Система передачи цветного телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к средствам связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости передачи сигналов цветности. Система передачи цветного телевизионного сигнала содержит передающую и приемную стороны. На передающей стороне из сигналов основных цветов образуются яркостный и два цветоразностных сигнала, которые преобразуются в полный передаваемый сигнал. Затем осуществляется субдискретизация этого сигнала и на выходе передающей стороны образуется полный видеосигнал отсчетов, содержащий синхронизирующие импульсы. На приемной стороне системы полный видеосигнал отсчетов преобразуется, в результате чего восстанавливаются непереданные эл-ты изображения (отсчеты) в нечетных строках и эл-ты (отсчеты) в четных строках. Из восстановленного телевизионного видеосигнала на выходе приемной стороны выделяются сигнал яркости и сигнал цветности. Даны схемы передающей и приемной сторон и их блоков. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (11) (51)4 Н 04 И 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° ь 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4369022/24-09 (22) 20.01.88 (46) 30.11.89. Бюл. У 44 (71) Грузинский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) Т.А. Векуа, В.Г. Комар, О.С. Новаковская и Н.Г. Харатпшвили (53) 621.397 (088.8) (56) Ninomijà Y. А singlе Channel

HDTV breadcast System. — The "MUSE", NHK Lab. Note, Sept 1984, У 304. (54) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ЦВЕТНОГО TEJIEВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к средствам связи. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости передачи сигналов цветности. Система передачи цветного телевизионного сигнала содержит передающую и приемную стороны.

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано для передачи видеосигналов как цветного или черно-белого телевидения с повышенной четкостью, так и стандартной системы телевидения.

Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости передачи сигналов цветности.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы передачи цветного телевизионного сигнала; на фиг. 2— структурная электрическая схема приемной стороны системы передачи цветного телевизионного сигнала; на фиг. 3 — спектр сигнала телевидения

На передающей стороне из сигналов основных цветов образуются яркостный и два цветораэностных сигнала, которые преобразуются в полный передаваемый сигнал. Затем осуществляется субдискретиэация этого сигнала, и на выходе передающей стороны образуется видеосигнал отсчетов, содержащий синхрончзирующие импульсы. На приемной стороне системы полный видеосигнал отсчетов преобразуется, в результате чего восстанавливаются непереданные эл-ты изображения (отсчеты) в нечетных строках и эл-ты (отсчеты)в четных строках. Иэ восстановленного телевизионного видеосигнала на выходе приемной стороны выделяются сигнал яркости и сигнал цветности. Даны схемы передающей и приемной сторон и их блоков. 7 ил. с высокой четкостью иэображения; на фиг. 4 и 5 — временные диаграммы; на фиг. 6 — фрагменты изображения; на фиг. 7 — структурная электрическая схема интерполятора полевого перемежения.

Система на передакш(ей стороне содержит кодирукнцую матрицу 1, генератор 2 стробирующих импульсов, генератор 3 коммутирующих импульсов, блок

4 преобразования спектра, коммутатор

5, блок 6 задержки, субдискретизатор

7, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12 и шестой 13 фильтры нижних частот, смеснтель 14 и генератор 15 синхросигнала, а на приемной стороне — аналого-цифровой

3 152 преобразователь (АЦП) 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 блоки полевой памяти, первый 22, второй 23,третий 24,четвертый 25, пятый 26 и шестой 27 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), блок 28 выделения динхроимпульсов, генератор 29 стробирующих импульсов, генератор 30 коммутирующих импульсов, фаэоинвертор 31, линию 32 задержки, первый 33 и второй 34 коммутаторы, интерполятор 35 полевого перемежения интерполятор 36 субдискретизации, смеситель 37,фильтр 38 нижних частот и полосовой фильтр 39.

Интерполятор полевого перемежения (фиг. 6) образуют первый 40, второй

41, третий 42, четвертый 43, пятый 44 и шестой 45 электронные коммутаторы и смеситель 46.

Интерполятор субдискретиэации (фиг. 7) содержит первую 47, вторую :.

48, третью 49, четвертую 50, пятую

51, шестую 52 линии задержки, первый

53, второй 54, третий 55, четвертый

i 56, пятый 57 и шестой 58 электронные коммутаторы и смеситель 59.

Система передачи цветного телевизионного сигнала работает следующим образом.

