Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов Советский патент 1980 года по МПК H04N7/18 H04L25/49 

Изобретение отиос(1тся к телевидению и может использоваться в системах прикладного и космического телевидения, видеотелефонии и видеозаписи телеоизионных программ. Известно уст юйство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, содержащее последовательно соединенные блок поразрядного сравнения, блок выбора передаваемого символа, блок кодирования и блок коммутации, блок управления памятью и блок памяти, первый выход которого соединен с первым входом блока поразрядного сравнения, второй выход - с блоком управления памятью, блок установки опорного уровня, вход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с фс мирователем кода синхронизации, со вторым входом блока памяти и с первым входом блока интервалов времени, первый выход которого соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, а второй Эьтход - со вторым входом блока коммутации, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом, выход формирователя кода синхронизации соединен со вторым входом блока кодирования l . Однако известное устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов не позволяет получить коэффициент сжатия больше, чем (,(ёг при определенном психометрическом качестве восстановления изображения. Цель изобретения - увеличение коэффициента сжатия, при сохранении качества восстановления изображения. Для этого в устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, содержащее последовательно соединенные блок поразрядного сравнения, блок выбора передаваемого символа, блок кодирования и блок коммутации, блок управления памятью и блок памяти, первый выход которого соединен с первьгм входом блока поразрядного сравнения, второй вьс ход - с. блоком управления памятью, блок

установки оперного уровня, вход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с фор мйрователем кода синхрсяизацнн, со вторым входом блока памяти и с первым входом блока интервалов времени, первый выход которого соединен с другим акодом алоог-цр(|)ровх)го преобразователя, а второй выход - со вторым входом блока коммутации, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом выход формирователя кода синхронизации соединен со вторым входом блока кодирования, введены блок коррекции входного сигнала, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с третьим выходом блока интервалов времени, третий вход - с вьгхрдом блока установки опорного уровня, четвертый вход - с первым выходом блока памяти, nepBMS выход соёЖнён с другим -входом блока коммутации, второй выход - с другим входом блока поразрядного сравнения блок управления селектором, выход Которого соединен с пятым входом блока коррекции входного , первый вход - с первым выходом блока коммутации, второй вход - с вьосодом блока уста-:ановки опорного уровня, селектор, первый вход которого соединен с выходом блока управления селектором, второй вход - с выходом блока выбора гГб ёдаваеМЬго символа, третий вход - со вторым выходом блока коммутации, а вьсход - со втоpbnvi входом блока кодирования, третий , вход которого соединен с первым вы-ходом блока коммутации, а четвертый вход - с четвертым выходом блока интервалов времени.

При этом блок коррекции входного сигнала содержит последовательно соединенные блок сдвига входного кода, формирователь кода коррекции, дешифратор кода коррекции и второй регистр памяти, вьрсод которого соединен со входом блока поразрядного сравнения, а другой вход - с другим выходом блока сдвига входного кода, первьй вхоя которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вхоД - с блоком установки опорного уровня, третий вход соединен со вторым входом дешифратора кода коррекции и выходом - с блоком интервалов времени, причем третий вход дешифратора кода коррекции соединен с выходом блока управления селектором, второйвыход соединен со входом блока коммутации, а третий выход - с

четвертым входом блока -;дв11га входного кода, кроме того, второй вход формирователя кода коррекции соединен с первым выходом регистра памяти. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг; 2 - блок коррекции входного сигнала, вариант вьшолнения.

Устройство содержит аналого-цИ(}ровой преобразователь 1, блок 2 поразрядного сравнения, блок 3 выбора передаваемого символа, блок 4 кодирования, блок 5 управления памятью, блок 6 памяти, блок 7 установки опорного уровня, формирователь 8 кода синхронизации, блок 9 коррекции.входного сигнала, селектор 10, блок 11 управления селекто ром, блок 12 коммутации, блок 13 интервалов времени.

Блок 9 коррекции входного сигнала (см. фиг. 2) содержит блок 14 сдвига входного кода, формирователь 15 кода коррекции, дешифратор 16 кода коррекции, регистр памяти 17.

Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов работает следующим образом.

