PT91591B

PT91591B - Dispositivo para gerar adaptativamente um sinal com formatos alternativos

Info

Publication number: PT91591B
Application number: PT91591A
Authority: PT
Inventors: Allan Abraham Guida
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1995-07-18
Also published as: JPH04500586A; DD299454A5; DD292799A5; WO1990002469A1; EP0430969A4; US4866509A; DE68924488T2; EP0430969B1; AU3967989A; EP0430969A1; NZ230454A; DE68924488D1; PT91591A; FI910950A0; CN1040898A; CN1018605B; MY104659A; KR900702735A; CA1304152C; ES2017143A6

Description

MEMORIA descritiva

Este invento refere-se a um dispositivo para mudar a forma da um sinal para ser transmitido, que reage a uma caracterlst_i ca do sinal.

ANTECEDENTES DO INVENTO invento será descrito na conjuntura de um dispositivo (EDTV) de televisão de definição melhorada, contudo não é para ser construído limitado a esta aplicação.

A indústria de televisão está empenhada em melhorar a qua lidade das imagens de televisão visionadas. Com esta finalidade foram propostos vários dispositivos EDTV e de televisão de alta definição (HDTV). Os dispositivos EDTV desenvolvem sinais de transmição os quais são compatíveis para recepção por receptores padrão existentes, mas contém componentes de sinal auxiliares os quais podem ser utilizados por receptores EDTV para gerar imagens melhoradas. Os dispositivos HDTV geram sinais de transmissão para produzirem imagens de grande alargamento de alta resolução, em receptores HDTV, cujos sinais não são compatíveis para recepção pelos receptores padrão dos dias correntes. Em ambos os dispositivos EDTV e HDTV, em geral é necessário ou por razões regulamentares ou razães pragmáticas, codificar os sinais de imagem de fonte original num espectro de frequência de largura de banda mais estreita do que a largura de banda dos sinais de fonte. Tipicamente os formatos de codificação são estabelecidos de acordo com alguma característica de sinal integrado estatisticamente em que para a maioria das imagens transmitidas o receptor respectivo será capaz de reproduzir fielmente a imagem original. Contudo para certas imagens, por exemplo, a largura de banda de um com ponente de sinal codificado especial pode ser insuficiente e resultar numa imagem reproduzida de qualidade mais pobre. Como um exemplo considere-se o dispositivo EDTV descrito por Isnardi e ajudantes, intitulado Decoding Issues In the ACTV System, IEEE Transactions on Consumar Electronics, volume 34, número 1 de Feve reiro de 1988 e páginas 111-120, também descrito na Patente dos

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-3Estados Unidos série 139 340 pedida em 29 de Dezembro de 1987 e aqui incluida como referência. 0 dispositivo de Isnardi et al. desenvolve um componente de sinal auxiliar designando o sinal de ajuda vertical-temporal (V-T), para ajudar o receptor a converter os sinais de exploração entrelaçada em sinais de exploração progressiva.

codificador do dispositivo de Isnardi et al. utiliza uma fonte de exploração progressiva de sinais de imagem e gera um sinal de transmissão de exploração entrelaçada. Nominalmente os sinais video contêm redundância de informação significante. Devi, do a esta redundância, os receptores podem ser designados para ag tonomamente converterem sinais de exploração entrelaçada de volta em sinais de exploração progressiva justamente correctos. Para imagens representando objectos em movimento, a quantidade de redundância diminui e a possibilidade de um receptor converter auto nomamente sinais de exploração entrelaçada em sinais de exploração progressiva é prejudicada em virtude do receptor necessitar de informação suficiente. 0 sinal de ajuda V-T, o qual tem uma amplitude variável fornece esta informação. Visto que o sinal a.u xiliar representa apenas o erro de predicção dos receptores, ele contém relativamente baixa energia integrada para uma maioria de imagens. A largura de banda do sinal auxiliar é limitada a 750 KHz para facilitar a codificação, largura de banda que é suficiejg te para fornecer um sinal de ajuda com informação adequada para reconstruir uma maioria de imagens. Contudo, a largura de banda é muito estreita para fornecer informação auxiliar suficiente para imagens contenda um alto grau de detalhe e imagens que têm efeito panorâmico.

