PT82976B

PT82976B - Processo para a adaptacao da cadencia do sinal de imagens moveis a cadencia dos aparelhos e dispositivo para a sua realizacao

Info

Publication number: PT82976B
Application number: PT82976A
Authority: PT
Inventors: Helmut Kliem
Original assignee: Krone Ag
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1992-09-30
Also published as: FI862935A; NO170119C; IE861769L; CN1008592B; DK165721B; NO862569L; CA1302555C; IN165749B; IE57406B1; DK333486D0; NZ216740A; DK333486A; DE3525567C2; ATE59517T1; NO862569D0; FI82348B; EP0209483A2; DE3676579D1; EP0209483A3; DE3525567A1

Description

A presente invenção refere-se a um processo e a um dig positivo para a adaptação da cadência dos valores digitais equi distantes de amostragem de uma imagem de um sinal de imagem exis tente na forma de FBAS (Fahrbart Bild Austast Synchron - (Si nal) síncrono de exploração de imagem móvel) ã cadência dos apa relhos de um troço de transmissão digital por meio de um codifi cador de imagens móveis.

Para a transmissão digital de sinais de imagens móveis existentes na forma FBAS, utiliza-se, como princípio, a amostra

gem ortogonal fixa dos sinais, isto e, a amostragem do sinal com uma frequência de impulsos de cadência que está correlacionada com a frequência de linhas da imagem, isto é, que é igual a um múltiplo inteiro da frequência de linhas da imagem.

Na prática, a câmara de imagem e os equipamentos de trans missão não estão sincronizados entre si, de modo que entre a fre quência de linhas dos sinais de imagem e a cadência ou relógio dos equipamentos de transmissão não há qualquer relação. No en tanto, a fim de uoderem transmitir-se os valores de amostragem ^z w gerados através de um canal digital de dimensões fixas, este de ve, em princípio, ter uma capacidade um tanto maior do que a cor respondente à frequência de amostragem. A diferença entre a ca pacidade de transmissão e a frequência de amostragem é compen-

-2sada pela Inserção de bits ou caracteres de enchimento. A fim de poder distinguir os bits ou os caracteres de enchimento dos bits ou caracteres úteis, é necessário identificar os primeiros como tais.

A ideia básica de utilizar sinais de enchimento com o fim de adaptar os sinais da fonte à capacidada de um canal de transmissão veio de S. Butman, Synchronization of DCM Channéls by the Method of Word Stuffing”, IEEE Trans COM., 1968, pág. 252-254. A utilização desta ideia para a sincronização de redes digitais está descrita na patente DE-OS 2925 391 e na patente DE-OS 31015 396.

Da patente DE-DS 32 13 534 e conhecido um sistema multi plex por divisão do tempo de 139,264 MHz, cuja estrutura das tra mas permite uma transmissão de um canal de imagens ifiúveis com 136,256 Mbit/s e um canal de faixa larga com 2,048 Mbit/s.

No caso de se verificarem desvios das cadências nas r,e des assíncronas, para a compensação, na passagem de uma parte da rede para uma outra parte da mesma, no correspondente no da rede compensa-se a diferença de capacidades dos respectivos canais, por meio de uma identificação exterior, por meio de bits de en chimento positivo/negativo ou, numa forma alternativa, por carac teres de enchimento positivo/negativo.

inconveniente do processo com identificação exterior reside no facto de, depois da reconversão do sinal EBAS neste sinal, ficarem componentes de frequências baixas perturbadoras, devidas ao chamado efeito de tempo de espera.

objecto da presente invenção é portanto proporcionar

um processo e um disnositivo que não contem componentes de fre quâncias perturbadoras.

