Система формирования и приема телевизионного сигнала при передаче изображения Советский патент 1990 года по МПК H04N5/04 

Изобретение относится к промышленности средств связи, может быть использовано при построении телевизионных систем различного назначения, использующих при передаче по каналу связи телевизионный сигнал в цифровой форме, и является усовершенствованием известной системы по авт.св.№ 1453619.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема системы формирования и приема телевизионного сигнала при передаче изображения; на фиг.2- структурная электрическая схема формирователя управляющих импульсов;

на фиг. 3 - структурная электрическая схема приемника цифрового видеосигнала; на фиг.4 - структурная электрическая схема входного блока на фиг. 5 - структурная электрическая схема последовательного регистра; на фиг. 6 - структурная электрическая схема вычислительного блокаj на фиг. 7 - структурная электрическая схема блока памяти , на фиг. 8 - структурная электрическая схема формирователя рекуррентного синхросигнала.

Система формирования и приема телевизионного сигнала при передаче изображения содержит на передающей стороне синхронизатор 1, источник

СП

СГ1

сл

СО О С®

ю

2 цифрового видеосигнала, смеситель 3, линейное кодирующее устройство 4, канал 5 связи, формирователь 6 ре - куррентного синхросигнала, а на приемной строке - линейное декодирующее устройство 7, входной блок 8, вычислительный блок 9, решающий блок 10, фазируемый адресный счетчик 11, дополнит ель ный фазируемый адрееный счетчик 12, приемник 13 цифрового видеосигнала, блок 14 памяти, блок 1 сравнения, формирователь 16 управляющих импульсов.

Последний содержит первый элемент И 17 (фиг.2), второй счетчик 18 импульсов, второй элемент И 19, элемент НЕ 20, RS-триггер 21, элемент ИЛИ 22, второй счетчик 23, третий счетчик 24.

Приемник 13 цифрового видеосигнала (фиг.З) содержит блок 25 кадровой памяти, синхронизатор 26 считывания, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 27, видеоконтрольное устройство (ВКУ) 28.

Входной блок 8 (фиг.4) содержит последовательный регистр 29, первый 30 и второй 31 регистры сдвига.

Последовательный регистр 29 (фиг.5) содержит оперативное запоминающее устройства (ОЗУ) 32, D-триг гер 33 и адресный счетчик 34.

Вычислительный блок 9 (фиг.6) содержит сумматор 35, компаратор 36, формирователь 37 значения чисел, преобразователь 38 рекуррентной последовательности.

Блок 14 памяти содержит первое 39 второе 40, третье 41 и четвертое 42 ОЗУ, выходной регистр 43, адресный счетчик 44.

Формирователь 6 рекуррентного сигнала (фиг.8) содержит адресный счетчик 45 импульсов, повторитель 46 кода, мультиплексор 47 и счетчик 48 управления.

Система работает следующим образом.

На передающей стороне синхрогеие- ратор 1 (фиг.1) формирует все синхронизирующие сигналы и тактовые импульсы, необходимые для работы источника 2 цифрового видеосигнала, смесителя 3, линейного кодирующего устройства 4 и формирователя 6 рекуррентного синхросигнала. При этом в смесителе 3 производится замешивание рекуррентного синхросигнала,,

0

5

0

5

0

5

0

5

сформированного формирователем 6, в информационный поток, поступающий от источника 2 цифрового видеосигнала.

Формирователь 6 рекуррентного синхросигнала работает следующим образом.

Импульсы частоты строк от синхро- генераюра 1 поступают на счетный вход счетчика 45, на установочный вход которого поступают импульсы частоты кадров. Коэффициент счета счетчика 45 равен числу строк в кадре передаваемого видеосигнала: Ксд М 256. Таким образом, на выходе счетчика 45 формируется адресный сигнал, несуший информацию о номере передаваемой строки в кадре, который одновременно является значением члена рекуррентной последовательности вида ип-м Urt + 1, выраженным в двоичной форме. Повторитель 46 в данном случае представляет повторитель восьмиразрядного кода, поступающего со счетчика 44. На выходе мультиплексора 47 формируется синхросигнал путем последовательного считывания на интервале строчного гасящего сигнала восьмиразрядной информации, поступающей со счетчика 45 через повторитель 46. Считывание производится по сигналам управления, поступаюшим со счетчика.

Линейное кодирующее устройство 4 из цифрового видеосигнала, поступающего от смесителя 3, и тактовых импульсов формирует линейный код, предназначенный для эффективной передачи цифровой информации по линиям (каналам) связи.

