Способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала

 

Изобретение обеспечивает сокращение объема кодовой цифровой последовательности . Способ заключается в том, что исходный телевизионный сигнал при кодировании дискретизируют, разделяют на блоки элементов изображения (БЭИ), в каждом из них определяют пороговые уровни (ПУ) и величины интервалов квантования (ИК).- При этом за ПУ в каждом БЭИ принимают миним. величину из кодов амплитуд элементов изображения, а за величину ИК принимают частное от деления разности между макс, и миним.величинами из кодов амплитуд элементов изображения данного БЭИ на число уровней квантования. Далее каждому ИК присваивается номер, и каждый элемент БЭИ кодируют, присваивая ему номер того ИК, которому соответствует код амплитуды данного элемента изображения. Из кода ПУ, кода величины ИК и кодов номеров ИК каждого элемента изображения формируют последовательность , соотв.кaждo ry БЭИ. При декодировании производят обратные действия. Способ поясняется р аботой устр-яа. 2 ил. (Л .оо СП со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бР 4 H 04 N 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3923990/24-09 (22) 08.0?.85 (46) 15.12,87. Бюл. Р 46 (71) Институт проблем передачи информации АН СССР (72) В.Б.Тхор (53) 621.397 (088.8) (56) Техника кино и телевидения.

1977, N 9, с. 52-53. (54) СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение обеспечивает сокращение объема кодовой цифровой последовательности. Способ заключается в том, что исходный телевизионный сигнал при кодировании дискретизируют, разделяют на блоки элементов изображения (БЭИ), в каждом из них определяют пороговые уровни (ПУ) и величины интервалов квантования (ИК), При этом за ПУ в каждом БЭИ принимают миним. величину из кодов .амплитуд элементов изображения, а за величину ИК принимают частное от деления разности между макс. и миним.величинами из кодов амплитуд элементов иэображения данного БЭИ на число уровней квантования. Далее каждому

ИК присваивается номер, и каждый элемент БЭИ кодируют, присваивая ему номер того ИК, которому соответствует код амплитуды данного элемента изображения. Из кода ПУ, кода величины ИК и кодов номеров ИК каждого элемента изображения формируют последовательность, соотв.каждому БЭИ, При декодировании производят обратные действия, Способ поясняется работой устр-ва. 2 ил, 1359914Изобретение относится к адаптивному кодированию телевизионных сигналов.

Цель изобретения — сокращение объема кодовой цифровой последовательности.

На фиг.1 показана структурная электрическая схема устройства, реализующего способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала, кодирующая часть; на фиг.2 — то же, декодирующая часть.

Способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала заключается в следующем.

Аналоговый телевизионный сигнал

15 после дискретизации резделяют на блоки элементов изображения. В каждом блоке элементов изображения on- 20 ределяют минимальную и максимальную величины из кодов амплитуд элементов, изображения — пороговые уровни, т.е. определяют диапазон изменения яркости в данном блоке элементов изображения, Разницу между максимальным и минимальным значениями кодов амплитуд элементов изображения делят на число уровней квантования. Каждому полученному интервалу квантования присваи- 30 вают свой номер. Определяют какому интервалу квантования соответствует код амплитуды каждого элемента изображения и присваивают этому элементу номер того интервала квантования, 35 которому соответствует код амплитуды данного элемента иэображения.

Формируют кодовые последовательности для каждого блока элементов изображения, куда включают код поро- 40 гового уровня в виде кода минимальной величины из кодов амплитуд элементов изображения, код величины интервала квантования и коды номеров интервалов квантования, соответствующие,каж- „ дому элементу иэображения в блоке элементов иэображения.

Сформированные кодовые последовательности для каждого блока элементов изображения объединяют в единую ко50 довую цифровую последовательность, которую можно передавать по линиям связи, запоминать в блоке памяти или записывать на видеомагнитофон.

