Способ передачи телевизионных изображений Советский патент 1990 года по МПК H04N11/02 

Изобретение относится к передаче телевизионных сигналов и может быть использовано при передаче телевизионных изображений по узкополосным каналам связи.

Цель изобретения - уменьшение искажений передаваемых телевизионных изображений при передаче подвижных изображений.

На фиг. 1 показана электрическая структурная схема передающей части устройства для реализации способа передачи телевизионных изображений; на фиг. 2-электрическая структурная схема приемной части устройства для реализации предлагаемого способа.

Способ передачи телевизионных изображений заключается в следующем.

При передаче полный телевизионный сигнал, соответствующий передаваемому телевизионному изображению, разделяют на видеосигнал и сигнал синхрони- , зации.. Видеосигнал преобразуют в цифровую форму и формируют из него .видеосигнал восстановления и соответствующий ему сигнал привязки и видеосигнал изменения и соответствующий ему сигнал привязки. Объединением видеосигнала восстановления и соответствующего ему сигнала привязки получают сигнал восстановления, а объединением видеосигнала изменения и соответствуСЛ

00

о ел

СО

ющего ему сигнала привязки получают сигнал изменения. При полученных сигнала: сигнал восстановления, сигнал изменения и сигнал синхронизации передают раздельно по узкополосному каналу связи. При приеме принятый сигнал восстановления разделяют на видеосигнал восстановления и соответствующий ему сигнал привязки, принятый сигнал изменения разделяют на видеосигнал изменения и соответствующий ему сигнал привязки. Полученный виде- сигнал восстановления корректируют .полученным видеосигналом изменения. Сформированный цифровой видеосигнал преобразуют в аналоговую форму и объединяют с сигналом синхронизации, получая .полный телевизионный сигнал.

Видеосигнал восстановления при передаче формируют из цифрового видеосигнала следующим образом.

В соответствующем цифровому видеосигналу телевизионном изображении состоящем из отдельных элементов телевизионного изображения - элементов нулевого уровня, находят группы одинаковых элементов, составляющих участок телевизионного изображения размером 2x2 элемента нулевого уровня, и заменяют их одним элементом первого уровня. Затем находят группы одинаковых элементов первого уровня, составляющих участок телевизионного изображения размером элемента первого уровня, и заменяют их одним элементом второго уровня и т.д. Таким образом производят обработку всего телевизионного изображения, соответствующего цифровому видеосигналу. Элемент самого большого уровня может быть образован объединением всех эпементов телевизионного из ображения в случае, если телевизионное изображение представляет собой однородное по цвету и яркости поле. Число уровней элементов телевизионного изображения опреде ляется величиной разрешающей способности телевизионной системы, в которой может использоваться предлагаемый способ.

Образование элементов различного уровня сопровождается одновременным формированием соответствующего сигнала привязки. Этот сигнал представляет собой последовательный код, в котором зашифрованы положение и уровень всех образованных элементов различных уровней.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Видеосигнал изменения при передаче формируют аналогично формированию видеосигнала восстановления. Однако разбиению на элементы нулевого уровня и образование из них элементов первого, второго и других последующих уровней производят в телевизионном изображении, соответствующем разностному цифровому видеосигналу, полученному путем вычитания из цифрового видеосигнала, соответствующего предыдуще му кадру телевизионного изображения, цифрового видеосигнала, соответствующего последующему кадру. При этом одновременна формируется сигнал привязки видеосигнала изменения.

При приеме из сигнала восстановления получают видеосигнал восстановления, используя информацию из соответствующего сигнала привязки. Таким же образом получают из сигнала изменения видеосигнал изменения. В результате будут получены все элементы телевизионного изображения, соответствующего видеосигналу восстановления, и все элементы телевизионного изображения, соответствующего видеосигналу изменения. После этого значения видеосигналов, соответствующих одинаково расположенным элементам телевизионного изображения, содержащиеся в видеосигнале восстановления и видеосигнале изменения, складывают, и производят коррекцию сигнала восстановления сигналом изменения.

