PT89855B - Dispositivo de processamento de sinal de televisao de ecran largo com uniformidade de resolucao de imagem de painel central e lateral - Google Patents

Description

Antecedentes do invento

Este inuento refere-se a aparelhos para aumentarem a uniformidade da resolução espacial entre o painel central e os painéis laterais de uma imagem de écran largo visionada. Em particu lar, este invento refere-se a tais aparelhos num dispositivo de écran largo utilizando técnicas de processamento de sinal de compressão em tempo e intraquadro.

Um receptor de televisão convencional, como seja um receptor de acordo com o dispositivo de transmissão a cores da tel_e visão americana padrão (NTSC) adoptado nos Estados Unidos e em op tros lugares, tem um alargamento (relação entre a largura e a altura de uma imagem visionada) de 4:3. Recentemente houve interesse em utilizar maiores alargamentos para dispositivos de recepção de televisão, tais como 2:1, 16:9 ou 5:3, visto que tais alargamentos maiores se aproximam mais ou igualam o alargamento do olho humano do que o alargamento 4:3 de um receptor de televisão convencional. Os sinais de informação video com um alargamento de 5:3 receberam atenção particular visto que esta relação se aproxima da fita cinematográfica, e assim tais sinais podem ser transmitidos e recebidos sem cortar a informação de imagem. Contudo, os dispositi_ vos de televisão de écran largo os quais transmitem simplesmente sinais possuindo um alargamento aumentado quando comparados com os dispositivos convencionais, são incompatíveis com receptores de alargamento convencional. Isto torna a adopção dilatada de dispositivos de écran largo difícil.

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E por conseguinte desejável possuir um dispositivo de écran largo que é compatível com receptores de televisão convencionais.

Um destes dispositivos é relatado na Patente dos Estados Unidos πδ. 4 782 383 de M.A. Isnardi intitulada Aparelhos para tratame_n to de informação de bordo de alta frequência num dispositivo de televisão de écran largo a qual foi concedida em 1 de Novembro de 1988. E ainda mais desejável possuir um tal dispositivo de écran largo compatível com possibilidades para melhorar ou aumentar a definição da imagem visionada de modo a fornecer um detalhe de ima

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-5gem extra. Por exemplo, tal dispositivo EDTU (de televisão de d_e finição aumentada) de écran largo pode incluir aparelhos para fo_r necer uma imagam de exploração progressiva. Um dispositivo deste tipo é relatado num folheto por M.A. Isnardi et al., intitulado Codificação para compatibilidade e recuperação no dispositivo ACTU publicado no IEEE Transactions on Broadcasting volume 80-35, nS. 4, de Dezembro de 1987, a páginas 116-123. 0 dispositivo utiliza processamento intraquadro e compressão em tempo do sinal de informação de imagem de painel central e lateral.

De acordo com os princípios do presente invento, é aqui descrito o aparelho para melhorar os dispositivos do tipo descrito para conseguir maior uniformidade de resolução espacial entre a informação de painel central e lateral visionado, através da r_e dução ou eliminação de artifícios de imagem diagonal indesejáveis em informação de painel lateral visionado.

Sumário do invento aparelho de acordo com os princípios do presente invento é descrito no contexto de um dispositivo de televisão EDTU de écran largo compatível utilizando processamento de sinal intraquadro e compressão em tempo, por exemplo, técnicas de integração. 0 sinal EDTV de écran largo contém componentes múltiplos, incluir» do um primeiro componente principal contendo informação de painel central e de painel lateral comprimida em tempo e um segundo componente auxiliar contendo informação de painel lateral. No compq nente principal, apenas a informação de painel central é sujeita a processamento intraquadro. A porção de informação de painel l.a teral comprimida em tempo do componente principal não é sujeita a processamento intraquadro.

Numa realização preferida descrita de um dispositivo de televisão EDTU de écran largo compatível de acordo com os princípios do presente invento, um sinal de écran largo original explorado progressivamente de alta resolução, é codificado para incluir quatro componentes. Os quatro componentes são processados separa damente antes de serem recombinados num canal de transmissão de sinal único.

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-4Um primeiro componente é um sinal principal entrelaçado 2:1 com um alargamento 4:5 padrão. Este componente compreende uma porção central do sinal de écran largo que foi expandido em tempo para ocupar quase todo o tempo de linha activa de alargameri to 4:5, e a informação de baixa frequência horizontal de painel lateral que foi comprimida em tempo nas regiães de sobrexploração de imagem horizontal esquerda e direita onde tal informação está escondida da vista num visor de receptor de televisão padrão. Ap_e nas a porção central deste componente é sujeita a integração intraquadro acima de uma dada frequência.

Um segundo componente ê um sinal auxiliar entrelaçado 2:1 compreendendo informação de alta frequência de painel lateral esquerda e direita que foi cada uma expandida em tempo para metade do tempo de linha activa. Assim a informação de painel lateral expandido ocupa subs tanc ial me nte todo o tempo de linha activa. Es. te componente é projectado de modo a ocupar o mesmo período de tempo que a porção central do primeiro componente e é integrado intraquadro.

Um terceiro componente ê um sinal auxiliar entrelaçado 2:1 derivado da fonte de sinal de écran largo, compreendendo informação de detalhe de luminância horizontal de alta frequência, aproximadamente, entre 5,0 e 6,0 MHz. Este componente é também projectado de modo a ocupar o mesmo período de tempo que a porção central do primeiro componente e é integrado intraquadro. A integração intraquadro dos segundo e terceiro componentes modula em quadratura uma subportadora alternativa controlada em fase a qual é combinada com o primeiro componente integrado intraquadro.

Um quarto componente opcional é um sinal auxiliar entre laçado 2:1 auxiliar compreendendo informação de detalhe de luminância de diferença de campo temporal para ajudar a reconstruir a informação de imagem em falta no receptor EDTU de écran largo.

No receptor EDTU de écran largo é descodificado um sinal compósito, contendo os quatro componentes descritos, nos quatro componentes constitutivos. Os componentes descodificados são prq cessados separadamente e usados para desenvolverem um sinal de

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RCA 85,010 écran largo representativo de imagem com resolução melhorada. Descrição dos desenhos

A figura 1 representa uma visão geral de um dispositivo codificador EDTU de écran largo compatível incluindo aparelhagem de acordo com o presente invento;

a figura la mostra um diagrama de blocos detalhado do codificador para o dispositivo relatado;

as figuras lb e lc contém diagramas úteis para a compreeri são do funcionamento do dispositivo descrito;

as figuras 2-5 descrevem formas de onda de sinal e diagra mas úteis na compreensão do funcionamento do dispositivo descrito;

a figura 13 mostra um diagrama de blocos de uma porção do aparelho descodificador receptor EDTU de écran largo; e as figuras 6-12 e 14-24 ilustram aspectos do dispositivo relatado em maior detalhe.

Um dispositivo destinado a transmitir imagens de grande alargamento, por exemplo, 5:3, através de um canal de transmissão padrão, por exemplo, NTSC, devia conseguir um visionamento de imjj gem de alta qualidade num receptor de écran largo, enquanto reduz grandemente ou elimina degradações observáveis num visor de alargamento padrão 4:3. A utilização de técnicas de compressão de s_i nal nos painéis laterais de uma imagem tira partido da região de sobrexploração horizontal de um écran de receptor de televisão NTSC padrão, mas pode sacrificar a resolução de imagem nas regiões de painel lateral de uma imagem reconstruída. Atendendo a que a compressão em tempo resulta numa expansão no domínio de fr_e quência, apenas os componentes de baixa frequência sobrevivem ao processamento num canal de televisão padrão, o qual mostra uma me nor largura de banda comparada com a necessária para o sinal de écran largo. Assim, quando os painéis laterais comprimidas de um sinal de écran largo compatível são expandidos num receptor de écran largo, resulta aí uma diferença visível entre a resolução ou conteúdo de alta frequência da porção central de uma imagem de écran largo visionada e os painéis laterais, a menos que sejam djJ dos passos para evitar este efeito. Esta diferença visível é dev_i

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da ao facto de que a informação da painel lateral de baixa frequê cia seria recuperada, mas a informação de alta frequência seria perdida devido aos efeitos de limitação de banda do canal video.

No dispositivo da Figura 1, os elementos que são comuns ao dispositivo mais detalhado da Figura la são identificados pelos mesmos números de referência. Como mostrado na Figura 1, um sinal de exploração progressiva de écran largo original com info_r mação de painel esquerdo, direito e central é processado de modo a desenvolver quatro componentes de codificação separados. Estes quatro componentes são descritos acima e são representados nos dg senhos na Figura 1. □ processamento do primeiro componente (contendo informação de porção central expandida em tempo e informação de baixa frequência de porção lateral comprimida em tempo) é tal que a largura da banda de luminância resultante não excede a largura de banda de luminância NT5C de 4,2 MHz, neste exemplo. Eg te sinal é codificado em cor no formato NTSC padrão e os componen tes de luminância e crominância deste sinal são adequadamente pr_é -filtrados (por exemplo, utilizando filtros de pente de campo) pg ra fornecer separação luminância-crominância melhorada em ambos os receptores NTSC padrão e ds écran largo.

A expansão em tempo do segundo componente (informação de alta frequência de painel lateral) reduz a sua largura ds banda horizontal a cerca de 1,16 MHz. Este componente não é espacialmente correlacionado com o sinal principal (o primeiro componente) e tomaram-se especiais precauções para mascarar a sua visibilidade nos receptores NTSC padrão, como será explicado.

A informação de luminância de alta frequência aumentada de 5,0 a 6,0 MHz contida no terceiro componente é primeiro deslocada para baixo em frequência para uma amplitude de frequência de 0 a 1,0 MHz antes de outro processamento.

quarto componente (auxiliar de diferença de campo tempg ral) é projectado num formato 4:3 padrão para correlacioná-lo com o componente de sinal principal para assim mascarar a sua visibilidade nos receptores NTSC padrão, e é limitado horizontalmente em largura de banda a 750 KHz.

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-7Como será explicado em maior detalhe subsequentemente, o primeiro, segundo e terceiro componentes são processados pelos res_ pectivos integradores intraquadro 38, 64 e 76 (um tipo de filtro vertical-temporal (V-T) para eliminar a diafonia V-T entre os com ponentes de sinal principal e auxiliar no receptor de écran largo. A informação de painel central do primeiro componente é integrada intraquadro acima aproximadamente de 1,5 MHz. 0 segundo e terce_i ro componentes integrados intraquadro, identificados como X e Z, são comprimidos não linearmente em amplitude, antes de modular em quadratura uma subportadora alternativa de 3,108 MHz ASC, tendo uma fase de campo alternativa (inversora), num bloco 80. Um sinal modulado (M) do bloco 80 é adicionado ao primeiro componente integrado intraquadro (N) no adicionador 40. Um sinal de saída resultante é um sinal de banda de base de largura de banda de 4,2 MHz (NTSCF) que, junto com o quarto componente filtrado passa ba_i xo de 750 KHz (YTN) de um filtro 79, modula em quadratura uma por tadora de imagem RF num bloco 57 para produzir um sinal RF compatível NTSC o qual pode ser transmitido a um receptor NTSC padrão ou um receptor de exploração progressiva de écran largo através de um canal de transmissão único, de largura de banda padrão.

A utilização de compressão em tempo no primeiro componente permite que a informação de painel lateral de baixa frequência seja comprimida inteiramente na região sobrexplorada horizontal de um sinal NTSC padrão. A informação de painel lateral de alta frequência do segundo componente e a informação de detalhe de luminância de alta frequência do terceiro componente são partilhadas espectralmente com o sinal NTSC padrão através do canal de transmissão video, de uma maneira transparente para um receptor padrão, através da utilização da técnica de modulação em quadratura da sub portadora alternativa envolvendo o bloco 80 como será explicado. Ouando recebido por um receptor NTSC padrão, apenas a porção de painel central do sinal principal (o primeiro componente) é vista. 0 segundo e terceiro componentes podem criar um modelo de interfe rência de baixa amplitude que não é percebida a distências de visão normais e em ajustamentos de controlo de imagem normais. 0 quarto componente é retirado completamente em receptores com detectores de video síncronos. Em receptores com detectores de in68 869

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-8vólucro, □ quarto componente é processado mas não percebido porque é correlacionado com o sinal principal.

sinal principal (componente l) mostra um intervalo de linha horizontal activa NTSC padrão de aproximadamente 52 microssegundos ( s). Apenas a informação de alta frequência deste componente acima de cerca 1,5 MHz é integrada intraquadro. A informação de baixa frequência de painel lateral comprimido em tempo deste componente não ê sujeita ao processo de integração intraqua. dro. Achou-se que tal processamento intraquadro selectivo do coni ponente principal aumenta a resolução da informação de imagem de painel lateral diagonal através da eliminação de artifícios diag_o nais distorcidos indesejáveis, algumas vezes referidos como distorções, os quais seriam por outro lado produzidos numa imagem reconstruída se a informação de painel lateral comprimida do sinal principal for integrada intraquadro.

A sste respeito nota-se que a informação de baixa frequê_n cia de painel lateral do componente de sinal principal foi compri. mida em tempo com um factor de compressão lateral (SCF) de aproxi. madamente seis. Se a informação comprimida em tempo é integrada intraquadro antes de ser expandida em tempo no receptor para reconstruir a imagem, a informação de imagem de painel lateral reconstruída exibiria diagonais distorcidas porque a frequência horizontal na qual a integração intraquadro começa seria então aprci ximadamente SCF vezes mais baixa do que para □ painel central. A informação de imagem diagonal torna-se de uma maneira crescente distorcida (distorcida) quando as frequências, acima das quais a integração intraquadro é realizada, diminuem. Por exemplo, se o sinal principal é integrado intraquadro para frequências acima de 1,5 MHz e a informação de baixa frequência de painel lateral do componente 1 é comprimida em tempo com um SCF de seis, a integração intraquadro da informação de painel lateral começa efectivamente a uma frequência muito mais baixa de 250 KHz (l,5 MHz/SCF), pela qual resultam as diagonais distorcidas. Assim as diagonais distorcidas seriam mais visíveis nas regiões de painel lateral re construídas. Atendendo a que o componente 1 não integrada intraquadro nas regiões de painel lateral comprimido em tempo, a ampl_i

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-9tude total das frequências originais nestas regiões (0-700 KHz) retém toda a resolução vertical sem distorção devida aos artifícios diagonais distorcidos.

componente 2, contendo informação de alta frequência de painel lateral esquerdo e direito, é projectado de modo a que ele ocupe o mesmo período de tempo que a porção de painel central do componente 1. Assim os altos de painel lateral esquerdo e direito são expandidos em tempo para preencher toda a região de painel central pela qual o componente 2 mostra um intervalo de exploração horizontal activo de aproximadamente 50 yus, o qual corresponde ao intervalo de exploração horizontal da porção de painel central do componente 1. Para esta finalidade o factor de expansão lateral (SEF) ê cerca de 4,52, comparado com um SEF de cerca de 4,49 α qual seria necessário para expandir a informação de painel lateral esquerdo e direito do componente 2 para todo o tempo de linha activa de 52

Ambos os componentes 2 e 5 são projectados na região de painel central em virtude do processamento intraquadro realizado no componente principal 1 e componentes auxiliares 2 e 5. Como será explicado subsequentemente, a integração intraquadro é um processo que facilita a separação de dois componentes de sinal previamente combinados, tais como o sinal principal N e o sinal modulado auxiliar M, neste exemplo. Uma vez que a região do processamento intraquadro, no componente 1, foi reduzida para incluir apenas a região de painel central de 50 , a projecção dos compo nentes modulados 2 e 5 é do mesmo modo modificada para incluir apenas a região de painel central.

