Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала Советский патент 1988 года по МПК H03M7/36 H04N7/12 

;-

Т

гб

Изобретение относится к ььгчис.;ш- тельной технике и технике связи и может быть испольэовано при построении цифровых телевизионных (ТВ) систем.

Цель изобретения - повышение информативности кодера.

На чертеже показана блок-схема кодера.

Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (Л11П) I, блок 2 памяти, блок 3 , первый сумматор 4, первый блок 5 инвертирования, второй сумматор 6, сум- матор 7 модулей, квантователь в, первый - третий блоки коммута1ДТ1и, второй блок 12 инвертироваш1я, дешиф ратор 13 и блок 14 кодирования. На чертеже обозначены вход 15 и выхо- ды I 6.

В основе работы кодера лежит следующее .

Поступакнцие на вход устройства восьмиразрядные элемеН 1Ъ1 телевиэион- иого изображения оазбивэются на груп 1(Ы по п элементов. Для каждой группы иычисляются три переменные; средняя яркость а группы, полусумма а модулей отклонений яркостей - лекеитоа X; кодируемой группы от а, и матрици S знаков:

S - Si

i f если X ; л а ,,

Ь , если X . i 3. , ,

Из кодов а, а, и S формируетсм кодовое слово группы, которое переда-- ется в цифровой канал связи. На приемной стороне элементы декодируемой группы квантуются на 2 уровня и соответствии с выражением:

o 5 с

y

5

0

ДН1 зяметного ухудшения визуального 1 ;ачегтиа декодируамых изображений.

Известно, что детальность ТВ изоб- ралссний облал,ает маскирующими свойств a№i. I opor обнаружения дефектов, искажений на равнояркостных участках гораздо ниже, чем на текстуре. Для рассматриваемого кодера признаком текстуры (детальности) кодируемой группы является второй коэффициеит. Отличие t-ro от нуля говорит о том, что группа соответствует текстуре на кодируемом изображении.

Методом суб7г,ыктивно-статистичес- ки экспертиз установлено, что отбра- сьша1;че при передаче трех младших разрядов а| , для групп с а О, не приводит к появлению искажений на восстанавливаемых изображениях. При этом на приемной стороне исключенные из передачи разряды а, приравниваются нулю. Для i acTKOB с а О такое грубое квантование а приводило к появлению искажеттй. В результате испыта(ШЙ уст. НОЕлено, что при гшиимальио достаточное число разрядов. э равно семи.

Таким образом, при а , О три лпал 1|их разряда а, являются психофизиологически избыточными и необходимость в их передаче отсутствует.

Коор хинатная избыточность а н S пои 1 п следует на (1). При нее элементы декодируемой группы 5, ралкм а, и, след. n-iTejibHOj для групп с а т О отсутствует необходимость Ч гр.;редаче как кода а, так и кода S.

Координатная избыточность а, и а а О является следствием зависимости верхней границы изменения а от а, и Р для каждой кодируемой группы

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование при построении цифровых телевизионных систем позволяет повысить информативность кодера. Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок 3 умножения, сумматоры 4, 6, блоки 5, 12 инвертирования, сумматор 7 модулей, квантователь 8, блок 9 коммутации, дешифратор 13 и блок 14 кодиро вания. Благодаря введению блоков 10, 1 коммутации обеспечивается алгоритм сокращения координатной избыточности без ухудшения визуального качества передаваемых сигналов. 1 табл., 1 ил. (Л ю ел

л X.

а, , если Si , а - а., ecjm Si О,

U)

где Р - число единиц кода S.

Заменой п уровней квантования ко- дируемой группы двумя, представляемыми а, а и S, происходит уменьшение психовизуальной избыточности ТВ изображений, Моделированием на ЭВМ установлено, что для п 8 при кодирова- НИИ а, семиразрядным кодом, а а г - пятиразрядным (простым отбрасьшанием четырех младших разрядов) не происхо

(п-Р)а, при О i а Р А/п,

(А а (Р при РА/п а , А

(2),

где а,,- - верхняя граница изменения а / - верхняя граница изменения Xj. В рассматриваемом кодере реализуется следуюсдай алгоритм перекодирования

а , а , и S.

Для групп с papHbiM ну.шо вторым ко- зффш нентом а.5 парвой и второй разряды приравниваются первому (старшему ) разряду а,. гг)етий и чатвертый второ(.;у разряду у , , пятыЛ и тестой

третьему разряду, седьмой и РосьмоГ четвертому разряду а,. При этом код я передается в ка11але без четырех старших (Е, - Е) разрядов- Ecrm Bj j О, то при F. О код а7 иивур- Т1фуетсЯр а в канял Нй передается старший и три младших (Ej - Е-,-) разряда а .

Исключение из передачи четырех старших разрядов а при и О ока- зьтается возможным того, что. Kai отмечалось, в а-, -- О коды а и S являются иабыточи;.1;.ч. } результате зытеизложенногс н.агмснекия S при а О На приемной стороне но принятому коду иатриць: знуко.; S можно однозначно восстаноБитт. Е, - Е,., А раз так, что передача Е, - Е является избыточной и в пpeдлaгae oт1 устройстве реализовано исключение из

передачи

Е,

при а.- О, Данные разряды передаются вместо избыточной матрицы знаков S (в случае а, 0).

Выше отмечалось, что при яп / О психофизиологически являются избыточ ными три младших разряда а . В рассматриваемом устройс1ве данные разряды при а 1 О исключаютс. из передачи. Возможность исключения из передачи старшего разряда Е кода а, при а ; о с однозначным восстшчовле ниел данного разряда на приемной стороне является следствием координатной избыточности а, и а ,j .