Consequentemente, o rendimento do dispositivo pode ser d_e ficiente para uma sequência de uma certa categoria de imagens.

SUMARIO DQ INVENTO presente invento melhora as deficiências de limitações de largura de banda proporcionando formatos de sinal alternativos em que um primeiro formato sacrifica a largura de banda para fid£ lidade de sinal e um segundo formato sacrifica a fidelidade de si

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-4nal em função de uma largura de banda mais larga.

Numa realização do invento, incluída no terminal de trans. missão de um dispositivo de processamento de sinal, um primeiro e segundo codificadores de sinal respondem a um componente de sinal de interesse. 0 primeiro codificador gera um sinal auxiliar c odi. ficado num primeiro formato tendo relativamente alta fidelidade numa dada largura de banda. 0 segundo codificador gera um sinal auxiliar codificado num segundo formato o qual é grosseiramente quantificado e comprimido em dados para fornecer uma largura de banda efectiva mais larga. Um detector, que reage ao componente de sinal, determina a energia ou densidade de informação do componente e fornece o sinal auxiliar a partir do primeiro e segundo codificadores para circuitos de transmissão para sinais de baixa e alta densidade de energia, respectivamente.

Numa realização adicional, incluída no terminal de recepção de um dispositivo de processamento de sinal, um primeiro e segundo descodificadores, para descodificarem o sinal codificado nos ditos primeiro e segundo formatos respectivamente, são dispostos para processar o sinal auxiliar recebido. Um detector, que reage ao sinal auxiliar recebido, determina o formato do sinal recebido e fornece sinal a partir do descodificador apropriado para o circuito de processamento adicional.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é um modelo de pontos representando em parte, linhas horizontais de sinal video explorado progressivamente a partir de vários campos/quadros, útil na descrição do invento.

A figura 2 é um diagrama de blocos de circuitos para gera rem um sinal auxiliar de exploração progressiva.

As figuras 3 e 4 são diagramas de blocos de aparelhos alternativos realizando o invento incluindo circuitos para codific_a rem sinais de ajuda em dois formatos e circuitos para descodific_a rem tais sinais.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Referindo a figura 1, cada coluna de pontos representa uma

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-5porção do número de linhas horizontais de sinal video explorado em l/609 de um segundo (formato NTSC). Com a finalidade desta descrição, as linhas exploradas em l/60 de um segundo (uma coluna de pontos) quer na forma de exploração entrelaçada quer na fo_r ma de exploração progressiva, serão designadas num intervalo de campo. Assim a figura 1 representa uma porção de quatro campos designados de a ^m + 2* ^carnP°’ incluindo ambos os pontos cheios e os circulos abertos, representa uma imagem de exploração progressiva. Um campo incluindo apenas os pontos cheios represejn ta um campo de um quadro de imagem de exploração entrelaçada.

No dispositivo descrito na acima mencionada referência de Isnardi et al., no terminal de transmissão do dispositivo, o sinal video de uma fonte de exploração progressiva é convertido na forma entrelaçada para transmissão. Com efeito isto é conseguido pela remoção de linhas alternadas em campos alternados. Com ref.e rência à figura 1 as linhas representadas por circulos são removj. das e as linhas representadas por pontos sólidos são transmitidas. No receptor as linhas removidas são reconstruídas para regenerarem um sinal video de exploração progressiva. Para auxiliar o re ceptor na reconstrução das linhas removidas é gerado um sinal de ajuda, no terminal de transmissão e transmitido com o sinal trans mitido. 0 sinal de ajuda é um sinal entrelaçado e inclui um erro predito que o receptor faria ao autonomamente reconstruir as linhas em movimento. Por exemplo o receptor terá a informação correspon dente às linhas e EL· dos campos e E^^ respectivamente. Sem um sinal de ajuda os receptores podiam reconstruir a linha em fa_l ta de acordo com o algoritmo x^ = (A^ + B^)/2 onde x^, A e EL representam amplitudes de sinal. Contudo, o valor calculado x^ pode estar significantemente em erro. Para evitar tal erro, o dispositivo de Isnardi et al. gera um sinal de ajuda no transmissor de acordo com a relação sinal de ajuda = - (A + B )/2 (1)

