Способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала Советский патент 1991 года по МПК H04N7/18 

Ut

Т I

о tc

ел to

Јъ

формируют путем низкочастотной фильтрации сигнал от крупных деталей, который вычитают из исходного сигнала, и формируют сигнал от мелких деталей в горизонтальном направлении. Из сигнала от крупных деталей вычитают задержанный на строку сигнал от круп- , ных деталей и получают сигнал от мелких деталей в вертикальном направлении. Оба сигнала от мелких деталей преобразуют в цифровую форму путем квантования на малое число уровней

при высокой тактовой частоте, а сигнал от крупных деталей путем квантования на большое число уровней при низкой тактовой частоте. При приеме цифровые сигналы разделяют, декодируют и формируют аналоговый сигнал, соответствующее которому телевизионное изображение в силу особенностей зрительного анализатора воспринимается наблюдателем без заметного ухудшения четкости. 4 ил.

Изобретение относится к телеви- I дению и может быть использовано в вещательных и прикладных системах для передачи и приема цифрового сиг-4 нала. Цель изобретения - сокращение объема передаваемого цифрового телевизионного сигнала. Из исходного аналогового телевизионного сигнала i

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в вещательных и прикладных системах для передачи и приема цифрового сигнала.

Цель изобретения - сокращение объема передаваемого цифрового телевизионного (ТВ) сигнала.

На фиг„1 представлена структурная электрическая схема передающего (кодирующего) устройства9 реализующего способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала; на фиг.2 - структурная электрическая схема приемного (декодирующего) устройства, реализующего способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала; на фиг.З - временные диаграммы, иллюстрирующие принципы сокращения объема передаваемого телевизионного сигнала в передающем устройстве; на фиг.4 - временные диаграммы, иллюстрирующие принципы сокращения объема передаваемого телевизионного сигнала в приемном устройстве.

Передающее (кодирующее) устройство (фиг.1) содержит фильтр 1 нижних частот, первый блок 2 вычитания, запоминающий блок 3 передающего устройства, второй блок 4 вычитания, первый блок 5 сложения, первый аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 6, управляющий блок 7 передающего устройства, второй аналого-цифровой преобразователь 8, первый ключ 9 передающего устройства, второй ключ 10 передающего устройства и второй блок 11 сложения.

Приемное (декодирующее) устройст- во (фиг.2) содержит селектор 12 синхроимпульсов, управляющий блок 13 приемного устройства, первый ключ 14

25

приемного устройства, второй ключ 15

20 приемного устройства, первый цифро- аналоговый преобразователь (ЦАП) 16, второй цифроаналоговый преобразователь 17, запоминающий блок 18 приемного устройства, первый сумматор 19 и второй сумматор 20.

Способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала основан на свойстве зрительного анализатора наблюдателя, заключающемся в том,

30 что если нечетные (четные) поля (строки) ТВ изображения передавать с пониженной четкостью (в узкой полосе частот), а четные (нечетные) поля (строки) передавать с номиналь35 ной четкостью (в полной полосе частот) , то в целом изображение будет восприниматься наблюдателем с нормальной четкостью.

Пусть на ТВ приемник (не показан)

40 поступает аналоговый видеосигнал, нечетные поля которого ограничены по полосе частот, а четные переданы в полной полосе частот (фиг.За). Такой сигнал на передающей стороне мо45 жет быть подвергнут следующей обработке .

Видеосигна л UЈK с частотой 6 МГц (фиг.Зб) на передающей стороне ограничивают по частоте до 1,5 МГц

50 (фиг.Зв) и подвергают аналого-цифровому преобразованию. Далее путем вычитания из видеосигнала U (фиг.Зб) сигнала U|orp ..(Uorp, фиг.Зв), огра- ничейного по частоте, получают высо55 кочастотную составляющую видеосигнала (фиг.Зг), несущую информацию о мелких деталях изображения в горизонтальном направлении. Задержав сигнал U|or . на время 1 строки или поля и

производя вычитание U.J orp . - U| .получают информацию о мелких -. деталях изображения в вертикальном направлении (фиг.Зд), Учитывая, что межэлементная и межстрочная разности видеосигналов от вертикальных и горизонтальных линий одновременно не существуют, а от наклонных линий они практически идентичны, эти сигналы .Зг) и иЈ„с (фиг.Зд) можно передать вместе (фиг.Зе). Полученный сигнал (фиг.Зе), несущий информацию о мелких деталях изображения, передают на АЦП.

Таким образом, при реализации данного способа в устройстве должно быть два АЦП: один для преобразовани НЧ сигнала, другой - для разностного сигнала. Для сокращения цифрового потока в канал связи сигналы с выходов АЦП должны поступать поочередно с частотой строк или полей (U, фиг.Зж).

На приемной стороне для получения видеосигнала в аналоговой форме все операции должны происходить в обратном порядке (фиг.4).

С помощью электронного коммутатор принятые сигналы (фиг.4а) разделяют: сигнал, содержащий крупные детали, поступает на цифроаналоговый преобразователь (фиг.46), а сигнал мелких деталей - на цифроаналоговый преобра зователь (фиг.Ав). Задержав ограниченный по полосе сигнал на время строки или поля и сложив с сигналом от мелких деталей (фиг.4в), получают видеосигнал четных полей Сстрок) в полной полосе частот (фиг.4д). Сигнал,поступающий на ТВ приемник (фиг.4е), получают путем сложения сигналов иЈогр(фиг.4б) и U (фиг.4д). Если в сигнал U (фиг.4е) от нечетных полей (строк) добавить ВЧ компоненты, то будет получен видеосигнал с полной полосой частот как в четных, так и в нечетных полях.

