Система передачи телевизионного сигнала

 

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и блока вычитания, а на приемной стороне - преобразователь кода, последовательно соединенные сумматор, блок задержки и умножитель , выход которого подключен к первому входу сумматора, о-т л и - чающаяся тем, что, с целью повьшения качества воспроизведенного изображения, на приемной стороне дополнительно введены блок обнаружения перегрузки, формирователь управляющего сигнала и коммутатор, включенные последовательно между выходом преобразователя кода и входом сумматора, а также блок задержки, включенный между выходом преобразователя кода и вторым входом коммутатора, и формирователь кодовой комбинации, включенный между вторым, выходом блока обнаружения перегрузки и третьим вхо (Л дом коммутатора, при этом вторые входы формирователя кодовой комбинации блока задержки и блока обнаружения перегрузки объединены и являются входом сигнала синхронизации, а второй выход формирователя кодовой комбинации соединен с третьим входом блока обнаружения перегрузки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11> зсю Н 04 N 7/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕ П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3450393/18-09 (22) 07.06.82 (46) 30.05.84. Вюл. № 20 (72) Н.Г. Харатишвили, T.À. Векуа и О.Г. Зумбуридзе (71) Грузинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 621.397.3(088.8) (56) 1. Proceeding of IEE. Voi. 124, ¹ 9, 1977, с. 737-742 (прототип). (54)(57) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и блока вычитания, а на приемной стороне — преобразова тель кода, последовательно соединенные сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества воспроизведенного иэображения, на приемной стороне дополнительно введены блок обнаружения перегрузки, формирователь управляющего сигнала и коммутатор, включенные последовательно между выходом преобразователя кода и входом сумматора, а также блок задержки, включенный между выходом преобразователя кода и вторым входом коммутатора, и формирователь кодовой комбинации, вклюO ченный между вторым, выходом блока Е обнаружения перегрузки и третьим входом коммутатора, при этом вторые вхо- Ц Ф ды формирователя кодовой комбинации блока задержки и блока обнаружения перегрузки объединены и являются Я входом сигнала синхронизации, а второй выход формирователя кодовой комбинации соединен с третьим входом блока обнаружения перегрузки.

1095452

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных и видеотелефонных систем.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система передачи телевизионного сигнала, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки И умножитель, выход которого соединен с вторым вхо- 15 дом сумматора и вторым входом блока вычитания, а на приемной стороне— преобразователь хода, последователь- . но соединенные сумматор, блок задерж ки и умножитель, выход которого под- 20 ключен к первому входу сумматора.

Полученное в вычитающем устройстве разностное значение, например, двух соседних отсчетов квантуется в квантующем устройстве по нелинейной шкале, что позволяет, учитывая свойства зрения, значительно сократить число уровней квантования. Так, например, при 256 уровнях квантования входного видеосигнала достаточно 16 30 уровней при нелинейном квантовании разностного сигнала (1) .

Однако в такой системе передачи телевизионного сигнала при передаче высококонтрастных перепадов изображений возникают шумы перегрузки. При этом раэностный сигнал, полученный на выходе вычитающего устройства, превьппает динамический диапазон квантующей характеристики квантующего 40 устройства и ограничивается. Шумы перегрузки .по крутизне могут проявляться на изображении как линейные и нелинейные искажения и ухудшают качество воспроизведенного изображе- 45 ния. Устранение шума перегрузки путем увеличения уровней квантования неэффективно, так как при этом увеличивается линейная скорость передачи информации.

Цель изобретения — повышение качества воспроизведенного изображения, Поставленная цель достигается тем, что в систему передачи телевизионного сигнала, содержащую на передающей стороне последовательно соеди. ненные блок вычитания, первый вход которого является входом системы передачи телевизионного сигнала, блок квантования, преобразователь кода, сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и блока вычитания, а на приемной стороне — преобразователь кода, последовательно соединенные сумматор, блок задержки и умножитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, на приемной стороне дополнительно введены блок обнаружения перегрузки, формирователь управляющего сигнала и коммутатор, включенные последовательно между выходом преобразователя кода и вторым входом сумматора, а также блок задержки, включенный между выходом преобразователя кода и вторым входом коммутатора, и формирователь кодовой комбинации, включенный между вторым выходом блока обнаружения перегрузки и третьим входом коммутатора, при этом вторые входы формирователя кодовой комбинации, блока задержки и блока обнаружения перегрузки объединены и являются входом сигнала синхронизации, а второй выход формирователя кодовой комбинации соединен с третьим входом блока обнаружения перегрузки.

На фиг. t представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы; на фиг. 2 — то же приемной стороны системы; на фиг. 3— то же блока обнаружения перегрузки; на фиг. 4 - шкала квантования.

Система содержит на передающей стороне блок 1 вычитания, блок 2 квантования, преобразователь 3 кода, сумматор 4, блок 5 задержки, умножитель 6, на приемной стороне — преобразователь 7 кода, блок 8 обнаружения перегрузки, формирователь 9 управляющего сигнала, коммутатор 20, сумматор 11, блок 12 задержки, умножитель 13, формирователь 14 кодовой комбинации, блок 15 задержки.

Блок 8 обнаружения перегрузки содержит блок 16 задержки, первый, второй, третий блоки 17, 18 и 19 сравнения, блок 20 определения знака и элемент И 21.

Система работает следующим образом.