Полный видеосигнал поступает одновременно на вход аналого-цифрового преобразователя 1 и вход блока 7 установки опорного уровня. В блоке 7 производится формирование стартового импульса, которым устанавливаются в исходное состояние триггеры в блоках 9, 6 и 11, сбрасывается тактовый генератор и запрещается его работа на время передачи в канале специального синхрокода, которьй начинает вьфабатывать формирователь 8 кода синхронизации. По окончании действия стартового импульса автоматически начинает работать блсж 13 интервалов времени, где формируется импульс выборки, в моменты времени tg фиксирующие границы интервала временной дискретизации, который задерживается внутри этого интервала на время О t д 12 t J , .. Ь Q и при этом вьфабатьшаются сдвинутые тактовые импульсы to,t,i/2. соответственно регламентирующие во времени работу устройства.

В моменты времени х. кодовые последовательности с выхода аналого-цифрового преобразователя 1, содержащие Пгбо разрядов, параллельно через блсж 9 поступают на вход блока 2, на другой вход которого подается с блока 6 та же кодовая последовательность, но задержанная на один тактовый интер 7 вал и сформированная в соответствин с алгоритмом восстановления кодовой последовательности перед преобразованием ее в аналоговый на приемной стороне. Результат сравнения кодов в виде П разрядного кода изменений нулей и единиц подается параллельно нб двход блока 3, где из кода изменений выделяется изменение, происшедшее в самом старшем разряде, или символ, предназначенный для передачи в канал. Кодi символов, содержащий в одном ; разряде единицу, в п-1 разрядах ноль, поступает одновременно на вход блока 5 управ Ленин памятью и в селектор Ю. В зависимости от вида кода на вьсходе аналогоцифрового преобразователя 1 блок 5 производит восстановление текущего кода из предыдущего по известному символу. Восстановленный код записывается в блок 6, каждый из лз разрядов которого содержит на выходе триггер с разрешением. В момент прихода разрешающего импульса код подается с выхода блока 6 параллельно в блок 2 и в блок 9. Так как изменения в старших разрядах исходной кодовой последовательности на входе блока 3 редки, то код символов на выходе блока 3 с большой вероятностью изменяется в младших разрядах. На входе селектора 10 код символов разбивается на К групп в соответствиис законом распределения появления символов в разрядах. С выхода селектора 10 П / К разрядный код группы, в которой содержится передаваемый символ,, подается на вход блока 4, где исходному П разрядному коду символов ставится в соответствие новый код, содержащий 5.ео(.к-) разрядов, которьй в моменты отсутствия специального кода синхронизации, вьфабатьшаемого формирователем 8 в начале каждой строки, выдается на выход блока 4 в последовательном или параллельном виде в моменты времени, забиваемые: блоком 13. Номер группы устанавливает ся на выходе блока 11, который представляет собой схему с Ч устойчивыми состояниями, а смена номера группы в блоке 11 производится -(-ьш импульсом, который вырабатывается в блоке 13 и распределяется в блоке 12 на один из его К-1 выходов. При этом, инф мация о К-1 моменте смены группы подае ся соответствующим тактовым импульсом с блока 9. Если эта информация отсутст вует, то .ij -ым тактовым импульсом производится стробирование селектора 1О н изменение кода в блоке 6. Режим ра,боты блска 12 ус5анавлнвается таким образом, чтобы стробированио селектора 1О и изменение кода в блоке 6 в момент смены группы задерживалось на время переключения, кратное интервалу вреГенной дискретизации. Это необходимо для того, чтобы в блоке 41 - ым тактовым импульсом ,сф фмировать специальной .Код, который должен однозначно восприниматься приемником как информация о том, что последующие коды относятся к ° Р« Р мации об изменении амплитуды сигнала при приеме специальной информация возмещается повторением предшествующего значения кода. Для компенсации на гфиемной стороне амплитудно-фазовых искажений, обусловленных необходимостью передачи специальной информации, введен блок 9, в производится анализ входной кодовой последовательности, и по результатам анализа с одной сторокы выбирается удобный момент для передачи информации о смене группы, а с другой стороны минимизируется число смен групл. При этом устанавливается более высокий приоритет обсл ткивания групп с меньшей вероятностью появления символов. Это позволяет естественно перераспределять искажения при восстановлении и те области изображения, где сосредоточена менее значимая для получателя семантическая информация. 