На входы кодирующей матрицы 1 поступают сигналы основных цветов. На его выходе образуется яркостный Е . и два цветоразностных сигнала Е

Е . В телевидении с высокой четкостью изображения сигнал яркости имеет спектр шириной до 20 МГц, сигналы цветности до 8 МГц.

На выходе блока 4 преобразования спектра образуется полный передаваеваай сигнал (фиг. 3). Сигнал яркости имеет спектр шириной до 20 МГц, а сигнал цветности передается так же как в системе СЕКАМ поочередно через

I строку (в первой строке — сигнал Е, „ в следующей строке — сигнал Е „) на ! поднесущей частоте 24 Мгц методом частотной модуляции, или одновремен-, но, например, как s системе PAL. Такое частотное разделение сигналов яркости устраняет (или сникает) перекрестные помехи между ними.

Спектр полного видеосигнала (яркость + цветность) U занимает полосу частот до f = ?8 МГц. На фиг. 4 показана осциллограмма этого полного видеосигнала U для строк развертки поля 1 (фиг. 4а, нечет5944 4 ные строки изображения), поля 2 (фиг. 4б, четные строки изображения), На фиг ° 4 показаны отсчеты (выборки)

1, 2, Зитд. и1, 2, 3 итд., которые должны быть взяты из этих сигналов с частотой дискретизации не менее f,= 2,25; f = 2, 5 ° 28

63 МГц при интервале между отсчетаЭ

4 ми Т = 1/f = 1/63»10 = 0,016 мкс у

16 нс. Длительность отсчетон

0,5 Т = 0,5 ° 16 нс = 8 нс, спектр таких отсчетов имеет ширину f„0>5 i, = (0,5:0,008) Мгц = 62,5 МГц.

Для сокращения спектра этих отсчетов необходимо увеличить их длитель-, ность, для чего следует исключить несколько отсчетов в каждом поле в соответствующем интервале времени и

20 расширить этот отсчет на этот интервал времени. С этой целью в поле 1 передаются только отсчеты 1,7,13 и

C т,д. (отсчеты, взятые импульсами

U, (фиг. 4в); в поле 2 — только от25 счеты 2, 8, 14 и т.д. (отсчеты, взятые импульсами U (фиг. 4г) ) в поле 3 — только отсчеты 3, 9, 15 и т д. (отсчеты, взятые импульсами 11 (фнг. 4д)), в поле 4

30 только отсчеты 4, 10, 16 и т.д. (отсчеты, взятые импульсами U4 (фиг. 4е)), в поле 5 — только отсчеты 5, 11, 17 и т.д. (отсчеты, взятые импульсами V (фиг. 4ж)), в поле 6 только отсчеты 6., 12, 18 и т.д. (отсчеты, взятые импульсами U (фиг. 4з)) . В полях 7, 8, ..., 12 все повторяется. Таким образом, за

6 полей передается половина всех отсчетов всех (четных и нечетньм)

40 и строк. Из фиг. 4 видно, что отсчеты2, 4, 6 и т.д. нечетных строк изображения и отсчеты 1, 3, 5 и т.д. для четных строк изображения не пе45 редаются. Эти отсчеты восстанавливаются в приемнике путем интерполяции с применением пяти устройств памяти на каждое одно поле.

В субдискретизаторе 7 осуществляется указанная субдискретизация полного видеосигнала. Для этого на его вход поступает полный видеосигнал, а на управляющие входы — соответствующие стробирующие (управляющие) сигналы (U, Uz У, фиг. 4), частота повторения которых равна f =

1/ i = (1/6Т ) = (2 25/6) f д,=2,25/6.28 МГц 10,2 МГц. Длительность этих импульсов равна 8 нс, 5 15259 период их повторения 1 = 96 нс, а спектр частот полученных отсчетов

f. = 0,5/ ", = (0,5/8 10 ) = 62,5 МГц.

С помощью коммутатора 5 осуществляется полевое перемежение, т.е. н поле

1 отсчеты получаются только на перном выходе субдискретизатора 7, в поле 2 на втором выходе субдискретиэатора

7 и т.д. Блок 6 задержки создает задержку на время °, = 8 нс. Такие задержки необходимы для того, чтобы отсчеты в четных строках (поля ?, 4, 6, ...) были сдвинуты на время Г, от соответствующих отсчетов в нечетных строках (поля 1, 3, 5,...) .