Como mencionado acima, o componente 5 é projectado de modo a coincidir com o intervalo de painel central comprimindo linearmente em tempo a informação de luminância horizontal aumentada para 50 ^ts. A compressão em tempo do componente 5 de 52 yus para 50 ys sacrifica alguma correlação espacial com o componente principal 1, mas mais importante assegura que as regiões de painel central e lateral de uma imagem reconstruída exibirão uma resolução horizontal semelhante. Embora a correlação espacial entre os componentes 1 e 5 seja desejável para mascarar os efeitos de dia68 869

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-10fonia entre a subportadora alternativa e o sinal principal, a importância de manter uma correlação espacial perfeita do componente 5 é reduzida porque a subportadora alternativa já contém infor. mação não correlacionada na forma do componente 2. A quantidade de correlação espacial abandonada no componente 5 é desprezável e pesa mais em virtude da resolução horizontal de painel central e lateral semelhante resultante. 0 componente A não é integrado intraquadro e permanece inalterado, mostrando um tempo de linha activa de 52 ytus total em conformidade com o sinal principal.

No descodificador, como será discutido em ligação com a Figura 13, o processamento intraquadro é realizado apenas em rela, ção à região de painel central para separar os sinais M e N. Depois de desmodularem o componente M nos seus componentes constituintes 2 e 3, os componentes 2 e 3 são projectados nos seus lapsos de tempo originais, isto é, para ocupar um intervalo de linha act_i va completo de 52 ycs.

A Figura lb ilustra o espectro RF do dispositivo de écran largo EDTV descrito, incluindo a informação auxiliar, comparado com o espectro RF de um dispositivo NTSC padrão. No espectro do dispositivo relatado os altos de painel lateral e a informação de detalhe de luminância horizontal de extra alta frequência aumenta aproximadamente 1,16 MHz para cada lado da frequência subportadora alternativa (ASC) de 3,108 MHz. A informação de sinal auxiliar V-T (componente 4) aumenta 750 KHz para cada lado da frequência portadora de imagem de sinal principal.

Um receptor de exploração progressiva de écran largo inclui aparelhos para reconstruir o sinal de exploração progressiva de écran largo original. Comparado com um sinal NTSC padrão, o sinal de écran largo reconstruído tem painéis laterais esquerdo e direito com resolução NTSC padrão e um painel central de alargamento 4:3 com detalhe de luminância horizontal e vertical superior particularmente em porções estacionárias duma imagem.

Duas considerações básicas dirigem a técnica de processamento de sinal associadas com o desenvolvimento e processamento dos primeiro, segundo, terceiro e quarto componentes de sinal. Es.

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-11tas considerações são a compatibilidade com os receptores existeri tes e a recuperabilidade no receptor.

A compatibilidade total implica compatibilidade entre receptor e transmissor de modo a que receptores padrão existentes possam receber sinais EOTU de écran largo e produzir um visionamento padrão sem adaptadores especiais. Compatibilidade, neste sentido, necessita, por exemplo, que o formato de exploração de imagem do transmissor seja substancialmente o mesmo que ou dentro da tolerância do formato de exploração de imagem do receptor. Com patibilidada também significa que componentes não padronizados ejx tra devem ser fisicamente ou perceptivamente escondidos no sinal principal quando visionado em receptores padrão. Para conseguir a compatibilidade no último sentido, o dispositivo descrito util_i za as técnicas seguintes para esconder os componentes auxiliares.

Como explicado acima, os baixos de painel lateral são fis_i camente escondidos na região de exploração horizontal normal de um receptor padrão. 0 componente 2, o qual é um sinal de baixa energia comparado com o componente de baixos do painel lateral e o componente 3 , o qual é normalmente um sinal de detalhe de alta frequência e baixa energia são comprimidos em amplitude e modulados em quadratura numa subportadora alternativa a 3,108 MHz a qual é uma frequência entrelaçada (um múltiplo ímpar de metade da relação de linha horizontal). A frequência, fase e amplitude da subportadora alternativa são escolhidas de modo a que a visibilidade do sinal subportador alternativo modulado é reduzida tanto quanto possível, por exemplo, através do controlo da fase da subportadora alternativa de campo para campo de modo a que ela alter, ne 1808 de um campo para o seguinte, diferente da fase da subportadora de crominância de um campo para o seguinte. Embora os com ponentes de subportadora alternativa modulada estejam inteiramente dentro da banda de passagem de crominância (2.0-4,2 MHz), os componentes de subportadora alternativa modulada são perceptivamente escondidos porque são visionados como tremulação de cor com plementarmente à relação de campo, a qual não é observada pelo olho humano em níveis normais de saturação de crominância. Também, a compressão de amplitude não linear dos componentes de modu

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-12lação antss da modulação de amplitude reduz, com vantagem, os sobredisparos de amplitude instantâneos a um nível mais baixo aceitável. 0 componente 3 é correlacionado espacial mente em relação à porção de informação central do componente 1 e é ligeiramente menos correlacionado espacial mente em relação às porções de info_r mação esquerda e direita do componente 1. Isto é conseguido por meio de um codificador de formatação como será explicado.

componente 4, o sinal auxiliar, também está escondido através da expansão em tempo da informação de painel centrai para condizer com o formato 4:3 padrão, correlacionando por isso espacialmente o componente 4 com o sinal principal. 0 componente 4 é retirado nos receptores padrão com detectores síncronos e é perceptivamente escandido nos receptores padrão com detectores de i_n vólucro porque é correlacionado espacialmente com o sinal principal.

A recuperação dos componentes 1, 2 e 3 num receptor de ex ploração progressiva de écran largo é conseguida através da utili. zação de um processo de processamento intraquadro no transmissor e receptor. Este processo é associado com os elementos 38, 64 e 76 no dispositivo transmissor das Figuras 1 e la e com os elementos associados no receptor como será explicado. A integração intraquadro á um tipo de técnica condicionadora de sinal a qual pre para dois sinais correlacionados visualmente para combinação mútua de modo a que eles possam ser recuperados eficientemente e com rigor depois, tais como por meio de um órgão de armazenagem de campo, livre de diafonia V-T (vertical-temporal) mesmo na presença de movimento no caso de sinais representativos de imagem. 0 tipo de condicionamento empregado para esta finalidade envolve es sencialmente fazer dois sinais idênticos numa base de campo, isto é, pela obtenção de duas amostras com valores idênticos afastados de um campo. A integração intraquadro é uma técnica conveniente para conseguir este objectivo, mas outras técnicas podem também ser usadas. A integração intraquadro é basicamente um processo linear, de pré-filtragem e pás-filtragem digital de variação em tempo para assegurar a recuperação precisa dos dois sinais combinados correlacionados visualmente. A diafonia horizontal é eli-

ιτί

ό 8 3 6 9

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-13minada por bandas de guarda entre pré-filtros horizontais no codi ficador transmissor e pós-filtros no descodificador do receptor.

A integração intraquadro é uma forma de processamento de pixel emparelhados. 0 processo de integração intraquadro no domí nio do tempo é representado na generalidade pela Figura lc, na qual pares de campos são tornados idênticos por pixels de integra, ção (A, 3 e C,D) que estão afastados 262H. 0 valor integrado subs titui os valores originais em cada par. A Figura ld representa o processo de integração intraquadro no contexto do dispositivo da Figura i. Começando com os componentes 2 e 3, os pares de pixels (elementos de imagem) afastados 262H dentro de um quadro, são integrados e o valor integrado (por exemplo XI, X3 e Z1, Z3) substitui os valores de pixel originais. Esta integração V-T acon tece dentro de um quadro e não atravessa quadros limítrofes. No caso do componente 1, a integração intraquadro é realizada apenas na informação de painel central acima aproximadamente 1,5 MHz de modo a não afectar a informação de detalhe vertical de mais baixa frequência. No caso dos componentes 1 e 2, a integração intraqus dro é realizada num sinal composto incluindo componentes de luminância (Y) e crominância (C) através da banda de crominância. 0 componente de crominância do sinal composto sobrevive à integração intraquadro porque os pixels afastados de 262H estão em fase em relação à subportadora de cor. A fase da nova subportadora al_ ternativa é controlada de modo a que eia esteja exactamente fora de fase para pixels 262H afastados e é diferente da fase da subportadora de crominância. Assim quando os componentes 2 e 3 (após a modulação em quadratura) são adicionados ao componente 1 na unidade 40, os pixels afastados de 262 H têm a forma (M + A) e (M - A), onde M é uma amostra do sinal composto principal acima de 1,5 MHz e A é uma amostra do sinal modulado auxiliar.

Com a integração intraquadro V-T a diafonia é virtualmente eliminada, mesmo na presença de movimento. Neste ponto de vis. ta, o processo de integração intraquadro produz idênticas amostras afastadas de 262H. No receptor é uma maneira simples recuperar o conteúdo da informação destas amostras exactamente, isto é, livre de diafonia, através do processamento de amostras de pixel afasta

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-14das de 262H dentro de um quadro como será explicado, recuperando portanto a informação de sinal principal e auxiliar. Num descodi ficador do receptor, a informação original integrada intraquadro pode ser recuperada substancialmente intacta através de um proces. sarnento intraquadro visto que a informação correlacionada visualmente altamente original foi tornada substancialmente idêntica campo a campo.

Também no receptor, o canal RF é desmodulado em quadratura usando um detector RF síncrono. 0 componente 4 é por isso separa, do dos outros três componentes. 0 processamento intraquadro é utilizado para separar o componente 1 dos componentes modulados 2 e 3, e a desmodulação em quadratura é usada para separar os compg nentes 2 e 3, como será explicado com vista à Figura 13.

Após os quatro componentes terem sido recuperados, os sinais compostos são descodificados NTSC e separados em componentes de luminância e crominância. A projecção inversa é realizada em todos os componentes para recuperar o alargamento de écran largo e os altos de painel lateral são combinados com os baixos para r_e cuperar a resolução de painel lateral completo. A informação de detalhe de luminância de alta frequência aumentada é deslocada p_a ra a sua amplitude de frequência original e somada com o sinal de luminância, o qual é convertido para o formato de exploração progressiva usando interpolação temporal e o sinal auxiliar. 0 sinal de crominância é convertido para o formato de exploração progressi. va usando interpolação temporal não assistida. Finalmente, os si. nais de exploração progressiva de luminância e crominância são convertidos para a forma analógica e matriciados para produzir s_i nais de imagem de cor RGB para visionar por um dispositivo de visionamento de exploração progressiva de écran largo.

Antes de discutir o dispositivo codificador de écran largo compatível da Figura la, é feita referência a formas de onda de sinal A e B da Figura 2. 0 sinal A é um sinal de écran largo de alargamento 5:3, que é para ser convertido a um sinal compatível NTSC padrão com um alargamento de 4:3 como descrito pelo sinal B. 0 sinal de écran largo A inclui uma porção de painel cen63 869

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-15tral associada com informação de imagem primária ocupando um intervalo TC e porções de painel lateral esquerdo e direito associa das com informação da imagem secundária e ocupando intervalos TS. Neste exemplo, os painéis laterais esquerda e direito apresentam alargamentos substancialmente iguais, mencres do que o do painel central dominante o qual é centrado entre os mesmos.

sinal de écran largo A é convertido no sinal NTSC B através da compressão de uma certa informação de painel lateral completamente para dentro das regiões de sobrexploração horizontal associadas com os intervalos de tempo TD. 0 sinal NTSC padrão tem um intervalo de linha activa TA (com duração de 52,6 micros s e gu ndos ) o qual inclui intervalos de sobrexploração TO, um intervalo de tempo de visionamento TD o qual contém a informação video a ser visionada, e um intervalo de tempo de linha horizontal total TH com duração de 63,556 microssegundos. Os intervalos TA e TH são os mesmos para ambos os sinais NTSC padrão e de écran largo. Verificou-se que suase todos os receptores de televisão caseiros têm um intervalo de sobrexploração o qual ocupa pelo menos 4% de tempo de linha activa total TA, isto é, 2,-> sobrexploração nos lados esquerdo e direito. Numa frequência de amostragem entrelaçada de 4 x fsc (onde fsc é a frequência da subportadora de cor), cada intervalo de linha horizontal contém 910 pixels (elementos de imagem) dos quais 754 constituem a informação de imagem de linha horizontal activa a ser visionada.

dispositivo EDTV de écran largo é mostrado em maior detalhe na Eigura la. Mencionando a Eigura la, uma câmara 10 de ex ploração progressiva de écran largo de 525 linhas, 60 campos/segundo, fornece um sinal da cor de écran largo com componentes R, G, B e um grande alargamento de 5:3 neste exemplo. Uma fonte de sinal entrelaçado também podia ser usada, mas uma fonte de sinal de exploração progressiva produz resultados superiores. Uma câma ra de écran largo tem um maior alargamento e uma maior largura de banda video comparado com uma câmara NTSC padrão, a largura de banda video de uma câmara de écran largo sendo proporcional ao produto do seu alargamento e o número total de linhas por quadro, entre outros factores. Adoptando uma velocidade de exploração

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-16constante pela câmara de écran largo, um aumento no seu alargameri to provoca um correspondente aumento na sua largura de banda video bam como a compressão horizontal da informação da imagem quan do o sinal é visionado num receptor de televisão padrão com um alargamento de 4:3. Por estas razões, é necessário modificar o sinal de écran largo para compatibilidade NTSC completa.

□ sinal video de cor processado pelo dispositivo codifica dor da Figura 1 contém ambos os componentes de sinal de luminância e crominância. Os sinais de luminância e crominSncia contêm ambas as informações de baixa e alta frequência as quais na expli. cação seguinte serão referidas como baixos e altos, respectivamente.