На первый вход блока 1 (фиг. 1) подается входной видеосигнал, представленный, например, параллельным восьмираэрядным двоичным кодом. В блоке 1 из входного видеосигнала

1095452 вычитается задержанное в петле обратной связи, например, на период дискретизации (что соответствует одному элементу изображения) значение видеосигнала. Полученное разностное значение двух соседних отсчетов квантуется в блоке 2 по нелинейной шкале, что позволяет, учитывая свойства зрения, значительно сократить

10 число уровней квантования. Так, например, при 256 уровнях квантования входного видеосигнала достаточно 16 уровней при нелинейном квантовании разностного сигнала. Квантованное

15 на 16 уровней значение разностного сигнала преобразуется в блок 2 в четырехразрядный код Грея для передачи по каналу связи. Для выполнения арифметических операций в петле обратной связи в преобразователе 3 код

Грея преобразуется в восьмиразрядный двоичный код. В сумматоре 4 происходит сложение текущего разностного значения и предыдущего отсчета полуЭ

25 ченного после задержки в блоке 5 и

I умноженного в умножителе 6.

На приемной стороне (фиг ° 2), в случае отсутствия шумов перегрузки, в сумматоре 11 происходит аналогич- 30 ная операция. Принятый разностный сигнал в коде Грея преобразуется в преобразователе 7 в восьмиразрядный двоичный код, который через блок 15 и коммутатор 10 суммируется в сумматоре 11 со значением предыдущего отсчета видеосигнала, полученного после задержки в блоке 12 и умножения в умножителе 13.

В случае наличия высококонтраст- 40 ных перепадов изображений в блоке 8 происходит обнаружение перегрузки.

Сигнал обнаружения с блока 8 поступает на формирователь 9, который управляет работой коммутатора 10. В этом случае коммутатор пропускает на первый вход сумматора 11 кодовые комбинации, устраняющие перегрузки, с формирователя 14. Блок 15 задерживает входной сигнал на величину, необходимую для анализа отсчетов, определяющих шумы перегрузки в системе и для формирования управляющих сигналов.

В основу обнаружения шумов пере55 грузки положены следующие соображения.

Как известно, величина перегрузки (в единицах числа отсчетов) при передаче высококонтрастных перепадов изображений определяется по отношению максимального значения входного сигнала к максимальному уровню шкалы кантования. 4пах ч„ — (если результат не

Р = й! целое число)

X ръаХ вЂ” (если результат це (И! лое число), где Х „ — максймальное значение входного сигнала °

У вЂ” максимальный уровень шкалы квантования.

Следует отметить, что результат деления округля тся до ближающего большего целого числа. При этом квантованные разностные сигнала, с помощью которых можно определить наличие перегрузки, можно представить в виде следующей последовательности: и ц,-1 1 -(rnid n (very, < Р(- f ))

Рра> Ьри положитель1 ном перепаде) или, y > N>L max gj

Р,. (при отрицатель ном перепаде) где t ) — квантованное значение соответствующей разности, К вЂ” коэффициент умножения умножителя.

На приемной стороне наличие кван гованных разностей приведенного вида означает перегрузку по крутизне и разностные значения заменяются комбинациями у,p p 0 (при положитель— ном перепаде)

Ррах или — т „,(>,П,...,О (при отрицательmn>, иом перепеле)

I ра .

Вероятность появления таких разностньгх сигналов в реальных сюжетах при отсутствии перегрузки очень мала. Но если произойдет такой случай, то на приемной стороне не будет размножения ошибок, так как при этом неправильны только Р или (Р-1) элементов.

На восстановленном изображении влияние такого эффекта практически незаметно.

Обнаружение перегрузки происходит в блоке 8 (фиг. 3) и определяется видом шкалы квантования (фиг. 4).

На выходах блока 16 (фиг. 3) появляются разряды соотвеч ствующих трех отсчетов, следующих последовательно. В блоках 17, 18 и 19 проис1095452 ипи (0-(255- — 2

31

32 (-93)1 ) = 73 (при отрица тельном перепаде), которая поступает вместе со значениями максимальных уровней с формирователя кодовых комбинаций. В схеме определения знаков происходит сравнение знака трех последовательных отсчетов. Выходной сигнал блока

20 поступает на первый вход формирователя 14 и на элемент И 21. ходит сравнение этих отсчетов с кодовыми комбинациями, соответствующими двум максимальным уровням 93 и -93 и квантованной разности 1 (255-К 2»

7(93)" (, CO-(255-к 2-(-93)1"(,При

31

К = — имеем квантованную разность

32 !

31 1» (255 — — 2 931 j = 73 (при попо. жительном

32 перепаде) При одновременном наличии сигналов на выходах блоков 17 — 20 элемент И 21 вьдает сигнал управления, поступающий на формирователь 9 уп5 равляющего сигнала. В этом случае коммутатор 10 пропускает комбинации

255,0,0 или -255,0,0, поступающие с формирователя 14 кодовых комбинаций.

Выбор одной из этих комбинаций осуществляется по сигналу блока 20 определения знака.

Устранение шумов перегрузки при передаче .высококонтрастных перепадов изображений в системе передачи телевизионного сигнала с помощью дифференциальной импульсно-кодовой модуляции дает возможность повысить субъективное качество восстановленного изображения и улучшить объективные показатели такой системы при передаче испытательных сигналов МККР, при этом система усложняется незначительно.

1095452

Составитель А. Илатовский

Редактор Л. Авраменко Техред А.Ач Корректор В. Синицкая

Заказ 3638/45

Тираж 635 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4