Таким образом, сигнал восстановления передает всю информацию о телевизионном изображении с максимальной разрешающей способностью, определяемой величиной элемента нулевого уровня. Поскольку передача такого сигнала осуществляется по узкополосному каналу связи, передача одного кадра телевизионного изображения будет проходить долго. Для передачи быстрых изменений телевизионного изображения отдельно передается сигнал изменения. Поскольку он также передается по узкополосному каналу связи и его передача полностью при больших изменениях телевизионного изображения также займет много времени, то, используя обстоятельство, что глаз человека при быстрых изменениях изображения не способен воспринимать изображение с высокой разрешающей способностью некото- PV о времени, в сигнале изменения передают элементы не всех уровней, а

только самых высоких, т.е. сигнал изменения передают с низкой разрешаю- щей способностью. Это позволяет передать сигнал изменения достаточно быстро и получить изменение телевизионного изображения с низкой разрешающей способностью тоже достаточно быстро. Затем по мере восстановления разрешающей способности глаза сигнал изменения также передается со все большей разрешающей способностью. К моменту восстановления, глазом высокой разрешающей способности будет полностью сформировано телевизионное изображение с высокой разрешающей способностью.

Для определения уровня разрешающей способности передаваемого сигнала изменения, т.е. минимального уровня передаваемых элементов при передаче сигнала изменения, устанавливают контрольный период, равный 0,03- 0,3 с, определяемый адаптационными

свойствами глаза. В случае, если время передачи сигнала изменения, соответствующего очередному кадру телевизионного изображения, будет меньше времени контрольного периода, то есть сигнал изменения при передаваемом уровне разрешающей способности несет немного информации, то передачу сигнала изменения, соответствующего следующему кадру телевизионного изображения, производят с повышенной на один уровень разрешающей способностью, а начало очередного контрольного периода начинают с момента начала передачи этого кадра. В случае, если время передачи сигнала изменения, соответствующего очередному кадру телевизионного изображения, будет больше времени контрольного периода, т.е. сигнал изменения при передаваемом уровне разрешающей способности несет слишком много информации, то передачу сигнала изменения, соответствующего .следующему кадру телевизионного изображения, производят с пониженной на один уровень разрешающей способностью. При этом одновременно прекращают передачу сигнала восстановления, соответствующего очередному кадру, и - начинают передачу сигнала восстановления , соответствующего следующему каду телевизионного изображения.

Таким образом осуществляется переача быстродвижущихся и быстроизменя- щихся телевизионных изображений с

10

0590

низкой разрешающей способностью, а передача неподвижных и малоподвижных телевизионных изображений с высокой разрешающей способностью.

Сигнал синхронизации, передаваемый одновременно с сигналами восстановления и изменения по отдельному узкополосному каналу связи, должен определять положение во времени каждого передаваемого элемента как сигнала восстановления, так и сигнала изменения, поэтому сигнал синхронизации представляет собой циклическую псевдослучайную двоичную последовательность, число элементов которой выбирается в 1 - 2 раза больше числа элементов передаваемо.го телевизионного изображения. Этот же сигнал синхронизации при приеме используется для формирования исходного синхросигнала.

Передающая часть устройства (фиг.1) содержит видеодатчик 1, генератор 2 тактовых импульсов, первый 3 и второй 4 счетчики, регистр 5 строки, регистр 6 кадра, первый цифро-аналоговый преобразователь (ПАП) 7, второй ЦЛП 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 10 памяти кадра, блок 11 памяти эталонного сигнала, блок 12 памяти видеосигнала восстановления, блок 13 памяти видеосигнала изменения, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17, пятый 18 и шестой 19 регистры входа, первый 20, второй 21, третий 22, четвертый 23, пятый 24 и шестой 25 регистры выхода, первый 26, второй 27, вертый 29 и пятый

15

20

25

30

35

40

третий 28, чет- 30 регистры адреса,

первый 31, второй 32 регистры форма- топ, первый 33 и второй 34 регистры логических шкал, первый 35 и второй 36 регистры сигналов привязки, первый регистр 37 кода уровня разрешающей с способности, формирователь 38 сигнала восстановления и формирователь 39 сигнала изменения.