Os sinais video de cor de exploração progressiva de écran largo de largura de banda larga da câmara 10 são matriciados numa unidade 12 para derivarem o componente de luminância Y e os compo nentes de sinal de diferença de cor I e Q dos sinais de cor R, G,

B. Os sinais ds exploração progressiva de banda larga Υ, I, 0 são amostrados numa frequência de subportadora de crominância de oito vezes (8 x fsc) e são convertidos da forma analógica para a digital (binária) individualmente através de conversores analógico-d_i gitais separados (ADC) numa unidade ADO 14 antes de serem filtrados individualmente por filtros passa baixo vertical-temporal (V-T) separados numa unidade filtro 16 para produzir os sinais filtrados YF, IF e OF. Estes sinais são cada um da forma indicada pela forma de onda A na Figura 2. Os filtros separados são filtros lineares de tempo invariável 3X3 do tipo mostrado na Fig_u ra lOd como será discutido. Estes filtros reduzem ligeiramente a resolução ver tical-temporal, particularmente a resolução U-T diagonal, para evitar artifícios entrelaçados indesejáveis (tais como a tremulação, margens distorcidas e outros efeitos relatados aleatórios) no sinal principal (componente 1 na Figura l) após a conversão de exploração progressiva para entrelaçada. Os filtros mantêm quase a resolução vertical completa em porções extacionárias da imagem.

factor de expansão de painel central (CEF) é uma função

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-17da diferença entre a largura de uma imagem visionada num receptor de écran largo e a largura da uma imagem visionada num receptor padrão. A largura de imagem de um visor de écran largo com um alargamento de 5:3 é 1,25 vezes maior que a largura de imagem de um visor padrão com um alargamento de 4:3. Este factor de 1,25 é um factor de expansão de painel central preliminar, o qual deve ser ajustado de modo a ter em conta a região de sobrexploração de um receptor padrão, e a uma quantidade para uma ligeira sobreposi ção intencional das regiões limítrofes entre os painéis central e lateral como será explicado. Estas considerações ditam um CEF de 1,19.

Os sinais de exploração progressiva da rede de filtros 16 mostram uma largura de banda de 0-14,32 MHz e são respectivamente convertidos em sinais entrelaçados 2:1 através de meios de exploração progressiva (P) para conversores de entrelaço (i) 17a, 17b e 17c, detalhes dos quais serão discutidos em ligação com as Fig_u ras 22 e 23. A largura de banda dos sinais de saída IF', QF' e YF ' dos conversores 17a-17c mostra uma largura de banda de 0-7,16 MHz visto que a relação de exploração horizontal para sinais entrelaçados é metade daquela dos sinais de exploração progressiva. No processo de conversão, o sinal de exploração progressiva é subamostrado, tirando metade das amostras de pixel existentes para produzir um sinal principal entrelaçado 2:1. Especificamente, cada sinal de exploração progressiva é convertido no formato entrelaçado 2:1 através da retenção de ou linhas ímpares ou pares em cada campo e lendo os pixels retidos numa frequência ds 4 x fsc (14,32 MHz). Todo o processamento digital subsequente dos sinais entrelaçados ocorre na frequência 4 x fsc.

A rede 17c também inclui uma rede preditora de erro. Uma saída da rede 17c, YF', é a versão de luminância subamostrada entrelaçada do componente de exploração progressiva pré-fi1 trado. Outro sinal de saída (luminância) da rede 17c, YT, compreende informação temporal derivada de informação de diferença de campo de imagem e representa um erro de predição temporal ou interpolação temporal, entre valores actual e predito das amostras de luminância faltando no receptor, como será explicado. A predição é ba

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RCA 85,010 <7 <c itT*

-18ssada numa integração temporal das amplitudes dos pixels antes e depois, as quais são conseguidas no receptor. 0 sinal YT, um sinal auxiliar de luminância que auxilia a reconstruir o sinal de exploração progressiva no receptor, calculado essencialmente para um erro que o receptor espera fazer em relação a sinais de imagem não estacionários e facilita o cancelamento de tal erro no receptor. Cm porções estacionárias de uma imagem o erro é zero, e a reconstrução perfeita ê executada no receptor. l/erificou-se que um sinal auxiliar da crominância não á necessário como uma mg téria prática e que um sinal auxiliar de luminância é suficiente para produzir bons resultados visto que o olho humano é menos seg sível a uma falta de detalhe vertical de crominância ou temporal.

A Figura 2a ilustra o algoritmo usado para desenvolver o sinal ag xiliar YT.

Referindo a Figura 2a, os pixels A, X e B no sinal de exploração progressiva ocupam a mesma posição espacial numa imagem. Os pixels pretos, tais como A e 8 são transmitidos como o sinal principal e existem no receptor. Um pixel branco, tal como ο X, não é transmitido e ê predito por um integrador de quadro temporal (A + B/2). Isto é, á feita uma predição no codificador para o pixel X em falta através da integração das amplitudes dos pixels antes e depois A e B. 0 valor de predição (A+B/2), é sub traído do valor actual, X, para produzir um sinal de erro de predição, correspondendo ao sinal auxiliar, com uma amplitude de acor do com a expressão X-(A + 8/2). Esta expressão define a informação de diferença de campo temporal em adição à informação integra da de quadro temporal. 0 sinal auxiliar é filtrado passa baixo horizontalmente através de meios de um filtro passa baixo de 750 KHz e conduzido como sinal auxiliar YT. A limitação da banda do sinal auxiliar a 750 KHz é necessária para evitar que este sinal interfira com o canal RF mais baixo seguinte após este sinal ser modulado na portadora de imagem RF. No receptor, uma predição sg melhante do pixel em falta X é feita através do uso de uma integração de amostras A e B e o erro de predição é adicionado à predição. Isto é, X é recuperado pela adição do erro de predição X-(A + B)/2 com o integrado temporal (A + B)/2. Assim o sinal auxi

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RCA 85,010

-191 iar facilita a conversão dc formato ds exploração entrelaçada para progressiva.

sinal auxiliar produzido pelo algoritmo de predição te_m poral descrito é, com vantagem, um sinal de baixa energia ccmparja do com um sinal predito produzida por alguns outros algoritmos, tais como o usado para produzir um sinal diferencial de linha, co mo descrito por M. Tsinberg num artigo Dispositivo HDTU compatível de dois canais ENT5C publicado no IEEE, Transactions on Cori suner Electronics, volume CE-33, n9. 5, de Agosto de 1987, a páginas 146-153. Em zonas paradas de uma imagem, a energia de erro é zero porque a predição é perfeita. Uma condição de baixa energia é manifestada por imagens paradas e substanoialmente paradas (tal como uma transmissão de noticias mostrando um repórter contra um painel parado). 0 algoritmo descrito mostrou produzir os últ_i mos artifícios indesejáveis após a reconstrução de imagem no receptor e o sinal auxiliar produzido pelo algoritmo descrito retém a sua utilidade após ser limitado em banda (filtrado) a cerca de 750 KHz. 0 sinal auxiliar produzido pelo algoritmo descrito mostra com vantagem energia zero na presença de informação de imagem parada e consequentemente um sinal auxiliar associado com uma ima gem parada não á afectado pela filtragem. Uma imagem de écran largo reconstruída altamente melhorada resulta mesmo se o sinal auxiliar não for transmitido. Em tal caso, as porções paradas da imagem serão mais nitidas do que uma imagem NT5C padrão, mas as porções em movimento serão de algum modo mais suaves e podem mos_ trar um artifício de batimento. Assim um transmissor não neces sita de transmitir inicialmente o sinal auxiliar, mas pode escolher melhorar a transmissão RF num tempo mais tarde.

dispositivo de predição temporal descrito é útil para ambos os dispositivos de exploração progressiva e entrelaçada com relações de linha mais alta que a padrão, mas trabalha melhor com uma fonte de exploração progressiva tendo pixels A, X e 8 ocupando a mesma posição espacial numa imagem, a qual resulta numa predição perfeita para imagens paradas. A predição temporal será im perfeita mesmo em porções paradas de uma imagem se a imagem de écran largo original vier de uma fonte de sinal entrelaçada. Em

3 369 HCA 85,010

-20tal caso o sinal auxiliar terá maior energia e introduzirá ligeiros artifícios em porções paradas de uma imagem reconstruída. Ex. periências mostraram que o uso de uma fcnte de sinal entrelaçado produz resultados aceitáveis com artifícios que sejam visíveis apenas após uma inspecção próxima, mas que uma fonte de sinal de exploração progressiva introduz menos artifícios e produz resulta, dos preferidos.

Voltando à figura la, os níveis de écran largo entrelaçados IF*, QF' e YF' dos conversores 17a-17c são respectivamente fil trados por filtros passa baixo horizontais 19a, 19b e 19c para prjq duzir um sinal IF com uma largura de banda de 0-6C0 KHz, um sinal QF com uma largura de banda de 0-600 KHz e um sinal YF com um largura de banda de 0-5 MHz. Fstes sinais são em seguida sujeitos a um processo de codificação de formato o qual codifica cada um destes sinais num formato 4:3 através de meios de aparelhos de codificação de formatação associados com uma unidade 18 de separa ção e processamento de sinal lateral-central. Resumidamente, a porção central de cada linha de écran largo é expandida em tempo e prcjectada dentro da porção visionada do tempo de linha activa com um alargamento 4:3. A expansão em tempo provoca uma diminuição em largura de banda de modo a que as frequências entrelaçadas de écran largo originais são tornadas compatíveis com a largura de banda NTSC padrão. 0s painéis laterais são divididos em bandas de frequência horizontal de modo a que os componentes de altos de cor I e Q mostram uma largura de banda de 83 KHz-600 KHz (como mostra do para o sinal IH na Figura 7) e os componentes de altos de lurrd nância Y mostram uma largura de banda de 700 KHz-5,0 MHz (como mos trado para o sinal YH na Figura 6). Os baixos de painel lateral, isto é, sinais Y0, 10 e Q0 desenvolvidos como mostrado nas Figuras 6 e 7, incluem um componente DC e são comprimidos em tempo e projectados nas regiões de sobreexploração de imagem horizontal es. querda e direita em cada linha. 0s altos de painel lateral são processados separadamente. Detalhes deste processo de codificação de formato seguem imediatamente abaixo.

No decurso da consideração dos detalhes de codificação se guintes, ajudará também a consideração da Figura le, a qual des-

369 RCA 85,010

A

c.

-21creue o processo de codificação dos componentes 1, 2, 5 e 4 no contexto da informação de painéis central e lateral visionados.

Os sinais entrelaçados filtrados IF, QF e YF são processados pelo separador de sinal de painel lateral-central e processador 18 para produzir três grupos de sinais de saída: YE , IE e QE ;

Y0, 10 e Q0; e YH, IH e QH. Os primeiros dois grupos de sinais (YE, IE, QE e Y0, 10, Q0) são processados para desenvolverem um sinal contendo um componente de painel central de largura de banda completa e baixos de luminância de painel lateral comprimidos em regiões de sobrexploração horizontal. 0 terceiro grupo de sinais (YH, IH, QH) é processado para desenvolver um sinal contendo altos de painel lateral. Quando estes sinais são combinados, é produzido um sinal de écran largo compatível IMTSC com um alargamento de visor 4:5. Detalhes dos circuitos compreendendo a unidade 18 serão mostrados e explicados em ligação com as Figuras 6, e 8.

Os sinais YE, IE e QE contêm informação de painel central completa e mostram o mesmo formato, como indicado pelo sinal YE na Figura 5. Resumidamente, o sinal YE é derivado do sinal YE como segue. D sinal de écran largo YF contém pixels 1-754 ocorrendo durante o intervalo de linha activa do sinal de écran largo, contendo informação de painel lateral e central. A informação de painel central de banda larga (pixels 75-680) é extraída como um sinal de luminância de painel central YC através de um processo de desmultiplexagem em tempo. 0 sinal YC é expandido em tempo através de um factor de expansão de painel central de 1,19 (isto é, 5,0 MHz : 4,2 MHz) para produzir o sinal YE de painel central compatível NTSC. 0 sinal YE mostra uma largura de banda compatível NTSC (0-4,2 MHz) devida à expansão em tempo pelo factor 1,19.

sinal YE ocupa o intervalo de visor de imagem TD (Figura 2) entre regiães de sobrexploração T0. 0s sinais IE e QE são desenvol vidos dos sinais IF e QF, respectivamente e são semelhantemente processados do mesmo modo do sinal YE.

Os sinais Y0, 10 g Q0 fornecem a informação de painel lateral de baixa frequência (baixos) a qual é inserida nas regiões de sobrexploração horizontal esquerda e direita. Os sinais

3 36 9

RCA	85,010	l	—7^
	-22-
vo,	10 e 00 apresentam o mesmo formato,	como indicado	pelo sinal
Y0	na Figura 3. Resumidamente, o sinal	Y0 ê derivado	do sinai

YF como segue. 0 sinal de écran largo YF contém informação de painel esquerdo associada com os pixels 1-84 e informação de painel direito associada com os pixels 671-754. Como será discutido, o sinal YF é filtrado passa baixo para produzir um sinal baixos de luminância com uma largura de banda de G-700 KHz, de qual sinal é extraído um sinal de baixos de painel lateral esquerdo e di reito (sinal YL' na Figura 5) através de um processo de desmultiplexagem em tempo. 0 sinal de baixos de luminância YL' ê comprimido em tempo para produzir um sinal de baixos de painel· lateral YO com informação de baixa frequência comprimida nas regiães de sobrexploração associadas com os pixels 1-14 e 741-754. 0 sinal de baixos lateral comprimido mostra um BW aumentado proporcional à quantidade de compressão em tempo. Os sinais 10 e 00 são desejo volvidos dos sinais IF e OF, respectivamente e são processados semelhantemente ao modo do sinal YO.

Os sinais YF, IF, QE e YO, 10, 30 são combinados por um combinador 28 de sinal lateral-central, por exemplo, um multiplexador em tempo, para produzir os sinais YN, IN e ON com uma largju ra de banda compatível NTSC e um alargamento 4:5. Estes sinais são da forma do sinal YN mostrado na Figura 5. 0 combinador 23 também inclui retardos de sinal apropriados para igualar os tempos de trânsito dos sinais a serem combinados. Tais retardos de sinal igualadores são também incluídos noutro sítio do dispositivo como necessário para igualar os tempos de trânsito do sinal.