Декодирование кодовой цифровой пос. 55 ледовательности осуществляют, разделив ее на кодовые последовательности, соответствующие каждому блоку элементов изображения. Затем из кодовых последовательностей выделяют код порогового уровня, код величины интервала квантования и коды номеров интервалов квантования, соответствующие каждому элементу изображения в блоке элементов изображения °

Используя значение минимальной величины амплитуды элементов изображения в данном блоке элементов изображения, которая была выделена из кодовой последовательности в виде кода порогового уровня, и величину интервала квантования, определяют коды амплитуд телевизионного сигнала, соответствующие каждому номеру интервалов квантования.

Определяют код амплитуды телевизионного сигнала каждого элемента изображения, сравнивая код номера интервала квантования и коды номеров интервалов квантования, соответствующие каждому элементу изображения, При совпадении номеров данному элементу изображения присваивают код амплитуды телевизионного сигнала, соответствующий данному номеру интервала квантования, Таким образом каждому элементу изображения в блоке элементов изображения присваивается значение кода амплитуды телевизионного сигнала, после чего полученные коды амплитуд преобразуются в аналоговый сигнал и направляются потребителю.

Кодирующая часть устройства, реализующего способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала (фиг.1), содержит аналогово-цифровой преобразователь i вход которого является входом телевизионного сигнала, первый блок 2 памяти, первый коммутатор 3, второй коммутатор 4, блок 5 вычитания, первый блок б деления, второй блок ? памяти, блоки

8-1...8-(N-1) суммирования, каждыйиз которых содержит первый регистр 9, второй регистр 10, третий регистр 1 1 и первый сумматор 12, Кроме того, кодирующая часть содержит шифратор 13 и блок 14 формирования кодовой цифровой последовательности, Выход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с входом первого блока 2 памяти, выход которого соединен с входом второго. блока 7 памяти, через первый коммутатор 3 с первым входом блока 5 вычитания, через второй коммутатор 4 — с вторым

1359914—

20

В блоке 8- (И-1 ) суммирования второй выход отсутствует.

Декодирующая часть устройства, реализующего способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала (фиг,2), содержит разделитель 15 кодовой цифровой последовательности, блоки 16-1... 16-N определения уровней квантования, каждый из которых о содержит. четвертый регистр 17, пятый регистр 18, шестой регистр 19, второй сумматор 20, третий сумматор 21 и второй блок 22 деления. Кроме того, декодирующее устройство содержит блок. 23 регистров, дешифратор 24, третий блок 25 памяти и цифроаналоговый преобразователь 26, выход которого является выходом телевизионног@ сигнала.

55 входом блока 5 вычитания, с первым входом блока 8-1 суммирования и с первым входом блока 14 формирования кодовой цифровой последовательности.

Выход второго блока 7 памяти соединен с первым входом шифратора 13. Первые выходы всех блоков 8-1...8-(N-1) суммирования соединены соответственно со 2...N входами шифратора 13.

Второй выход блока 8-1 суммирования соединен с первым входом блока

8-2 суммирования, второй выход блока

8-2 суммирования соединен с первым входом блока 8-3 суммирования,..., второй выход блока 8-(N-2) суммирования соединен с первым входом блока

8-(N-1) суммирования.

Выход блока 5 вычитания через первый блок 6 деления соединен со вторыьы входами всех блоков 8-1... 8-(И-1) суммирования и со вторым входом блока 14 формирования кодовой цифровой последовательности, выход кото,р ого является выходом кодовой цифровой последовательности.

Вход первого регистра 9 является первым входом блока суммирования.

Вход второго регистра 10 является вторым входом блока суммирования.

Выход третьего регистра 11 является первым выходом блока суммирования.

Выход первого сумматора 12 соединен со входом третьего регистра 11 и является вторым выходом блока суммирования. Первый вход первого сумматора

12 соединен с выходом первого регистра 9, а второй вход — с выходом второго регистра 10.