Если Е О, в канап перецае i-н инверсное значение а, ес.пи Е - 1 - прямое. На приемной стороне Е, восстанавливается следующим образом. Данный разряд приравнивается единице и вьтолняется проверка следующего неравенства:

aj

7 Л

Если данное неравенсгво вьтолняется, то разряд EI и код а инi5 ipiиp oтcя.

Исключение из передачи Е-, с вое- становлением его на приемной стороне, есть исключение координатной избыточности коэффициентов а, и а . Неравенство (3) получено ич выражения (2) и на его основе регшизг ван алгоритм исключения Е из передачи при а -f- 0.

Из изложенного алгоритма перекодирование а,, а и S следует, что при

-iHaMtHHii ; 2 кодирование а, отводится три разряда рместо

и:ходных, а разрядность а и S сохраняется.

Дяф1)еренциш1ьныГ импульсный кодер телевизионного сигнала работает сле- дуудцим образом.

На вход 15 поступает исходный ана.поговьш сигнал, который преобразует ся в А1Щ 1 в цифровой поток, например, по методу 1ЖМ. В блоке 2 памяти благодаря задержке щк рового потока создается ряд гдафровьгх потоков, каждый из которьк соответствует одному из элементов многоэлементной аперту- ры - группы 8 соседних элементов ТВ изображения. После умножения каждого потока на весовой коэффициент 1/8 в

блоке 3 эти потоки одновременно поступают в первый сумматор , где путем их суммирования вычисляют среднее значение а по кодируемой группе. Во втором с т 1маторе 6 из цифровых потоков многоэлементной апертуры, поданных туда из блока 2 памяти, вычитается среднее значение а,, поданное Через блок 5 инвертировании, В сумматоре 7 модулей производится

вычисление полусуммы модулей отклонений яркостей элементов от а,, а также матрицы знаков S, Коды а, а и S поступают в квантователь 8, где осуществляется грубое квантование а

и задержка а, и S на время квантования а,;. Квантование осуществляется с помощью входящего в состав квантователя 8 преобразователя кодов, на входы которого поступает девятиразрядный код а, а с выходов считывавг ся пятиразрядный код в соответствии с таблицей

(3)

4Ь

ВХОДНОЙ код выходной код 0-15о

1

2 3

50

55

496-511

31

5

С первых Бьиходов квантователя 8 снимается код а, с вторых и третьих вькодов - коды а и S соответственно

Дешифратор 13 предназначен для формирования сигнала, принимающего значение 1 в том случае, когда второй коэффициент а кодируемой группы равен О и О - в противном случае. Сигнал с выхода дешифратора 13 является управляющим для второго и третьего блоков 10, 1 KOMMyTaii,HF- На входы второго блока 10 коммутации г;оступает шестиразрядньй код э без .-таршего разряда Е,, а считываются гри разряда. Если сигнал на управля- выходе да1шого блока IО равен 1Лнице, то считываются разряды Е,-, , , Е, в противном случае 2 з . В блоке 12 инвертирования происходит инвертирование кода а -j. Управляющим сигналом для первого блока 9 коммутации является старший разряз Е

хода а,

Если Е 0, к Еьгкодам первого блока 9 коьп утации подключается

а., в противном

1,. в тре- .

тьем блоке 11 коммутации происходит изменение разрядов матрицы знаков по изложенному правилу в :ом случае, когда а 0. В проти ;ном к выходам третьего блок,1 i коммутации подключается истинное значение S. Коды а, а и S передаются в блок 1А кодирования, где формируется шестнадцатиразрядное кодовое слово группы, выдаваемое на 16

Таким образам, по сравнению с пр-. тотипом в рассматриваемом кодере обеспечивается более высокая степень сжатия данных, в результате чего уда- ется сократить разрядность выходного кодового слова с 19 до 16.

Формула изобратения Дифференциальный Ii fflyльcнFJГл кодер телевизионного сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом кодера.

Составитель О, Ревинский Редактор М. Бандура Техред Л.Олийиык Корректор В. Романенко

Заказ 4697/57

Тираж 92.8

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москра, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

0

4 1

,-

15

0

0

}Ь

0

5

256

дешифратор,, .зый сумматор, первые вькоды которого через первый блок инвертирования соединены с соответствующими первыми входами второго сумматора, выходы которого через сумматор модулей подключены к соответствующем первым входам квантователя, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с входами блока памя- тп, вьпчоды которого подключены к соответствующим вторым входам второго сумматора и входам блока з множения, пыход}, которого подкпючегть к входам Первого сут-гматораJ вторые вьсходы которого соединены с одноименными вхо- Дамн кпантовате,ая, выходы первой группь: которого подключены непосред- еч венно и через второй блок инвертирования соответственно к первым и |лторым информационным входам первого блока коммутации, выходы которого со- .динены с iiepHbrt-m входами блока кодирования, выходы которого являются вь - ходамя кодера, о тлич ающий - : я тем, что, с целью повышения ин- формгативности кодера, в него введены второй и третий блоки коммутации, входы дешифратора подключены к соот- етствующим выходэм первой группы ;.Г антователя, первый выход второй 1 руппь которого соединен с управляющим входом первого и первым информа- li ioHHbiM аходом первой группы третьего блоков коммутшщи, остальные выходы второй группы квантователя подключе- i;bi информационным входам второго и ;с гй.пьиь1М информационным входам первой группы третьего блоков коммутации, вьп:оды третьей группы квантователя, соединены с информационными входа и1 второй группы третьего блока коммутации, выход дешифратора подключен к управляющим входам второго и третьего блоков коммутации, выходы которых соединены соответственно с вторыми и третьими входами блока кодирования.

Подписное