Um modulador 30, um filtro passa banda 32, um filtro pára banda H-U-T 34 e um combinador 36 constituem um codificador de s_i nal NTSC melhorado 31. Os sinais de crominância IN e QN são modjj lados em quadratura numa subportadora SC na frequência subportad_o ra de crominância NTSC, nominalmente 3,58 MHz, através de um modjj lador 30 para produzir um sinal modulado CN. 0 modulador 30 é de desenho convencional e será descrito em ligação com a Figura 9. 0 sinal modulado CN é filtrado em passa banda nas dimensães vertical (V) e temporal (T) através de meios de um filtro bidimensional (U-T) 32, o qual retira os artifícios de diafonia no sinal de cro f '

/.· - . - ; ^«««5·· ό 3 36 9

RCA 05,010

-23minância entrelaçado antes de ser aplicado a uma entrada de sinal da crominância do combinador 36 como um sinal CP. 0 sinal de luminância YN é filtrado em pára banda nas dimensões horizontal (h), vertical (U) e temporal (T) por meio de um filtro pára banda H-U-T tri-dimensional 34 antes de ser aplicado, como um sinal YP, a uma entrada de luminância de combinador 36. A filtragem do sinal de luminância YN e dos sinais de diferença de cor da crominância IN e QN serve para assegurar que a diafonia luminância-crominSncia será significativa mente reduzida após codificação NTSC subsequente. Os filtros espacial-temporal muitidimensionais, tais como o filtro H-U-T 34 e o filtro U-T 32 na Figura 1 compreendem es truturas como ilustrado na Figura 10 a qual será discutida subsequente me nte.

filtro pára banda H-U-T 34 na Figura la mostra a configuração da Figura 10b e retira os componentes de frequência diagjo nal que se movem para cima do sinal de luminância YN. Fstes componentes de frequência são semelhantes em aparência aos componentes de subportadora de crominância e são retirados para fazer um orifício no espectro de frequência no qual a crominância modulada será inserida. A remoção dos componentes de frequência diagonal movendo-se para cima do sinal ds luminância YN não degrada visivel_ mente uma imagem visionada porque foi determinado que o olho huma no é substancial·mente insensível a estes componentes de frequência 0 filtro 34 mostra uma frequência de corte de aproximadamente 1,5 15Hz para não prejudicar a informação de detalhe vertical de luminância.

filtro passa banda U-T 32 reduz a largura de banda de crominância de modo que a informação de painel lateral de crominância modulada possa ser inserida num orifício criado no espectro de luminância pele filtro 34. 0 filtro 32 reduz a resolução vertical e temporal da informação de crominância de modo a que as margens estáticas e em movimento sejam levemente borradas, mas es^ te efeito tem uma pequena ou nenhuma consequência devido à insens_i bilidade do olho humano para tal efeito.

Um sinal de baixos central/lateral de saída C/SL do combi. nador 36 contém informação compatível NTSC para ser visionada, co

Λ' b 3 3 6 9 3CA 85,010

-24mo derivada do painel central do sinal de écran largo, bem como baixos de painel lateral comprimido (de ambos luminância e crominância) derivados dos painéis laterais do sinal de écran largo e situados nas regiões de sobrexploraçãa horizontal esquerda e direita não vistes por um espectador de um visor receptor NTSC. Os baixos de painel lateral comprimido na região de sobrexploração representam uma parte constituinte da informação de painel lateral para um visor de écran largo. A outra parte constituinte, os altos de painel lateral, é desenvolvida pelo processador 13 como será discutido abaixo. Os sinais altos de painel lateral YH (altos de luminância) IH (altos de i) e OH (altos de 0) são rapresen tados pela Figura 4. As Figuras 6, 7 e 8 representam aparelhos para desenvolverem estes sinais, como será discutido. Na Figura 4, os sinais YH, IH e QH contêm informação de alta frequência de painel esquerdo associada com os pixels de painel esquerdo 1-84, e informação de alta frequência de painel direito associada com os pixels de painel direito 671-754.

A porção de painel central do sinal C/SL é processada por um integrador intraquadro 38 para produzir um sinal Ν , o qual é aplicado a uma entrada do adicionador 40. 0 sinal integrado intraquadro N é essencialmente idêntido ao sinal C/5L em virtude da alta correlação visual da informação de imagem intraquadro do sinal C/SL. 0 integrador 38 integra o sinal C/SL acima aproximadamente de 1,5 MHz e ajuda a reduzir ou eliminar a diafonia vertical-temporal entre os sinais principal e auxiliar. A amplitude de frequência passa alto de 1,5 MHz e acima da qual o integrador intraquadro 38 funciona foi escolhida para assegurar que a integração intraquadro completa seja conseguida para informação de 2 MHz e acima, para evitar que a informação de detalhe vertical de luminância seja degradada pelo processo de integração intraquadro A diafonia horizontal é eliminada por meios de uma banda de guarda de 200 KHz entre um filtro associado com o integrador intraqu_a dro 38 no codificador 31 e um filtro associado com uma unidade processadora intraquadro no descodificador da Figura 13. A Figura ilb mostra detalhes do integrador intraquadro de altos 38. As Figuras ilb e 13 serão discutidas subsequentemente.

069

9CA 85,010

-250s sinais IΗ, OH s YH são colocados no formato NTSC através ds meios de um codificador NTSC 60, o qual ê semelhante ao co dificador 31. Fsp_ecj_fj.c_3mente, ₀ codificador 60 inclui aparelhos do tipo mostrado na Figura 9, bem ccmo aparelhos para modular em quadratura informação de altos de crominância de painel lateral para a informação de altos de luminância de painel lateral a 3,58 MHz, para produzir o sinal NTSCH, a informação de altos de painel lateral em formato NTSC. Este sinal é ilustrado pela Figura 5.

A utilização de filtragem em passa banda multidimensional nos codificadores NTSC 31 e 60 permite com vantagem que os componentes de luminância e crominância sejam separados virtualmente livres de diafonia no receptor quando o receptor inclui filtragem muitidimensional complementar, para separar a informação de luminância e de crominância.

A utilização de filtros complementares para a codificação e descodificação luminância/crominância é o chamado processo coop_e rativo e é discutido em detalhe num artigo por C.H. Strolle intitulado Processo Cooperativo para Separação Crominância/luminância Melhorada publicado no 5MPTE JOURNAL , vel. 95, nQ. 8 de Agosto de 1986 a páginas 782-789. Mesmo receptores padrão usando filtros de entalhe e de pente de linha beneficiarão do uso da tal pré-fi^. tragem multidimensional no codificador pela exibição de diafonia crominância/luminância reduzida.

sinal NTSCH é expandido em tempo por uma unidade 62 para produzir um sinal de altos lateral aumentado ESH com um intervalo de linha horizontal activa de 50 yus, isto é, menos do que o intervalo de linha activa NTSC padrão de aproximadamente 52 yu_s. Especificamente, como mostrado na Figura 5, o aumento é acompanha, do de um processo de projecção o qual projecta os pixels, de painel lateral esquerdo 1-84 do sinal NTSCH, para as posiçães de pixel 15-377 do sinal ESH, isto é, os altos laterais esquerdos do sinal NTSCH são aumentados para ocupar aproximadamente metade do tempo de linha do sinal ESH. A porção de painel lateral direito (pixels 671-754) do sinal NTSCH é processada de modo semelhante.

processo de expansão em tempo reduz a largura de banda horizontal da informação contendo o sinal ESH (comparado aquela do sinal □ 8 869 RCA 85,010

NTSCH) de um factor 363/84. 0 processo de projecção, pslo qual a expansão em tempo é conseguida, pode ser realizado por aparelhos do tipo mostrado e para ser discutido em ligação com as Figuras 12-12d. 0 sinal FSH é integrado intraquadro por uma rede 64, do tipo mostrado na Figura 11a, para produzir um sinal X como ilustrada na Figura 5. 0 sinal integrado intraquadro X é essencialmente idêntico ao sinal FSH em virtude da alta correlação visual da informação de imagem intraquadro do sinal FSH. 0 sinal X é aplicado a uma entrada de sinal de um modulador de quadratura 80.

sinal YF ' ê também filtrado por um filtro passa banda horizontal 70 com uma banda de passagem de 5 MHz-6,0 MHz. 0 sinal de saída do filtro 70 altos de luminância horizontal, é aplicado a um modulador de amplitude 72 onde ele modula em amplitude um s_i nal portador de 5 MHz f . 0 modulador 72 inclui um filtro passa baixo de saída com uma frequência de corte de aproximadamente 1,0 MHz para obter um sinal com uma banda de passagem de 0-1,0 MHz na saida do modulador 72. A banda lateral superior (aleatória) (5,0-6,0 MHz) produzida peio processo modulador é removida pelo filtro passa baixo de 1,0 MHz. Ffectivamente, as frequências de altas de luminância horizontal na banda de 5,0 MHz-6,0 MHz foram deslocadas para a banda de 0-1,0 MHz como um resultado do processo de modulação de amplitude e subsequente filtragem passa baixo.

A amplitude da portadora deveria ser larga suficiente de modo a que as amplitudes da sinal original fossem retidas após filtragem pelo filtro passa baixo de 1,0 MHz. Isto é, é produzido um desl_q camento de frequência sem afectar a amplitude.

sinal de altos de luminância horizontal deslocado em frequência da unidade 72 é codificado (comprimida em tempo) através de meios de um codificador de formato 74. Isto ê, o codifica, dor 74 codifica os altos de luminância horizontal deslocados em frequência de modo a que este sinal mostre um intervalo de linha activa de 50 y*s, menos que o intervalo de linha activa NTSC padrão de 52,6 jus , pelo uso de técnicas que serão discutidas em ligação com as Figuras 6-8. Quando o sinal de entrada para o codificador 74 é comprimido em tempo pelo codificador 74, a sua larqu ra de banda aumenta de aproximadamente 1,0 MHz para 1,1 MHz na

369 RCA 35,010 fi ri.

,<X τ--27saída do codificador 74. 0 sinal do codificador 74 é integrado intraquadro através de meios da aparelho 76 semelhante àquele ilustrado na Figura lia, antes de ser aplicada à unidade 90 como sinal Z. 0 sinal Z integrado intraquadro é essencialmente idênt_i co ao sinal do codificador 74 em virtude da alta correlação visual da informação de imagem intraquadro do sinal do codificador 74. 0 sinal modulador X, um sinal composto contendo informação de luminSncia e crominância, e o sinal modulador Z mostram substancial, mente a mesma largura de banda, aproximadamente 0-1,1 MHz.

Como será discutido em ligação com a Figura 24, a unidade 80 realiza compressão em amplitude de função gama não linear em grandes desvios de amplitude dos dois sinais auxiliares, X e Z, antes destes sinais modulem em quadratura um sinal subportador al. ternativo A5C. E usada uma gama de 0,7, na qual o valor absoluto de cada amostra é levantado para a potência de 0,7 e multiplicado pelo sinal do valor de amostra original. A compressão gama reduz a visibilidade de potenciais desvios de amplitude grande interferentes dos sinais moduladores em receptores existentes e permite recuperação predita no receptor de écran largo visto que o inverso da função gama utilizado no codificador é predizível e pode ser rapidamente implementado no descodificador do receptor.

Qs sinais comprimidos em amplitude são então modulados em quadratura numa subportadora alternativa de fase controlada ASC de 3,1075 MHz, a qual é um múltiplo ímpar de metade da frequência de linha horizontal (395 x H/2). A fase da subportadora alternativa é obrigada alternar 1803 de um campo para o próximo apesar da fase da subportadora de crominância. A fase alternada de campo da subportadora alternativa permite que a informação de modulação auxiliar dos sinais X e Z sobreponha a informação de crominância e produza componentes de informação auxiliar faseados complementarmente Al, -Al e A3, -A3 do sinal auxiliar modulado, o qual facilita a separação da informação auxiliar usando um dispositivo de armazenagem de campo relativamente simples no receptor 0 sinal modulado em quadratura Μ, é adicionado ao sinal l\l no adicionador 40. 0 sinal resultante. NTSCF, ê um sinal compatível

NTSC de 4,2 MHz.

869 RCA 85,010

-28A função gama não linsar descrita utilizada no codificador para a finalidade de grande compressão de amplitude é uma parte constituinte de um dispositivo companding (compressão-expansão) não linear o qual também inclui uma função gama complementar no descodificador de um receptor de écran largo com a finalidade de expansão em amplitude, como será discutido subsequentemente. 0 dispositivo de compressão-expansão não linear descrito mostrou re duzir s i gni f ic a nte me nte o impacto de informação não padrão auxil_i ar sobre a informação padrão, sem provocar visível degradação de uma imagem devido a efeitos de ruído. 0 dispositivo de compressão-expansão usa uma função gama não linear para instantaneamente comprimir grandes desvios de amplitude de informação de alta frequência de écran largo não padrão, auxiliar, no codificador, com uma função gama não linear complementar sendo usada para correspon dentemente expandir tal informação de alta frequência no descodificador. 0 resultado é uma redução na quantidade de interferência com a informação video padrão existente provocada por inform_a ção de alta frequência auxiliar de grande amplitude, no disposit_i vo de écran largo compatível relatado, no qual a informação de écran largo auxiliar não padrão ê dividida em porções de baixa e alta frequência sujeitas a compressão-expansão. No descodificador, a sxpansão de amplitude não linear da informação de alta fre quência comprimida não resulta em excessivo ruído perceptível, visto que a informação de alta frequência de grande amplitude é tipicamente associada com margens de imagem de alto contraste, e o olho humano á insensível a ruído em tais margens. 0 processo de compressão-expansão descrito também com vantagem reduz os produtos de modulação cruzada entre as subportadoras alternativa e de crominância, com redução associada em produtos de batimento visíveis.

sinal de detalhe de luminância YT mostra uma largura de banda de 7,16 MHz e é codificado num formato de 4:3 por meios de um codificador de formato 78 (por exemplo, da maneira mostrada na Figura 6) e é filtrado passa baixo horizontal mente para 750 KHz por um filtro 79 para produzir um sinal YTN. As porções laterais são filtradas passa baixo a 125 KHz antes da compressão em tempo

8 869 ./ '?

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-29ρο r meios de um filtro passa baixo ds entrada do codificador de fomato 78, correspondente ao filtro ds entrada 610 do aparelho mostrado na Figura 6 mas com uma frequência de corte ds 125 MHz. Os altos de porção lateral são desprezados. Assim c sinal YTN é correlacionado espacialmente com o sinal principal C/5L.

Os sinais YTN e NTSCF são convertidos de forma digital (binária) para a analógica por meios de unidades DAC 55 e 54 respectivamente, antes destes sinais serem aplicados a um modulador de quadratura RF 57 para modular um sinal portador RF TV. 0 sinal modulado RF é depois aplicado a um transmissor 55 para transmitir através de uma antena 56.