Канал 5 связи обеспечивает передачу линейного кода с выхода линейного кодирующего устройства 4 на вход линейного декодирующего устройства 7, которое регенерирует из линейного кода исходный цифровой видеосигнал и тактовые импульсы. При этом на первом выходе линейного декодирующего устройства 7 формируется цифровой видеосигнал, а на втором выходе формируются тактовые импульсы синхронные с потоком цифрового видеосигнала.

Входной блок 8 (фиг.4) работает следующим образом.

На информационный вход последовательного регистра 29 и первого регистра 30 поступает цифровой видеосигнал, а на тактовые входы регистров 29-31 подается сигнал тактовой частоты. При этом регистр 29 длиной ,

L 1024 тактовьтх интервалов обеспечивает задержку цифрового видеосигнала на строку, т.е. на период следования синхросигналов. В результате на выходах регистров 30 и 3J длиной Т 8 тактовых интервалов выделяются восьмиразрядные кодовые комбинации, сдвинутые на строку одна относительно другой, которые поступают на выход входного блока 8.

Последовательный регистр 29 (фиг.5) работает следующим образом.

Цифровой видеосигнал подается на

сумматора 35 подается фиксированное значение числа единица (в двоичном коде 00000001) с формирователя 37 значения числа. Вычисленное по выражению Un + ,UH +1 значение последующего члена передаваемой рекуррентной последовательности (Un4,) поступает на первый вход компаратора 36, на вто- рой вход которого поступает информационный сигнал с выхода первого регистра -30 сдвига блока 8, т.е. принятое значение последующего члена передаваемой рекуррентной последова

Изобретение относится к технике средств связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Система содержит на передающей стороне синхронизатор, источник цифрового видеосигнала, смеситель, линейное кодирующее устройство, канал связи, формирователь рекуррентного синхросигнала, на приемной стороне - линейное декодирующее устройство, входной блок, вычислительный блок, решающий блок, два фазируемых адресных счетчика, приемник цифрового видеосигнала, блок памяти, блок сравнения и формирователь управляющих импульсов. Цель достигается за счет исключения сбоев приемника цифрового видеосигнала при приеме цифрового сигнала с компонентами ложной синхропоследовательности и при разрушении компонент истинной синхропоследовательности, обусловленном определенным значением ошибок, возникающих при передаче по каналу связи. При этом помехоустойчивость приемной части системы повышается как на этапе вхождения в синхронизм, так и при работе в установившемся режиме. Даны ил. выполнения блоков, входящих в систему. 8 ил.

вход ОЗУ 32, на адрес- is тельности U

ние ии, чл вательности ным значени формирует в

ные входы которого поданы сигналы с адресного счетчика 34, на счетный вход которого, объединенный с входом Запись-считывание ОЗУ 32 и тактовым входом D-триггера 33, поданы тактовые импульсы. В первой половине тактового интервала в ОЗУ 32 происходит считывание информации по адресу Az, определяемому состоянием счетчика 34. В середине тактового интервала по перепаду на тактовом входе D-триггера 33 происходит запись в него информации с выхода ОЗУ 32. Во второй половине тактового интервала происходит запись информации в ОЗУ 32. По перепаду в конце тактового интервала происходит изменение состояния счетчика 34 с Аг на AZ-M в следующем тактовом интервале процесс повторяется. Так как коэффициент счета адресного счетчика 34 равен 1024, то воспроизведение на выходе регистра 29 поступившей на его вход информации производится с задержкой

Если принятое значение ии, члена рекуррентной последовательности совпадает с его вычислен ным значением, то компаратор 36 формирует в данном тактовом интер2о вале сигнал (коэффициент) соответствия равный единице, а в противном случае сигнал соответствия равен нулю. Преобразователь 38 обеспечивает преобразование значения принятого

25 UM члена передаваемой рекуррент, ной последовательности в адресный сигнал фазируемого адресного счетчика 12. При этом преобразователь 38 выполняет обратную функцию повторите

30 ля 46. Так как численное значение и„+ члена передаваемой рекуррентной последовательности совпадает с номером строки передаваемого цифрового телевизионного сигнала, то преобра(- зователь 38 выполняет функции повторителя восьмиразрядного двоичного ко да, поступающего с выхода первого ре гистра 30 сдвига входного блока 8. Решающий блок 10 в каждом такто-

на строку (с задержкой на 1024 такта). 40 вом интервале вырабатывает значения

Вычислительный блок 9 производит вычисление значения последующего (ии+ ) члена передаваемой рекуррентной последовательности по значению ранее поступивших членов рекуррентной последовательности и сравнение вычисленного значения со значением, поступающим на его вход в данный момент времени.