Приемная часть устройства (фиг.2) содержит первый 40 и второй 41 коммутаторы, преобразователь 42 сигнала

50

5

привязки сигнала восстановления, преобразователь 43 сигнала привязки сигнала изменения, блок 44 приоритета, блок 45 восстановления сигнала изменения, селектор 46, блок 47 памяти, седьмой регистр 48 входа, шестой 49 и седьмой 50 регистры адреса, седьмой регистр 51 выхода, второй регистр 52 кода уровня разрешающей способноети, третий ЦАП 53, телевизионный индикатор 54, блок 55 разверток и блок 56 коррекции адреса.

Устройство работает следующим образом.

Вырабатываемые генератором 2 тактовые импульсы с помощью первого 3 и второго 4 счетчиков преобразуются в кодовые последовательности, которые через регистр 5 строк и регистр 6 кадров соответствующие первый 7 и второй 8 ЦАП управляют разверткой в видеодат чике 1 и определяют адреса записи в блоке 10 памяти кадра с помощью первого регистра 26 адреса. По этим адресам в блок 10 памяти производится запись полученной в видеодатчике 1 и преобразованной в цифровую форму в -АЦП 9 информации, подаваемой в блок ,10 памяти через лервый регистр 14 входа. Эта информация в блоке 10 памяти постоянно обновляется по мере поступления ее от видеодатчика 1. Формирователи 38 и 39 получают информацию.из блока 10 памяти соответст- ве нно через второй 15 и третий 16 регистры входа и первый регистр 20 выхода в виде кодовых значений отдельных элементов телевизионного изображения. Адреса ячеек блока 10 памяти, из которых считывается информация в формирователи 38 и 39, поступают в

|блок 10 памяти через второй регистр 27 адреса. В формирователях 38 и 39 производится формирование элементов первого, второго и т.д. уровне. Для этого в формирователях 38 и 39 производится сравнение соседних на телевизионном изображении четырех элементов, образующих квадратную ячейку, и при их равенстве замена этих четырех элементов нулевого уровня на один элемент первого уровня, затем производится сравнение соседних на телевизионном изображении четырех элементов первого уровня, если они образуют

квадратную ячейку, а при равенстве их - замена этих четырех элементов первого уровня на один элемент второго уровня, и т.д.

Таким образом, в формирователях 38 и 39 осуществляется формирование соответственно видеосигнала восстановления и видеосигнала изменения. Эти

видеосигналы через второй 21 и третий 22 регистры выхода и далее через пятый 18 и шестой 19 регистры входа запоминаются в блоках 12 и 13 памяти

