Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к вычислительной технике и технике средств связи и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1056455. Его использование при построении цифровых телевизионных систем обеспечивает повышение помехоустойчивости передачи. Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок 3 умножителей, сумматоры 4,6, инвертор 5, сумматор модулей 7, квантователь 8 и блок 15 кодирования. Введение узла 9 внесения , кода коррекции, состоящего из блоков 10, 12 задержки, генератора 11 контрольных символов, дешифратора 13 и блока 14 коммутации позволяет применить корректирующий код, контрольные символы которого передаются вместо алгоритмически избыточного кода знаков отклонений среднего значения модулей разности от (Средней яркости в случае, когда код среднего значения модулей разности равен нулю. 1 ил. I (Л SJ tc со о ел 00 аг ц Ф Щ J 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 H 03 М 3 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1056455 (21) 3879896/24-24 (22) 08.04.85 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (72) С.А. Куликов и С.В. Сардыко (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1056455, кл. Н 03 М 3/04, Н 04 И 7/12, 1982. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ

КОДЕР ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике средств связи и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Р 1056455.

его использование при построении цифровых телевизионных систем обеспечивает повышение помехоустойчи„,SU„,, 1290530 А 2 вости передачи. Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок 3 умножителей, сумматоры 4,6, инвертор 5, сумматор модулей 7, квантователь 8 и блок 15 кодирования. Введение узла 9 внесения, кода коррекции, состоящего из блоков 10 12 задержки, генератора

11 контрольных символов, дешифратора 13 и блока 14 коммутации позволяет применить корректирующий код, контрольные символы которого передаются вместо алгоритмически избыточного кода знаков отклонений среднего значения модулей разности от средней яркости в случае, когда код среднего значения модулей разности равен нулю. 1 ил.

1290530

Изобретение относится к вычислительной технике и технике средств связи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных систем, 5

Цель изобретения — повышение помехоустойчивостии кодера.

На чертеже приведена блок-схема кодера.

Дифференциальный импульсный кодер 10 телевизионного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

1, блок 2 памяти, блок 3 умножителей, первый сумматор 4, инвертор 5; второй сумматор 6, сумматор 7 модулей, квантователь 8, узел 9 внесения кода коррекции, выполненный на первом бло-. ке 10 задержки, генераторе 11 контрольных символов, втором блоке 12 задержки„ дешифраторе 13 и блоке 14 20 коммутации, и блок 15 кодирования.

АЦП 1 выполнен по схеме параллельного преобразования с кодирующей логикой на постоянной памяти. Блок 2

1памяти выполнен на входном и выход25 ном параллельных D-регистрах, элементарных ячейках памяти и адресном счетчике. Блок 3 умножителей включает в себя D-регистры и элементы суммирования. Сумматоры- 4, б и 7 содержат элементы суммирования, выпопненные, как и в блоке 3 на логических элементах, и D-регистры для выравнивания разрядно-временных интервалов цифровых сигналов. Квантова- 35 тель 8 осуществляет равномерное квантование по уровню и включает в себя параллельные регистры и преобразователь кода, выполненный на постоянном запоминающем устройстве, реали- 40 зующем необходимые коэффициенты квантования. Блоки 10 и 12 задержки — параллельные D-регистры. Генератор 11 контрольных символов выполнен на элементах ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ, соединенных так, чтобы обеспечить на выходах генератора 11 получение требуемых контрольных символов. Блок

15 кодирования .выполнен на регистре и представляет собой параллельнопоследовательный преобразователь.

Принцип работы данного устройства, осуществляющего сокращение избыточности без ухудшения визуального качества декодируемых иэображений, заключается в следующем.

Цифровое телевизионное изображение, поступающее на вход данного устройства, разбивается на группы по и восьмиразрядных элементов в группе. Для каждой кодируемой группы вычисляются код средней яркости а, код среднего значения модулей разностей а и п-разрядный код знаков г разности S которые затем передаются в цифровой канал связи. Уменьшение избыточности достигается за счет того, что число разрядов, отводимых в сумме на кодирование а, а и S, 1 У меньше, чем 8-и. В предлагаемом устройстве и = 8, а,, а и S кодируются соответственно семи-, пяти- и восьмиразрядным кодами. Достигаемый при этом коэффициент сокращения избыточности 1 = 64/20 = 3,2.

На приемной стороне яркость i-ro декодируемого элемента Yq находят из выражения: а а. + — - если S = 1

У 1 а. — —, если S = 0 а я

t где Р— число единиц кода знаков разности S, m — число нулей S

S,. — i-й разряд и-разрядного кода S.

