Устройство для воспроизведения дополнительных цветных телевизионных изображений Советский патент 1993 года по МПК H04N9/74 

ел

с

Изобретение относится к технике телевидения и, в частности, к цветным телевизионным приемникам. Цель изобретения - уменьшение искажений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства. Устройство воспроизведения дополнительных телевизионных изображений содержит электронный коммутатор 1, канал яркости 2, канал цветности 3, селектор 4 синхроимпульсов дополнительного изображения, мультиплексор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, сумматор 7, первый блок памяти на строку 8, блок адресации 9, умножитель 10, второй блок памяти на строку 11, блок адресации 12, демультиплексор 13, блок адресации 1.4, блок памяти на поле 15, второй, третий, четвертый цифроаналоговые преобразователи 16, 17, 18, матрицу 19, контроллер 20. В устройстве устранены искажения дополнительного изображения, вызываемые интерференцией прямого и задержанного сигнала, усреднение смежных строк сигнала яркости уменьшает шумы дискретизации. 7 ил.

Изобретение относится к технике телевидения и, в частности, к телевизионным приемникам.

Цель изобретения - уменьшение искажений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства.

На фиг, 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства, фигуры 2, 3, 4 поясняют процессы обработки мультиплексированного сигнала в режимах СЕКАМ, ПАЛ и НТСЦ. На фиг. 5 дан пример выполнения канала цветности предлагаемого устройства. На фиг, 6 - пример выполнения контроллера 20. Наконец, фиг. 7а-7д иллюстрируют преобразование вертикальных пространственных спектров в прототипе (7а-7в) и в предлагаемом устройстве (7г-7д).

Рассмотрим фигуру 1, Предлагаемое устройство содержит электронный коммутатор 1, на входы которого поступают сигналы от источников дополнительных изображений, выход соединен со входами канала яркости 2, многостандартного канала цветности 3 без ультразвуковой линии задержки и с селектором 4 синхроимпульсов дополнительного изображения. Выходы яркости 2 и цветности 3 соединены с сигнальными входами мультиплексора 5, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6. Выход АЦП соединен с первым входом сумматора 7 через запоминающее устройство 8 на строку с блоком адресации 9, а со вторым входом сумматора 7 - непосредственно. Выход сумматора 7 через регулируемый умножитель 10 на коэффициент К соединен со входом запоминающего устройства 11 на строку с блоком адресации 12. Выход звена 11 соединен со входом демультиплексора 13, к выходам которого подключено ЗУ на поле 15 с блоком адресации 14. Выходы ЗУ на поле соединены через цифроаналоговые преобразоватеоо vi

hO

ел

V4

ли 16, 17, 18 со входами матрицу 19 сигналов RGB, Контроллер 20 соединен со всеми запоминающими устройствами, блоками адресации, мультиплексорами, умножителем 10, а также с каналом цветности 3 и выходом селектора синхроимпульсов 4. На контроллер 20 поданы стробирующие синхроимпульсы основного и дополнительного изображений. Выходы матрицы RGB, а также выход контроллера 20, формирующий сигнал окна считывания содержимого ЗУ на поле, в течение которого осуществляется вывод на экран дополнительных изображений, являются выходами устройства. Звено 1 - это обычный аналоговый коммутатор, который управляется напряжением V1. Канал 2 яркости может содержать схему фиксации уровня черного, подстроечные регулировки размаха и уровня, а также линию задержки на доли микросекунды, компенсирующую задержку сигнала цветности, и режекторный фильтр, подавляющий сигнал цветности.

Канал 3 цветности может быть выполнен (фиг. 5) в виде серийного многостандартного процессора СЕКАМ/ПАЛ/НТСЦ 21, например на интегральной схеме ТДА4555, с полосовым фильтром 22 на входе, в котором исключена УЛЗ, а вход задержанного сигнала соединен по переменному току с корпусом.

Мультиплексор 5 - аналогового типа такой как, например, КР561КТЗ.

Аналого-цифровой преобразователь 6 может быть типа К1107ПВ1. Запоминающие устройства 8 и 11 могут быть статическими с произвольной выборкой, например, КР541РУ2А. Запоминающее устройство 15 может быть выполнено на ОЗУ динамического типа например, К565РУ6Б. Блоки адресации 9, 12. 14 могут быть выполнены в виде двоичных счетчиков.

