Устройство кодирования телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к телеви - дению. Цель изобретения - повышение точности кодирования. Устр-во содержит АЦ11 1 , блок памяти 2, блок выбора 3 эл-тов изображения, двухканальный коммутатор 4, сумматор 5, блок вычитания 6j сумматор 7 модулей, вычислительный блок (ВБ) 8, квантователь 9 и блок кодирования 10. Исходньй аналоговый видеосигнал преобразуется в цифровую форму и после задержки в блоке памяти 2 на время полного телевизионного кадра цифровой видеосигнал подается на блок выбора 3, который определяет наличие или отсутствие межкадрового движения для каждого эл-та в пределах кодируемой группы и на этой основе формирует результирующий сигнал движения для кодируемой группы. Результат этого анализа используется для вь;бора одного из двух вариантов обработки кодируемой группы путем подачи сигнала с выхода блока выбора 3 на управляющий вход коммутатора 4. При этом пер - вый вариант обработки характеризуется отсутствием межкадрового движения , а второй - его наличием. Цель достигается введением блока выбора 3, коммутатора 4 и ВБ 8, с помощью которого производится дополнительная обработка кодируемого фрагмента. Устр-во по пп. 2 и 3 ф-лы отличается вьтолнением блока памяти 2 и ВБ 8. 2 з.п. ф-лы, 9 ил. 1/ сл с: 00 00 00 cpuft

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) д1) 4 Н 04 N 7/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 4116634/24-09

° °

22) 20.06.86

46) 15.03.88. Бюл. 1(- 10 (72) В. Ю. Епанечников, Ф. М. Петруня и С. В. Cappûêñ (53) 621.397.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

91056455, кл. H 04 N 7/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО КОДИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повьппение точности кодирования. Устр-во содержит АЦП 1, блок памяти 2, блок выбора 3 эл-тов иэображения, двухканальный коммутатор 4, сумматор 5, блок вычитания 6 сумматор 7 модулей, вычислительный блок (ВБ) 8, квантователь 9 и блок кодирования 10. Исходный аналоговый видеосигнал преобразуется в цифровую форму и после задержки в блоке памяти 2 на время полного телевизионного кадра цифровой видеосигнал подается на блок выбора

3, который определяет наличие или отсутствие межкадрового движения для каждого эл-та в пределах кодируемой группы и на этой основе формирует результирующий сигнал движения для кодируемой группы. Результат этого анализа используется для выбора одного иэ двух вариантов обработки кодируемой группы путем подачи сигнала с выхода блока выбора 3 на управляющий вход коммутатора 4. При этом пер» вый вариант обработки характеризуется отсутствием межкадрового движения, а второй — его наличием. Цель достигается введением блока выбора

3, коммутатора 4 и ВБ 8, с помощью которого производится дополнительная обработка кодируемого фрагмента °

Устр-во по пп ° 2 и 3 ф-лы отличается выполнением блока памяти 2 и ВБ 8.

2 з.п. ф-лы, 9 ил.

1381730

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для кодирования телевизионного сигнала. 5

Цель изобретения — повышение точности кодирования.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства кодирования телевизионного сигнала; на фиг ° 2 — схема блока памяти; на фиг. 3 — схема блока перезаписи; на фиг. 4 — схема блока выбора элементов изображения; на фиг. 5 — схема двухканального коммутатора; на 15 фиг. 6 - схема вычислительного блока; на фиг. 7 — схема блока кодирования; на фиг. 8 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 9 — диаграмма уровней, соответствующая параметрам кодируемого фрагмента.

Устройство кодирования телевизионного сигнала (фиг. !) содержит аналого-цифровой преобразователь 25 (АЦП) 1, блок 2 памяти, блок 3 выбора элементов изображения, двухканальный коммутатор 4, сумматор 5, блок 6 вычитания, сумматор 7 модулей, вычислительный блок 8, квантователь 9 и блок 10 кодирования.

Блок 2 памяти (фиг. 2) содержит первый и второй блоки 11 и 12 задержки на поле и блок 13 перезаписи.

Блок 13 перезаписи (фиг. 3) содер- 35 жит блоки 14-16 памяти поля, блоки

17 и 18 памяти строки, двухвходовые коммутаторы 19 и 20, дешифратор 21 и делители 22 и 23.

Блок 3 выбора элементов изображе- 40 ния,(фиг. 4) содержит блоки 24 и 25 вычитания, блок 26 задания порога, блок 27 задержки на строку, последовательно-параллельные регистры 28 и

29, параллельный регистр 30, блок 31 45 анализа, блоки 32 и 33 задержки на поле и блок 34 памяти поля.

