Устройство записи и воспроизведения телевизионного сигнала Советский патент 1982 года по МПК H04N5/782 

1

Изобретение относится к телевидению и может использоваться в устройствах магнитной видеозаписи и в различных телевизионных системах.

Известно устройство записи и воспроизведения телевизионного сигнала, содержащее первый, второй и третий графеконы. отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго графеконов соединены соответственно с первым и вторым блоками . горизонтальной и вертикальной развертки, а-отклоняющие системы секций записи и считывания третьего графекона соединены соответственно с третьим и четвертым блоками горизонтальной и вертикальной развертки, выход каждого блока горизонтальной развертки соединен с первым входом соответст вующего блока вертикальной развертки, магнитные головки записи видеосигнала и масштабного сигнала, магнитную головку считывания видеосигнала, подключенную к входу третьего графекона, магнитную головку считывания масштабного сигнала, соединенную со входом третьего блока горизонтальной развертки, первый блок формирования сигналов опознавания, линию задержки, выход которой через первый блок формирования сигналов опознавания соединен с входом первого графекона, выход которого соединен с магнитной головкой записи видеосигнала, синхроселектор, вход которого соединен с выходом линии задержки, фазовый дискриминатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков вертикальной развертки, блоки управления четкостью по горизонтали и вертикали, входы которых соединены с выходом фазового дискриминатора, 20 первый блок формирования масштабного сигнала, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по горизонтали, а выход - с первым входом первого блока горизонтальнои развертки и с входом второго графекона, выход которого соединен с магнитной головкой записи масштабного сигнала, синхронный генератор, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по вертикали, второй вход соединен с выходом синхроселектора, первый выход соединен с вторым входом первого блока формирования сигналов опознавания, а второй выход - с вторыми входами первых блоков горизонтальной и вертикальной развертки, первый блок опознавания кадров, вход которого соединен с выходом третьего графекона, блок повторения считывания, вход которого соединен с выходом пер вого блока опознавания кадров, а выход - с вторым входом четвертого блока вертикальной развертки fl|J. Однако устройство имеет ШИРОКУЮ полосу частот при записи и воспроизведении телевизионных сигналов. Цель изобретения - уменьшение по лосы частот при записи и воспроизведении телевизионных сигналов. Для этого в устройство записи и воспроизведения телевизионного сиг нала, содержащее первый второй и тре тий графеконы, при этом отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго графеконов Соединены соответственно с первым и вторым блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а отклоняющие сис темы секций записи и считывания тре тьего графекона соединены соответст венно с третьим и четвертым блоками горизонтальной и вертикальной развертки, причем выход каждого блока горизонтальной развертки соед нен с первым входом соответствующег блока вертикальной развертки, ма1 нитные головки записи видеосигнала и масштабного сигнала, магнитную го ловку считывания видеосигнала, под, ключенную к входу третьего графекона, магнитную головку считывания масштабного сигнала, соеди ненную с входом третьего блока горизонтальной развертки, первый бл

формирования сигналов опознавания, линию задержки, выход которой через первый блок формирования сигналов опознавания соединен с входом первого графекона, выход которого соединен55 ключены к входам управления соответстс магнитной головкой записи видеосигнала, синхроселектор, вход которого соединен с выходом линиизадержблоки памяти, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго блоков вычитания, первый и второй блоки управления, выходы которых подвенно первого и второго блока памяти, логический элемент И, выход которого подключен к входу управления первого ки, фазовый дискриминатор, перрый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков вертикальной развертки, блоки управления четкостью по горизонтали и вертикали, входы которых соединены с выходом фазрвого дискриминатора, первый блок формирования масштабного сигнала, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по горизонтали,а выход соединен с первым входом первого блока горизонтальной развертки и с входом второго графекона, выход которого соединен с магнитной головкой, записи масштабного сигнала, синхронный генератор, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по вертикали, второй вход соединен с выходом синхроселектора, первый выход соединен с вторым входом первого блока фор мирования сигналов опознавания; а второй выход соединен с вторыми вхоДами первых блоков горизонтальной и вертикальной развертки, первый блок опознавания кадров, вход которого соединен с выходом третьего графекона, блок