Вход разделителя 15 кодовой цифровой последовательности является входом кодовой цифровой последовательности, первый выход его соединен с первым входом блока 16-1 определения уровней квантования, второй — с вторым и третьим входами блока 16-1

О определения уровней квантования и третий — через блок 23 регистров— с первым входом дешифратора 24, выход которого через третий блок 25 памяти соединен со входом цифроаналогового преобразователя 26, Первый, второй и третий выходы блока 16-1 определения уровней квантования соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 16-2 определения уровней квантования, первый, второй и третий выходы блока 16-2 определения уровней квантования соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 16-3 определения уровней квантования, первый, второй и третий выходы блока 16-(N-1) определения уровней квантования соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 16-N определения уровней квантования.

Четвертые выходы всех блоков

16-1...16-N определения уровней квантования соединены соответственно со 2...(N+1) входами дешифратора 24.

Вход четвертого регистра 17 объединен с первым входом второго сумматора 20 и является первым входом блоков 16-" 16-М определения уровней квантования.

Второй вход второго сумматора 20 является вторым входом блоков

16-1... 16-N определения уровней квантования. Вход пятого регистра

18 является третьим входом блоков i6-1... 16-N определения уровней квантования.

Выход четвертого регистра 17 является первым выходом блоков 16-1...

16-N определения уровней квантования.

Выход второго сумматора 20 соединен с первым входом третьего сумматора

21 и является вторым выходом блоков

16-1...16-N определения уровней квантования и третьим выходом блоков

16-1... 16-N определения уровней квантования. Выход пятого регистра

18 соединен с вторым входом третьего сумматора 21, выход которого через второй блок 22 деления соединен с

1359914

10

30 входом шестого регистра 19, выход которого является четвертым выходом блоков 16-1... 16-N определения уровней квантования.

Устройство, реализующее способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала, работает следующим образом.

Телевизионный сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, с вьгкода которого с частотой дискретизации сформированные элементы изображения поступают в первый блок 2 памяти, где они объединяются в блоки no N элементов изображения.

С выхода первого блока 2 памяти N кодовых комбинаций одного блока элементов изображения одновременно в параллельном коде поступают на входы коммутаторов 3 и 4 и на вход второго блока 7 памяти, где они запоминаются.

В коммутаторе 3 происходит определение наибольшей, а в коммутаторе 4 наименьшей кодовой комбинации в блоке элементов изображения.

С выхода коммутатора 3 наибольшая кодовая комбинация поступает на блок

5 вычитания. С выхода коммутатора 4 наименьшая кодовая комбинация поступает на второй вход блока 5 вычитания, на вход блока 8-1 суммирования и вход формирователя 14 кодовой цифровой последовательности. В.блоке 5 вычитания наименьшая кодовая комбинация вычитается из наибольшей кодовой комбинации, а резулЬтат подается на блок 6 деления. Результат деления поступает на входы блоков 8-1...8-(N-1)

- суммирования и на вход формирователя I4 кодовой цифровой последовательности. В блоке 8-1 сумми рования наименьшая кодовая комбинация запоминается в первом регистре

9, а результат деления с выхода блока 6 деления — во втором регистре 10.

Затем эти кодовые комбинации одновременно считываются на входы сумматора 12. Результат суммирования запоминается в третьем регистре 11 и" подается на первый вход блока 8-1 суммирования . В блоках 8-2...8-(N-1) суммирования аналогичным образом ойределяют границу остальных интервалов. Когда все регистры блоков

8-1...8-,(N-1) суммирования окажутся заполненными, происходит считывание содержимого третьих регистров 1 1 всех блоков 8-1...8-(N-1) суммирования на

2...N входы шиАратора 13. В шифраторе 13 вырабатываются кодовые комбинации номеров интервалов квантования, в которые попали по своему значению элементы блока элементов изображения.

С выхода шифратора 13 N кодовых комбинаций поступают на третий вход формирователя 14 кодовой цифровой последовательности, .В нем происходит объединение всех входных кодовых комбинаций в единичную цифровую последовательность.