No receptor o sinal de ajuda é adicionado com os valores respec ti. vos (A^ + EL)/2 para com exactidão gerar as linhas em falta. Em virtude do alto nível de redundância, na maioria das imagens e se

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-6quências de imagens, □ sinal de ajuda tem o valor zero na maior parte do tempo e portanto pode ser transmitido com uma largura de banda relativamente estreita. Baseado nesta suposição, o dispositivo de Isnardi et al. limita em banda o sinal de ajuda a 750 KHz e transmite-o com os componentes de luminSncia/crominância eoi dificados por modulação de quadratura da portadora de imagem. De modo a evitar interferência com os componentes de luminância/crominância codificados, o sinal auxiliar é comprimido em amplitude antes da modulação. A compressão contudo tem o efeito indesejado de reduzir a relação sinal-ruido do sinal auxiliar no receptor.

Na descrição seguinte, uma primeira realização, com referência à figura 3, ultrapassa as limitações de largura de banda no sinal de ajuda e uma segunda realização, com referência à figura 4, ultrapassa ambas as limitaçães de largura de banda e de relação sinal-ruído .

Referindo agora a figura 2, a qual mostra circuitos para gerarem sinais, empregados pelos formatadores de sinal das figuras 3 e 4. Os circuitos da figura 2 geram três sinais S, S2 e S3 0 sinal Sl corresponde ao sinal de ajuda gerado no aparelho de Isnardi et al. Na figura 2, um sinal de entrada, de luminância de exploração progressiva, que é suposto ser um sinal modulado de código de impulsa de dados amostrados, é acoplado a um circuito desmultiplicador divisor por dois 26 e à ligação em cascata de elementos de retardo 10, 12, 14 e 16. Os elementos de retardo 10 e 16 retardam cada um o sinal de 524 períodos de linha horizontal e os elementos de retardo 12 e 14 retardam cada um o sinal de um período de linha horizontal. 0 sinal de saída do elemento de retardo 16 é acoplada a um circuito desmultiplicador divisor por dois 24. Os sinais de saída dos circuitos desmultiplicadores 24 e 26 são acoplados às respectivas ligações de entrada de um cir cuito adicionador 18. Se o sinal de entrada de corrente acoplado ao elemento de retardo 10, corresponder à linha B^ na figura 1, então os sinais de saída dos elementos de retardo 10, 12, 14 e 16 representam as linhas x^, C^ e A respectivamente. Consequentemente, o circuito adicionador gera as somas (A^ + B^)/2. Es. tas somas são acopladas à ligação de entrada subtraenda de um cir cuito subtractor 20. 0 sinal representando a linha horizontal x^

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-7da saída do elemento de retardo 12, é acoplado à ligaçSo de entra da diminuenda do circuito subtractor 20 o qual gera as diferenças temporais - (A^ + EL)/2. Estas diferenças estão em formato de exploração progressiva e apenas as linhas alternadas têm interesse. Por isso o sinal do subtractor 20 é aplicado a um conversor de exploração progressiva para exploração entrelaçada 44, o qual selecciona linhas alternadas de sinal, representando linhas as quais são removidas e expande-as em tempo, para intervalos de exploração entrelaçada para gerar o sinal Sl.

Os sinais representando as linhas horizontais θ respectivamente dos elementos de retardo 10 e 14, são acoplados às respectivas ligaçães de entrada do circuito adicionador 34, através dos circuitos desmultiplicadores divisores por dois 28 e 30. 0 circuito adicionador 34 gera as somas + ^)/2. As somas de saída do adicionador 34 são acopladas à ligação de entrada subtraenda de um circuito subtractor 32. 0 sinal representando as linhas x^ é acoplado à ligação de entrada diminuenda do subtractor 32 o qual gera as diferenças verticais

x. - (C . . + C.)/2 ι 1+1 ι

As diferenças temporais do subtractor 20 e as diferenças verticais do subtractor 32 são acopladas à respectiva grandeza (um valor absoluto) dos circuitos determinantes (ABS) 40 e 36.