повторения считывания, вход которого соединен с выходом первого блока опознавания кадров, а выход соединен с вторым входом четвертого блока вертикальной развертки, введены второй блок формирования сигналов опознавания, выход которого соединен с вторым входом первого блока формирования масштабного сигнала и с входом линии задержки, первый и второй электронные коммутаторы, первый и второй блоки задержки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого электронного коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго блока формирования сигналов опознавания, первый и второй блоки вычитания, причем выход первого блока вычитания соединен с входом второго блока задержки, а выход второго блока вычитания соединен с вторым входом второго электронного коммутатора; первый и второй электронного коммутатора и к второму входу второго блока формирования сигналов опознавания, второй блок формирования масштабного сигнала, вход которого соединен с выходом первого бло ка вычитания, первый вход которого соединен с входами первого блока задержки, первого блока памяти, интегратор, вход которого соединен с выходом второго блока формирования масштабного сигнала, а выход интегратора соединен с вторым входом логического элемента И, блок определения кадров, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход соединен с входом первого блока управления, с первым входом логического элемента И, с третьим входом второго блока формировани сигналов опознавания и входом управле ния фазового дискриминатора, блок опознавания строк, выход которого-под ключен к входу управления второго электронного коммутатора, второй блок опознавания кадров, выход которого соединен с входом второго блока управ ления, а вход соединен с выходом третьего графекона, входами второго блока памяти и блока опознавания строк, первыми входами второго блока вычитания и второго электронного коммутатора. На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства. Устройство записи и воспроизведения телевизионного сигнала содержит логический преобразователь 1, состоящий из первого блока управления 2, ло гического элемента И 3, блока k определения кадров, интегратор 5, первого и второго блоков задержки 6, 7 соответственно, первого блока памяти 8, первого блока 9 вычитания, второго блрка 10 формирования масштабного сигнала, первого электронного коммутатора 11 и второго блока 12 формиро вания сигналов опознавания, кодирующий временной преобразователь 13 со стоящий из узла 14 управления четкостью, который содержит блок 15 управления четкостью по горизонтали, блок 16 управления четкостью по вертикали, фазовый дискриминатор 17 и синхронный генератор 18, линии заблока 20 фордержки 19, первого опознавания, мирования сигналов графеконов 21, первого и второго первого бло22, соответственно, масштабного ка 23 формирования 24 горизонталь сигнала, первый блок ной развертки, первый блок 25 вертикальной развертки, второй блок 26 горизонтальной развертки, второй блок 27 вертикальной развертки и синхроселектора 28, блок 29 головок записи, состоящий из магнитной головки 30 записи видеосигнала и магнитной головки 31 записи масштабного сигнала, блок 32 головок воспроизведения, состоящий из магнитной головки 33 считывания видеосигнала, и магнитной головки 3 считывания масштабного сигнала, декодирующий временной преобразователь 35, состоящий из третьего графекона Зб, блока 37 повторения считывания, третьего блока 38 горизонтальной развертки, третьего блока 39 вертикальной развертки, четвертого блока 40 горизонтальной развертки, четвертого блока А1 вертикальной развертки и первого блока 2 опознавания кадров, декодер 43, состоящий из второго электронного коммутатора kk, второго блока опознавания kS, второго блока управления кадров 46, второго блока памяти kj, второго блока вычитания 48 и блока опознавания строк 49. Устройство работает следующим образом. При записи подвижных изображений видеосигнал от источника поступает в логический преобразователь 1, где задерживается в первом блоке 6 задерж-ки на время длительности одной строки затем, проходит первый электронный коммутатор 11, второй блок 12 формирования сигналов опознавания и подается на вход временного преобразователя 13, который производит кодирование и сжатие видеосигнала, в результате чего сжатый видеосигнал и сжатый масштабный сигнал записываются блоком 29 головок записи на магнитную ленту. Видеосигнал через линию задержки 19 и первый блок 20 формирования сигналов опознавания поступает в секцию записи первого графекона 21. Первый блок 23 формирования масштабного сигнала также получает видеосигнал и вырабатывает масштабный сигнал, который подается на вход второго графекона 22 и на первый вход первого блока 24 горизонтальной развертки. Этот блок, управляя-, отклоняющими системами секций записи первого и второго графеконов 21, 22, обеспечивает .