Как следует из выражения (1),поражение любого из разрядов передаваемых кодов а, аг и S приводит к не9 верному восстановлению всех и элементов декодируемой группы. Исключение составляет поражение кода S npu безошибочной передаче кодов а„ и аг групп, для которых а = О. Поэтому для повышения помехоустойчивости используется корректирующий код, обнаруживающий и исправляющии все одиночные ошибки в канале передачи. Информационными символами данного кода являются разряды кода средней яркости каждой кодируемой группы.

Контрольные символы помехоустойчивого кода не добавляются к цифровому потоку, а передаются вместо алгоритмически избыточного кода знаков отклонений S в случае равенства нулю кода > Группы с aã = 0 соответствуют равнояркостным участкам изображения, к дефектам на которых глаз более чувствителен. С другой стороны, вследствие значительной статистической избыточности ТВ-изображений вероятность групп с а = 0

2 для и = 0 в среднем равна 0,8.

3 1

Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала работает следующим образом.

В АЦП 1 исходный аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток, например, по методу ИКИ. В блоке 2 памяти благодаря задержкам цифрового потока создается ряд цифровых потоков, каждый из которых соответствует одному из элементов многоэлементной апертуры — группы соседних элементов ТВ-изображения. После умножения на весовые коэффициенты в блоке 3 эти потоки одновременно поступают в первый сумматор 4, где

Ъ вычисляется среднее значение по кодируемой группе. Во втором сумматоре 6 из цифровых потоков многоэлементной апертуры, поданных из блока

2 памяти, вычитается среднее значение, поданное через инвертор 5. В сумматоре 7 модулей производится сложение модулей разностей между значениями яркости элементов группы и их средним значением. Результаты усреднения поступают в квантователь

8, где используется шкала квантования с меньшим числом уровней, чем шкала квантования в АЦП 1. Кроме того, в квантователь 8 поступает сигнал среднего значения по группе с сумматора 4. Из квантователя 8 сигналы поступают в блок 9 внесения кода коррекции. Код средней яркости поступает в блок 10 задержки и генератор 11 контролЬных символов. В блоке 11 происходит вычисление контрольных символов помехоустойчивого кода, информационными. символами которого являются разряды кода средней яркости. Вычисленные контрольные символы передаются в блок 14 коммутации. В этот же блок поступает код знаков разности и сигнал с дешифратора 13. В случае равенства "1" сигнала с дешифратора 13 происходит замещение разрядов кода знаков разности на контрольные символы. Код среднего значения модулей разности с выхода квантователя 8 поступает в блок 12 задержки и дешифратор 13.В дешифраторе 13 вырабатывается сигнал 1 у когда код а2 равен 1 и

"0" — в противном случае. Одинаково задержанные коды средней яркости, . среднего значения модулей разности и нового (в случае а = О) кода зна2 ков разности поступают в блок 15 кодирования. В блоке 15 кодирования

290530 4 указанные коды объединяются в единое кодовое слово, представляющее кодируемую группу.

В устройстве для п = 8 а„ и а

5 кодируются семи и пятиразрядными кодами соответственно. Контрольные символы используемого линейного корректирующего кода вычисляются следующим образом:

К1 = Е О+Е, О+Е4 0+Ее Q+

Кд = Е, О+Ез +)Е, О+Е О+Е, К = E О+Ез О+Е

К = Е5 0+Еб О+Е„

15 где К. — i-й контрольный символ, 1,4, E„ — j-й разряд кода средней яркости а, j = t 7, 1 1

Q+) — операция сложения по моду20 . лю 2.

Предлагаемое устройство обеспечивает на выходе цифрового канала связи с вероятностью независимой ошибки 10 такое же качество телевизионных изображений, как и устройство-прототип на выходе канала связи с вероятностью ошибки 10 .

Формула из обретения

Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала по авт. св.

N 1056455, отличающийся тем, что, с целью повышения помехо35 устойчивости кодера, в него между выходами квантователя и входами блока кодирования введен узел внесения кода коррекции, выполненный на генераторе контрольных символов, де40 шифраторе, блоках задержки и блоке коммутации, первые выходы квантователя подключены непосредственно к соответствующим входам генератора контрольных символов и через первый.

45 блок задержки — к соответствующим первым входам блока кодирования, : вторые выходы квантователя подключены к соответствующим входам дешифратора и через второй блок задержки — к соответствующим вторым входам блока кодирования, третьи выходы квантователя, выходы генерато: ра контрольных символов и выход дешифратора подключены соответственно к первым и вторым информационным и управляющему входам блока коммутации, выходы которого соединены с соответствующими третьими входами блока кодирования.