A solução do problema consiste em evitar o efeito de tem po de espera de forma tal que, logo que surge a necessidade de enchimento, se gera um sinal de enchimento com identificação au tomática e é enviado para o canal de transmissão de ida com a finalidade de compensar a frequência de amostragem, adaptando-a à capacidade do canal, inserindo-se na parte de emissão do ccdi ficador de imagens móveis caracteres de enchimento, que se iden tificam automaticamente por um bit adicional, sendo na parte de recepção do codificador de imagens móveis o bit adicional do ca rácter de enchimento identificado, e eliminado o resnectivo ca rácter de enchimento, de modo que se restabelece a sequância de sinais original. ‘

A inserção do carácter de enchimento faz-se na parte de emissão do codificador de imagens móveis por meio de um procejs sador de enchimento, que é constituído por um detector de fase, para gerar uma instrução de enchimento quando houver uma distân cia temporal demasiadamente pequena entre o impulso de leitura e o correspondente impulso de gravaçao de uma memória flexível; uma porta de bloqueio, para eliminar um impulso de leitura dos impulsos de cadência do canal de imagem no intervalo de duração de um carácter e um gerador de caracteres de enchimento para a emissão de um bit de identificação de enchimento para um multi plexador do canal.

A identificação e a eliminação do bit adicional do caráç

4ter de enchimento fazem-se na parte do processador de enchimeji to do receptor, que apresenta uma porta de bloqueio para impedir a gravação do carácter de enchimento na memória flexível e um circuito de regulação de fase, constituído por um deteetor de fase, um filtro PIil ( com lacete de bloqueio de fase) e um oscilador, para gerar impulsos de cadência de 13,5 MHz para a leitura de saída dos caracteres de imagem, de 9 bits, da memó ria flexível.

Com estas medidas tomadas do lado da emissão e do lado da recepção consegue-se que neste sinal não esteja contida qual quer componente de frequência baixa perturbadora depois da recon versão do sinal FBAS neste sinal, Por conseguinte diminui-se a

A* / complicação técnica do circuito usado para resolver o problema da adaptação da cadência, em comparação com o circuito, e da iden, tificação exterior do carácter de enchimento.

Outras variantes vantajosas encontram-se descritas nas reivindicações secundárias. Assim, uma outra possibilidade de solução consiste em inserir na parte de emissão do codificador de imagens moveis, caracteres de enchimento, que são identifica dos por uma palavra de código que não esteja contida no reperto rio do codigo dos valores de amostragem, sendo na parte de recej) ção do codificador de imagens moveis a palavra de codigo do carácter de enchimento identificada e retirada, de modo que se res. tabelece a sequância de caracteres equidistantes original.

Para isso, a parte do processador de enchimento da pax te de emissão do codificador de imagens móveis é constituída por um gerador de caracteres de enchimento comandado por um deteetor de fase, para a emissão de uma palavra de código do carácter de

5enchimer.to, através de um.circuito combinatório OU, para o mui tiplexador do canal, e por um modificador dos caracteres ligado antes da memória flexível, para a geração do repertório do codigo dos valores de amostragem da imagem, com a finalidade de obter uma palavra de codigo para a identificação do caracter ae enchimento.

No receptor, neste exemplo de realização, a parte do pro. cessador de enchimento é formada por um detector do carácter de enchimento que, quando aparece uma palavra de código do carácter de enchimento, impede a gravação do carácter na memória flexível, através de uma porta de bloqueio, e um circuito de regulação de fase contituído por um detector de fase, um filtro PIL e um os cilador, para gerar impulsos de cadência de leitura equidistaji tes, exactamente com a mesma frequência da sequência de caracte res de imagem gravados na memória.

Descreve-se a seguir com mais pormenor a presente inven çao, em exemplos de realização e com referência aos desenhos an£ xos, cujas figuras representam:

A fig. 1, a disposição dos aparelhos para a transmissão digital de sinais de imagens móveis;

A fig. 2, o esquema de blocos da parte de emissão do co dificador de imagens móveis;

A fig. 3, o esquema de blocos da parte de recepção do codificador de imagens moveis;

A fig, 4, a parte do processador de enchimento no emis sor do codificador de imagens móveis, numa outra outra forma de realização;

A fig. 5, a parte do processador de enchimento no receptor do codificador de imagens móveis, numa outra forma de reali zação.

