Способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к телеви- I дению и может быть использовано в вещательных и прикладных системах для передачи и приема цифрового сиг-4 нала. Цель изобретения - сокращение объема передаваемого цифрового телевизионного сигнала. Из исходного аналогового телевизионного сигнала i

цц Н 04 N 7/18

,г

V бар

Г д

ГОСУДМРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

APH fHHT OO0P

Э (21) 4479902/09 (22) 23.08.88 (46) 15.04,91.Бк.л. У 14 (71) Куйбьппевский электротехническии институт связи (72) В. Г.Балобанов (53) 621.397.(088,8) (5б) Kretzmer Е.R, Reducedalphabet

representation .of television signals.

"Conv. Rec. I RE", 1956, 4, 140.

2 (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕИА ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к телеви- дению и может быть использовано в вещательных и прикладных системах для передачи и приема цифрового сигнала. Цель изобретения — сокращение объема передаваемого цифрового телевизионного сигнала. Из исходного аналогового телевизионного сигнала l

1642594

40

50 формируют путем низкочастотной фильтрации сигнал от крупных деталей, который вычитают иэ исходного сигнала, и формируют сигнал от мелких деталей в горизонтальном направлении. Из сигнала от крупных деталей вычитают задержанный на строку сигнал от круп-, ных деталей и получают сигнал от мелких деталей в вертикальном направлении. Оба сигнала от мелких деталей преобразуют в цифровую форму путем квантования на малое число уровней

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в вещательных и прикладных системах для передачи и приема цифрового сигнала.

Цель изобретения — сокращение объема передаваемого цифрового телевизионного (ТВ) сигнала.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема передающего (кодирующего) устройства, реализующего способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала; на фиг.2— структурная электрическая схема приемного (декодирующего) устройства, реализующего способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала на фиг,З вЂ” временные диаграммы„ иллюстрирующие принципы сокращения объема передаваемого телевизионного м сигнала в передающем устройстве; на . фиг.4 — временные диаграммы, иллюст- j рирующие принципы сокращения объема передаваемого телевизионного сигнала в приемном устройстве.

Передающее (кодирующее) устройство (Фиг,1) содержит Фильтр 1 нижних . частот, первый блок 2 вычитания, эаноминающий блок 3 передающего устройства, второй блок 4 вычитания, первый блок 5 сложения, первый аналого- цифровой преобразователь (АЦП) б, управляющий блок 7 передающего устройства, второй аналого-цифровой преобразователь 8, первый ключ 9 цередающего устройства, второй ключ

10 передающего устройства и второй блок 11 сложения.

Приемное (декодирующее) устройст во (фиг,2) содержит селектор 12 синхроимпульсов, управляющий блок 13 приемного устройства, первый ключ 14, при высокой тактовой частоте, а сигнал от крупных деталей путем квантования на большое число уровней при низкой тактовой частоте. При приеме цифровые сигналы разделяют, декодируют и формируют аналоговый сигнал, соответствующее которому телевизионное изображение в силу особенностей зрительного анализатора воспринимается наблюдателем без заметного ухудшения четкости. 4 ил.

1 приемного устройства, второй ключ 15 приемного устройства, первый цифроаналоговый преобразователь (ЕЩП) 16, второй цифроаналоговый преобразователь 17, запоминающий блок 18 приемного устройства, первый сумматор 19

Ъ и второй сумматор 20.

Способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала основан на свойстве зрительного анализатора наблюдателя, заключающемся в том, что если нечетные (четные) поля (строки) ТВ изображения передавать с пониженной четкостью (в узкой полосе частот), а четные (нечетные) поля (строки) передавать с номинальной четкостью (в полной полосе частот), то в целом изображение будет восприниматься наблюдателем с нормальной четкостью..

Пусть на ТВ приемник (не показан) поступает аналоговый видеосигнал, нечетные поля которого ограничены по полосе частот, а четные переданы в полной полосе частот (фиг.За). Такой сигнал на передающей стороне может быть подвергнут следующей обработке.

Видеосигнал Uj» ñ частотой f+><< =

6 МГц (фиг.Зб) на передающей стороне ограничивают по частоте до 1,5 МГц (фиг. Зв) и подвергают аналого-цифровому преобразованию. Далее путем вычитания из видеосигнала Ug (фиг.Зб) сигнала Ur ..(Uo+, фиг.Зв), оградor ниченного по частоте, получают высокочастотную составляющую видеосигнала (фиг.Зг), несущую информацию о мелких деталях изображения в горизон .тальном направлении. Задержав сигнал

Ug на время 1 строки или поля и

5 164 производя вы а Ug .получают информацию о мелких; о™ деталях изображения в вертикальном направлении (фиг.Зд) . Учитывая, что межэлементная и межстрочная разности видеосигналов от вертикальных и горизонтальных линий одновременно не существуют, а от наклонных линий они практически идентичны, эти сигналы

Бд (фиг.,Зг) и Ug (фиг.Зд) можно передать вместе (фиг.3e). Полученный сигнал (фиг.3e), несущий информацию о мелких деталях изображения, передают на АЦП, Таким образом, при реализации данного способа в устройстве должно быть два АЦП: один для преобразования

НЧ сигнала, другой — для разностного сигнала. Для сокращения цифрового потока в канал связи сигналы с выходов АЦП должны поступать поочередно с частотой строк или полей (U фиг.Зж).

На приемной стороне для получения видеосигнала в аналоговой форме все операции должны происходить в обратном порядке (фиг,4).