строчную развертку записывающих элек::,о:;; , лучей. Скорость движения этих лучей меняется в соответствии с м сштабным сигналом. В данном случае усилители графеконов должны обеспечивать необходимую коррекцию, свя занную с изменением скорости записи {на чертеже не показано) Первый блок 25 вертикальной развертки получает сигнал с первого блока 2А горизонтальной развертки и, упраешяя отклоняющими системами по вертикали, обеспечивает заданную плотность расположения горизонтальнь х дорожек записи на экранах первого и второго графеконов 21, 22, Второй блок 26 горизонтальной раз вертки и второй блок 27 вертикальной развертки управляют отклоняющими системами секций считывания первого и второго графеконов 21, 22 и обеспечивают считывание при пониженной постоянной скорости сжатого видеосиг нала и сжатого масштабного сигнала . которые соответственно записываются на магнитную ленту магнитными головками 30 и 31. При таком способе записи телеаизи )нного сигнала разные кадры могут за мать на магнит -1ом носителе различ-г по длине отрезки, однако в сред: один кадр приходится отрезок W г- ;;/;;;-: ;О1 длины. Если Поступают п с большой избыточностью, :.: i ::л/лр занимает на магнитном :й ,.::;,)e:ioK меньший, чем уста:;|й - В случае можно, напри соматически обеспечивать паузы .л/Гэчи Угп-У уменьшать степень РЭ гоступлении изображеиззыточиостью аждый кадр мйть .отрезок больший, чем При этом необходимо ен- сжатия видеосигна юлучить при уменьше,писывасмь Х изображений обеспечивается ри по угфавлания четкостью. электронный луч в гра ;)::;ггся с некоторым отстава;- ксивасшего- W43 и эта гдуюа ая об1зему запи ри;ацИ -1 3 графеконе, опре:.г:зность 0 фаз на Е(ыходах OiOpcro блоков 25, 27 верГэчзертокг которые соеди;етг.твенно с первым и вто-, ::- гоззоаого дискриминатора |;й сигнал которого постуjK 15 упразления четкостью 97 8 по горизонтали. Этот блок меняет частотный параметр первого блока 23 формирования масштабного сигнала и, таким образом, меняет четкость по горизонтали. Изменение четкости по вертикали осуществляется благодаря тому, что в графеконе возможно -периодически обеспечивать пропуск одного поля разложения телевизионного кадра, а при воспроизведении этот кадр определяется и данное поле считывается в графеконе дважды. Для этого блок 16 управления четкостью по вертикали, получая сигнал от фазового дискриминатора 17, переводит синхронный генератор ,18 в режим генерирования кратных частот. Это устройство вырабатывает импульсы фиксированных частот, соответствующие частоте кадров, а также соответствуюи ие каждому второму кадру, каждому третьему и каждому четвертому. Благодаря тому, что обеспечивается синхронизация при помощи синхроселектора 28, синхронный генератор 18, управляя работой блоков 2, 25 горизонтальной и вертикальной разверток, выключает развертку и запись на время одного поля в начале каждого четвертого кадра, а с уменьшением иёбыточности изображения каждого третьего второго и, наконец, записывается одно поле разложения каждого кадра, что соответствует уменьшению четкости по вертикали в два раза. Кадровые синхроимпульсы для таких кадров помечаются специальными опознавательными сигналами первым блоком 20 формирования сигналов опознавания, который управляется синхронным генератором 18, Таким образом, узел управления четкостью позволяет довести степень сжатия видеосигнала до необходимой вели ины для всех видов изображения за счет изменения четкости изображений. Если на время длительности какого-нибудь кадра выключить узел управления четкостью, то этот кадр записывается на магнитном носителе с максимальной четкостью. Это свойство используется в данном уотройстве. Для этого недостаточно выключать фазовый дискриминатор 17, поэтому в него введена управляющая цепь, которая и будет управляющей цепью узла управления четкостью. 8 этом случае, чтобы не нарушался процесс автоматического управления. графеконы должны иметь большой объем памяти. Кроме того, в процессе записи в логическом преобразователе 1 поступающий телевизионный сигнал также по дается на первый вход первого блока вычитания и в первый блок памяти 8, в котором запоминается поступающий кадр и считывается предыдущий кадр для второго входа первого блока 9 вычитания. Таким образом, в первом блоке 9 вычитания каждая строка поступающего кадра вычитается из соответствующей строки предыдущего кадра и полученный разностный сигнал подается во второй блок 10 формирования масштабного сигнала, который вырабатывает масштабный сигнал для разностного сигнала, поступающего в интегратор 5. В этом блоке данный масштабный сигнал подается на интегрирующую цепь с накопительным конденсатором, при помощи которой определяется возможное сжатие разностного сигнала. Если к концу строки на накопительном конденсаторе напряжение достигнет определенного порогового зна чения, значит возможно значительное сжатие этого разностного сигнала дан ной строки, что характерно для по-, добных строк и для малоподвижного изображения. В этом случае вырабатывается управляющий импульс, поступающий на второй вход логического элемента И 3 и в блок А определения кадров, в котором эти импульсы подсчитываются .