При передаче рекуррентной последовательности вида Un+, Un +1 вычислительный блок 9 (фиг.7) работает следующим образом. На первый вход сумматора 35 подается информационный сигнал с выхода второго регистра 31 сдвига входного блока 8, т.е. принятое значение предыдущего члена передаваемой рекуррентной последовательности Un . На второй вход

тельности U

П + 4

Если принятое значение ии, члена рекуррентной последовательности совпадает с его вычисленным значением, то компаратор 36 формирует в данном тактовом интервале сигнал (коэффициент) соответствия равный единице, а в противном случае сигнал соответствия равен нулю. Преобразователь 38 обеспечивает преобразование значения принятого

UM члена передаваемой рекуррентной последовательности в адресный сигнал фазируемого адресного счетчика 12. При этом преобразователь 38 выполняет обратную функцию повторителя 46. Так как численное значение и„+ члена передаваемой рекуррентной последовательности совпадает с номером строки передаваемого цифрового телевизионного сигнала, то преобразователь 38 выполняет функции повторителя восьмиразрядного двоичного кода, поступающего с выхода первого регистра 30 сдвига входного блока 8. Решающий блок 10 в каждом такто- ,

коэффициента подобия принимаемой цифровой последовательности передаваемой рекуррентной последовательности на основании значения сигнала соответ- 5 ствия формируемого компаратором 36 вычислительного блока 9 и значения коэффициента подобия, поступающего от блока 14 памяти.

При этом значение коэффициента подобия возрастает, если сигнал (коэффициент) соответствия с выхода вычислительного блока 9 равен единице или падает, если сигнал соответствия с выхода вычислительного блока 9 равен нулю.Таким образом,значение коэффициента подобия на выходе решающего блока 10 возрастает только на тех тактовьтх интервалах строки принимаемого цифрового телевизионного сигнала, на которых

0

5

в течение нескольких строк принимаемая цифровая последовательность совпадает с передаваемым рекуррентным синхросигналом. При достижении коэффициента подобия максимального значения, равного 1111, решающий блок 10 на втором выходе формирует сигнал, который поступает на первый фазируемый адресный счетчик 11 и формирователь 16 управляющих импульсов.

Блок 14 памяти (фиг.7) обеспечивает запоминание значения коэффициента подобия в каждом тактовом интервале и задержку этого значения на строку. При этом на информационные входы ОЗУ 39-42 поступает значение коэффициента подобия в данном тактовом интервале. На входы Запись-счи- ti

тывание ОЗУ 39-42 тактовый вход выходного регистра 43 и счетный вход счетчика 44 поданы тактовые импульсы. В первой половине тактового интервала происходит считывание информации в ОЗУ 39-42 по адресу А2, определяемому состояние счетчика 44. В середине тактового интервала по перепаду сигнала тактовой частоты в регистр 43 производится запись информации, появившейся на в.ыходе ОЗУ 39-42. Во второй половине тактового интервала происходит запись в ОЗУ 39-42 информации, поступающей на их информационные входы. По перепаду в конце тактового интервала происходит изменение состояния счетчика 44 с А на А , в следующем тактовом интервале процесс повторяется. Так как коэффициент счета адресного счетчика 44 равен 1024, то воспроизведение на выходе блока 14 памяти поступившей на его вход информации производится с задержкой на строку (с задержкой на 1024 такта).

Фазируемый счетчик 11, имеющий

коэффициент счета К... L-M 21В и

t ч

построенный на двоичных счетчиках с предварительной установкой, работает следующим образом. На информационные входы предварительной установки, числа счетчика 1 1 подаются с в ычис- лительного блока 9 адресные сигналы, в которых содержится информация о номере строки принимаемого кадра цифрового телевизионного сигнала. По сигналу фазирования, поступающему от решающего блока 10, счетчик 11 устанавливается в нужную фазу с точность до Такта по отношению к входному циф

