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 позволяет уменьшить объем цифрового потока. Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок 3 умножителей, сумматоры 4,6, инвертор 5, сумматор 7 модулей, квантователь 8 и блок 15 кодирования. Введение узла 9 сокращения избыточности, состоящего из блоков 10, 12 задержки , дешифратора 11, блока 13 инвертирования и блока 14 коммутации, обеспечивает сокращение координатной избыточности за счет непередачи старшего разряда кода средней яркости, который на приемном конце может быть восстановлен на основании кода среднего значения модулей разности и кода знаков отклонений. 1 ил. с S (/) 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А2 (51)4 Н 03 М 3 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (61) 1056455 (21) 3880555/24-24 (22) 08.04.85 (46) 15.02.87. Бюл. И - 6 (72) С.А. Куликов и С.В. Сардыко (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к- 1056455, кл. Н 03 М 3/04, Н 04 N 7/ 12, 1982. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ КО—

ДЕР ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к вычис,лительной технике и технике средств . связи и является усовершенствованием изобретения по авт.св. У 1056455.

его использование при построении цифровых телевизионных систем позволяет уменьшить объем цифрового потока.

Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 памяти, блок

3 умножителей, сумматоры 4,6, инвертор 5, сумматор 7 модулей, квантователь 8 и блок 15 кодирования. Введение узла 9 сокращения избыточности, состоящего из блоков 10, 12 задержки, дешифратора 1 1, блока 13 инвертирования и блока 14 коммутации, обеспечивает сокращение координатной избыточности за счет непередачи стар"шего разряда кода средней яркости, который на приемном конце может быть восстановлен на основании кода среднего значения модулей разности и кода знаков отклонений. 1 ил.

1 1290531 2

Изобретение относится к вычислительной технике и технике средств

1 и х.

1 связи и может быть использовано при = 1 построении цифровых телевизионных систем. . Цель изобретения — повышение ин формативности кодера.

На чертеже изображена блок-схема кодера.

Дифференциальный импульсный кодер 10 — код знаков разности телевизионного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 памяти, блок 3 умножителей, S= tS,) первый сумматор 4, инвертор 3, второй сумматор 6, сумматор 7 модулей, квантователь 8, узел 9 сокращения избыточности, выполненного на первом блоке 10 задержки, дешифраторе

11, втором блоке 12 задержки, блоке

13 инвертирования и блоке 1ч коммутации, и блок 15 кодирования, АЦП 1 выполнен по схеме параллельного преобразования с кодирующей логикой на постоянной памяти, блок

2 памяти - на входном и выходном параллельных 0-регистрах, элементарх. ных ячейках памяти и адресном счетчике. Блок 3 умножителей включает в себя D-регистры и элементы суммирования на логических элементах. Сумматоры 4, 6 и 7 содержат элементы суммирования, выполненные так же, как и в блоке 3, и 0-регистры для выравнивания разрядно-временных интервалов цифровых сигналов. Квантователь 8 осуществляет равномерное квантование по уровню и включает в себя параллельные регистры и преобразователь кода, выполненный на постоянном запоминающем устройстве, реализующем необходимые коэффициенты квантования.

Блоки 10 и 12 задержки параллельны

D-регистры. Блок 15 кодирования выполнен на регистре и представляет собой параллельно-последовательный преобразователь.

Принцип работы данного устройства заключается в следующем.

Поступающие на вход устройства восьмиразрядные элементы изображе. ния разбиваются на группы по и эле— ментов. Для каждой группы вычисля.ются три переменные: средняя яркость группы а

1 где х; — i-й элемент r руппы; — среднее значение модулей разности и а2 =2 1Х, — а1; =!

1, если х. >, а

О, если х < а, 15

Каждая переменная квантуется по линейному закону и кодируется независимо от других переменных. Из кодов а а и S формируется кодовое слово группы, которое передается в цифровой канал связи. На приемной стороне элементы декодируемой группы квантуются на два уровня в соответствии с выражением: а

25 а + —, если 5 р л

1 а а — †- если S 0

Il P

1 где р — число единиц кода S

ЗО При замене п уровней квантования кодируемой группы двумя, представляемыми а,, а и S, происходит уменьшение психовизуальной избыточности ТВ-изображений. Моделированием

35 на ЭВМ для различных и были найдены минимально возможные разрядности кодов а, и а,, при которых не происходйт заметного ухудшенйя визуального качества декодируемых изоб40 ражений, В частности для n = 8 возможно кодирование а семнразрядным кодом, а для передачи а можно ограничиться пятью старшими разрядами из девяти.

