине квантующей характеристики (п+3)Разрядного АЦП В этом случае телевизионный сигнал занимает 2 уровней квантования АЦП 1, которые должны быть преобразованы в п-разрядный код на выходе кодирующего устройства.

При п 8 номинальньш размах телевизионного сигнала занимает 1024 уровней квантования, а уровень белого соответствует J302 уровню квантования 11-разрядного АЦП 1. Даже при незначительном увеличении входного телевизионного сигнала необходимо перейти к следующему диапазону кодирования, следовательно, входовой сигнал может не занять весь новый динамический диапазон, влечет незначительное уменьшение соотношения сигнал/шум.

На фиг.2 показано расположение динамических диапазонов для п 8 и К 4.Это позволяет кодировать без ограничения входной сигнал, превьш1а- ющий номанапьный на 25%. При К 6 входной сигнал можно увеличить на 48-50% относительно номинального. Дальнейшее увеличение сигнала может вызвать появление ограничения за счет выхода сигнала из динамического диапазона (п+3)-разрядного АЦП 1 из-за изменения постоянной составляющей телевизионного сигнала. Динамические диапазоны (фиг.2) имеют один общий номинальный уровень гашения, поэтому смещение границ диапазонов происходит несимметрично относительно середины диапазона (п+3)-разрядного АЦП 1.

Блок 16 накопления работает следующим образом.

Счетчик 18 производит подсчет импульсов с выхода индикатора 11 ограничения, и в случае переполнения (формирование уровня 1 на выходе счетчипазону кодирования. Одновременно формирователь 15 кода ограничения подключает к индикатору J1 уровня ограничения соответствующий этому диапа зону код ограничения. Возвращение блока 16 накопления в исходное состояние происходит по временному положению уровня белого в телевизионном

15

0

0

5

5

Q

0

5

ствующие номинальному уровню гашения и белого, выбираются таким образом, чтобы обеспечить размещениет аналогового ТВ-сигнала в половине диапазона АЦП 1 примерно посередине квантующей характеристики (п+3)Разрядного АЦП 1, В этом случае телевизионный сигнал занимает 2 уровней квантования АЦП 1, которые должны быть преобразованы в п-разрядный код на выходе кодирующего устройства.

При п 8 номинальньш размах телевизионного сигнала занимает 1024 уровней квантования, а уровень белого соответствует J302 уровню квантования 11-разрядного АЦП 1. Даже при незначительном увеличении входного телевизионного сигнала необходимо перейти к следующему диапазону кодирования, следовательно, входовой сигнал может не занять весь новый динамический диапазон, влечет незначительное уменьшение соотношения сигнал/шум.

На фиг.2 показано расположение динамических диапазонов для п 8 и К 4.Это позволяет кодировать без ограничения входной сигнал, превьш1а- ющий номанапьный на 25%. При К 6 входной сигнал можно увеличить на 48-50% относительно номинального. Дальнейшее увеличение сигнала может вызвать появление ограничения за счет выхода сигнала из динамического диапазона (п+3)-разрядного АЦП 1 из-за изменения постоянной составляющей телевизионного сигнала. Динамические диапазоны (фиг.2) имеют один общий номинальный уровень гашения, поэтому смещение границ диапазонов происходит несимметрично относительно середины диапазона (п+3)-разрядного АЦП 1.

Блок 16 накопления работает следующим образом.

Счетчик 18 производит подсчет импульсов с выхода индикатора 11 ограничения, и в случае переполнения (формирование уровня 1 на выходе счетчи5J3

ка в начале следующей строки телевизионного сигнала по сигналу с выхо да блока 6 производится запись J в 1)-триггер 19 и запоминание ее до по- ступления импульса с второго выхода блока 6 (один раз в поле) в RS-триг- гере 20.

Формирователь 15 кода ограничения работает следуюпсим образом. В зависи мости от К-разрядной кодовой группы (к 2 ), поступающей на управляющие входы коммутатора 13 с выхода дешифратора 14,. на вход индикатора J1 коммутируется один из К кодовых групп ограничения, причем О формируется соединением соответствующего входа с корпусом, а 1 - соединением соответствующего входа через резистор с напряжением питания.