Генератор 2 стробирующих импульсов управляется импульсами с частотой строк с периодом Н (длительность строки в месте с обратным ходом). Комму- 20 татор 5 управляется импульсами от генератора коммутирующих импульсов, который управляется импульсами с частотой f „ и периодом Т и (например, Т „ = 20 мс при f,=- 50 Гц). Полученные 25 на выходах субдискретизатора 7 отсчеты проходят через фильтры 8-13 ниж— них частот, которые имеют полосу пропускания частот до f „„--- 5,2 МГц.

На выходе фильтров 8-13 нижних частот получаются отсчеты длительностью (U,, U„, V на фиг. 5а, б, в). С выходов фильтров 8-13 нижних частот сигналы (т.е. огибающие отсчегов) со спектром шириной f < = 5 2 МГц пор нч

35 даются на смеситель 14. На смеситель

14 подается также синхросигнал с генератора 15 синхросигналов. Работа генератора 15 синхросигнала управляется импульсами с частотой строк и

40 полей. На выходе смесителя 14 образуется полный видеосигнал отсчетов (т. е. видеосигнал, который содержит синхронизирующие импульсы) .

На приемной стороне системы полный 45 видеосигнал оТс. ÷åòoâ со спектром

f „ = 5,2 МГц поступает одновременно на входы аналого-цифрового преобразователя 16 и блока 28 выделения синхроимпульсов. На выходах блоков 1721 и соответственно на выходах ЦАП

22-27 сигналы полей 1, 3, 5 и 2, 4, 6 существуют одновременно. С помощью первого коммутатора 33 сигналы полей

1, 3, 5, а с помощью второго коммутатора 34 сигналы полей 2, 4, 6 г подаются на входы интерполятора 35 полевого перемежения и интерполято44 6 ра 36 субдискретиэации, на управляющие входы которых поступают стробирующие импульсы с генератора

"9 стробирующих импульсов через линию 32 задержки. Дпительность импульсов на выходе генератора 29 стробирующих импульсов Г, = 8 нс, и.. период i . = 96 гс, как и н передающей части системы (фиг. 1) . 1!а управляющие входы интерполятора 35 полевого перемежения стробирующие импульсы с линии 32 задержки подаются таким образом, что на его выходе образуются отсчеты, соответствующие стробирующим сигналам U, U

U на фиг. 4.

Рассмотрим подробно работу интерполятора 35 полевого перемежения.

Сигналы полей 2, 4, 6 и полей 1, 3, 5 поступают соответственно на входы электронных коммутаторов 40, 42, 44 и 41, 43, 45, на управляющие входы которых поступают соответствующие стробирующие импульсы 0, U, U u

U,, U, U . На выходе смесителя 46 образуются отсчеты, соответствующие указанным стробирующим сигналам.

Коммутаторы 33 и 34 управляются импульсами, вырабатываемыми генератором 30 коммутирующих импульсов, который управляется импульсами с переходом (Т„ = 20 мс), полученными на выходе блока 28 выделения синхроимпульсов. Генератор 29 стробирующих, импульсов управляется импульсами с частотой строк с периодом Н, которые получаются на выходе блока 28 выделения синхроимпульсов.

Для восстановления в приемнике непереданных элементов изображения (отсчетов) 2, 4, 6,... в нечетных строках и элементов (отсчетов) 3, 5,7,... в четных строках (фиг. 4) служит интерполятор 36 субдискретизации. Для этого íà его управляющие входы подаются соответствующие стробирующие импульсы с линии задержки 32.

Рассмотрим подробно работу интерполятора 36 субдискретизации.

Сигналы полей 2, 4, 6 и 1, 3, 5 поступают на входы линии 47-52 задержки, которые эадерясчвают входную информацию на длительность строки.

Вследствие этого, на выходах коммутаторов 54, 56, 58 образуются, соответственно, отсчеты 2 -8 -14

4 -10 — 16,... и 6 — 12 -18 ... во время наличия строк полей 1, 3, 5, а

1525944 на выходах коммутаторов 53, 55, 57 отсчеты 1 — 7 — 13,..., 3 — 9 — 15, и 5 — 11 — 17 ... во время наличия строк полей 2, 4, 6. На выходе смесителя 59 восстанавливаются пропу5 щенные отсчеты четных и нечетных строк.