45 Однако при полном устранении психовизуальной избыточности в пределах кодируемой группы передаваемые переменные а,, а, и S обладают координатной избыточностью, которая обусловле50 на зависимостью верхней границы динамического диапазона изменения а, от конкретных значений а, и P.

Названные переменные связаны следующей функциональной зависимостью: при 0 а ( и (и-р) а а = f(a,,р) р А (А-а,) р при = а а с А, 1290531 (а +127) + — >А

1 P

50,раторе, блоке инвертирования, бло55 ках задержки и блоке когжутации,пергде а — верхняя граница динамичес 2$ кого диапазона изменения а »

А — верхняя граница диапазона изменения х,.

Из зависимости (1) следует, что при независимом кодировании а, а, и

S множество кодовых слов, представляющих кодируемые группы, может быть разбито на два подмножества: подмножество разрешенных кодовых слов, для которых выполняется выражение (1), и подмножество запрещенных слой, для которых зависимость (1) не выполняется. При этом с выхода кодера в канал не передается старший разряд кода средней яркости а . На приемной

1 стороне значение старшего разряда а

11 восстанавливается на основании кодов а и S. Таким образом, вследствие реализации совместного кодирования, а», а, и S устраняется координатная избыточность.

Теоретическим обоснованием для исключения из передачи старшего разряда кода средней яркости являются следующие положения: — мощность множества разрешенных кодовых комбинаций равна мощности множества запрещенных комбинаций. — из зависимости (1) следует, что, если а 127, для любой кодируемой

1 группы с фиксированными а . иР выполняется следующее неравенство:

При и = 8 за счет исключения из передачи старшего разряда ñ разрядность кода передаваемой группы стала равна 19 вместо 20.

Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала работает следующим образом.

В АЦП 1 исходный аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток.

В блоке 2 памяти запоминаются и передаются на выход блока и соседних элементов ТВ-изображения. После умноже-. ния на весовые коэффициенты в блоке

3 эти элементы одновременно поступают в первый сумматор 4, где вычисляется средний по группе уровень яркости. Во втором сумматоре 6 вычисляются разности между элементами изображений, поступающими с блока 2, и. средней яркости, поданной через инвертор 5. В сумматоре 7 модулей производится сложение модулей разности

5 t0

f5

40 между значениями яркости элементов группы и их средним значением. Результаты усреднения поступают в квантователь 8, где используется линейная шкала квантования. Кроме того, в квантователь 8 поступает сигнал среднего значения яркости по группе с сумматора 4. Из квантователя 8 сигналы поступают в блок 9 сокращения избыточности. Код средней яркости а, поступает в блок 1D задержки и дешифратор l1. В дешифраторе 11 формируется сигнал "1", если старший разряд и, равен 1, и "0" в противном случае. Код с вторых выходов квантователя 8 поступает в -блок 12 задержки. С третьих выходов квантователя 8 на вход блока t3 инвертирования и первые информационные входы блока 14 коммутации поступает код а, В блоке

13 код а инвертируется и поступает на вторые информационные входы блока 14, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода дешифратора 11. С выходов блока 14 на третьи входы блока 15 кодирования поступает прямой код а если сигнал с выхода дешифратора 11 равен 0, и инверсный код а если сигнал на выходе блока

11 равен 1.

Таким образом, на первые, вторые и третьи входы блока 15 кодирования поступают задержанный код а, беэ старшего разряда, задержанный код S и сигнал с выходов блока 14 соответственно. При этом предлагаемое устройство обеспечивает качество декодируемых телевизионных изображений такое же, какое достигается при использовании устройства прототипа. Однако для п = 8 объем цифрового пото- ка на выходе устройства íà 5Х меньше.

Формула изобретения

Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала по авт.св °

Ф 1056455, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности кодера, в него между выхо- . дами квантователя и входами блока кодирования введен узел сокращения избыточности, выполненный на дешифвые выходы квантователя подключены

-к соответствующим входам дешифратора и через первый блок задержки к соответствующим первым входам блока

Составитель О. Ревенский

Редактор Л. Пчелинская Техред Я.Попович Корректор А.Тяско

" Заказ 7916/57

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

5 12 кодирования, вторые выходы квантователя через второй блок задержки соединены с соответствующими вторыми входами блока кодирования, третьи выходы квантователя подключены непосредственно к соответствующим первым информационным входам и через

90531 6 блок инвертирования к соответствующим вторым информационным входам блока коммутации, выход дешифратора подключен к управляющему входу блока коммутации, выходы которого соединены с соответствующими третьими входами блока кодирования.