0

5

0

5

0

5

0

5

по адресам, поступаемым на эти блоки через четвертый 29 и пятый 30 регистры адреса. Эти адреса формируются в формирователях 38 и 39 и подаются, кроме того, в первый 31 и второй 32 регистры форматов, в первый 33 и второй 34 регистры логических шкал, в первый регистр 37 кода уровня разрешающей способности и через третий регистр 28 адреса в блок 11 памяти, в котором осуществляется запоминание текущего, обработанного в формирователях 38 и 39 кадра телевизионного изображения, информация о котором поступает на вход блока 11 памяти через четвертый регистр 17 входа. С выхода блока 11 памяти через четвертый регистр 23 выхода эта информация подается через второй 15 и третий 16 регистры входа на формирователи 38 и 39. В формирователе 39 сигнала изменения перед формированием элементов перво- го, второго и т.д. уровней осуществляется вычисление разности между значениями каждого элемента телевизионного изображения предыдущего и последующего кадров. Информация о предыдущем кадре поступает из блока 11 памяти. Поступающая из первого регистра 31 форматов и первого регистра 33 логических шкал в первый регистр 35 сигналов привязки информация запоминается в нем и в виде сигнала привязки перед началом выдачи в узкополосный канал связи видеосигнала восстановления из блока 12 памяти, с которого эта информация выдается через пятый регистр 24 выхода, поступает в узкополосный канал связи. Аналогично формируется и сигнал привязки, соответствующий видеосигналу изменения. Дополнительно в этот сигнал привязки добавляется информация об уровне разрешающей способности видеосигнала изменения, код о котором поступает во второй регистр 36 сигналов привязки из первого регистра 37 кода уровня разрешающей способности. Для формирования сигнала привязки во втором регистре 36 сигнала привязки в него поступает также информация из второго регистра 32 форматов и второго регистра 34 логических шкал. Видеосигнал изменения выдается в узкополосный канал связи из блока 13 памяти через шестой регистр 25 памяти выхода сразу же после выдачи соответствующего ему сигнала привязки. Входящая в состав сигнала привязки информация о форматах и о логических шкалах полностью и однозначно определяет положение на телевизионном изображении элемента изображения и номер его уровня, что обеспечивает правильное восстановление телевизионного изображения на приемной стороне.

Сигнал синхронизации формируется в виде циклической псевдослучайной двоичной последовательности, например m последовательности, что обеспечивает небольшой объем передаваемой по

коррекции адреса и через седьмой, регистр 50 адреса поступает на блок 47 памяти. Таким образом осуществляется считывание информации из блока 47 памяти независимо от процесса записи в него.

Второй регистр 52 кода уровня разрешающей способности, получая информацию об уровне разрешающей способности от второго коммутатора 41, подает соответствующие коды на преобразователь 43 и блок 56, что обеспечивает запись в блок 47 памяти и считывание

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - уменьшение искажений передаваемых телевизионных изображений при передаче подвижных изображений. Цель достигается путем передачи видеоинформации по двум каналам: каналу восстановления и каналу измерений. Исходный видеосигнал цифруют и запоминают. Для формирования сигнала восстановления видеоинформацию считывают из запоминающих устройств и преобразуют в форму растра с переменным размером ячейки. Для формирования сигнала изменений используют разность значений цветояркостных характеристик предыдущего и текущего кадров. Сигнал ихменений также преобразуют в растр с переменным размером ячейки, но разрешающую способность канала устанавливают в зависимости от скорости изменения изображения от кадра к кадру. Перед выдачей видеосигналы преобразуют в аналоговую форму. Вместе с видеосигналами передают сигналы привязки для установления соответствия между элементами видеосигналов и элементами кадра. В качестве синхросигнала передают циклическую псевдослучайную двоичную последовательность. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

каналу связи информации и высокую по- $ из него на телевизионный индикатор 54

видеосигнала, формирующего изображение с различной разрешающей способностью.

мехозащищенность специальным генератором, (не показан;, состоящим из регистра сдвига и комбинационной логической схемы и соединенным с генератором тактовых импульсов.

Принятый на приемной стороне сигнал восстановления с помощью сигнала синхронизации селектируют первым коммутатором 40 на сигнал привязки, пода (ваемый в преобразователь 42, и на ви- деосигнал восстановления, подаваемый через селектор 46 и седьмой регистр 48 входа в блок 47 памяти. Аналогично с помощью второго коммутатора 41 сигнал изменения селектируют на сигнал привязки, подаваемый в преобразователь 43, и видеосигнал изменения, который через блок 45 восстановления сигнала изменения поступает на селектор 46. Селектор 46 с помощью блока 44 приоритета осуществляет выбор подаваемого на седьмой регистр 48 входа сигнала в случае, если поступят одновременно видеосигнал восстановления и видеосигнал изменения. В этом случае в первую очередь в блок 47 памяти будет записан видеосигнал восстановления, а видеосигнал изменения будет задержан в блоке 45 восстановления сигнала изменения. Кроме того, в блоке 45 осуществляется поэлементное сложение видеосигнала изменения с содержимым блока 47 памяти, информация с выхода которого через седьмой регистр 51 выхода подается не только на телевизионный индикатор 54 через третий ЦАП 53, но и на вход блока 45. Третий ЦАП 53 осуществляет преобразо- вание цифрового видеосигнала в аналоговые видеосигналы трех цветов Р, С, В