i fig. 1 representa a disposição básica dos aparelhos para a transmissão digital de sinais de imagens móveis na forma EB AS. O sinal FBAS (100) e levado à parte de emissão de um codi ficador de imagens móveis (10). Aí o sinal analógico é converti do, por amostragem equidistante e coerente sincronizada com as linhas, e por uma conversão analógica/digital que se segue, num sinal digital com a taxa bruta de bits de 135 Mbit/s. Por meio da adição de caracteres de enchimento, o sinal é introduzido num ca nal com uma capacidade um pouco maior, que faz parte de um sistema multiplex por divisão do tempo apropriado para a transmissão. Nesta forma, o sinal chega à parte de recepção (3θ) do codi ficador de imagens móveis, através do troço de transmissão digi tal constituído porum emissor, uma linha de transmissão e um receptor. Aí são retirados os caracteres de enchimento e é resta belecida a sequência de caracteres equidistantes originais por meio de uma regulação de fase. Por meio da conversão digital/ana lógica que se segue é reconstruído o sinal FBAS (100).

A fig. 2 representa o esquema de blocos da parte de emis são do codificador de imagens inoveis (10), nomeadamente na forma de realização da identificação automática própria dos caraç teres de enchimento com o auxílio de um bit adicional.

sinal FBAS (100) chega ao descodificador da cadência de linhas (11). 0 descodificador da cadência de linhas (11) de riva do sinal FBAS a cadência de linhas 15,625 KHz do sinal de imagem e aplica-se a uma entrada (A) do detector de fase (12).

Na segunda entrada (B) do detector de fase (12) está aplicada a frequência do oscilador de 13,5 NHz (16) comandado pela tensão, dividida pelo factor 864. Pela acção do lacete de regulação de fase formado pelo detector de fase (12), o filtro PLL (13), o oscilador (16) e o divisor (14), os impulsos de cadência de 13,5 MHz fornecidos pelo oscilador (16) estão em sincronismo com a frequência de linhas do sinal BB AS. 0 sinal FBAS é explorado com os impulsos de cadência de 13,5 MHz e convertido numa sequência de sinais PCK equidistantes pelo conversor analógico/digital (15) de n andares (n - 9). Esta sequência é síncrona com a frequência de linhas e possui assim a ortogonalidade desejada em relação ao sinal de imagem. Com a mesma cadência de 13,5 MHz são grava dos numa memória flexível (17), em paralelo, os caracteres cong, tituídos por n - 9 bits.

A leitura dos caracteres da memória flexível (17) e a retransmissão para o multíplexador do canal (21) fazem-se com o auxílio dos impulsos de cadência do canal de imagem de 13,5168 gerados no gerador de impulsos de cadência (23), sendo os impul sos de cadência do canal de imagem por sua vez síncronos com os impulsos de cadência de transmissão do sistema multiplex por di visão do tempo de 139,264. Τ·<Ηζ, que serve de suporte ã transmis sao. A frequência dos impulsos de cadência do canal de imagem é ligeiramente mais elevada do que a frequência da sequência de caracteres memorizados temporariamente na memória flexível. A leitura de saída da memória faz-se portanto um pouco mais deprejg. sa do que a sua gravação. Se a distância temporal entre um impulso de leitura e o impulso de gravaçao do mesmo caracter atin

gir um limite inferior pré-determinado, o detector de fase (18) gera uma instrução de enchimento. Esta actua de duas maneiras: em •primeiro lugar, por acção da porta de bloqueio (19), e eliminado um impulso de leitura individual dos impulsos de cadência do canal de imagem, de modo que a leitura de saída da memória flexível é eliminada durante um tempo igual à duração de um ca rácter; os impulsps de gravação e de leitura associados um ao outro afastam-se novamente um do outro. Em segundo lugar, o ge_ rador de caracteres de enchimento (20) emite, por uma linha se parada, durante um intervalo de tempo igual ã duração de um pe ríodo dos impulsos de cadência dos caracteres, um carácter de enchimento com K =ⁿl, o qual é conduzido para o multiplexador do canal (21).