Реализация способа предполагает следующую последовательностьu действий:

ограничение исходного сигнала фильтром нижних частот (НЧ сигнал крупных деталей) с целью образования НЧ участка-сигнала от крупных деталей;

использование операции вычитания для образования ВЧ участка-сигнала

от мелких деталей в горизонтальном направлении;

использование второй операции вычитания для образования межстрочной разности - сигнала от мелких деталей в вертикальном направлении;

операция сложения для образования суммарного сигнала от мелких деталей Q в горизонтальном и вертикальном направлениях;

преобразования аналогичных сигналов в цифровую форму;

поочередная передача сигналов от 5 крупных и мелких деталей по одному

каналу связи с частотой полей (строк).

Рассмотрим реализацию способа на примере устройства, изображенного на фиг. и 2. 0 Видеосигнал 1Ь с широкой полосой

5

0

частот ограничивается фильтром нижних частот 1 до частоты ченный по частоте сигнал

forp . ОгранииЈоге пос тупает на АЦП 6, блок 2 вычитания и

5 на запоминающий блок 3. С вь(хода

блока 2 получают сигнал Uftf, который смешивается с разностным сигналом (фиг.Зд), получаемым в блоке 4 вычитания. Полученный в результате сло0 жения в блоке 5 сигнал от мелких деталей подается на А1Ш 8. Сигналы в цифровой форме с выходов АЦП 6 и 8 поступают на электронный коммутатор (блоки 7,9 и 10), осуществляющий no- очередную передачу этих сигналов в канал связи с частотой строк или полей.

Приемное (декодирующее) устройство осуществляет обратный процесс преобразования видеосигнала из цифровой формы в аналоговую. Видеосигнал U в цифровой форме поступает на селектор синхроимпульсов 12 и блоки 13, 14, 15, осуществляющие разделение сигналов от крупных и мелких деталей. В селекторе 12 осуществляется выделение синхронизирующих и фазирующих импульсов, обеспечивающих синфазную работу электронных коммутаторов передающего и приемного устройств. Фазирующий импульс выполняет роль сигнала опознавания крупных и мелких деталей. С выходов ключей 14 и 15

сигналы Uorp , и U до. л поступают на ЦАП 16 и 1/. Для восстановления видеосигнала с широкой полосой частот, сигнал от крупных деталей задерживают в запоминающем блоке 18, а затем складывают с сигналом от мелких

деталей в сумматоре 19, В сумматоре 20 получают сигнал, который в нечетных строках ограничен по частоте, в четных строках - в полной полосе. В силу физиологических свойств зрительного анализатора наблюдатель не заметит ухудшения четкости изобра- , жения.

Применение данного способа позволяет о составляющие задерживают аналогосократить объем цифрового потока от сигнала крупных деталей в 4 раза (при ограничении полосы частот с 6 до 1,5 МГц), и сигнала мелких детавый ТВ сигнал на время, равное периоду ТВ строки, и формируют сигнал межстрочной разности путем вычитания из задержанного аналогового ТВ сиглей в 3-4 раза (при квантовании сиг-, 5 нала аналогового ТВ сигнала и форминала на 4-8 уровней по сравнению с 256 уровнями сигнала крупных деталей) Формула изобретения Способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала, заключаю-, щийся при передаче в разделении аналогового телевизионного (ТВ) сигнала на высокочастотную (ВЧ) и низкочастотную (НЧ) составляющие, раздельном цифровом кодировании ВЧ и НЧ составляющих и формировании из полученных ВЧ и НЧ составляющих цифрового ТВ сигнала, а при приеме - в разделений цифрового ТВ сигнала на ВЧ и НЧ цифровые составляющие, раздельном декоруют дополнительный сигнал путем суммирования ВЧ составляющей с сигналом межстрочной разности, а при формировании цифрового сигнала перемежают

2Q с частотой полей дополнительный сигнал и сигнал НЧ составляющей, а при приеме разделяют путем временной селекции цифровой ТВ сигнал на сигнал НЧ составляющей и на дополнительный

25 сигнал и перед формированием аналоге вого сигнала задерживают на время ТВ поля сигнал НЧ составляющей и суммируют задержанный сигнал НЧ составляющей с дополнительным сигналом, а

30 затем с сигналом НЧ составляющей.

даровании ВЧ и НЧ цифровых составляющих и формировании из ВЧ и НЧ декодированных составляющих аналогового сигнала, отличающийся тем, что, с целью сокращения объема передаваемого цифрового ТВ сигнала, при передаче одновременно с разделением аналогового ТВ сигнала на ВЧ и

составляющие задерживают аналоговый ТВ сигнал на время, равное периоду ТВ строки, и формируют сигнал межстрочной разности путем вычитания из задержанного аналогового ТВ сигнала аналогового ТВ сигнала и формируют дополнительный сигнал путем суммирования ВЧ составляющей с сигналом межстрочной разности, а при формировании цифрового сигнала перемежают

с частотой полей дополнительный сигнал и сигнал НЧ составляющей, а при приеме разделяют путем временной селекции цифровой ТВ сигнал на сигнал НЧ составляющей и на дополнительный

сигнал и перед формированием аналоге вого сигнала задерживают на время ТВ поля сигнал НЧ составляющей и суммируют задержанный сигнал НЧ составляющей с дополнительным сигналом, а

затем с сигналом НЧ составляющей.

te/