Двухканальный коммутатор 4 (фиг. 5) содержит коммутаторы 35.1

35.4 °

Вычислительный блок 8 (фиг. 6) содержит блок 36 деления, блок 37 вычитания и сумматоры 38 и 39 модулей.

Блок 10 кодирования (фиг. 7) содержит элемент задержки 40, формирователь 41 импульсов и регистр 42.

Устройство кодирования телевизионного сигнала работает следующим образом.

I ч, 1

V4 и и 1r г V Vq ь

1 т и

6 и II т Ь

)где верхние индексы I u II обозначают номер полукадра (поля), а нижние индексы 1, 2, 3,...8 — номера элементов в двух фрагментах, образующих блок. В каждом из фрагментов элементы расположены на двух смежных строках по четыре на каждой строке.

Блок из второго кадра, также содержащий шестнадцать элементов, можно записать аналогичным образом:

III III

1 2

III III

3 4

IV

IV

В аналого-цифровом преобразователе 1 исходный аналоговый видеосигнал преобразуется в цифровую форму (фиг. 8,а) ° После задержки на время полного телевизионного кадра, осуществляемой в блоке 2 памяти (фиг. 8б,в,г) т цифровой видеосигнал подается на вход блока 3, на другой вход которого сигнал поступает непосредственно с выхода АЦП 1. Устройство кодирования телевизионного сигнала осуществляет межкадровое групповое кодированием

Кодируемая группа образуется двумя блоками элементов из двух смежных кадров (по одному блоку в каждом кадре). Блок 3 определяет наличие или отсутствие межкадрового движения для каждого элемента в пределах кодируемой группы и на этой основе формирует результирующий сигнал движения для кодируемой группы. Результат этого анализа используется для выбора одного из двух вариантов обработки кодируемой группы путем подачи сигнала с выхода блока 3 (фиг. 8д) на управляющий вход двухканального коммутатора 4.

Блок из первого кадра, содержащий, например, шестнадцать элементов, может быть записан следующим образом:

1381730

III III

5 6

III III

7 8

IV IV IV IV 5

5 6 7 8

I

V4

I 1 I I

Ч5 Ч6 ч, 25 а из блока второго кадра - элементы

IV

IV

IV

IV

IV IV IV IV

5 6 7 8

При втором варианте обработки кодируемой группы, характеризующемся наличием межкадрового движения, из блока первого кадра будут выбраны как и при первом варианте элементы:

4 0

Ч, 1

Ч5

Ч, а иэ блока второго кадра — элементы: 45

II I III II I

2 3 4

ТТТ ТТХ ? 50

6 7 8

Информационные сигналы, соответствующие сформированным в результате описанного выбора фрагментам, состоя55 щим из восьми элементов каждый, фор мируются двухканальным коммутатором

4 при воздействии сигнала движения на его управляющий вход. где верхние индексы III u IV обозначают соответственно первый и второй полукадры (поля) в данном кадре, При отсутствии межкадрового движения соответствующие элементы обоих блоков будут равны.

Лри первом варианте обработки кодируемой группы, характеризующемся отсутствием межкадрового движения, !

5 на выход коммутатора 4 подаются фрагменты из каждого блока кодируемой группы, причем из блока в первом кадре будут выбраны элементы

Па фиг, 8 цифрами I ТI, III, IV обозначены интервалы времени, соответствующие четырем полям, образующим дна смежных кадра, элементы из которых кодируются совместно. Цифры »,...IV обозначают два последующих смежных кадра. На диаграммах можно видеть, что информация, записываемая блоком 13 перезаписи телевизионного сигнала в течение интервала одного телевизионного поля, выводится из него за интервал, равный двум полям.

Аналогично работает блок 34 памяти, входящий в блок 3.

С выхода двухканального коммутатора 4 информационные сигналы подаются на вход сумматора 5, где вычисляется среднее значение по кодируемому фрагменту а,. В блоке 6 вычитания определяется разность между значением каждого элемента кодируемого фрагмента и значением а, для данного фрагмента (т.е. у; -à,). .Сумматор 1 модулей осуществляет сложение модулей указанных разностей. Результаты этих вычислений (a<, а и матрица знаков разности, полученных при вычислении коэффициентя а для кодируемого фрягмента) подаются в квантователь 9. указанных операций производится дополнительная обработка кодируемого фрагмента. Для этого в вычислительный блок 8 подаются значения разностей у, -я, матрица знаков указанных разностей и значения а . В блоке 36 на основании данных матрицы знаков определяется число P показьг" вающее количество элементов в кодируемом фрагменте, которые имеют значения, превышающие а,, и число п = N-P (где N — общее число элементов в фрагменте) ° В этом же блоке производится вычисление значений а jP и à /n. Вычисленные значения а /Р и а /n подаются на первый вход блока

37 вычитания, на второй и третий входы которого подаются значения разностей у; — а, и знаки этих разностей с выходов блока 6 вычитания.