A subportadora alternativa ASC, associada com o modulador 80, é sincronizada horizontalmente e tem uma frequência escolhida para assegurar uma separação adequada (por exemplo 20-30 db) da informação lateral e central e para ter um impacto insignificante sobre uma imagem visionada por um receptor NTSC padrão. A frequência ASC seria de preferência uma frequência entrelaçada a um múltiplo Impar de metade da frequência de linha horizontal de modo a não produzir interferência a qual comprometeria a qualidade da imagem visionada.

A modulação em quadratura tal como a fornecida pela unid_a de 80 permite com vantagem que dois sinais de banda estreita sejam transmitidas em simultSneo. A expansão em tempo dos sinais altos moduladores resulta numa redução de largura de banda, em conformidade com as necessidades de banda estreita da modulação em quadratura. Quanto mais a largura de banda for reduzida, menos é provável que a interferência entre a portadora e os sinais moduladores resultem. Além disso, o componente DC, de alta energia típica da informação de painel lateral, é comprimido na reg_i ão de sobrexploração em vez de ser usado como um sinal modulador. Assim a energia do sinal modulador e portanto, a interferência p_o tencial do sinal modulador, são grandemente reduzidos.

sinal de écran largo compatível NTSC codificada transmitido pela antena 56 destina-se a ser recebido por ambos os receptores NTSC e por receptores de écran largo, como ilustrado pela Figura 13.

369 ROA 85,010 s2“

-3 0Na Figura 13, um sinal de televisão entrelaçado FDTU ds écran largo compatível transmitido, ê recebido por uma antena 1310 e aplicado a uma entrada da antena de um receptor NTSC 1312. 0 receptor 1312 processa o sinal de écran largo compatível de modo normal para produzir uma visão de imagem com um alargamento 4:3, com a informação de painel lateral de écran largo a ser em parte comprimida (isto é, baixas) dentro das regiões de sobrexploração horizontal fora da vista do espectador e sendo em parte (isto é altos) contidos no sinal subportador aiternativo modulado o qual não prejudica o funcionamento do receptor padrão.

sinal FDTV de écran largo compatível recebido pela ants na 1310 é também aplicada a um receptor de exploração progressiva de écran largo 1320 capaz de visionar uma imagem video com um grande alargamento de, por exemplo, 5:3. 0 sinal da écran largo recebido é processado por uma unidade de entrada 1322 incluindo circuitos de amplificação e sintonização de raio frequência (RF), um desmodulador video síncrono (desmodulador em quadratura) o qual produz um sinal video de banda de base, e circuitos converso res de analógico para digital (ADC) para produzir um sinal video de banda de base (NT5CF) na forma binária. Os circuitos ADC funcionam numa frequência de amostragem de quatro vezes a frequência subportadora de crominância (4 x fsc).

sinal NTSCF é aplicado a um processador intraquadro 1324 o qual processa linhas de imagem afastadas de 262H dentro dos quadros, acima de 1,7 MHz, para recuperar o sinal principal N e o sinal auxiliar modulado em quadratura M livres substáncialmente da diafonia V-T. Uma banda de guarda de diafonia horizontal de 200 KHz é fornecida entre a frequência de funcionamento limite mais baixa de 1,7 MHz da unidade 1324 e a frequência de funcionamento limite mais baixa de 1,5 MHz da unidade 38 do codificador da Figura la. 0 sinal recuperado N contém informação a qual é es sencialmente visualmente idêntica à informação de imagem do sinal principal C/SL, devida à correlação visual alta de imagem intraquadro do sinal principal original C/SL quando integrado i ntraqua dro no codificador da Figura la.

869 RCA 05,010

Zz

-310 sinal M é acoplado a uma unidade des modula dora de quadratura e expansora de amplitude 1326 para desmodular os sinais a_u xiliares X s Z em resposta a uma subportadora alternativa ASC com uma fase alternativa de campo, semelhantes ac sinal A50 descrito em ligação com a Figura la. Os sinais desmodulados X e Z contêm informação a qual é essencialmente visualmente idêntica à informa ção de imagem do sinal ΕΞΗ e do sinal de saida da unidade 74 na Figura la, devido à correlação visual alta de imagem intraquadro destes sinais quando integrados intraquadro pelo codificador da Figura la. A unidade 1326 inclui também um filtro passa baixo de 1,5 MHz para retirar produtos de desmodulação de alta frequência indesejáveis a duas vezes a frequência subportadora alternativa e um expansor de amplitude para expandir os sinais desmodulados (previamente comprimidos) usando uma função gama inversa (gama =

- l/0,7 = 1,429) , isto é, o inverso da função de compressão não linear realizada pela unidade 80 na Figura la.

A unidade 1328 comprime em tempo os altos de painel lateral codificados de cor de modo que eles ocupam os seus intervalos de tempo originais, recuperando por esse meio o sinal NTSCH. ft unidade 1328 comprime em tempo o sinal NTSCH da mesma quantidade que a unidade 62, da Figura la, expande em tempo o sinal NTSCH.

descodificador dos altos de luminância (Y) 1330 descodifica o sinal de altos horizontais de luminância Z para o formato de écran largo por expansão em tempo, deste sinal, na mesma quantidade que a compressão em tempo do componente correspondente no codificador da Figura la, como indicado pela Figura 17, usando técnicas de projecção descritas aqui dentro.

modulador 1332 modula em amplitude o sinal do descodifi çador 1330 numa portadora f de 5,0 MHz. 0 sinal modulado em amc plitude é depois filtrado em passa alto por um filtro 1334 com uma frequência de corte de 5,0 MHz para retirar a banda lateral mais baixa. No sinal de saída do filtro 1334, as frequências de painel central de 5,0 a 6,0 MHz são recuperadas, e as frequências de painel lateral de 5,0 a 6,0 MHz são recuperadas. 0 sinal do filtro 1334 é aplicado a um adicionador 1336.

369

RCA 85,010

-320 sinal NT5CH do compressor 1323 ê aplicado a uma unidade 1340 para separar os altos de luminância dos altos de crominância para produzir os sinais YH, IH e OH. Isto pede ser conseguido pe. lo conjunto da Figura 18.

sinal N da unidade 1324 é separado nos seus componentes de luminância e crominância constituintes YN , IN e CN através de meios de um separador luminância-crominância 1342 o qual pode ser semelhante ao separador 1340 e o qual pode empregar aparelhos do tipo mostrado na Figura 13.

Os sinais YH, IH, QH e YN, IN, CN são fornecidos como entradas a um descodificador de formato Y-I-C 1344, o qual descodifica os componentes de luminância e crominância num formato de écran largo. Os baixos de painel lateral são expandidos em tempo, o painel central é comprimido em tempo, os altos de painel lateral são adicionados com os baixos de painel lateral e os painéis 1 a te rais são divididos para o painel central na região de sobreposição de 10 pixel usando os princípios da Figura 14. Os detalhes do des. codificador 1344 são mostrados na Figura 19.

nível YF' é acoplado ao adicionador 1336 onde é somado com □ sinal do filtro 1334. Por este processo a informação de d.e talhe de luminância horizontal de alta frequência aumentada recuperada á adicionada ao sinal de luminância descodificado YF'.

Os sinais YF', IF' e OF' são convertidos do formato de ex ploração entrelaçado para progressivo através de meios dos conver. dores 1350, 1352 e 1354, respectiva mente. 0 conversor de explora, ção progressiva de luminância 1350 também responde ao sin3l de lu. minância auxiliar YT de um descodifica dor de formato 1360, o qual descodifica o sinal auxiliar codificado YTN. 0 descodificador 1360 descodifica o sinal YTN num formato de écran largo, e mostra uma configuração semelhante àquele da Figura 17.

Os conversores I e Q 1352 e 1354 convertem os sinais de exploração entrelaçada para progressiva através da integração te_m porária de linhas afastadas um quadro para produzir a informação de linha de exploração progressiva em falta. Isto pode ser conse guido por aparelhos do tipo mostrado na Figura 20.

>2'

869 RCA 85,010

-3 3A unidade conversora de exploração progressiva de luminâ_n cia 1350 é semelhante aquela mostrada na Figura 20, excepto que o sinal YT é adicionado como mostrado pelos conjuntos da Figura 21. Nesta unidade uma amostra de sinal auxiliar, YT, é adicionada a uma média temporal para ajudar a reconstruir uma amostra de pixel de exploração progressiva em falta. 0 detalhe temporal completo é recuperado dentro da banda das frequências horizontais contidas no sinal de diferença de linha codificada (750 KHz, após codificai ção). Acima desta banda de frequências horizontais o sinal YT é zero, de modo a que amostra am falta é reconstruída por integração temporal.

Os sinais de exploração progressiva de écran largo YF, IF e OF são convertidos à forma analógica através de meios de um con versor digital para analógico 1362 antes de serem aplicados a uma unidade processadora de sinal video a amplificadora de matriz 1364. 0 componente processador de sinal video da unidade 1364 inclui amplificação de sinal, deslocamento de nível DC, picos, con trolo de brilho, controlo de contraste e outros circuitos de processamento do sinal video convencional. 0 amplificador de matriz 1364 combina o sinal de luminância YF com os sinais de diferença de cor IF e QF para produzir sinais video representativos de imagem de cor R, G e B. Estes sinais de cor são amplificados, por amplificadores de excitação de visor na unidade 1364, a um nível adequada para excitar directamente um dispositivo de visionamento de imagem da cor de écran largo 1370, por exemplo, um cinescópio de écran largo.

A Figura 6 ilustra aparelhos incluídos no processador 19 da Figura la para desenvolver os sinais YE, Y0 e YH a partir do sinal de écran largo de banda larga YF. 0 sinal YF ê filtrado passa baixo horizontalmente por um filtro de entrada 610 com uma frequência de corte de 700 KHz para produzir o sinal ds luminância de baixa frequência YL, o qual é aplicado a uma entrada de um combinador subtractivo 612. 0 sinal YF é aplicado a outra entra da do combinador 612 e ao aparelho desmui tipiexador em tempo 616 após ser retardado por uma unidade 614 para compensar o retardo de processamento de sinal do filtro 610. 0 sinal retardado combi

RCA 85,010

-34nador YF 9 o sinal filtrado YL produzem o sinal de luminância de alta frequência na saída do combinador 612.

sinal retardado YF e os sinais YH e YL são aplicados a entradas separadas do aparelho desmui tipiexador 616, o qual inclui unidades des mui t ip 1 exado ras (OEFUX) 618 , 620 e 621 para processarem respeotivamente, os sinais YF , YH e YL, Os detalhes do aparelho desmultiplexador 616 será discutido em relação com a Figura 8. As unidades desmultiplexadoras 618 , 620 e 621 derivam respecti, vamente, o sinal de painel central de largura de banda completa YC, o sinal de altos de painel lateral YH e sinal de baixes de painel lateral YL' como ilustrado nas Figuras 3 e 4.

sinal YC ê expandido em tempo por um expansor em tempo 622 para produzir o sinal YC. 0 sinal YC é expandido sm tempo com um factor de expansor central suficiente para deixar lugar para as regiões de sobrexploração horizontal esquerda e direita.

factor de expansão central (1,19 ) á a razão entre a largura pro posta do sinal YC (pixels 15-740) e a largura do sinal YC (pixels 75-680) como mostrada na Figura 3, sinal YL¹ ê comprimido ccm um factor de compressão late ral por um compressor em tempo 628 para produzir o sinal Y0. 0 factor de compressor lateral (6,0) ê a razão entre a largura da correspondente porção do sinal YL¹ (por exemplo pixels esquerdos 1-34) e a largura proposta do sinal Y0 (por exemplo pixels esquej? dos 1-14) como mostrado na Figura 3. Os expansores em tempo 622, 624 e 626 e o compressor em tempo 628 podem ser do tipo mostrado na Figura 12, como será discutido.

0s sinais YC, IH, 10 e OE, OH, 00 são respeotivamente desenvolvidos dos sinais IF e OF de um modo semelhante àquele pelo qual os sinais YC, YH e Y0 são desenvolvidos pelo aparelho da Figura 6. Neste ponto de vista é feita referência à Figura 7, a qual ilustra aparelhos para desenvolver os sinais IE, IH e 10 a partir do sinal IF. 0s sinais 0E, OH e Q0 são desenvolvidos do sinal 0F de um modo semelhante.

Na Figura 7, o sinal de écran largo de banda larga IF, depois de ter sido retardado por uma unidade 714, é acoplado ao

Τ'

365

RCA 35,010 aparelho des mui tipi exador 716 e é também combinado subtractivameri te com o sinal ds baixa frequência IL que vem de um filtro passa baixo 710 num combinador subtractivo 712 para produzir um sinal de alta frequência IH. C sinal retardada IF e os sinais IH e IL são, respectivamente, desmultipiexados pelos desmui tipiexadores 713 , 720 e 721 associados com o aparelho desmui tipiexador 716 para produzir os sinais IC, IH e IL¹. 0 sinal IC é expandido em tempo por um expansor 722 para produzir o sinal IF, e o sinal IL ' é comprimido em tempo por um compressor 723 para produzir um sinal 10. 0 sinal IC é expandido com um factor de expansão central semelhante ao empregado para o sinal YC ccmo explicado e o sinal IL' á comprimido com um factor de compressão lateral semelhante ao empregado para o sinal YL ¹ , também como explicado.

A Figura 8 representa um aparelho desmultiplexador 816 tal como pode ser usado para o aparelho 616 da Figura 6 e 716 da Figura 7. 0 aparelho da Figura 8 é ilustrado no contexto do desmultiplexador 616 da Figura 6. 0 sinal de entrada YF contém 754 pixels definindo a informação de imagem. Ds pixels 1-84 definem o painel esquerdo, os pixels 671-754 definem o painel direito e os pixels 75-680 definem o painel central o qual sobrepõe ligeir^ mente os painéis esquerdo e direito. Os sinais IF e OF mostram uma sobreposição semelhante. Como será discutido, tal sobreposição de painel foi encontrada para facilitar a combinação (divisão) dos painéis central e lateral no receptor para substancialmente eliminar os artifícios limítrofes.

aparelho desmui tipiexador 816 inclui as primeira, segunda e terceira unidades desmultipiexadora (DFMUX) 810, 312 e 314, associadas respectivamente com as informações de painéis esquerdo, central e direita. Cada unidade desmui tipiexadora tem uma entrada A ã qual os sinais YH, YF e YL são respectivamente aplicados, e uma entrada B à qual, um sinal em branco (3LK), é aplicada. 0 sinal em branco pode ter um nível 0 lógico ou terra, por exemplo. A unidade 810 extrai o sinal de saída YH, contendo os altos esquerdo e direito, do sinal de entrada YH sempre que uma entrada seleccionada de sinal (SFL) da unidade 810 recebe um primeiro sinal de controlo de um comparador de contagem 817 indicando a presença de elementos de pixel de painel esquerdo 1-84 e ele

869 RCA 85,010

fa /· :

-56mentos de pixel de painel direito 671-754. Noutros tempos, um se gundo sinal de contraio da comparador de contagem 817 provocava o sinal BL K na entrada B em vez do sinal YH na entrada A para ser acoplado à saída da unidade 810. A unidade 814 e um comparador de contagem 820 funcionam de uma maneira semelhante para derivar o sinal de baixos de painel lateral YL¹ a partir do sinal YL. A unidade 812 acopla o sinal YF a partir da sua entrada A à sua saida para produzir o sinal de painel central YC apenas quando um sinal de controlo de um comparador de contagem 818 indica a presença de pixels de painel central 75-680.