Формула изобретения

Устройство кодирования телевизионного сигнала, содержащее последова- 25 тельно соединенные аналого-цифровой преобразователь,, вход которого является входом устройства кодирования те-, левизионного сигнала, первый блок . коррекции, блок селеки 1И кодов, блок усреднения и блок вычитания, блок управления, вход которого объединен с входом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй блоки задержки,

30

индикатор уровня ограничения, первый и второй регистры и второй бдок коррекции, при этом первый выход блока управления соединен с первыми управляющими входами блока вычитания и блока селекции кодов, а через второй блок задержки соединен с первым входом второго регистра, второй выход блока управления соединен с вторыми управляющими входами блока вычитания

и блока селекции, а через последов а- тельно соединенные первый блок задержки и первый регистр соединен с вторым входом первого блока коррекции, первый вход индикатора уровня ограничения соединен с выходом первого блока коррекции, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения качества кодирования путем согласования диапазона кодирования с размахом телевизионного сигнала, введены последовательно соединенные блок накопления, первый и вто

рой входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, а третий вход соединен с выходом индикатора уровня ограничения, и дешифратор, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, формирователь кода ограничения, группа входов которого соединена с группой выходов дещифра- тора, а выхрд соединен с вторьм входом индикатора уровня ограничения, блок дешифраторов, вход которого соединен с выходом первого блока коррекции, и коммутатор, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока дешифраторов, вторая , группа входов соединена с группой выходов дешифраторов, выход является выходом устройства кодирования телевизионного сигнала, при этом второй вход второго регистра соединен с выходом блока вычитания и объединен с первым входом второго блока коррекции, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, в торой вход которого соединен с выходом второго блока коррекции, а первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами блока усреднения.

Та.блица

Изобретение относится к ТВ. Цель изобретения - упрощение и повышение качества кодирования путем согласования диапазона кодирования с размахом ТВ-сигнала. Устр-во содержит АЦП 1, блоки 1 и 17 коррекции, блок 3 селекции кодов, блок 4 усреднения, блок 5 вычитания, блок 6 управления, блоки 7 и 9 задержки, регистры 8 и ID, индикатор Л уровня ограничения. Введены блок 12 депшфра- торов, коммутатор 13, дешифратор (Д) 14, формирователь J5 кода ограничения, блок 16 накопления. Д J4 определяют какой динамич. диапазон занимает сигнал и сколько уровней квантования (п+3)-разрядного АЦП 1 он задействует. По сигналу с Д J4 происходит подключение коммутатором 13 на свой выход одного из К выходов блока 12. Блок 12 состоит из К дешифраторов. (п+3)-разрядный код на выходе блока 2 преобразуется в п-разрядный код на выходе коммутатора 13. В индикаторе 11 производится сравнение сигнала, сформированного в формирователе 15 по сигналу с выхода Д J4, т.к. каждому из К динамич.диапазонов соответствует свой уровень ограничения. При каждом превышении сигналом уровня на выходе индикатора 11 формирует- гся импульс Эти импульсы поступают в блок 16, где происходит накопление в течение каждой строки ТВ-сигнала. Если кол-во импульсов ограничения превысит пороговое значение, то на выходе блока 16 формируется сигнал J, поступающий в Д 14. 5 табл., 4 ил. с S (Л со 00 СП 00 00

79

. 79 0-79

О

1 J

о о о

13853308

Продолжение табл.1

138533010

Таблица 3

Вход

Номера уровней квантования в 11-разрядном коде

344-348 349-353 354-358 359-363

1615-1619 1620-1624

Т а- блица 5

Выход

уровнтовдном

Количество уров ней квантования в 11-разрядном коде соответствующее одному уровню квантования в 8-разрядном коде

5

5 5

254 255

5 5

Фиг.З