No multiplexador do canal são inseridos os çaracteres de imagem de 9 bits e o bit adicional na faixa de tempo 10 do canal de imagem de 135,168 MHz disponível, sendo depois conduzidos ao conversor paralelo/série (22). Na forma em série, os sinais de imagem são finalmente levados no sistema multiplex de divisão do tempo de 139,264 MHz usado, aos equipamentos de transa missão seguintes.

A fig. 3 representa o esquema de blocos da parte de re cepção (30) do codificador de imagens móveis na forma de realiza ção da identificação própria automática dos caracteres de enchi mento com 0 auxílio de um bit adicional.

Os dados de 139,264 Mbit/s fornecidos em série pelos equipamentos de transmissão são convertidos, com o conversor série/paralelo (31), em caracteres de 10 bits elevados, nesta

9forma, ao desmultiplexador do canal (33). Em paralelo com isso, o conversor série/paralelo (31) detecta, a partir dos ôados ίοχ necidos, a respectiva cadência de caracteres, bem como a cadên cia de tramas do sistema multiplex por divisão do tempo utiliza do. Os impulsos de cadência de caracteres e de tramas são utili, zados no divisor de frequência de cadência para a geração dos impulsos de cadência multiplex para o desmultiplexador de canal, bem como para a geração dos impulsos de cadência de 135,168 MHz do canal de imagem, Em sincronismo com o texto do canal de ima gem, o desmultiplexador de canal (33) fornece os caracteres de bits contidos no canal de imagem, A partir da imagem de 9 bits vai para a memória flexível (36). 0 bit N2 10, o bit de identi ficação dos caracteres de enchimento, vai para a porta de bloqueio (54).

» logo que o bit de identificação de caracteres de enchi mento tem o estado ”0”, a porta de bloqueio (34) deixa passar o texto do canal de imagem e cuida de que os respectivos carac teres de imagem sejam gravados na memória elastica (36). Se o bit de identificação de caracteres dê enchtoÕTtotisBr oedado 1, is to é, se o carácter presente for um carácter de enchimento, en tão a porta de bloqueio (34) bloqueia os impulsos de cadência do canal de imagem durante um intervalo de tempo correspondente a um impulso de cadência;é assim impedida a inscrição do carác ter de enchimento na memória elástica (36).

A leitura de saída equidistante da memória elástica e feita com os impulsos de cadência de 13,5 MHz gerados pelo osci lador (38). Os caracteres da imagem não fornecidos ao conversor

digital/analógico (39) e aí reconvertidos no sinal FBAS (100) original. A frequência de 13,5 MHz do oscilador (38) correspon de exactamente a frequência dos caracteres da imagem gravados na memória flexível (36)· Isso é forçado pela acção do regulador de fase constituído pelo detector de fase (35), o filtro ΡΙΙ (37) e o oscilador comandado por tensão (38). Os impulsos de cadência do canal de imagem não equidistantes fornecidos pela porta de bloqueio (34) ao detector de fase (35) são regularizados relatl vamente à fase pelo circuito de regulação de fase; não se veri fica uma alteração da frequência dos impulsos de cadência.

A fig. 4 representa a parte do processador de enchimen to do codificador de imagens móveis (40), na forma de realização em que a identificação própria automática dos caracteres de e]i chimento e feita por uma palavra de código especial, As partes restantes do codificador de imagens móveis são análogas às da forma de realização da fig. 2,

No processador de enchimento presente, em vez do gerador de caracteres de enchimento (20) da fig. 2, aparece o gerador de caracteres de enchimento (45) que. fornece, para uma lihna in dividual, uma identificação do bit adicional. Este gerador (45), como consequência de uma instrução de enchimento, gera um cará; ter de enchimento de n ; 9 bits, através do detector de fase (43) e do circuito combinatório OU (46), para o multiplexador de ca nal. 0 carácter de enchimento tem o valor

0000 0000 (1)