9 работает следующим образом. Коды с выхода аналого-ци4рового преобразователя 1 накапливаются в блок 14 сдвига входного кода, представляет собой П регистров сдвига. В формирователе 15 кода коррекции непрерывно осуществляется сравнение групп кодов, находящихся в блоках 14, 6 и 11, Сформированный на выходе формирователя 15 код совместно с кодом группы на выходе блока 11 образует полный код коррекции, которьй непрерывно подвергается дешифрированию в дешифраторе 16;, на выходе которого стробирующим тактовым импульсом с . 13 вьфабатывается исполнительная команда. Эта команда либо осуществляет принуднтельн|.1й сдвиг кодов в блоке 14, либо вносит изменения в состояния разрядов текущего кода с целью сохранения номера кодируемой группы. Реализация оператора сдвига дает возможность всегда обеспечить при восстановлении точное фазирование группы с наивысшим приори тетом, а также темгп нарастания амплитуды восстанавливаемого сигнала, наиболее близкий к исходному. При появле нии команды о смене групп запись текущего кода в регистр памяти 17 аапре щается, а тактовый импульс, который выполняет эту- операцию, посылается на запуск соответствующего К -1 формирователя в блоке 12. Положительный эффект увеличения сжатия достигается введением селектора за счет разбиения в нем кода символов нередко кодирование на группы в зависимости от статистики изменений и коди ровш1ия для передачи в ранал кода символов группы. При этом момент смены номера группы отличается передачей специального кода, а дополнительные амплитудно фазовые искажения, которые имеют место в момент передачи этого кода, компенсируются введением корректора входного сигнала, в котором коррек ция производится либо иску сственным сдвигом последовательности, либо искусственной инверсией отдельных разрядов текущего кода.по определенной программе. Введение такого корректора и дополнительньк блоков управления позволяет при увеличении сжатия сохранит психометрическое качество восстановлен ного изображения. Формула изобретения 1. Устройство для сжатия цифровых телевизионных сигналов, содержащее последовательно соединенные блок поразрядного сравнения, блок выбора передаваемого символа, блок кодирования и блок коммутации, блок управления па мятыа и блок памяти, первый выход которого соединен с. первым входом блока поразрядного сравнения ., второй выход - с блоком управления памятью, блок установки опорного уровня, вход которого соединен со входом аналогоцифрового преобразователя, а выход соединен с формирователем кода синхронизации, со вторым входом блока памяти и с первым входом блока интервалов времени, первый выход которого соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход - do вторым входом блока коммутации, выкод которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом выход формирователя кода синхронизации соединен со вторым входом блока кодирования. 98 отличающееся тем, что с целью увеличения коэффициента снсатия, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом введенного блока корре1щии входного сигнала, второй вход которого соединен с третьим выходом блока интервалов времени, третий вход - с выходом блока установки опорного уровня, четвертый вход - с пер.вым выходом блока памяти, первый выход соединен с другим входом блока коммутации, второй выход - с другим входом блока поразрядного сравнения, а пятый вход блока коррекции входного сигнала соединен с выходом введенного блока з равления селектором, первый вход которого соединен с первым выходом блока коммутации, а второй вход - с выходом блока установки опорного уровня, кроме того, выход блока управления селектором соединен с первым входом введенного селектора, второй вход которого соединен с выходом блока выбора передаваемого символа, третий вход - со вторым выходом блока коммутации, а выход - со вторым входом блока кодирования, третий вход которогоСоединен с первым выходом блока коммутации, а четвертый вход - с четвертым выходом блока интервалов времени. 2. Устройство по п. 1, отличают е е с я тем, что блок коррекции входного сигнала содержит последовательно соедгшенные блок сдвига входного кода, формирователь кода коррекции, дешифратор кода коррекции и регистр па-, мяти, выход которого соединен со входом блока поразрядного сравнения, а другой вход - с другим выходом блока сдвига входшого кода, первьш вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй вход - с блоком установки опорного уровня, третий вход соединен со вторым входом дешифратора кода коррекции и выходом - с блоком интервалов времени, причем третий вход дешифратора кода коррекции соединен с выходом блока управления селектором, второй выход соединен со вторым входом блока коммутации, а третий выход с четвертым входом блока сдвига входного кода, кроме того, второй вход формирователя кода коррекции соединен с первым выходом блока памяти. Источники информации, пршмтые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 582588, кл. Н О4 Ь 25/19, 30.12.77 (прототип).

rf

.

CLH

L}-i

ф

ff

/

Фиг,2