0

5

0

5

0

5

0

5

ровому видеосигналу. С выхода фазируемого адресного счетчика 11 восемнадцатиразрядный сигнал, определяющий егр фазовое положение, поступает на второй фазируемый адресный счетчик 12 и блок 15 сравнения. Последний сравнивает с точностью до такта в каждом интервале принимаемой цифровой последовательности фазовое положение Фазируемого адресного счетчика 11 и второго Фазируемого адресного счетчика 12. Результат сравнения Равно - Неравно (Лог.1 Лог.О) поступает на второй вход формирователя 16, который на этапе вхождения в синхронизм формирует сигнал фазирования второго счетчика 12 при наличии только одного отклика решающего блока 10 на передаваемую синхропоследовательность на интервале, равном периоду передачи членов рекуррентной последовательности. Это позволяет исключить сбои приемника цифрового видеосигнала при приеме сигнала с компоне нтами ложной синхропоследовательности и тем самым повысить помехоустойчивость приемной части системы на этапе вхождения в синхронизм. Кроме того, формирователь 16 в установившемся режиме формирует сигнал фазирования второго счетчика 12 только после многократного (не менее двух раз) повторяющегося отсутствия откликов на принимаемую синхропоследовательность, подтверждающих соответствие приема передаваемой рекуррентной последовательности фазовому положению второго фазируемого адресного счетчика 12. Это позволяет исключить в установив-- шемся режиме сбои приемника цифрового видеосигнала при приеме цифрового сигнала с компонентами ложной синхропоследовательности и разрушении компонент истинной синхропоследовательности, обусловленном определенным значением ошибок, возникающих при передаче по каналу связи, тем самым повысить помехоустойчивость приемной части системы при работе в установившемся режиме.

Формирователь 16 (фиг.2) работает следующим образом. Сигнал тактовой частоты поступает на счетный вход счетчика 24, являющийся тактовым входом формирователя 16. Коэффициент

счета (К,,. ) счетчика 24 равен числу

&ч

тактов в строке передаваемого цифрового телевизионного сигнала (КС(. - 1024) и соответствует периоду передачи рекуррентного синхросигнала. Сигнал с выхода счетчика 24 (корот- кий импульс длительностью, равной половине тактовых импульсов) поступает на установочный вход счетчика 18 и каждую строку (период передачи синхросигнала)и обнуляет его.При это сигнал с второго выхода счетчика 18, проходя через элемент НЕ 20, открывает элемент И 17. Отклики на принимаемую синхропоследовательность с выхода решающего блока 10 поступают на вход элемента И 17, являющегося вторым входом формирователя 16. Если количество откликов за строку равно одному, то сигналом с первого вы

хода счетчика 18 открывается элемент 20 чина П определяется величиной вероятИ 19, в противном случае сигнал с первого выхода счетчика 18 закрывает элемент И 19. Если количество откликов за строку больше одного, то сигнал с второго выхода счетчика 18 через элемент НЕ 20 закрывает элемент И 17 и удерживает такое состояние счетчика 18, при котором постоянно закрыт элемент И 19. При отсут- ствии откликов за строку счетчик 18 находится в нулевом состоянии и сигналом с первого выхода закрывает элемент И 19. Таким образом, элемент И 19 по первому входу открывается только при наличии одного отклика на передаваемую синхропоследовательность за1 период передачи синхросигнала.

На этаие вхождения в синхронизм фазовые положения первого фазируемого адресного счетчика 11 и дополнительного фазируемого адресного счетчика 12 не определены и на выходе блока 15 сравнения формируется сигнал Не равно1 , который поступает на первый вход формирователя 16. При этом RS-триггер 21 находится в состоянии Лог.1г, по третьему входу открывается элемент И 19 и при налиности отсутствия отклика на синхросигнал из-за ошибок в канале связи и вероятности появления ложных откликов, а также вероятностью сбоя пере25 дающей и приемной аппаратуры) формируется сигнал, который устанавливает RS-триггер 21 в состояние Лог.1 : и переводит систему в режим вхождения в синхронизм.

30 Дополнительный фазирующий адресный счетчик 12, имеющий коэффициент счета Ксч L M 2(В и построенный на двоичных счетчиках с предварительной установкой, работает следующим

25 образом. На информационные входы предварительной установки числа счетчика 12 подаются с выхода счетчика 11 восемнадцать разрядов адресных сигналов, в которых содержится информация о

40 Фазовом положении принимаемого кадра цифрового телевизионного сигнала. По сигналу фазирования, поступающему с формирователя 16, счетчик 12 устанавливается в нужную фазу с точностью до

45 такта по отношению к входному видеосигналу. Таким образом в счетчике 12 хранится фаза принимаемого сигнала в виде двоичного числа, которая постоянно сравнивается в блоке 15 сравнения

чии одного отклика на интервале стро- 50 c текущей фазой (двоичным числом), ки на передаваемую синхропоследовательность сигнала с выхода счетчика 24 проходит схему И 19, с выхода которой, являющегося выходом блока управления, сигнал поступает на фазирование счетчика 12, в который переносится фаза счетчика 11. При этом на выходе блока 15 сравнения формируется сигнал Равно С Лог.1), кополучаемой путем анализа принимаемого цифрового потока, что исключает сбои приемника цифрового видеосигнала при появлении ложных откликов на синхро- 55 сигнал.

