CN1008592B - 具有自标识填充符的动态图象编码器 - Google Patents

Abstract

使彩色全电视信号中的动态图象信号的相等时间间隔数字行扫描频率和数字传输线路的设备，即动态图象编码器，在时钟上同步的一种方法和装置，在动态图象编码器的发送部分，在固定时钟偏移的情况下，将本身具有标识特征的填充符号加入到图象扫描值的序列中去；该标识符号是通过一附加位产生的，或通过一专门的代码字产生的，该代码字事先从图象扫描值的代码栈中被删除，在动态图象编码器的接收部分该填充符号被识别和删除掉，原有的符号序列被恢复。

Description

本发明涉及彩色全电视信号中的动态图象信号的相等时间间隔的数字行扫描频率与数字传输线路设备即动态图象编码器在时钟上达到同步的一种方法和装置。

对彩色全电视信号的活动图象信号进行数字传输，其基础就是对这些信号进行确定的正交扫描，也就是说用某种时钟频率进行信号扫描。这种时钟频率是和图象的行频相关的，即这种时钟频率是图象行频的整数倍。

在实践中，摄象机和传输装置相互间大多不同步，以致在图象信号的行扫描频率和传输装置的时钟之间不存在固定的关系。为了能将所产生的扫描值通过某个固定规格的数字通道传送，这个通道在原则上必须比其扫描率所对应的扫描频率大一些。传输容量和扫描率之间的差额通过加入填充位或填充符号来补偿。为了能将填充位或填充符号和有效位或有效符号区别开，填充位或填充符号必须按如下所述的方法来识别。

为使源信号与传输通道的容量相匹配而采用填充符号的这种基本思想来源于S.Butman发表在IEEE    Trans    COM.1968年第252页至254页上题为《用填充字的方法使脉冲编码调制通道同步》的论文。这一思想应用于数字网络同步见DE-2925391和DE-3101536。

DE-3213534提到一种139，264兆赫的时间-多路转换系统。其框架结构可传送具有136，256兆位/秒的动态图象通道和具有2，048兆位/秒宽频带通道。

在异步网络中，当频率发生偏差时，为了补偿从某一网络部分传输 到另一网络部分在相应的节点上发生的各个通道容量偏差量，经常采用外加标识符的手段通过正/负位的填充，或通过正/负符号的填充来补偿。

采用外加标识符这种方案的缺点在于：在这个信号里的彩色全电视信号被还原后，由于所谓的等待时间效应，那些干扰的低频分量全都保留下来了。

本发明的任务就是要创造出一种方法和装置，使上述的频率干扰分量消除。

为完成这个任务，采用了下述方法：

当出现填充符号的要求时，立即产生出一个具有自身标识符的填充符号，并使它进入传输通道中去，以调整扫描率来适应通道容量（通道比特率）。采用这种措施就可以避免等待时间效应;

在动态图象编码器的发送部位里，加入填充符号，这些填充符号总是通过一附加位来标识自己的;

在动态图象编码器的接收部位里，识别出填充符号的附加位，并将附加的填充符号都删除掉，从而恢复了原符号序列。

在动态图象编码器的发送部位里，加入填充符号是借助一个填充处理器来实现的，这个处理器由下列部分组成：一个相位检波器，它的作用在于：当缓冲存贮器的读出脉冲和相应的写入脉冲之间的时间间隔太小的时候，产生出一个填充指令;一个截止门电路，用来删除图象通道时钟的读出脉冲，以延续某个符号;一个填充符号发生器，它向通道多路转换器发送出一个填充标识符的位。

对填充符号的附加位进行识别和删除都是在接收器的填充处理器部分内实现的，填充处理器部分由下述部分构成：一个截止门电路，用 来防止将填充符号写入到缓冲存贮器中去;一个由相位检波器、PLL（锁相环）滤波器和振荡器组成的锁相环，用以产生一个13.5兆赫的时钟，将9位图象符号从缓冲存贮器中读出来。