и, таким образом, определяется поступление малоподвижного изображения. Один из начальных кадро малоподвижного изображения например пятый) становится образцовым кадром для последующих кадров. Для этого блок определения кадров подает управляющие импульсы в следующие устройства: в управляющую цепь узла 1 управления четкостью кодирующего вре менного преобразователя 13, в резуль тате чего образцовый кадр записывает ся с максимальной четкостью; на второй вход второго блока 12 формирования сигналов опознавания, который по мещает кадровый синхроимпульс для об разцового кадра опознавательным сигналом; на первый вход логического элемента И 3, в результате чего o6ec печивается функционирование первого электронного коммутатора 11 для последующих кадров; в первый блок упра ления 2, который, управляя работой первого блока памяти 8, обеспечивает в нем запись, а затем многократ-rioe считывание образцового кадра. После этого в первом блоке 9 вычитания каждая строка поступающего кадра вычитается из соответствующей строки образцового кадра и, если возможно-значительное сжатие определенной строки разностного сигнала, то, осуществив прогнозирующий анализ для данной строки, интегратор 5 через логический элемент И 3 переключает первый электронный коммутатор 11 для этой же строки, так как разностный сигнал поступает от первого блока 9 вычитания на второй вход первого электронного коммутатора 11 через второй блок задержки 7, где задерживается на время длительности одной строки телевизионного сигнала. Управляющий импульс также подается через логический элемент И 3 на третий вход второго блока 12 формирования сигналов опознавания, который помечает строчный синхроимпульс разностного сигнала опознавательным сигналом. Разностный сигнал, чередуясь с телевизионным сигналом, поступает в кодирующий временной преобразователь 13 и записывается на магнитный носитель указанным способом. Когда происходит значительное изменение изображения (или смена изображений) интегратор 5 начинает подавать меньше управляющих импульсов в блок k определения кадров, который в этом случае переключает логический поеобоазователь 1 в первоначальный режим работы. При воспроизведении сжатый видеосигнал считывается магнитной головкой 33 и поступает на вход третьего графекона 36, Сжатый масштабный сигнал считывается магнитной головкой 3 и подается на вход третьего блока 38 горизонтальной развертки, который, управляя отклоняющей системой секции записи третьего графекона Зб, производит изменение скорости движения записывакчцего электронного луча в соответствии с масштабным сигналом, в результате чего на экране этого графекона восстанавливается первоначальная форма телевизионного сигнала или разностного сигнала. Третий блок 39 вертикальной развертки, получает сигнал с третьего блока ЗВ горизонтальНОИ развертки и, управляя отклоняющей системой по вертикали, обеспечивает заданную плотность расположения гори зонтальных дорожек записи на экране третьего графекона 36. Четвертый блок 40 горизонтальной развертки и четвертый блок 1 вертикальной развертки управляют отклоняющими системами секции считывания третьего графекона Зб и обеспечивают считывание восстановленного видеосигнала. Первый блок k. опознавания кадров определяет поступление кадрового син хроимпульса со специальным опознавательным сигналом и подает управляющий импульс в блок 37 повторения счи тывания, который управляет работой четвертого блока k вертикальной раз вертки. В секции считывания третьего графекона 36 развертка электронного луча меняется таким образом, что пос ле считывания Первого полукадра производится возвратное помещение считы вающего луча на определенный отрезок по вертикали, соответствующей на экране одному полю разложения, и данный полукадр считывается второй раз, в результате чего получается правиль ное изображение. Таким образом, в декодирующем вре менном преобразователе 35 восстанавливаетсл первоначальная форма телевизионного сигнала или разностного сигнала. При воспроизведении подвижных изо ражений видеосигнал с выхода декодирующего временного преобразователя 3 подается на вход декодера 43, в которо.ч он проходит второй электронный коммутатор k и поступает на выход прьдложенного устройства. Когда начи нает поступать малоподвижное изобрачение,, то второй блок опознавания 5садров 45 определяет поступление образцового кадра по кадровому синхроимпульсу с опознавательным сигналом и подает управляющий.импульс во йторой блок управления 46, а результ те чего образцовый кадр записывается во втором блоке памяти -47) а затем периодичаски считывается (синхронно с поступлением следующих кадровУ и поступает на второй вход второго блока вычитания 48, а поступаюидий видеосигнал подается на первый вход этого устройства. Во втором блоке вычитания 48 каждая строка поступающего кадра вычитается из соответствующей строки образцового кадра и, если поступил разностный сигнал, то в результате вычитания получается первоначальный телевизионный си1- нал, который подается на второй вход второго электронного коммутатора 44. Блок опознавания строк 49 определяет поступление разностных сигналов по строчным синхроимпульсам с опознавательными сигналами и, управляя работой электронного коммутатора 44, обеспечивает в нем соответствующие переключения в результате чего на выход данного устройства поступает первоначальный видеосигнал. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает значительное уменьшение полосы пропускания частот видеоканала, что позволяет использовать его для передачи телевизионного сигнала. Формула изобретения Устройство записи и воспроизведения телевизионного сигнала, содержащее первый, второй и третий графеко- . ны, при этом отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго графеконов соединены соответственно с первым и вторым блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а отклоняющие системы секций .записи и считывания третьего графекона соединены соответственно с третьим и четвертым блоками горизонтальной и вертикальной развертки, причем выход каждого блока горизонтальной развертки соединен с первым входом соответствующего блока вертикальной развертки, магнитные головки записи видеосигнала и масштабного сигнала, магнитную головку считывания видеосигнала, подключенную к входу третьего графекона, магнитную головку считы вания масштабного сигнала, соединенную с входом третьего блока горизонтальной развертки, .первый блок формирования сигналов опознавания, линию задержки, выход которой через первый блок формирования сигналов опозна вания соединен с входом первого графекона, выход которого соединен с магнитной головкой записи видео сигнала, синхроселектор, вход которого соединен с выходом линии задержки, ;фазовый дискриминатор,; первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков вертикальной развертки, блоки управления четкостью по горизо тали и вертикали, входы которых соед нены с выходом фазового дискриминатора, первый блок формирования масштабного сигнала, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по горизонтали, а вы ход соединен с первым входом первого блока горизонтальной развертки и с входом второго графекона, выход кото рого 1соединен с магнитной головкой записи масштабного сигнала, синхронный генератор i первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по вертикали, второй вход , соединен с выходом синхроселектора, первый выход соединен с вторым входо первого блока формирования сигналов опознавания, а второй выход соединен с вторыми входами первых блоков вертикальной развер горизонтальной и тки, первый блок опознавания кадров, ВХОД которого соединен с выходом тре тьего графекона, блок повторения счи тывания , вход которого соединен с вы ходом первого блока опознавания кадров, а выход соединен с вторым входом четвертого блока вертикальной ра вертки, отличающееся тем, что, с целью уменьшения полосы частот при записи и воспроизведении телевизионных сигналов, введены второй блок формирования сигналов.опознавания, выход которого соединен с вторым входом первого блока формированил масштабного сигнала и с входом линии задержки, первый и второй электронные коммутаторы, первый и второй блоки задержки, выходы кото45Ь1Х соединены соответственно с первы и вторым входами первого электронно|Го коммутатора, выход которого соеди нен с первым входом второго блока фор мирования сигналов опознавания, первый и второй блоки вычитания, причем выход первого блока вычитания соедине 01I с входом второго блока задержки, а выход второго блока вычитания соединен с вторым входом второго электронного коммутатора, первый и , второй блоки памяти, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго бло ков вычитания, первый и второй блоки управления, выходы которых подключены к входам управления соответственно первого и второго блоков памяти, логический элемент И, выход которого подключен к входу управления первого электронного коммутатора и к второму входу, второго блока формирования сигналов опознавания, второй блок формирования масштабного сигнала, вход которогр соединен с выходом первого блоки вьУмитания, первый вход, которого соединен с входами nepBorq. блока задержки, первого блока памяти, интегратор, вход которого соединен с выходом второго блока формирования масштабного сигнала, а выход интегратора соединен с вторым входом логического элемента И, блок определения кадров, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход соединен с входом первого блока управления, с первым входом логического элемента И, с третьим входом второго блока формирования сигналов опознавания и входом управления фазового дискриминатора, блок опознавания строк, выход которого подключен к входу управления второго электронного коммутатора, второй блок опознавания кадров, выход которого соединен с входом второго блока управления, а вход соединен с выходом третьего графекона, входами второго блока памяти и блока опознавания строк, первыми входами второго блока вычитания и второго электронного коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2650893/18-09. кл. Н ОА N 5/78, 31.07.78 (прототип). .{- - -I -р Qtix