В смесителе 37 восстанавливается видеосигнал телевидения с высокой четкостью изображения за 6 полей развертки.

Фильтром 38 нижних частот из этого видеосигнала выделяется сигнал яркости с верхней граничной частотой 20 ИГц, а с помощью полосового фильтра 39 — сигнал цветности на поднесущей частоте ?4 ИГц.

Ф о р м IJ л а и 3 о б р е т е н и Я 20

Система передачи цветного телевизионного сигнала, содержащая на передающей стороне кодирующую матрицу, три входа которой являются сигналь- . 25 ными входами передающей стороны, генератор синхросигнала, коммутатор, субдискретизатор и первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым входом смесителя, а на 30 приемной стороне — аналого-цифровой; преобразователь (АЦП), вход которого является входом приемной стороны, последовательно соединенные первьл и второй блоки полевой памяти, третий блок полевой памяти, первый, второй и третий цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), интерполятор полевого перемежения и интерполятор субдискретизации выходы которых соединены соот- 4 ветственно с первым и вторым входами смесителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости передачи сигналов цветности, введены на передающей сто- 45 роне генератор стробирующих импульсов и генератор коммутирующих импульсов, входы которых являются входами синхросигнала системы передачи цветного телевизионного сигнала и соединены

50 соответственно с первым и вторым входами генератора синхросигнала, а выходы соединены соответственно с сигнальным и управляющим входами коммутатора, а также введены пять дополНительных фильтров нижних частот, 55 блок задержки и блок преобразования спектра, к трем входам которого подключены соответствующие выходы кодирующей матрицы, а выход соединен с сигнальным входом субдискретизатора, к шести управляющим входам которого подключены соответствующие выходы коммутатора через блок задержки, первый выход субдискретизатора соединен с входом первого фильтра нижних частот, с второго по шестой выходы соединены соответственно через одноименные фильтры нижних частот с одноименными входами смесителя, к седьмому входу которого подключен выход генератора синхросигнала, а выход является выходом передающей стороны, а на приемной стороне введены четвертый, пятый и шестой ЦАП, последовательно соединенные четвертый блок полевой памяти, к входу которого подключен вход четвертого ЦАП и выход третьего блока полевой памяти, и пя тый блок полевой памяти, к входу которого подключен вход пятого ЦАП, а выход соединен с входом шестого

ЦАП, первый и второй коммутаторы, последовательно соединенные блок выделения синхроимпульсов, к входу которого подключен вход АЦП, генератор стробирующих и;пульсов и линия задержки, шесть входов которой соединены с объединенными соответствующими входами интерполятора полевого перемежения и интерполятора субдискретизации, объединенные сигнальные первый, второй и третий входы которых соединены с Первым, вторым и третьим выходами первого коммутатора, к первому, второму и третьему сигнальным входам которого подключены соответственно выходы шестого и четвертого ЦАП и выход первого блока полевой памяти через второй ЦАП, а также последовательно соединенные генератор коммутирующих импульсов, к входу которого подключен второй выход блока выделения синхроимпульсов, и фазоинвертор, к входу которого подключен управляющий вход первого коммутатора, а выход соединен с управляющим входом второго коммутатора, к первому, второму и третьему сигнальному входам которого подключены соответственно выход пятого ЦАП, выход второго блока полевой памяти через третий ЦАП и выход ЦАП через первый

ЦАП, к входу которого подключен вход первого блока полевой памяти, и последовательно соединенные фильтр нижних частот, к входу которого подклю1О

1525944 чен выход смесителя, и полосовой фильтр, выход которого и выход фильтра нижних частот являются выходами системы передачи цветного тслевизионН

В ного сигнала, при этом выход второго блока полевой памяти соединен с объединенными входами третьего блока полевой памяти и третьего ЦАП.

1525944

С

Фис, Ф

2

Ug а

0088fи, /10ЛЮЯ

ПолеЫ

1 Ю <ь . Ь

lO д/7ЮО Л!

525944

Фие s

Фие. 6

1525944 т д лака д (Рие. у

Составитель И. Грацианская

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор О. Ципле

Заказ 7247/57 Тираж 626 П одпис иое

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина> 101