由于在发送器和接收器方面采用了这些措施，所以能实现下述结果，即当彩色全电视信号还原之后，在这个信号里不再含有干扰的低频频率部分。此外，为了解决时钟同步问题，在电路技术的复杂性方面，比采用填充符号的外加标识符及其电路减少了。

其他一些优越性，其特征都在从属的权利要求中予以阐明。另一种可能的解决方案是：在动态图象编码器中的发送部分加入填充符号，这些符号总是通过一个代码字表明自己的特征，这种代码字不包含在扫描值的代码栈之中;在动态图象编码器的接收部分里将填充符号的代码字识别出来，并将其删除掉，以使原有的相等时间间隔行扫描序列恢复产生出来。

此外，动态图象编码器发送部分中的填充处理器由一个填充符号发生器和一个符号变更装置构成。填充符号发生器是通过一个相位检波器控制的，它通过一个“或”逻辑装置向通道多路转换器发送出一个填充符号的代码字;符号变更装置是和缓冲存贮器串接的，它被用来产生图象扫描值的代码栈，以得到一个用来标明填充符号的代码字。

在这个实施例中，接收器内的填充处理器部分由一个插补符号检测器和一个锁相环构成。填充符号检测器在出现某个填充符号的代码字时，禁止符号通过截止门电路写入到缓冲存贮器中去;锁相环电路由相位检波器、PLL滤波器和振荡器组成，用以产生相等时间间隔的读出时钟。此时钟频率和将图象符号序列写入到存贮器中去的频率精确地一致。

本发明用画成图表的一些实施例进一步阐释，其中有：

图1动态图象信号数字传输装置的结构;

图2动态图象编码器发送部分线路框图;

图3动态图象编码器接收部分线路框图;

图4，另一种方式时，动态图象编码器发送器内的填充处理器部分;

图5，另一种方式时，动态图象编码器接收器内的填充处理器部分。

图1展示了以彩色全电视信号进行的动态图象信号数字传输的基本装置的结构。彩色全电视信号（100）被传输到动态图象编码器的发送部分（10）。在这个发送部分里模拟信号通过相等时间间隔的和相干的行同步扫描，并通过紧接的模/数转换转变成比特率为135兆位/秒的一个数字信号。在添加填充符号的情况下，这个数字信号被传输到一个容量较大一些的通道中去，这个通道是适合传输数字信号的时间分割多路转换系统的一部分。信号以这种方式经过数字传输线路到达动态图象编码器的接收部分（30），数字传输线路则由发送器、传输线和接收器组成。填充符号在接收器里被删除，并且经过相位调整之后恢复原有相等时间间隔符号序列。通过紧接的数/模转换，原有的彩色全电视信号（100）从符号序列中得到恢复。

图2说明了动态图象编码器发送部分的线路框图（10），并且借用一个附加位在实施例中使填充符号进行自身标识。

彩色全电视信号（100）到达行频编码器（11）。行频编码器（11）从彩色全电视信号中导引出15，625千赫的图象信号行频，并将这个信号置于相位检波器（12）的输入端A。在相位检 波器（12）的输入端B上出现的是13.5兆赫压控振荡器（16）的864分频信号。通过由相位检波器（12）、PLL滤波器（13）、振荡器（16）和分频器（14）组成的锁相环的作用，振荡器（16）给出的13.5兆赫的时钟可以和彩色全电视信号的行频同步。彩色全电视信号被13.5兆赫的时钟扫描，并通过n级模/数转换器（15）（n＝9），转变成一个相等时间间隔的脉冲编码调制（PCM）的符号序列。它是与行频同步的，并如所期待的与图象信号有正交关系。由n＝9位组成的符号用13.5兆赫的时钟以并行的方式被写入到缓冲存贮器（17）中去。