Работу блока 37 вычитания поясняет диаграмма (фиг. 9), на которой представлен возможный набор значений

1 < i элементов у,, yz, y» у4 иэ состава кодируемого фрагмента. Если остальные элементы данного фрагмента имеют такие же значения Т,е. у = у и т.д., то уровень а< показывает среднее значение по кодируемому

1381730 фрагменту, а отрезки а, а", а и

Н а представляют собой разности, которые вычисляются в блоке 37 вычитания. Сумматоры 38 и 39 модулей про- 5 изводят сложение по модулю всех вьгчисленных разностей, причем на сумматор 38 модулей направляются четыре . разности кодируемого фрагмента: а,, 1 а1, а" и а",, относящиеся к уровню а + а /Р, а на сумматор 39 моду1 и лей - четыре разности а, а,, а и

И

: а+ относящиеся к уровню а, — а /п.

В квантователе 9 для полученных коэффициентов а,, а, а и а исполь-15 зуется шкала с меньшим числом уровней, чем в АЦН 1, Наряду с линейным квантованием, значения а подвергаются последующему нелинейному квантованию в пределах трех различных шкал, 2 диапазоны которых определяются с учетом зависимости величины а от величин а, и P.

Блок IO кодирования объединяет в единое кодовое слово все указанные параметры кодируемого фрагмента (коэффициенты а,, а, а и а, две матрицы знаков разности, полученных при вычислении коэффициентов а, а э и а+), а также один бит информации, 30 указывающий на шкалу квантования коэффициента а, и один бит-указатель движения в кодируемой группе. Кроме этого, в итоговое кодовое слово вводится информация о цветности изображения.

В блоке 10 кодирования ввод всей информации в регистр 42 производится параллельно, а вывод — последовательно (фиг. 8е). В элементе 40 задержки осуществляется задержка сигнала движения для синхронности поступления в регистр 42 информации, ОтнОсящейся к одноЙ Группе Импульсы 45 записи, в интервале которых производится ввод информации в регистр 42, формируются формирователем 41 из поступающих на его входы сигнала основной тактовой частоты и сигнала часто50 ты групп. Для предлагаемого варианта кодируемой группы частота групп в четыре раза меньше частоты элементов.

Частота повторения формируемых формирователем 41 импульсов записи равна частоте групп, а длительность этих

55 импульсов примерно равна одному периоду сигнала основной тактовой частоть1. В качестве сдвигающего синхросигнала для регистров 42 используется сигнал основной тактовой частоты.

Формула изобретения

1. Устройство кодирования телевизионного сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифгровой преобразователь и блок памяти, последовательно соединенные сумматор, блок вычитания и сумматор модулей, а также последовательно соединенные квантователь и блок кодирования, при этом первый и второй входы квантователя соединены соответственно с выходом сумматора модулей и вторым вьгходом сумматора, вход которого объединен с вторым входом блока вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности кодирования, в него введены блок выбора элементов изображения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом аналого-цифрового преобразователя и первым выходом блока памяти, двухканальный коммутатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока памяти, управляющий вход соединен с выходом блока вьгбора элементов изображения и объединен с другим входом второго блока кодирования, а также вычислительный блок, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом блока вычитания, вторым выходом блока вычитания и выхо» д< м сумматора модулей, а первый, второй и третий выходы соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами квантователя, при этом выход двухканального коммутатора соединен с вторым входом блока вычитания.

2. Устройство по п. I о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок памяти содержит последовательно соединенные первый блок задержки на поле, вход которого является входом блока памяти, второй блок задержки на поле, выход которого является первым выходом блока памяти, и блок перезаписи, другой вход которого соединен с выходом первого блока задержки на поле, а первый и второй выходы являются вторым и третьим выходами блока памяти.

1381730

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит блок деления, первый и второй входы которого явля5 ются соответственно третьим и вторым входами вычислительного блока, а первый выход является первым выходом вычислительного блока, блок вычитания, первый вход которого соединен с вторым выходом блока деления, второй вход является первым входом вычислительного блока, а третий вход объединен с вторым входом блока деления, а также первый и второй сумматоры модулей, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока вычитания, а выходы являются соответственно вторым и третьим выходами вычислительного блока.

138! 730

1381730 цгб ри2, 7

1 !

/ // ///

1 ! фа4Ылллм l йвЯо3лиллй даЮодлоир !

I ! /// /у

Ф г д

У!

У, Составитель Э. Борисов

Редактор А. Лежнина ТехредЛ.Сердюкова Корректор М. Демчик

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1195/56

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

1381730 а e /" // /// /У"

I !

„у I