В декодирующей части устройства с выхода разделителя 15 кодовой цифровой последовательности, где происходит операция, обратная операции формирователя 14 кодовой цифровой последовательности, кодовая комбинация величины интервала квантования поступает на вход второго сумматора

20 и четвертого регистра 17. На другой вход второго сумматора 20 поступает кодовая комбинация амплитуды наименьшего элемента в блоке элементов иэображения, которая запоминается в пятом регистре 18. С выхода четвертого регистра !7 кодовая комбинация величины интервала квантования подается на вход блока 16 — 2 определения уровней квантования, Результат суммирования с выхода второго сумматора 20 поступает на первыи вход третьего сумматора 21 и на второй вход блока 16-2 определения уровней квантования. На второй вход сумматора 21 поступает кодовая комбинация с выхода пятого регистра 18.

Результат суммирования подается на вход второго блока 22 деления, где делится на 2 и на вход блока 16-2 определения уровней квантовачия.

Кодовая комбинация полусуммы запоминается затем в шестом регистре 19 °

Когда все регистры блоков 16-1... 16-N определения уровней квантования окажутся заполненными, происходит считывание их содержимого на входы

2...(Ы +1) дешифратора 24, а на первый вход одновременно поступят кодовые комбинации из блока 23 регистров, в которых хранились выделенные разделителем 15 кодовой цифровой пос- ледовательности кодовые комбинации номеров интервалов квантования, В результате с выхода дешифратора

24 кодовые комбинации, соответствующие определенным уровйям квантования

1359914 блока 25 блока 25 уровней частотой поступят на вход третьего памяти. С выхода третьего памяти кодовые комбинации квантования считываются с дискретизации в параллельном коде на вход цифроаналогового преобразователя 2б, на выходе которого образуется восстановленный телевизионный сигнал. формула изобретения

Способ кодирования и декодирования телевизионного сигнала, при котором исходный телевизионный сигнал при кодировании дискретизируют и разделяют на блоки элементов изображения, определяют в каждом блокЕ элементов изображения пороговые уровни и величины интервалов квантования, каждому интервалу квантования присваивают свой номер, кодируют каждый элемент блока элементов изображения путем присвоения ему номера того интервала кодирования, которому соответствует код амплитуды данного элемента изображения, формируют кодовые последовательности, соответствующие каждому блоку элементов изображения из кода порогового уровня, когда величины интервала квантования и кодов номеров интервалов квантования, соответствующих каждому элементу изображения в блоке элементов иэображения, формируют кодовую цифровую последовательность в виде кодовых последовательностей всех блоков элементов изображения, при декодировании разделяют кодовую цифровую последовательность на кодовые последовательности, соответствующие каждому блоку элементов иэображения, выделяют из каждой кодовой последовательности, 5 соответствующей блоку элементов изображения, код порогового уровня, код величины интервала квантования и коды номеров интервалов квантования, соответствующие каждому элементу ð изображения в блоке элементов изображения, в каждом блоке элементов изображения по коду порогового уровня и коду величины интервала квантования определяют коды амплитуд телевизионного сигнала, соответствующие каждому номеру интервала квантования, определяют код амплитуды каждого элемента изображения при совпа дении кода номера элемента изображе2о ния с кодом номера интервала квантовайия, производят цифроаналоговое преобразование кодов амплитуд каждого элемента изображения каждого блока элементов изображения и телевизионный сигнал, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения о объема кодовой цифровой последовательности, при кодировании пороговые уровни и величины нтервалов квантодб вания в каждом блоке элементов изображения определяют, принимая за пороговый уровень минимальную величину из кодов амплитуд элементов изображения данного блока элементов изображения, а за величину интервала квантования — частное от деления разности между максимальной и минимальной величинами: из кодов амплитуд элементов изображения данного блока

4р элементов изображения на число уровней квантования., 1359914

Составитель А.Федотов

Техред И.Попович

Редактор М.Товтин

Корректор А.Зимокосов

Заказ 6164/56 Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4