Os compara dores de contagem 817, 813 e 820 são sincronizados com o sinal video YF por meio de um sinal de saida de impulso de um contador 922 o qual responde a um sinal de impulso a quatro vezes a frequência subportadora de crominância (4 x fsc) e a um sinal sincronizador de linha horizontal H derivado do sinal video YF. Cada impulso de saída do contador 822 corresponde a uma posição de pixel ao longo da linha horizontal. 0 contador 822 mostra um desfasamento inicial -133 de contagem correspondendo aos 100 pixels do principio do impulso de sincronismo horizontal tornando-se negativo num tempo para o fim dc intervalo de imagem horizontal em branco, tempo esse em que o pixel 1 aparece no início do intervalo de visionamento de linha horizontal. Assim o contador 822 mostra uma contagem de 1 no início do intervalo de visionamento de linha. Butras disposições de contagem p_o dem também ser desenvolvidas. 0s princípios empregados pelo aparelho desmui tiplexador 816 podem também ser aplicados ao aparelho mui tipiexador para realizar um funcionamento de combinação de sinal inverso, tal como é realizado pelo combinador de painel lateral-central 23 na Figura la.

A Figura 9 mostra detalhes do modulador 30 nos codificado, res 31 e 60 da Figura la. Na Figura 9, os sinais IN e 0N aparecem numa frequência de quatro vezes a subportadora de crominância (4 x fsc) e são aplicados a entradas de sinal dos trincos 910 e 912 respectivamente. 0s trincos 910 e 912 também recebem sinais de impulso 4 x fsc para transferir para os sinais IN e QN, e um sinal comutador 2 x fsc o qual é aplicado a uma entrada de sinal

3 3 6 9

RCA 85,010

-57comutador inusrsor da trinco 910 e a uma entr3da ds sinal comutador não inusrsor do trinco 912. As saídas de sinal dos trincos 910 e 912 são combinadas numa única linha de saída na qual os sinais I e 0 aparecem alternadamente e são aplicados a entradas de sinal de um trinco não inuersor 914 e de um trinco inversor 916. Estes trincos são temporizados numa frequência 4 x fsc e recebem um sinal comutador, na frequência subportadora de crominância fsc, e nas entradas inversoras e não inuersoras respectivamente. 0 trinco não inversor 914 produz uma sequência alternativa de saída de sinais de polaridade positiva I e 0, e o trinco inversor 916 produz uma sequência alternativa de saída de sinais de polaridade negativa I e 0, isto é, -I, -0. As saídas dos trincos 914 e 916 são combinadas numa única linha de salda na qual aparece uma sequê_n cia alternativa de sinais I e 0 emparelhados de pares de polarid_a de mutualmente oposta, isto é, I, 0, -I, -0, ... etc., constitui_n do o sinal CN. Este sinal á filtrado pelo filtro 52 antes de ser combinado, na unidade 56 com uma versão filtrada do sinal de lurni nância YN para produzir um sinal codificado NTSC C/SL da forma Y+l, Y+Q, Y-I, Y-Q, Y+l, Y+Q ... etc..

A Eigura 10 representa um filtro vertical-temporal (U-T) o qual pode mostrar configurações de passa banda U-T pâra banda U-T ou passa baixo UT pelo ajustamento dos coeficientes de pandara ção al-a9. A tabela da Figura 10a ilustra os coeficientes de po_n deração associados com as configurações de filtro passa banda e pâra banda U-T as quais são aplicadas no dispositivo descrito. Um filtro pâra banda H-U-T tal como o filtro 54 da Figura la, e os filtros passa banda H-U-T tais como são incluídos no dispositivo descodificador da Figura 15, compreendem respectivamente a combinação de um filtro passa baixo horizontal 1020 e um filtro pára banda U-T 1021 como mostrado na Figura 10b, e a combinação de um filtro passa banda horizontal 1050 e um filtro passa banda U-T 1051 como mostrado na Figura 10c.

No filtro pára banda H-U-T, da figura 10b, o filtro passa baixo horizontal 1020 mostra uma dada frequência de corte e forne ce um componente de sinal filtrado de baixa frequência. Este sinal é combinado subtractivamente num combinador 1025 com uma ver63 369

RCA 85,010

-33são retardada do sinal de entrada da unidade de retardo 1C22 para produzir um componente de sinal de alta frequência. 0 componente de baixa frequência é sujeito a um retardo de um quadro através de meios de uma rede 1024 antes de ser aplicado a um combinador n aditivo 1025 para fornecer um sinal de saída filtrado em pãra banda H-V-T. 0 filtro V-T 1021 mostra os coeficientes de filtro pára banda V-T mostrados na Figura 10a. Um filtro passa banda H-V-T tal como o incluído no descodificador da Figura 13 ê mostra do na Figura 10c como compreendendo um filtro passa banda horizori tal 1030 possuindo uma dada frequência de corte, disposto em cascata com um filtro passa banda V-T 1031 possuindo coeficientes de filtro passa banda V-T como indicado pela tabela da Figura 10a.

filtro da Figura 10 inclui uma variedade de unidades de memória em cascata (M) lOlOa-lOlOh para fornecerem retardos de sg nal sucessivos nas respectivas batidas tl-t9, e para fornecer um retardo de filtro total. Os sinais conduzidos pelas batidas são respectivamente aplicados a uma entrada dos multiplicadores 1012a-1012i. Outra entrada de cada multiplicador recebe respectivameg te uma ponderação prescrita al-a9 dependendo da natureza do processo de filtragem a ser realizado. A natureza do processo de filtragem também determina os retardos repartidos pelas unidades de memória lOlOa-lOlOh. 0s filtros de dimensão horizontal empregam elementos de memória armazenada de pixel tais que o retardo de filtro total é menor que o intervalo de tempo de uma linha de imagem horizontal (lH). 0s filtros de dimensão vertical empregam exclusivamente elementos de memória de armazenagem de linha e os filtros de dimensão temporal empregam exciusivamente elementos de memória de armazenagem de quadro. Assim um filtro 3-D H-V-T compreende uma combinação de pixel, (<1H), elementos de armazenagem de linha (lH) e quadro (>1H), enquanto um filtro V-T compreende apenas os últimos dois tipos de elementos de memória. Os sinais derivados ponderados (mutuamente retardados) dos elementos 1012a-1012i são combinados num adicionador 1015 para produzirem um sinal de saída filtrado.

Tais filtros são não recursivos, filtros de resposta de impulso finito (FIR). A natureza do retardo fornecido pelos elementos de memória depende do tipo de sinal que é filtrado e da

369 RCA 85,010

-39quantidade de diafonia que pode ser tolerada entre os sinais de luminância, crominância e altos de painel lateral, neste exemplo. A nitidez das características de corte do filtro é melhorada pelo aumento do número de elementos de memória em cascata.

A Figura 10d representa um dos filtros separados da rede 16 na Figura la, incluindo unidades de memória (retardo) em casca ta 1040a-1040d, multiplicadores associados 1042a-1042e com os fac. tores de ponderação respectivos designados al-a5 para receberem sinais das batidas de sinal tl-t5, e um combinador de sinal 1045 o qual soma os sinais de salda ponderados dos multiplicadores al-a5 oara produzir um sinal de saída»

A Figura lia descreve um integrador intraquadro adequado para usar como integradores intraquadro 64 e 76 da Figura la. Um sinal video composto de entrada ê aplicado a uma rede de retardo incluindo elementos de retardo 262H 1110 e 1112 e também pera uma entrada do multiplexador (MUX) 1115 o qual é comutado numa relação de campo em resposta a um sinal de comutação de 30 Hz. 0 sinal de comutação MUX de 30 Kz é sincronizado vertical mente em resposta aos impulsos de sincronismo de intervalo vertical associados com o sinal video composto de entrada. Outra entrada do MUX 1115 recebe um sinal de uma saída do elemento da retardo 1112. Adiciç naimente um combinador 1118 combina os sinais de saída do MUX 1115 e de um ponto de batida central entre os elementos de retardo 111C e 1112, após estes sinais terem sido ponderados por um factor de integração de ¹/2. Este factor de ponderação pode ser fornecido por meio de redes matriciais adequadas dentro do combinador 1113, ou por meio de multiplicadores de sinais situados nos canais de sinal de entrada do combinador 1113, respectivamente.

0s sinais Yl+Cl eY2 + C2 são sinais video de cor compos. ta afastados de 262H em sucessivos campos de imagem primeiro e segundo e o sinal Ml é um sinal de saída integrado intraquadro, como mostrado na Figura ld por exemplo. Durante um primeiro campo, o multiplexador 1115 está numa posição de entrada 1 e o sinal conduzido Y2 + C2 para o combinador 1113, onde é somado com o sinal de batida central Yl+Cl para produzir o sinal de saída inte grado Ml. No campo seguinte a batida central entre os elementos

RCA 35,010

-40ds retardo 1110 e 1112 contém valcrss da sinal Y2 + C2 a o FUX 1115 está na posição 2 para seleccionar o canal da sinal da uma saída do elemento de retardo 1112, o qual contém o valor de sinal Yl+Cl, produzindo por isso o mesmo valor integrada do sinal ml da saída do combinador 1118. 0 aparelho descrito produz paras da pixels idênticos 262H afastados, e não está limitado para usar um preces, so da integração. Quaisquer valores da ponderação podem ser usados para produzir uma desejada combinação ponderada de pares de pixels e retardos diferentes de 2 6 2 H afastados podem ser usados (com uma mudança associada na razão de comutação MUX) dependendo das necessidades ds um dispositivc particular.

A Figura 11b ilustra um integrador intraquacro selectivo da frequência adequado para usar como integrador intraquadro 38 da Figura la. A Figura 11b inclui as disposiçães da Figura 11a, excepto que a combinação ds sinai subtractiva em vez de aditiva é associada com um combinador 1128, e no qual são incluidos um filtro 1130, uma porta 1132 e um combinador 1134. Resumindo, a saída do combinador 1128 é representativa de uma diferença entre os campos de imagem, em vez da integração como na disposição da Figjj ra 11a. Fsta diferença ê essencialmente um termo de cancelamento o qual é adicionado ao sinal Yl+Cl através do combinador 1134 para cancelar as diferenças entre os campos de imagem sucessivos pa ra assegurar que os sucessivos campos de imagem são identicalmente integrados. 0 filtro 1130 filtra o termo de cancelamento da saída do combinador 1128 para limitar o processo de integração a uma amplitude de frequência desejada. A porta 1132 está control_a da para determinar quando o processo de integração acontece sobre um intervalo de imagem, neste caso sobre a região de painel central exclusiva das regiães de painel lateral comprimido em tempo.

Mais especificamente, os canais de sinal ds entrada para o combinador 1128 mostram coeficientes de ponderação de sinal de 7/2 e 7/2 como mostrado de modo a que o sinal de saída do combina dor 1128 corresponde à diferença do conteúdo da informação dos s.i nais de entrada para o combinador 1128, os quais estão afastados de 262H em tempo em campos adjacentes. Os coeficientes de ponderação complementares podem ser fornecidos através da utilização

8 369 RCA 85,010 «Ζ

-41de multiplicadores de sinal nos canais da entrada respectivos do combinador 1128, ou harmonizando o combinador 1128, como um ampl_i ficador de diferença. 0 sinal de saída do combinador 1128 é filtrado pelo filtro passa alto horizontal de 1,5 MHz 1130, antes de ser aplicado a uma porta de transmissão electrónica 1132. A porta 1132 responde a um sinal de controlo de comutação para passar o sinal de alta frequência da saída do filtro 1130 apenas durante a porção central do sinal principal (componente l). Nesta altura a porta 1132 está aberta (condutora). A porta 1132 está fechada (não condutora) durante as porções de painel lateral comprimidas em tempo do sinal principal, por exemplo, durante os intervalos de impulsa positivo ilustrados do sinal de controlo. 0 sinal de saída da porta 1132 é somado num combinador 1134 com o sinal video composto aparecendo no ponto da batida central entre os elemen tos de retardo 1120 e 1122. 0 sinal de controlo de porta é sincronizado verticalmente em resposta aos impulsos de sincronismo de intervalo vertical associados com o sinal video composto de e_n trada. 0 sinal de controlo de porta é também sincronizado horizontalmente. 0 sincronismo horizontal pode ser conseguido através de meios que reagem ao componente de impulso de sincronização de linha horizontal do sinal video composto de entrada e incluindo um contador de pixel para determinar a temporização dos componentes de impulso positivo do sinal de controlo de porta seguindo cada impulso de sincronização de linha horizontal. Um intervalo de tempo predeterminado pode rapidamente ser estabelecido entre um impulso de sincronismo de linha horizontal e o primeiro pixel de imagem.

Referindo novamente a Figura id junta com a Figura ilb, quando o MUX 1125 está na posição 1, como mostrado e a porta 1132 está fechada, apenas o sinal video composto Yl + Ci da batida central, entre os elementos 1120 e 1122, aparece na saída do combina, dor 1134. Assim nesta altura, o sinal de saída do combinador 1134 é uma informação de painel lateral comprimido inalterada do sinal video composto Yl + Cl associada com o campo 1. 0 sinal de saída do combinador 1134 é uma informação de painel lateral comprimido inalterada do sinal video composto Y2 + C2 associada com um campo de imagem sucessiva 2 quando o MUX 1125 ocupa a posição 2.

869

RCA 85,010

-42Quando o MUX 1125 está na posição 1 para o campo 1 e a porta 1132 sstá fechada durante o intervalo de painel central entre intervalos de painel lateral, o sinal da saída do combinador 1134 contém ccmponentes de sinal Yl+Cl e Ml. 0 componente Yl + Cl contém informação da painel central inalterada, isto é, não integrada intraquadro em e abaixo de 1,5 MHz. 0 componente Ml contém informação de painel central integrada intraquadro acima de aproximadamente 1,5 MHz.

Quando o MUX 1125 está na posição 2 durante o seguinte campo 2 e a porta 1132 está fechada durante o intervalo de painel central, o sinal de saída do combinador 1134 contém o componente integrado intraquadro Ml como explicado acima, e o componente Y2 + +C2. Este último componente contém informação de painel central inalterada (não integrada intraquadro) em e abaixa de aproximadamente 1,5 MHz.