Сигналы развертки по строкам и кадрам подаются на телевизионный индикатор с блока 55 разверток. Одновременно сигнал с блока 55 через блок 56

0

0

5

5

0

5

i

в повидеосигнала, формирующего изображение с различной разрешающей способностью.

Сигнал синхронизации, поступающий в приемную часть устройства, дешифрируется с помощью регистра сдвига (не показано) и преобразуется следовательность кодов, определяющих моменты передачи и соответственно приема сигналов привязки и видеосигналов. Формула изобретения

1, Способ передачи телевизионных изображений, при котором при передаче полный телевизионный сигнал передаваемого телевизионного изображения разделяют на видеосигнал и сигнал синхронизации, видеосигнал преобразуют в цифровую форму и передают по узкополосному каналу связи, при приеме принятый видеосигнал преобразуют в аналоговую форму и объединяют с принятым сигналом синхронизации, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений передаваемых телевизионных изображений при передаче подвижных изображений, при передаче, после преобразования видеосигнала в цифровую форму из него формируют видеосш- нал восстановления и соответствующий ему сигнал привязки и видеосигнал изменения и соответствующий ему сигнал привязки, при этом видеосигнал восстановления формируют из цифрового видеосигнала путем преобразования его в цифровой видеосигнал, соответствующий растру телевизионного изображения с переменным размером элемента растра, видеосигнал изменения формируют путем вычитания из цифрового видеосигнала, соответствующего предыдущему кадру, цифрового видеосигнала, соответствующего последующему кадру, и преобразования полученного разностного цифреи

вого видеосигнала в цифровой видеосигнал, соответствующий растру телевизионного изображения с переменным размером элемента растра, при этом преобразование цифрового видеосигнала в цифровой, видеосигнал, соответствующий растру телевизионного изображения с переменным размером элемента растра, производят путем замены группы одинаковых элементов телевизионного изображения - элементов нулевого уровня размером 2X2 элемента телевизионного изображения одним элементом первого уровня, группы-одинаковых элементов n-го уровня, размером 2x2 элемента n-го уровня, одним элементом п+1-го уровня, где гг - номер уровня, полученные при этом значения величин сигналов элементов всех уровней объединяют в видеосигнал, сигнал привязки получают путем формирования последовательного кода, JB котором положение единиц соответствует положению на телевизионном изображении с переменным размером элемента растра элементов всех уровней, формируют сигнал восстановления объединением видеосигнала восстановления и соответствующего ему сигнала привязки в одну последовательность и сигнал изменения объединением видеосигнала изменения и соответствующего ему сигнала привязки в одну последовательность, передают по узкополосному каналу связи раздельно сигнал восстановления,всигнэл изменения и сигнал синхронизации, при приеме перед преобразованием видеосигнала в аналоговую форму его формируют из принятого сигнала восстановления и кор-. ректируют принятым сигналом изменения путем поэлементного сложения элементов телевизионного изображения, соответствующего сигналу восстановления

1580590

12

с соответствующими элементами телеви- , знойного изображегия, соответствующего сигналу изменения.

ют передачу сигнала восстановления очередного кадра и передают сигнал восстановления следующего кадра.

о т л и ч а ю5

Фиг.1

В канал восстанобленця