Iara evitar que sejam gravados na memória flexível (42),

pelo circuito de amostragem ortogonal, caracteres de imagem com o mesmo valor, simulando assim caracteres de enchimento, coloca-se antes da memória flexível (42) um modificador de caract£ res (41). Se for fornecido pelo circuito de amostragem um carác, ter de imagem (1), 0 modificador (41) altera 0 carácter no valor seguinte, que não pode ser confundido com 0 carácter de enchimen to

O 0000 OO01 (2)

Neste carácter, o bit alterado de ”0 para ”1” é o bit menos significativo do sinal do carácter de imagem. Esta modifi cação não prejudica 0 conteúdo da imagem móvel transmitida, vis, to 0 carácter (1) só aparecer nos espaços brancos da imagem do sinal FBAS,

A fig, 5 representa a parte do processador de enchimen to no receptor do codificador de imagens móveis (50), na forma de realização em que a identificação prorpia automática dos ca racteres de enchimento e feita por uma palavra de código especial. As partes restantes do codificador de imagens móveis são análogas as da forma de realização da fig, 5.

A parte do processador representada difere da parte do processador de enchimento da fig, 3 pela existência do detector de caracteres de enchimento adicional (51). A este detector de caracteres de enchimento (51) e levada toda a sequência dos ca racteres de imagem dos equipamentos do desmultiplexador. Quando aparecer a palavra de código do carácter de enchimento.

0000 0000

12o detector gera uma instrução de enchimento que, de maneira ana Ioga à da fig. 3, bloqueia a porta de bloqueio (52) durante um intervalo de tempo de um período de impulsos de cadência e assim é inpedida a gravação do carácter de enchimento na memória flexível (54). Além disso cuida-se ainda de que, por acção do regulador de fase, constituído pelo detector de fase (53), o fil tro PLD (35) e 0 oscilador (56), sejam gerados impulsos de cadência de leitura cuja frequência tem exaotamente o mesmo valor que a sequência de caracteres de imagem gravados na memória fl& xível (54).

lista de referências

Codificador de imagens móveis/parte de emissão

Descodificador da cadência de linhas

Detector de fase

Filtro PLL (com lacete de bloqueio de fase)

Divisor

Conversor analógico/digital

Oscilador

Memória flexível

Detector de fase

Porta de bloqueio

Gerador de identificação de caracteres de enchimento

Multiplexador de canal

Conversor paralelo/série

Gerador de impulsos de cadência

Codificador de imagens móveis/parte de recepção

Conversor série/paralelo

Divisor de frequência de cadência

Desmultiplexador de canal

Porta de bloqueio

Detector de fase

Memória flexível

Filtro PLL

Oscilador

Conversor digital/analógico

Parte de processador de enohimento/emissor

Modificador de caracteres

Memória elástica

Detector de fase

Porta

Gerador de caracteres de enchimento

Circuito combinatório OU

Procesador de enchimento/receptor

Detector de caracteres de enchimento

Porta de bloqueio

Detector de fase

Memória fièxível

Filtro PLL

Oscilador

100 Sinal FBAS, significando FBAS (FARBART BILD AUSTAST SINCHRON-SIGNAL - Sinal síncrono de exploração de imagem móvel)

Claims

Reivindicações

1. - Processo para a adaptação da cadência do sinal de imagens móveis com valores de amostragem equidistantes, de um sinal de imagens moveis existente na forma FBAS, à cadência dos aparelhos de um troço de transmissão digital, por meio de um descodificador de imagens móveis, caracterizado por se inserirem, na parte de emissão do codificador de imagens móveis, caracteres de enchimento, que são identificados por um bit adicional, e por, na parte de recepção do codificador de imagens móveis, serem removidos os caracteres de enchimento identificados pelo bit adicional de tal modo que se restabelece a sequência original de caracteres de imagem equidistantes.
2. - Processo para a adaptação da cadência do sinal de imagens móveis com valores de amostragem equidistaptes, de um sinal de imagens móveis existente na forma FBAS, ã cadência dos aparelhos de um troço de transmissão digital por meio de um codificador de imagens móveis, caracterizado por se inserirem, na parte de emissão do codificador de imagens móveis, caracteres de enchimento, que são identificados automaticamente por uma palavra de código que, por modificação dos valores de amostragem da imagem, estã contida no repertório do código dos caracteres de imagem transmitidos e por, na parte de recepção do codificador de imagens móveis, se identificar e remover a palavra de código do carácter de enchimento de tal modo que se restabelece a sequência original de caracteres equidistantes.
3. - Dispositivo para a realização do processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processador de enchimento da parte de emissão do codificador de imagens móveis (10) apresentar:

- um detector de fase (18), para gerar uma instrução de enchimento quando se verificar uma distância temporal de masiadamente pequena entre o impulso de gravação e o impulso de leitura da memória flexível (17) para o mesmo carácter de imagem,

- uma porta de bloqueio (19) para a eliminação de um impulso de leitura dos impulsos de cadência do canal de imagem durante um intervalo de tempo correspondente a um carácter e

- um gerador de caracteres de enchimento (20) para a emissão de um bit de identificação dos caracteres de enchimento para o multiplexador de canal (21).
4.- Dispositivo para a realização do processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processador de enchi mento do receptor do codificador de imagens móveis (30) apresen tar:

- uma porta de bloqueio (34) para impedir a gravação do sinal de enchimento identificado pelo bit do carácter de en chimento na memória flexível (36),

- um circuito de regulação da fase, constituído por um detector de fase (35), um filtro PLL (37) e um oscilador (38) para a geração de impulsos de cadência de 13,5 MHz com uma frequência exactamente igual à sequência de caracteres de imagem gravados na memória flexível (36).
5.- Dispositivo para a realização do processo de acordo a reivindicação 2, caracterizado por a parte do processador de enchimento (40) no emissor do codificador de imagens móveis ser constituído por:

- um gerador de caracteres de enchimento comandado pelo detector de fase (43) para a emissão de palavras de código dos caracteres de enchimento (45) através do circuito combina tório OU (46) para o multiplexador de canal e

- um modificador de caracteres (41) ligado antes da memória flexível (42), para a geração do repertório do código dos valores de amostragem da imagem para a obtenção de uma palavra de código para a identificação dos caracteres de enchimento.
6.- Dispositivo para a realização do processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a parte dó processador de enchimento (50) no receptor do codificador de imagens móveis ser constituído por:

- um detector de caracteres de enchimento (51) que, quan do aparece uma palavra de código dos caracteres de enchimento, impede a gravação do carácter na memória flexível (54) , através da porta de bloqueio (52) e

- um circuito de regulação de fase, constituído por um detector de fase (53), um filtro PLL (55) e um oscilador (56), para a geração de impulsos de cadência equidistante com uma frequência exactamente igual à da sequência de caracteres de imagem gravados na memória flexível (54).

Lisboa, 14 de Julho de 1986

O Agente Oficial da Propriedade Industrial

RESUMO

Processo para a adaptação da cadência do sinal de imagens moveis â cadência dos aparelhos e dispositivo para a sua realização

A invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para adaptação da cadência dos valores digitais equidistantes do varrimento de linhas de um sinal de imagem móvel, existente na forma FBAS ^Èarbart Bild Austast Synchron - (sinal síncrono de exploração de imagem móvel) J _t à cadência dos aparelhos de um troço de transmissão digital, por meio de um codificador de imagens móveis. Na parte de emissão do codificador de imagens móveis (10) introduzem-se, no caso de desvios determinados da ca dência, sinais de enchimento identificados de maneira automática prõpria, na sequência dos valores de amostragem da imagem; a identificação faz-se por um bit de enchimento ou, em alternativa, por uma palavra de código especial que foi previamente retirada do repertório do código dos valores de amostragem da imagem. Na parte receptora do codificador de imagens móveis (30), o sinal de enchimento ê identificado e retirado, restabelecendo-se assim a sequência de sinais original.