Цифроаналоговые преобразователи 16-18 могут быть типа К1118ПА1. умножитель 10 на коэффициент может быть выполнен на ИС К531КП11 или на сдвиговом регистре К531ИР20. Демультиплексор 13 может быть выполнен на регистре К531ИР18. Матрица 19 выполняется обычным способом в виде резистивных сумматоров или на серийной ИС, такой как ТВА530. Контроллер 20 может быть выполнен так, как это показано на фиг. 6. Он содержит тактовый генератор 23, формирующий тактовые сигналы UT различных частот, подаваемые на АЦП 6 и блоки адресации ЗУ, а также сигналы IMv, U/ju. U4Y. подаваемые на мультиплексор 4 и демультиплексор 12, логический блок 24, вырабатывающий сигнал V5, управляющий умножителем 10, и генератор окна 25, управляющий блоком адресации 14 ЗУ на поле 15 в режиме считывания. Рассмотрим работу предлагаемого устройства, переключая коммутатор 1 сигналом Ui, выбирают один из источников дополнительного сигнала (дополнительный радиоканал, видеомагнитофон,видеодиск и т.д.). В блоке 2 из полного видеосигнала выделяется яркостная составляющая, которая усиливается до требуемого размаха и задерживается во времени до совпадения с демодулированными цветоразностными сигналами U и V, формируемыми каналом 3 цветности,

5 Так как в звене 3 нет УЛЗ, на его выходах в режиме СЕКАМ выделяются чередующиеся по строкам сигналы U и V, В режиме ПАЛ сигналы U и V присутствуют каждую строку, но в них не компенсированы диффе0 ренциально-фазовые искажения, а размахи составляют 1 /2 от номинала, когда принимается сигнал НТСЦ, на выходе звена 3 выделяются сигналы U, V с номинальной амплитудой. Звено 3 формирует также логи5 ческие управляющие сигналы U2, Уз, соответствующие принятой системе цветного телевидения, например 00-СЕКАМ, 01- ПАЛ, 10-НТСЦ.

Селектор 4 формирует из полного виде0 осигнала комбинированные стробирующие импульсы SSC дополнительного изображения, В качестве селектора 4 может использоваться серийная микросхема К174ХА11. В мультиплексоре 5 сигналы Y, U, V под

5 действием управляющих импульсов IMu, UUv, U4Y от блока 20 преобразуются в последовательность, которая в режиме СЕКАМ для первой строки имеет вид YH, Un, Yi2,0, Via, Ui3, Yi4, 0,..,. Мультиплексированный

0 сигнал переводится в АЦП б в цифровую форму. Полученная последовательность отсчетов (фиг. 2а) запоминается в ЗУ 8. Мультиплексированный сигнал второй строки имеет формат, показанный на фиг. 26. В нем

5 присутствует только цветовая компонента V (ER-Y). При прохождении второй строки сигнал первой строки считывается из ЗУ 8, и на его место записывается сигнал второй строки, который одновременно поступает на сум0 матор 7. На выходе получается сигнал, формат которого представлен на фиг. 2в.

Отсчеты сигнала яркости на выходе сумматора Yi, Y2, Ya,... являются суммами смежных отсчетов двух соседних строк, на5 пример Yi Yn + Yyt, Амплитуды этих отсчетов удваиваются. Умножитель 10 в режиме СЕКАМ управляется сигналом фиг. 2г. При прохождении отсчетов Y этот сигнал принимает значение, равное логической единице, а умножитель 10 меняет свой коэффициент передачи с 1 на 0,5. Это обеспечивает приведение сигнала яркости к номинальному значению. Одновременно снижаются шумы квантования.

В сигнале на выходе сумматора 7 при- сутствуют составляющие цветности U и V с номинальным размахом.

Таким образом, введенные в состав устройства новые цепи - ЗУ 8 с блоком адресации 9, сумматор 7 и умножитель 10 на регулируемый коэффициент обеспечивают восстановление недостающей цветовой информации и усреднение сигнала яркости.

Сигнал фиг. 2в поступает на устройство 11 памяти на строку. Далее обработка сиг- нала осуществляется так же, как и в прототипе. В ЗУ 11 записываются сигналы лишь части строк, например первой, пятой, девятой и т.д. В интервалах времени между записью информация из ЗУ 11 считывается, демультиплексируется на составляющие U, V. Y в звене 13 и параллельно записывается в ЗУ на поле 15. На выбранном участке основного изображения записанные в ЗУ 15 сигналы считываются с увеличенной, напри- мер в 4 раза, скоростью, переводятся с по- моа(ью ЦАП 16-18 в аналоговую форму, преобразуется в матрице 19 в сигналы RGB, которые вводятся в основные каналы RGB телевизора в течение сигнала Уокна, выраба- тываемого контроллером, с помощью имеющихся в микросхемах, например К174ХА17, ключей. В результате на экране телевизора в заданном месте появляется уменьшенное цветовое дополнительное изображение.

Если на вход предлагаемого устройства поступает полный цветовой сигнал ПАЛ, то на обоих выходах канала цветности 3 одновременно выделяются сигналы U и V. Так как УЛЗ из канала цветности исключена, дифференциально-фазовые искажения в этих сигналах оказываются не подавленными, а амплитуда сигналов вдвое меньше номинала. На входе мультиплексора 5 при передаче первой и второй строк выделяют- ся сигналы, формат которых показан на фиг. 3 а,б. Эти сигналы переводятся в цифровую форму и поступают на ЗУ 8 и сумматор 7. На выходе сумматора получается сигнал фиг. Зв, в котором усредняются как отсчеты сиг- нала яркости, так и отсчеты сигналов U, V. Усреднение цветовых сигналов компенсирует дифференциальную фазу. Усреднение отсчетов сигнала яркости с последующим делением на 2 в звене 10 уменьшает шумы дискретизации. Дальнейшая обработка проводится как в режиме СЕКАМ.