С помощью электронного коммутатора принятые сигналы (фиг.4а) разделяют: сигнал, содержащий крупные детали, поступает на цифроаналоговый преобразователь (фиг,4б), а сигнал мелких деталей — на цифроаналоговый преобразователь (фиг ° 4в). Задержав ограниченньФ но полосе сигнал 1 о„ на время 1 строки или поля и сложив с сигналом от мелких деталей (фиг.4в), получают видеосигнал четных полей (строк) в полной полосе частот . (фиг.4д). Сигнал, поступающий на ТВ приемник (фиг.4е), получают путем сложения сигналов Б д„ (фиг,4б) и

U (фиг.4д). Если в сигнал Uy< (фиг.4е) от нечетных полей (строк) добавить ВЧ компоненты, то будет получен видеосигнал с полной полосой частот как в четных, так и в нечетных полях

Реализация способа предполагает следующую последовательность действий: ограничение исходного сигнала фильтром нижних частот (НЧ сигнал крупных деталей) с целью образования

НЧ участка-сигнала от крупных дета- . лей; использование операции вычитания для образования ВЧ участка-сигнала

2594

10 !

55 от мелких деталей в горизонтальном направлении; использование второй операции вычитания для образования межстрочной разности — сигнала от мелких деталей в вертикальном направлении; операция сложения для образования суммарного сигнала от мелких деталей, в горизонтальном и вертикальном направлениях; преобразования аналогичных сигнаJlos в цифровую форму; поочередная передача сигналов от крупных и мелких деталей по одному каналу связи с частотой полей (строк).

Рассмотрим реализацию способа на примере устройства, изображенного на фиг.l и 2.

Видеосигнал U „ ñ широкой полосой частот ограничивается фильтром нижних частот 1 до частоты f „ . Ограниченный по частоте сигнал Ug . поступает на АЦП 6, блок 2 вычитания и на запоминающий блок 3. С выхода блока 2 получают сигнал ЩК, который смешивается с разностным сигналом (фиг.Зд), получаемым в блоке 4 вычитания, Полученный в результате сложения в блоке 5 сигнал от мелкихдеталей подается на А@1 8, Сигналы в цифровой форме с выходов АЦП 6 и 8 поступают на электронный коммутатор (блоки 7, 9 и 1 О), осуществляющий поочередную передачу этих сигналов в канал связи с частотой строк или полей.

Приемное (декоцирующее) устройство осуществляет обратный процесс преобразования видеосигнала из цифровой формы в аналоговую. Видеосигнал

U в цифровой форме поступает на селектор синхроимпульсов 12 и блоки 13, 14, 15, осуществляющие разделение сигналов от крупных и мелких деталей.

В селекторе 12 осуществляется выделение синхронизирующих и фазирующих импульсов, обеспечивающих синфазную работу электронных коммутаторов передающего и приемного устройств. Фазирующий импульс выполняет роль сигнала опознавания крупных н мелких деталей. С выходов ключей 14 и 15 сигналы Uorp u U > поступают на

ЦАП 16 и 17. Для восстановления видеосигнала с широкой полосой частот, сигнал от крупных деталей задерживают в запоминающем блоке 18, а затем складывают с сигналом от мелких

1 б42594 деталей в сумматоре 19. В сумматоре

20 получают сигнал, который в нечетных строках ограничен по частоте, в четных строках — в полной полосе.

В силу физиологических свойств зрительного анализатора наблюдатель не заметит ухудшения четкости изображения.

Применение данного способа позволяет10 сократить объем цифрового потока от сигнала крупных деталей в 4 раза (при ограничении полосы частот с 6 до 1,5 МГц), и сигнала мелких деталей в 3-4 раза (при квантовании сиг-,,15 нала на 4-8 уровней по сравнению с

25á уровнями сигнала крупных деталей) .

Фо рмула изобретения

Способ передачи и приема цифрового телевизионного сигнала, заключаю-, щийся при передаче в разделении аналогового телевизионного (ТВ) сигнала на высокочастотную (ВЧ) и низкочастотную (НЧ) составляющие, раздельном цифровом кодировании ВЧ и НЧ состав- 25 ляющих и формировании из полученных

ВЧ и НЧ составляющих цифрового ТВ сигнала, а при приеме - в разделенин цифрового ТВ сигнала на ВЧ и НЧ цифровые составляющие, раздельном деко- ЗО дировании ВЧ и НЧ цифровых составляющих и формировании из ВЧ и НЧ декодированных составляющих аналогового сигнала, отличающийся тем, что, с целью сокращения объема передаваемого цифрового ТВ сигнала, при передаче одновременно с разделением аналогового ТВ сигнала на ВЧ и

НЧ составляющие задерживают аналоговый ТВ сигнал на время, равное периоду ТВ строки, и формируют сигнал межстрочной разности путем вычитания из задержанного- аналогового ТВ сигнала аналогового ТВ сигнала и формируют дополнительный сигнал путем суммирования ВЧ составляющей с сигналом межстрочной разности, а при формировании цифрового сигнала перемежают с частотой полей дополнительный сигнал и сигнал НЧ составляющей, а при приеме разделяют путем временной селекции цифровой ТВ сигнал на сигнал

НЧ составляющей и на дополнительный сигнал и перед формированием аналого ного сигнала задерживают на время ТВ поля сигнал НЧ составляющей и суммируют задержанный сигнал НЧ составляющей с дополнительным сигналом, а затем с сигналом НЧ составляющей.

1642594

<оар

Vgy г

@огХ

Редактор Н,Каменская

Заказ 435 Тираж 399 ПОДписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отквытиям при ГКНТ .СССР

113035, Москва, K-35, Раушская ваб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101 о

2 ф б

Составитель А. Цветков

Техред Л.Олийщ,, Корректор И.Иуска