A Figura 12 ilustra aparelhos de projecção de retículo os quais podem ser usados para os expansores e compressores em tempo das Figuras 6 e 7. Neste ponde de vista, é feita referência às formas de onda da Figura 12a as quais ilustram o processo de projecção. A Figura 12a mostra uma forma de onda de sinal de entrada S com uma porção central entre os pixels 84 e 670 a qual se tenciona ser projectada nas localizações de pixel 1-754 de uma forma de onda de saída W através de meios de um processo de expajn são em tempo. Os pixels de ponto de término 1 e 670 da forma de onda S projectam directamente nos pixels de ponto de término 1 e 754 da forma de onda 'J. Os pixels intermédios não se projectam directamente numa base 1:1 devido ã expansão em tempo, e em muitos casos não ss projectam numa base inteira. 0 último caso é ilustrado quando, por exemplo, a localização de pixel 35,33 da forma de onda de entrada 5 corresponde à localização de pixel inteira 3 da forma de onda de saída W. Assim a localização de pixel 85,33 do sinal 3 contém uma parte inteira (85) e uma parte fracci. onária DX (.33) e a localização de pixel 3 da forma de onda W cojn tém uma parte inteira (3) e uma parte fraccionária (□).

Na Figura 12, um contador de pixel funcionando numa freÓB 359 RCA 85,010

-43(escrita ds endere quência 4 x fsc fornece um sinal JRITE ADDRESS ço) de saída M representativo das localizações de pixel (l ... 754) num retículo de saída. D sinal M á aplicado ao PROM (memória apenas para ler programável) 1212 a qual inclui uma tabela de consulta contendo valores programados dependendo da natureza da projecção de retículo a ser realizada, por exemplo, compressão ou expansão. Em resposta ao sinal Μ, o PROM 1212 fornece um sinal N READ ADDRESS (leitura de endereço) representando um número inteiro e um sinal de saída DX representando um número fraccijo nário igual ou maior que zero mas menor que a unidade. No caso de um sinal de 6-bit DX (2^=64), 0 sinal DX mostra as partes frac. cionárias C, l/ó4, 2/64, 3/64 ... 63/64.

A PROM 1212 permite a expansão ou compressão de um sinal de entrada video 5 como uma Punção de valores armazenados do sinal N. Assim um valor programado do sinal N READ ADDRESS e um va lor programado do sinal de parte fraccionária DX são fornecidos em resposta a valores inteiros do sinal de localização de pixel M. Para conseguir a expansão de sinal, por exemplo, o PROM 1212 ê arranjado para produzir 0 sinal N numa relação mais lenta do que a do sinal M. Inversamente, para conseguir a compressão de sinal, o do sinal

PR Cí-' 1212 fornece ;inal N numa relação maior do que a sinal de entrada video S ê retardado pelos elementos de retardo de pixel em cascata 1214a, 1214b e 1214c para produzir os sinais video S(N+2), S(N+l) 3 S(N) os quais são versões retardadas mutuamente do sinal de entrada video. Estes sinais são aplicados às entradas de sinal video das respectivas memórias ds acesso duplo 1216a-1216d, como ê sabido. 0 sinal M é aplicado a uma entrada de escrita de endereço de cada uma das memórias 1216a-1216d, e o sinal N é aplicado a uma entrada de leitura de endereço de cada uma das memórias 1216a-1216d. 0 sinal M determina onde a i_n formação de sinal video que entra será escrita nas memórias, e o sinal N determina quais os valores que serão lidos das memórias.

As memórias podem escrever num endereço enquanto simultaneamente lêem de outro endereço. Os sinais de saída S(N-l), S(N), S(N+l) e S(N+2) das memórias 1216a-1216d exibem um formato expandido em

369

RCA 85,010

-44tempo ou comprimido em tempo dependendo do funcionamento de leitu ra/escrita das memórias 1216a-1216d, o qual ê uma função de como a PROM 1212 ê programada.

Os sinais 5(N-l), 5(n), S(N+l) e S (N+ 2) das memórias 1216a-1216d são processados por um interpolador linear de quatro pontos incluindo filtros de pico 1220 e 1222, um PROM 1225 e um interpolador linear de dois pontos 1230, detalhes do qual são mos trados nas Figuras 12b e 12c. Os filtras de pico 1220 e 1222 recebem três sinais do grupo de sinais incluindo sinais S(N-l), S(N), S(N+l) e S(N+2) como mostrado, bem como recebem um sinal de pixo ^DX. 0 valor do sinal ds pico PX varia de zero ató à unidade como uma função do valor do sinal DX, como mostrado na Figura 12d, e é fornecido pelo PROM 1225 em resposta ao sinal DX. 0 PROM 1225 inclui uma tabela de consulta e é programado para produzir um dado valor de PX em resposta a um dado valor de DX.

Os filtros de pico 1220 e 1222 fornecem respectivamente os sinais video mutuamente retardados de pico S'(N) e S'(l\l+l) ao interpolador linear de dois pontos 1230 o qual tambóm recebe o sinal DX. 0 interpolador 1230 fornece um sinal de saída vídeo (com primido ou expandido), onde o sinal de saída W é definido pela e_x pressão

W = S ' ( 0 ) + DX /“□ ' (N+1) - 5 ' ( 0)_7 0 interpolador de quatro pontos descritos e a função de pico apro xima com vantagem uma função de interpolação (sen X)/X com boa re solução de detalhe de alta frequência.

A Figura 12b mostra detalhes dos filtros de pico 1220 e 1222 e do interpolador 1230. Na Figura 12b os sinais S(N-l),

5(PJ) e 5(N+l) são aplicados a um circuito de ponderação 1240 no filtro de pico 1220 onde estes sinais são respectivamente pondera dos pelos coeficientes de pico -1/4, 1/2 e -1/4. Como mostrado na Figura 12c, o circuito de ponderação 1240 compreende os multiplicadores 1241a-1241c para respectivamente multiplicar os sinais S(N-l), S(N) e 5(0+1) por coeficientes de pico -l/4, l/2 e -l/4.

Os sinais de saída dos multiplicadores 1241a-1241c são somados num adicionador 1242 para produzir um sinal de pico P(l\l), o qual ê multiplicado pelo sinal PX no multiplicador 1243 para produzir

CA 3 5,010

/

Τ.

um sinal da pico o qual á somado com c sinal 3 í 0’) nc adicionador 124 3 para produzir o sinal da pico 3'(d). 0 filtro ds pico 1222 axibe estrutura a funcionamento ssmslhantas.

do interpolador da dois pontos 1230, o sinal 5 ' (0) ê subtraído do sinal S’(í\!+l) num subtractcr 12 32 para produzir um sinal da diferança o qual é multiplicado pelo sinal DX num multiplg. cador 1234. 0 sinal de saída do multiplicador 1234 á somada com o sinal S'(N) num adicionador 1236 para produzir o sinal de saida

A Figura 15 mostra detalhes do processador intraquadro 1 324 da Figura 13. 0 aparelho descodificado? da Figura 15 é basg camente semelhante ao aparelho codificador da Figura 11b.

Um sinal vídeo composto da entrada para c processador 1324 na Figura 15 inclui, num primeiro campo, componentes de sinal Yl+Cl e Ml+Al. Uum segundo campo seguinte o sinal de entrada inclui componentesY2+C2 e Ml-Al. Os componentes Yl+Cl, ['<1 e Y2 + C2, Ml s3o componentes fornecidos pele processador intraquadro 33 como discutido em detalhe em r e 1 a ç 3 o à Figura 11b. Os componentes + A1 e -Al representam o sinal subportador alterada mg dulado con; a informação integrada intraquadro do componente 2 e componente 3 das unidades 64 e 76, para cs respectivos campos seguintes. Neste ponto de vista S feita referencia às Figuras 1, 1 e Figura id em particular.

D processador intraquadro da Figura 15 funciona essencial, mente da mesma maneira que o arranjo da Figura ilb previamente ex. plicado. Com o MUX 1525 na posição 1, o componente de diferença de campo ê obtido na saída dc combinador 1528. Após filtragem pg lo filtro passa alto 1530 e acesso pela unidade 1532, o resultado é um componente -Al, o qual quando combinado com o sinal Yl+Cl,

Ml + Al no combinador 1534 , cancela o componente subportador auxil_i ar modulado (+Al) para produzir um sinal principal recuperado Y1 + + C1, Ml. 0 componente Yl + Cl do sinal principal recuperado ê inal. terado abaixo da frequência de corte de 1,7 P^j'Hz do filtro passa alto 1530, e o componente Ml representa a informaçSo de painel central integrada intraquadro acima aproximadamente de 1,7 MHz. 0

869

RCA 85,010

ri

-46termo ds cancelamento da diferença de campo (-Al), após a inversão por um amplificador de ganho unitário 1535, é o sinal auxiliar modulado recuperado Al.

sinal principal recuperado Y1 -t- C1, Μ1 corresponde ao sinal N na Figura 13 a é depois processado pela rede 1342 como explicado. 0 sinal auxiliar recuperado Al corresponde ao sinal M na Figura 13 e ê desmodulado pela rede 1326.

A Figura 16 representa o funcionamento da rede 1324, como mostrado na Figura 15, para o campo de imagem seguinte. Neste ca so o sinal Y2+C2, Ml-Al £ desenvolvido entre elementos de retardo 1520 3 1522 e o imUX 1528 ocupa a posição 2 para receber o sinal Yl+Cl, Ml+Al. Um sinal principal recuperado Y2+C2, Ml é produzido na saída do combinador 1534 e um sinal auxiliar modulado faseado opostamente -Al é recuperado.

Na Figura 18 um filtro passa banda H-V-T 1810, o qual tem a configuração da Figura 10c e uma banda de passagem de 3,58^.0,5 MHz, passa o sinal NTSCH a um combinador subtractivo 1814, o qual também recebe o sinal NTSCH após ter sido passado através de um retardo igualador de tempo de trânsito 1812. 0 sinal de altos de luminância separado YH aparece na saída do combinador 1314. 0 s_i nal NTSCH filtrado do filtro 1810 é desmodulada em quadratura por um desmodulador 1816 em resposta ao sinal subportador de crominâri cia SC para produzir altos de crominância IH e OH.

Na Figura 19, os sinais YN, IN e ON são separados em ba_i xos de painel lateral comprimido Y0, 10, 00 e em sinais de painel central aumentado YE , IE, OE através de meios de um separador de sinal de painel· lateral-central (desmultiplexador em tempo) 1940.

desmultiplexador 1940 pode utilizar os princípios do desmultiplexador 316 da Figura 8 previamente explicado.

Os sinais Y0, 10 e 00 são expandidos em tempo por um factor de expansão lateral (correspondente ao factor de compressão lateral no codificador da Figura la) através de meios de um expajg sor em tempo 1942 para restaurar a relação espacial original dos baixos de painel lateral no sinal de écran largo, como representa do pelos sinais de baixos de painel lateral restaurado YL , IL e

369

RCA 35,010

-47QL. 5emelhantercsnts, para arranjar lugar para os painéis laterais, os sinais de painel central YE, IE e OE são comprimidos em tempo por um factor de compressão central (correspondente ao factor ds expansão central no codificador da Figura la) por meio de um compressor em tempo 1944 para restaurar a relação espacial ori_ ginal do sinal de painel central no sinal de écran largo, como r_a prasentado pelos sinais de painel central restaurados YC, IC e QC 0 compressor 1944 e o expansor 1942 podem ser do tipo mostrada na Figura 12 previamente explicado.

Os altos de painel lateral restaurados espacialmente YH, IH e QH são combinados com baixos de painel lateral restaurados 35pacialmente YL , IL s QL por um combinador 1946 para produzir s_i nais de painel lateral reconstruídos YS, 13 e Q3. Estes sinais são divididos para os sinais de painel central reconstruídos YC, IC e QC por meios de um dividor 1960 para formar um sinal de lurni. nância de écran largo reconstruído completamente YF' e sinais de diferença de cor de écran largo reconstruídos completamente IF' e QF'. A divisão dos componentes de sinal de painel lateral e central á conseguida de uma maneira, a qual virtualmente elimina uma costura visível nas zonas limítrofes entre os painéis central e lateral, como será visto na explicação subsequente do divisor 1960 mostrado na Figura 14.

Na Figura 20, os sinais entrelaçados IF' (ou QF') são retardados 263H por um elemento 2010 antes de serem aplicados a uma entrada de uma memória da acesso duplo 2020. Este sinal retardado é sujeito a um retardo adicional da 2 62 Η, por um elemento 2012 antes de ser adicionado ao sinal de entrada no adicionador 2014.

sinal de saída do adicionador 2014 é acoplado a uma rede divis_o ra por dois 2016 antes de ser aplicado a uma entrada de uma memória de acesso duplo 2018. As memórias 2020 e 2018 lêem dados numa frequência 8 x fsc e escrevem dados numa frequência 4 x fsc.

As saídas das memórias 2018 e 2020 são aplicadas a um multiplexador (MUX) 2022 para produzir sinais de exploração progressiva de saída IF (QF). Também mostrado estão formas de onda representatj. vas do sinal de entrada entrelaçado (duas linhas, com amostras de pixel 0 e X designadas) e o sinal de saída de exploração progres68 869

RCA 85,010

A tf !

C — z -48siva compreendendo amostras de pixel C e X parelhos adequados para usar como sinal entrelaçaantes de serem com

A Figura 21 ilustra conversor 1350 para o sinal YF' na Figura 13. do YF' é retardado pelos elementos 2110 e 211 binados num adicionador 2114 como mostrado. 0 sinal retardado do elemento 2110 é aplicado a uma memá ria de acesso duplo 2120. Um sinal de saída do adicionador 2114 é acoplado a uma reoe divisora por dois 2116, a saída da qual é adicionada a um sinal YT num ad_i cionador 2118. A saída do adicionador 2118 é aplicada a uma memó ria de acesso duplo 2122. As memórias 2120 e 2122 escrevem numa frequência de 4 x fsc e lêem numa frequência de 8 x fsc, e fornecem sinais de saída a um multiplexador 2124 o qual desenvolve o sinal de exploração progressiva YF.

A Figura 14 descreve aparelhos divisores de painel lateral-painel central adequados para uso, por exemplo, como divisor 1960 na Figura 19. Na Figura 14, o divisor é mostrado corno compreendendo uma rede 1410 para produzir um sinal de luminância de largura de banda completa YF' do componente de sinal de luminância de painel lateral Y5 e componente de sinal de luminância da painel central YC, bem como um divisor de sinal I 1420 e um divisor de sinal 0 1430 os quais são semelhantes, em estrutura e funciona, mento, à rede 1410. Os painéis central e lateral são de propósito sobrepostas por vários pixels, por exemplo, dez pixels. Assim os sinais de painel central e lateral repartem vários pixels redundantes através da codificação de sinal e processo de transmissão antes da divisão.