从缓冲存贮器（17）将符号读出，并将其继续传送到通道多路转换器（21）去，这些都是借助于时钟发生器（23）中产生出的13.5    168兆赫的图象通道时钟来实现的。这个时钟就其本身而言是和作为传输基础的139，264兆赫时间分割多路转换系统的频率同步的。图象通道的时钟频率稍稍大于在缓冲存贮器中缓存符号序列的频率。因此从存贮器中读出比写入要快一些。对于同样的符号来说，如果读出脉冲和写入脉冲之间的时间间隔达到了某种事先规定的下限，那么相位检波器（18）就会发出一个填充指令。该填充指令起着两种作用：第一种作用就是通过截止门电路（19）的作用，将图象通道时钟的一个读出脉冲删掉，这样就使从缓冲存贮器读出的过程停顿下来，以此来延续某个符号，彼此对应的写入、读出脉冲在时间上会相互错位;第二种作用是，在某个符号的时钟周期，从填充符号发生器（20）发出一个填充标识符，位K＝1，并将它从另一路传输到通道多路转换器（21）去。

在通道多路转换器中，将9位的图象符号和附加位都加入到供支 配使用的135，168兆赫图象通道的10位的时间间隙中去，并将其传送到并/串转换器（22）。在串行方式下，紧接着，这些图象信号在139，264兆赫时间分割多路转换系统内被传送给后面的传输设备。

图3画出了借助一个附加位在实施例中使填充符号进行自身标识的动态图象编码器接收部分的线路框图（30）。

从上述那些传输装置传送来的串行的139，264兆位/秒的数据，在串/并转换器（31）中被转变成10位符号，并以这种方式传输到通道多路分配器（33）。串/并转换器（31）还同时并行地从传送来的数据中拾取附带的符号时钟和所应用的时间分割多路转换的帧频脉冲。符号时钟和帧频在分频器内都被用来产生用于通道多路分配器的多路转换时钟和产生出135，168兆赫的图象通道时钟。通道多路分配器（33）发出包含在图象通道中的10位的符号，与图象通道文本相同步。9位图象部分传到缓冲存贮器（36）。第10位，即填充标识符的位到达截止门电路（34）。

只要插补标识符位是“0”态，截止门电路（34）就让图象通道文本通过，并将从属的图象符号写入到缓冲存贮器（36）中去。如果填充标识符的位处于状态“1”，也就是说，此刻的符号是一个填充符号，那么截止门电路（34）在此时钟周期就将图象通道时钟截止，因此也就阻止了将填充符号写入到缓冲存贮器（36）里面去。

将9位符号从缓冲存贮器相等时间间隔地读出是借助由振荡器（38）所产生出的13.5兆赫的时钟进行的。图象符号都被传送给数/模转换器（39），并在数/模转换器中被还原成原来的彩色全电视信号（100）。振荡器（38）的13.5兆赫时钟频率和写入到缓 冲存贮器（36）中去的图象符号的频率精确地相符。这是通过由相位检波器（35）、PLL滤波器（37）和由电压控制的振荡器（38）所组成的锁相环的作用达到的。

从截止门电路（34）传送到相位检波器（35）的非相等时间间隔的图象通道时钟经过锁相环，在相位上实施了滤波处理;时钟没有发生频率方面的变化。

图4是通过一个专门的代码字，用填充符号自身标识的实施形式工作的动态图象编码器（40）的填充处理器部分。动态图象编码器的其余部分与图2的构造是一样的。

本填充处理器，并不是图2中的那个填充符号发生器（20）-在单个的线路上发出一个附加位的标识符，而是填充符号发生器（45）。发生器（45）通过相位检波器（43）和“或”逻辑操作部分（46）给通道多路转换器一个n＝9位的填充符号，以此作为填充指令的结果。这个填充符号具有的值为：

0    0000    0000    （1）。

为了防止出现下述情况，即具有相等值的图象符号被正交的图象扫描器写入到缓冲存贮器（42）中去，因而使填充符号伪装变形，所以，给缓冲存贮器（42）前接一个符号变更装置（41）。如果由扫描器提供一个图象符号（1），那么，这个变更装置（41）就将这个符号加以变换，这个符号的值变成了不能和填充符号进行混淆的值：

0    0000    0001    （2）。

其中从0变到1的位为图象符号的LSAB-最低有效位。经过这种变更，进行传输的动态图象的图象内容没有受到损害，因为符号 （1）只有在彩色全电视信号的图象逆程中才出现。