С выхода дополнительного фазируемого адресного счетчика 12 адресные сигналы поступают на входы управления записью цифрового видеосигнала в

. Q 55590910

торый устанавливает RS-триггер 21 в состоянии лог.О1 и переводит систему в установившийся режим. В уста- . повившемся режиме сигнал Равно

(Лог.1) с выхода блока 15 сравнения поступает через второй вход- формирователя 16 и элемент ИЛИ 22 на вход установки счетчика 23, устанавливая его в начальное состояние.При отсутствии, подтверждения синфазности принимаемого потока, которое определяется фазовым положением адресного счетчика П и адресного счетчика 12, 15 на выходе блока 15 сравнения формируется сигнал Не равно (Лог.О), который через элемент ИЛИ 22 разрешает работу счетчика 23, на выходе которого через П строк (Пг, велиности отсутствия отклика на синхросигнал из-за ошибок в канале связи и вероятности появления ложных откликов, а также вероятностью сбоя передающей и приемной аппаратуры) формируется сигнал, который устанавливает RS-триггер 21 в состояние Лог.1 : и переводит систему в режим вхождения в синхронизм.

Дополнительный фазирующий адресный счетчик 12, имеющий коэффициент счета Ксч L M 2(В и построенный на двоичных счетчиках с предварительной установкой, работает следующим

образом. На информационные входы предварительной установки числа счетчика 12 подаются с выхода счетчика 11 восемнадцать разрядов адресных сигналов, в которых содержится информация о

Фазовом положении принимаемого кадра цифрового телевизионного сигнала. По сигналу фазирования, поступающему с формирователя 16, счетчик 12 устанавливается в нужную фазу с точностью до

такта по отношению к входному видеосигналу. Таким образом в счетчике 12 хранится фаза принимаемого сигнала в виде двоичного числа, которая постоянно сравнивается в блоке 15 сравнения

c текущей фазой (двоичным числом),

получаемой путем анализа принимаемого цифрового потока, что исключает сбои приемника цифрового видеосигнала при появлении ложных откликов на синхро- сигнал.

С выхода дополнительного фазируемого адресного счетчика 12 адресные сигналы поступают на входы управления записью цифрового видеосигнала в

II 1

блок 25 кадровой памяти (фиг.З) приемника 13 цифрового видеосигнала. При этом цифровой видеосигнал поступает на информационный вход блока 25. Управление записью этого сигнала осуществляется тактовыми импульсами, поступающими на тактовый вход приемника 13 цифрового видеосигнала и соответственно на тактовый вход блока 25, и адресным сигналом, поступающим на адресный вход записи блока 25, Синхронизатор 26 считывания вырабатывает тактовые и адресные сигналы считывания, необходимые для считывания цифровой информации из блока 25. При этом считываемая из блока 25 цифровая информация подается на ЦАП 27, где осуществляются все операции, необходимые для преобразования телевизионной информации из цифровой формы в аналоговую. Видеосигнал в аналоговой форме с выхода ЦАП 27 подается на первый вход ВКУ 28. На синхронизирующий вход ВКУ 28 подаются син хронизирующие сигналы с второго выхо да синхронизатора 28 считывания.

559091

Формупа изобретения

Система формирования и приема телевизионного сигнала при передаче

,- изображения по явг.св.Н , о т- личающаяс я тег- , что, с целью повышения помехоустойчивости, введены на приемной стороне последовательно соединенные- дополнительный

Ю фазируемый адресный счетчик, блок сравнения, к другому входу которого подключен выход фазируемого адресного счетчика, и формирователь управляющих импульсов, к второму и треть15 ему входам которого подключены первый выход решаюшего блока и объединенные тактовый вход б тюка памяти и тактовый вход дополнительного фазируемого адресного счетчика соот20 ветственно, а выход соединен с установочным входом дополнительного фазируемого адресного счетчика, при этом выход фазируемого адресного счетчика соединен с адресным входом 25 приемника цифрового видеосигнала

через адресный вход дополнительного фазируемого адресного счетчика.

I

&

ho

br

I

26

фиг.З

Фиг. г

л.

V

Адресные

сигналы

21

инаюрма- ционный 1 food

Тактобыи бход

Фаг.6

Имрорна- ционный выход

Фиг. 7

Редактор Н. Бобкова

Составитель И. Грацианская

Техред М.Дидык Корректор И.Муска

Заказ 565

Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

47

выход

синхросигнала

Фиг. 8

Подписное