No receptor de écran largo, os painéis central e lateral são reconstruídos a partir dos seus sinais respectivos, mas em virtude da expansão em tempo, compressão em tempo e filtragem realizada nos sinais de painel, vários pixels nos limites de painel lateral e central são corrompidos ou distorcidos. As regiões de sobreposição (0L) e os pixels corrompidos (CP; ligeirame_n te exagerados para compreensão) são indicados pelas formas de onda associadas com os sinais YS e YC na Figura 14. Se os painéis não tiverem região de sobreposição, os pixels corrompidos confinam uns contra os outros, e será visível uma costura. Uma região

369

RCA 85,010 /?

f

-49de sobreposição de largura de dez pixels mostrou ser suficientemente larga para compensar três a cinco pixels de limite corrompj. dos.

Os pixels redundantes permitam com vantagem misturar os painéis lateral e central na região de sobreposição. Um multipl_i cador 1411 multiplica o sinal de painel lateral Y3 pela função de ponderação W nas regiões de sobreposição, como representado pala forma de onda associada, antes do sinal YS ser aplicado a um combinador de sinal 1415. Oo mesmo modo, um multiplicador 1412 multiplica o sinal de painel central YC por uma função de ponderação complementar (l-U) nas regiões de sobreposição, coroo ilustrado p_e la forma de onda associada, antes do sinal YC ser aplicado ao com binador 1415. Estas funções de ponderação apresentam uma caracte rística tipo rampa linear, acima das regiões de sobreposição e contêm valores entre 0 e 1. Após a ponderação, os pixels de painel lateral e central são somados pelo combinador 1415 de modo a que cada pixel reconstruído é uma combinação linear dos pixels de painel lateral e central.

As funções de ponderação aproximariam de preferência a unidade próxima do limite mais interior da região de sobreposição e aproximariam de zero no limite mais exterior. Isto assegurará que os pixels corrompidos possuem relativamente pouca influência no limite de painel reconstruído. A função de ponderação tipo rampa linear representada satisfaz esta necessidade. Contudo, as funções de ponderação não precisam de ser lineares, e uma função de ponderação não linear com porções de término curvilíneas ou re dondas, isto é, na vizinhança dos pontos ponderados 1 ou 0, pode também ser usada. Tal função de ponderação pode rapidamente ser obtida através da filtragem de uma função de ponderação de rampa linear do tipo ilustrado.

As funções de ponderação W a 1-W podem ser rapidamente g_e radas por uma rede incluindo uma tabela de consulta que reage a um sinal de entrada representativo das posições de pixel, e um combinador subtractivo. As localizações de sobreposição de pixel lateral-central são conhecidas, e a tabela de consulta é programa, da de acordo para fornecer valores de saída de 0 a 1, correspon, ’έ'

RCA 85,010 »<

dendo a função ds ponderação 0, em resposta ao sinal de entrada, inal de entrada oods ser desenvolvida de várias maneiras, tais como por um contador sincronizado por cada impulso de sincronização de linha horizontal. A função de ponderação complementar l-U ; o oe ser oroduzida subtraindo a função de ponderação

A Figura 22 mostra aparelhos adequados para usar como conversor de exploração de progressiva para entrelaçada 17c para 0 sinal YF na ’ i au ra la.

Figura 22 também mostra um diagrama ;e uma ior ção de sinal de entraca de exploração progressiva YF con amestras A, 8, C e X num plano vertical (V) e temporal (T) indicado, coma ta_m '3. 0 sinal de exploração progressiva YF bém mostrado na Fioura retardo ds 525H através dos elementos 2210

21 para produzir amestras 3. As amostras 3 e A serem aplicadas a uma retardadas relatiuamente X s A da amostra ;ão somadas num adiciona dor 2214 antes de 'ede divisora o0r dois 2216. Um sinal de

S3ida da rede 2216 é com,binado subtractivamente numa rode 221' com a amostra X para produzir o sinal YT.

:te sinal á aplicada a uma entrada de um comutador 2220, 0 qual funciona numa frequência dupla da frequência da exploração de linha horizontal entrei? çada. Outra entrada do comutador 222C recebe o sinal retardado YF a partir da saída do retardo 2210. A saída do comutador 2220 é aplicada a uma me mé r ia de acesso duplo 2222 a qual lê numa frequência 4 x fsc e escreve numa frequência 3x4 fsc, para produzir os sinais YF' 3 YT na forma entrelaçada numa saída.

A Figura 23 mostra aparelhos adequados para uso ccmo conversores 17a e 17b na Figura la. Na Figura 23 0 sinal de expl0Γ3 progressiva

TF ( ou CF) é aplicado a um elemento de retardo

525H 2310 antes de ser aplicado a uma memória de acesso duplo 2312 a qual lê numa frequência de 4 x fsc e escreve numa frequência de 8 x fsc, para produzir um sinal de saída entrelaçado IF' (ou OF'). Também são mostradas formas de onda representativas do sinal de entrada de exploração progressiva com primeira e segunda linhas associadas com as amostras C e X, e o sinal de saída entre laçado (a primeira linha com a amostra C expandida numa relação H/2). As saldas da memória de acesso duplo 2312 apenas a primeira amostra de linha (C) do sinal de entrada, na forma expandida.

-=T3«J ód 56?

? C A 85,010 ^j *

l .-i · ·

-51A Fi gu Γ3 24 mostra detalhes da unidade 3 0. Cs sinais X e Z são aplicados a entradas de endereço de compressores não lineares de amplitude 2410 e 2412, respeotivamente. Os compressores 2410 e 2412 são dispositivos ds memória apenas para ler, progr amá, veis, (PROF) os quais incluem uma tabela de consulta contenda valores programados correspondentes à Função de ccmpressão gama não linear desejada. Esta Função á representada pela entrada instantânea versus a resposta de saída adjacente à unidade 2412. Cs si, nais comprimidos X e Z das saídas de dados das unidades 2410 e 2412 são aplicados às entradas de sinal dos multiplicadores de s_i nal 2414 e 2416, respectivamente. As entradas de referência dos multiplicadores 2414 e 2416 recebem os respectivos sinais suoportadores alternativos ASC em relações de fase mu tu amante em quadr_a tura, isto é, os sinais ASC estão na forma seno e cosseno. Gs sj^ nais de saida dos multiplicadores 2414 e 2416 são adicionados num combinador 2420 para produzir o sinal modulado em quadratura F.

.No arranjo des co di fica dor da Figura 13, os sinais comprimidos X e Z são recuperados através de uma técnica de desmodulação em quadratura convencional s em complemento a expansão de amplitude não linear destes sinais é realizada por PROFs associados com tabelas de consulta programadas com valores complementares com os valores dos PROFs 2410 e 2412.

Claims (16)

1 - Dispositivo para processamento de um sinal do tipo te levisão representativo de uma imagem de écran largo possuindo i_n formação de imagem de painel lateral e informação de imagem de painel principal e um alargamento de imagem maior do que o de uma imagem ds televisão padrão, compreendendo:

meios que reagem ao dito sinal representativo para desenvolverem um primeiro ccmponente contendo informação de imagem de painel lateral comprimida no tempo numa região de sobrexploração dc dito primeiro componente e contendo informação de imagem de painel principal; e caracterizado por compreender primeiros meios ( 38) para processamento intraquadro da d_i ta informação de imagem de painel principal exclusiva da dita informação de painel lateral comprimida no tempo.

2 - Dispositivo ds acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:

os ditos primeiros meios (38) integrarem intraquadro a di. ta informação de painel principal exclusiva da dita informação de painel lateral.

3 - Dispcsitivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicional mente por:

os ditos primeiros meios produzirem informação processada intraquadro contendo grupos mutuamente exclusivos de informação de elemento de imagem intraquadro substancial mente idêntica.

4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 e caracte rizado adicional mente por compreender:

meios que reagem ao dito sinal representativo para desenvolverem um segundo componente (X) contendo informação de imagem auxiliar;

segundos meios (64) para processamento intraquadro do dito segundo componente; e meios para combinarem (80, 40) os ditos primeiro e segundo componentes processados, de uma maneira complementar para pro65 869

RCA 85,010

Z'·

-5 3duzirem um sinal combinado (Fi).

5 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado adicionalmente por:

os ditos primeiros meios (33) incluírem meios de integração intraquadro e produzirem informação intraquadro processada contendo grupos mutuamente exclusivos da informação de elemento de imagem intraquadro substancialmente idêntica;

os ditos segundos meios (64) incluírem meios de integração intraquadro e produzirem informação intraquadro processada contendo grupos mu tuamente exclusivos de informação de elemento d imagem intraquadro substancialmente idêntica.

6 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4 e caracte rizado adicionalmente por compreender:

meios que reagem ao dito sinal representativo para desenvolverem um terceiro componente contando informação da imagem auxiliar;

terceiros meios (76) para processamento intraquadro do di. to terceiro componente;

meios (80) para modularem uma subportadora alternativa controlada em fase diferente da subportadora de croiTinãncia com os ditos segundo (X) e terceiro (Z) componentes processados intr_a quadro; e por os ditos meios de combinação (40) combinarem o dito primeiro componente e a dita subportadora modulada para produzirem um sinal combinado (NTSCF).

Dispositivo oe acordo com a reivindicação 6, caracterizado por:

os ditos segundo (X) e terceiro (z) componentes conterem informação de televisão não padronizada.

8 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por:

o dito terceiro componente (Z) conter informação de detalhe de luminância de alta frequência exclusiva de informação de

RCA 35,010 cZ τ:: '

1 utili nância ds baixa frequência.

9 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por:

a dita subportadora alternativa apresentar uma fase a qual se inverte de um campo de imagem para o seguinte.

10 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracte rizado por:

os ditos primsiro (l\l), segundo (X) e terceiro (z) componentes e a dita subportadora alternativa (A3C) serem sinais de banda base.

11 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caract_e rizado por:

o dito sinal combinada modular uma portadora de radiofrequência ( F?F ) .

12 - Receptor de televisão para o sinal combinado da reivindicação 6, caracterizado por compreender:

meios (1324) que reagem ao dito sinal combinado para sep_a rarem o dito primeiro componente da dita subportadora alternativa modulada;

meios (1326) para dssmodularem a dita subportadora alternativa separada, para proporcionarem os ditos segunda e terceiro co mponentes ; e meios de processamento de sinal video que reagem aos ditos primeiro, segundo e terceiro componentes.

13 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por:

a dita informação de imagem comprimida no tempo compreender informação de baixa frequência exclusiva de informação de alta frequência.

14 - Receptor de televisão para o sinal combinado da reivindicação 4, caracterizado por compreender:

meios (1324) que reagem ao dito sinal combinado para sepa

69 869

RCA 95,010 d

«3»

-/

-55rarem os ditos primeiro e segundo componentes; e meios de processamento de sinal video (1336) gue reagem aos ditos primeiro e segundo componentes separados.

15 - Dispositivo para processamento de um sinal ds televisão a cores do tipo possuindo um quadro de imagem contendo dois campos de imagem entrelaçados de linhas de exploração com cada li. nha contendo uma pluralidade de elementos de imagem (pixeis) e incluindo uma subportadora ds cor cuja fase se inverte de uma linha para a seguinte, sendo o dito sinal de televisão a cores representativo de uma imagem de écran largo possuindo informação de imagem de painel lateral e informação de imagem de painel principal e um alargamento maior do gue o de uma imagem de televisão pa, drão; caracterizado por compreender meios (13, 23, 31) que reagem ao dito sinal de televisão para desenvolverem um sinal principal contando informação de imagem de painel lateral comprimida no tempo numa região sobrexplora da do dito sinal principal e contendo informação de imagem de pa_i nel principal;

meios (38) que reagem ao dito sinal principal para integrarem espacialmente os pixeis correlacionados dos dois campos de imagem separados por um múltiplo par de um período de exploração de linha do dito sinal principal, exclusivo dos pixeis associados com a dita informação comprimida no tempo, de modo que a dita fase de subportadora de cor nas localizações de pixel integradas, é a mesma, e para substituir a informação de pixel de sinal principal integrada para a informação de pixel de sinal principal origi. nal a partir da qual a dita informação de pixel integrada foi obtida ;

meios (64, 76) proporcionando um sinal de informação auxj.

liar ;

meios proporcionando um sinal portador (ASC) cuja fase se inverte de um campo para o seguinte;

meios (80) para modularem o dito sinal portador com o dito sinal de informação auxiliar; e

35,010

Τ'-56 — meios (4Ο) pa Γ3 combinarem o dito sinal portador modulado com a dita informação de pixel integrada de sinal principal para produzirem um sinal combinado.

16 - Receptor de televisão para o sinal combinado da re_i vindicação 15, caracterizado por compreender meios (1324) para separarem a dita informação de pixel ig tegrada ds sinal principal e o dito sinal portador modulado;

meios (1326) para desmodularem o dito sinal portador modg lado para recuperarem a dita informação de modulação auxiliar; e meios de processamento de sinal video (.1 336) que reagem ao dito sinal principal separado e â dita informação auxiliar recuperada.

17 - Dispositivo de processamento de um sinal de televisão do tipo possuindo um quadro de imagem contendo dois campos de im_a gem entrelaçadas de linhas de exploração definindo cada linha uma pluralidade de elementos de imagem (pixels) e incluindo uma subportadora de cor cuja fase se inverte de uma linha para a seguinte, sendo o dito sinal de televisão representativo de uma imagem de écran largo possuindo informação de imagem de painel lateral e informação de imagem de painel principal e um alargamento maior do que o de uma imagem de televisão padrão;

meios que reagem ao dito sinal de televisão para desenvojL. verem um sinal principal contendo informação de imagem de painel lateral comprimida no tampo numa região sobreexplorada do dito s_i nal principal e contendo informação de imagem de painel principal; sendo o dito dispositivo caracterizado por compreender meios (3o) que reagem ao dito sinal principal para integrarem espacialmente os pixels correlacionados separados por um múltiplo por de período de exploração de linha do dito sinal prig cipal, exclusivo dos pixels associados com a dita informação de painel lateral, de modo qua a dita fase de subportadora de cor nas localizações de pixel integradas são as mesmas; e para substituírem a informação de pixel de sinal principal integrada por informação de pixel de sinal principal original.

63 369 RCA 35, Dl Ο

-5718 - Dispositivo de acordo ccm a reivindicação 17, carac terizado por:

o dito múltiplo ser 262.