При обработке сигнала НТСЦ амплитуды составляющих U и V на выходе канала цветности 3 получаются равными номинальному значению. Поэтому в режиме НТГЦ на вход управления звена 10 подяют логиче скую единицу, что обеспечивает дслоние нл два как сигнала яркости, так и отсчетов сиг налов U и V.

С целью снижения муаровых искажений изображения применено суммирование видеосигнала смежных строк с помрщью звена 7, используемого для обработки цветоразностных сигналов, причем суммируются текущая строка с предшествующей.

В обработанном таким образом сигнале из каждых четырех строк в ЗУ 11 записывается одна строка, которая используется для формирования строки сжатого в 4 раза дополнительного изображения. Данная операция соответствует низкочастотной вертикальной фильтрации спектра видеосигнала. Как показано на фиг. 7г, выборка двух строк из четырех и их суммирование приводит к снижению в два раза частоты дискретизации сигнала по вертикали и к сужению низкочастотной составляющей спектра сигнала, благодаря чему существенно уменьшается перекрытие низкочастотной и высокочастотной компонент. После записи в полевое ЗУ и последующего считывания с учетверенной частотой спектр сигнала расширяется и приобретает вид фиг. 7д. Отношение полезной составляющей и помехи от высокочастотных гармоник в низкочастотной части спектра здесь гораздо выше, чем без суммирования соседних строк. Кроме того, за счет высокой корреляции видеосигнала в смежных строках при суммировании возрастает отношение полезного сигнала к флуктуационным шумам, что также повышает качество изображения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве устранены искажения дополнительного изображения, вызываемые в прототипе эхо-сигналами в УЛЗ и интерференцией прямого и задержанного сигнала. Усреднение смежных строк сигнала яркости уменьшает в этом устройстве шумы дискретизации, повышает отношение сигнал/шум. В предлагаемом устройстве достигнуто упрощение засчет замены прецизионной и дорогой УЛЗ ПАЛ/СЕКАМ на ЗУ 8, а также применения обработки сигналов Y, U. V вместо более широкополосных RGB.

Наконец, исключение в предлагаемом устройстве УЛЗ повышает степень его ин- тёгрализации и позволяет выполнить значительную часть устройства в виде единой СБИС.

Тем самым обеспечивается достижение цели изобретения - уменьшение искажений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения дополнительных цветных телевизионных изображений, содержащее электронный коммутатор, выход которого подключен к входам каналов яркости и цветности и к входу селектора синхроимпульсов дополнительного изображения, выход канала яркости, а также первый и второй выходы канала цветности подключены соответственно к первому, второму и третьему входам первого мультиплексора, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход селектора синхроимпульсов подключен к первому входу контроллера, на второй вход которого поданы стробирующие синхроимпульсы основного изображения, третий и четвертый входы контроллера соединены с третьим и четвертым выходами канала цветности, первый, второй и третий выходы контроллера подключены к четвертому, пятому и шестому входам мультиплексора, а также к первому, второму и третьему входам демультиплексо- ра, четвертый выход контроллера соединен с входом управления АЦП. первый вход первого блока памяти на строку соединен с пятым выходом контроллера, входы адресов соединены с выходами первого блока адресации, вход которого соединен с шестым выходом контроллера, выход первого блока

памяти на строку подключен к четвертому входу демультиплексора. два выхода которого подключены к первому и второму входам блока памяти на поле, к третьему входу

блока памяти на поле подключен выход второго блока адресации, первый и второй входы которого соединены с седьмым и восьмым выходами контроллера, три выхода блока памяти на поле соединены соответственно с входами трех цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены к входам матрицы RGB, выходы матрицы, а также восьмой выход контроллера являются выходами устройства, входы

электронного коммутатора являются входами устройства, отличающееся тем, что, с Целью повышения качества дополнительного изображения, введены второй блок памяти на строку, третий блрк адресации,

сумматор и управляемый умножитель, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом сумматора через второй блок памяти на строку, а с вторым входом - непосредственно, выход сумматора соединен с первым входом управляемого умножителя, выход которого соединен с входом первого блока памяти на строку, при этом входы управления умножителя, второго блока памяти на строку и третьего блока

адресации соединены соответственно с девятым, десятым и одиннадцатым выходами контроллера.

-А 4 Л

00

1817257

CEKfiM

а)

5)

6) г)

а) 6)

б) г)

а)

5)

6) г)

22

U6x,

ПФ

лл

Физ,5,

сриг,4.

{УАЗ}

-IH

V

е/

U V

U li

и и

1817257 Ут

11€

2о

ориг.б,