图5是通过一个专门的代码字，用填充符号自身标识的实施形式工作的动态图象编码器接收器（50）中的填充处理器部分。动态图象编码器的其余部分都和图3中的结构相同。

这个被展示的处理器部分通过附加的填充符号的检测器（51）将自己和图3中的那个填充处理器部分区别开。这些图象符号的全部序列都由多路分配装置传送给插填充号检测器（51）。当出现填充符号代码字

0    0000    0000

时，这个检测器就发出一道截止指令。它用与图3相同的方式将截止门电路截止，以延续一个时钟周期，这样就会阻止填充符号被写入到缓冲存贮器（54）中去。此外它还通过锁相环的作用产生出一相等时间间隔的读出时钟。这个锁相环是由相位检波器（53）、PLL滤波器（55）和振荡器（56）构成的。读出时钟的频率和写入缓冲存贮器中（54）去的图象符号序列的频率精确地相同。

Claims (6)

1、一种使彩色全电视信号中的动态图象信号的相等时间间隔数字图象扫描频率与数字传输线路设备，即动态图象编码器，在时钟上同步的方法，其特征在于：在动态图象编码器的发送部分加入填充符号，所述填充符号总是通过一附加位显示自身的特征的；在动态图象编码器的接收部分，通过删去经附加位显示特征的那些填充符号来恢复原相等时间间隔图象符号序列。

2、一种使彩色全电视信号中的动态图象信号的相等时间间隔数字图象扫描频率与数字传输线路设备，即动态图象编码器，在时钟上同步的方法，其特征在于：在动态图象编码器的发送部分加入填充符号，所述填充符号总是通过一代码字显示自身的特征的，所述代码字通过改变图象扫描值获得所提供的图象符号;所述代码字不包含在传输的图象符号的代码栈之中;在动态图象编码器的接收部分识别出填充符号，并将它删除掉，使原有的相等时间间隔的符号序列产生出来。

3、根据权利要求1所述的方法，实施该方法的装置的特征在于，动态图象编码器（10）的发送部分的填充处理器具有下列组成部分：

一个相位检波器（18），其作用在于：当缓冲存贮器（17）的写入脉冲和读出脉冲之间的时间间隔对于相同的图象符号而言太小时，则产生出一个填充指令;

一个截止门电路（19），用以阻止图象通道时钟的读出脉冲，使符号延续;

一个填充符号发生器（20），用来向通道多路转换器（21）发送一个填充标识符的位。

4、根据权利要求1所述的方法，实施该方法的装置的特征在于，动态图象编码器（30）的接收部分的填充处理器具有下列组成部分：

一个截止门电路（34），用来防止将填充符号写入到缓冲存贮器（36）中去，这个填充符号是通过填充符号位来标识的;

一个由相位检波器（35）、PLL（锁相环）滤波器（37）和振荡器（38）组成的锁相环，用以产生一个13.5兆赫的时钟，这个时钟在频率上和写进缓冲存贮器（36）的图象符号序列精确地一致。

5、根据权利要求2所述的方法，实施该方法的装置的特征在于，动态图象编码器发送器内的填充处理器部分（40）由下列部分构成：

一个通过相位检波器（43）控制的填充符号发生器（45），该发生器通过“或”逻辑部分（46）向通道多路转换器发出填充符号的代码字;

一个前接于缓冲存贮器（42）的符号变换装置（41），用来产生图象扫描值的代码栈，以求得到用以标识填充符号的一个代码字。

6、根据权利要求2所述的方法，实施该方法的装置的特征在于，动态图象编码器接收器内的填充处理器部分（50）由下列部分构成：

一个填充符号检测装置（51），其作用是：当出现填充符号的代码字时，经过截止门电路（52）防止该符号写入到缓冲存贮器（54）中去;

一个由相位检波器（53）、PLL滤波器（55）和振荡器（56）组成的锁相环用来产生一相等时间间隔的读出时钟，此时钟在频率上和写入缓冲存贮器（54）的图象符号序列精确地符合。

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