As grandezas (valores absolutos) das diferenças vertical e temporal, são acopladas a um comparador mostrado como um circuito subtractor 38. 0 comparador 38 é disposto para gerar um valor de um lógico para as grandezas das diferenças verticais, sendo mais pequena que a grandeza das diferenças temporais e um valor zero lógico para a grandeza das diferenças temporais sendo as mais peque nas.

sinal de saída do comparador 38 é acoplado ao conversor de exploração progressiva para exploração entrelaçada 44, em que as linhas alternadas de sinal, correspondentes às linhas removidas, são expandidas em tempo para produzir o sinal 52. Adiciona_l mente, o sinal de saída do comparador 38 é acoplado à ligação de entrada de controlo do comutador de multiplexagem 42. □ sinais

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Z>sz^z

-8diferença temporal e vertical são acoplados às respectivas ligações de entrada de sinal do comutador 42, o qual, reagindo ao sinal comparador, fornece a mais pequena das diferenças temporal e vertical, por exemplo, numa base de pixel a pixel. 0 sinal de salda do comutador 42 é aplicado ao conversor 44, em que o sinal representando linhas removidas é expandido em tempo para gerar o sinal S3.

sinal S3, o qual corresponde à mais pequena das diferejn ças vertical e temporal sucessivas, serve para ser mais baixo em amplitude que o sinal SI necessitando assim menor compressão e me nor largura de banda para conduzir a informação.

Referindo agora a figura 3, a qual fornece um sinal auxiliar ou de ajuda, formatado como uma representação analógica das diferenças temporais Sl, ou alternativamente como uma indicação de interpolações verticais ou temporais (sinal S2), produzirá uma linha reconstruída com mais rigor no receptor. 0 critério para seleccionar o formato do sinal de ajuda é a densidade de energia ou informação do sinal Sl. Se o sinal Si, quando limitado em bari da a 750 KHz, fornecer informação suficiente para reconstruir as linhas removidas no receptor, o sinal Sl é transmitido. Se não, então o sinal S2, o qual é um sinal de dois níveis, é comprimido usando por exemplo codificação de comprimento de percurso ou cod_i ficação estatística (Huffman), ou uma combinação de ambas e trans. mi tido.

sinal Sl, é acoplado ao conversor digital para analógico (DAC) 300, onde é convertido para a forma analógica. 0 DAC 300 pode ser um conversor multiplicador e disposto para fornecer compressão em amplitude. 0 sinal de saída do DAC 300 é aplicada a um detector de densidade ou energia de informação de sinal 304 e ao elemento de retardo compensador 306. 0 elemento de retarda 306 fornece um intervalo de retardo igual aos intervalos acima dos quais o detector 304 fornece cálculos de energia e pode igualar, por exemplo, um intervalo de linha horizontal, um intervalo de campo ou um intervalo de quadro. 0 detector 304 pode ser do tipo descrito na patente dos Ostados Unidos N9. 4 402 013 intitulada

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Ζ /?

-9Uideo Signal Analyser, o qual conta o número de transições de sinal que excedem uma predeterminada amplitude através de um predeterminado intervalo. Se o número de transiçSes exceder um valor pré-ajustado, o detector 304 fornece um sinal de saída de um lógico para a duração do intervalo, ou então fornece um sinal de saída de zero lógico. Notar que o detector 304 pode ser realizado com aparelhos digitais caso em que será ligado à frente do DAC 300. 0 sinal de saída do detector 304 é aplicado para controlar um circuito de comutação ou multiplexador 310. Numa realização alternativa, o detector de energia 304 pode incluir um contador acoplado para contar impulsos do sinal S2 acima de um predeterminado intervalo, e fornecer uma saída se o número de impulsos exce der um número predeterminado.

sinal analógico Sl, do elemento de retardo 306, é acoplado a um primeiro terminal de entrada de sinal do multiplexador 310, a saída do qual é acoplada ao filtro passa baixo 312 tendo uma frequência de corte de, por exemplo, 750 KHz.

sinal S2, o qual indica se um sinal interpolado verticalmente ou interpolado temporalmente representará com mais rigor sinais representando linhas removidas, é acoplado a um codificador 302. 0 codificador 302 pode incluir um codificador de compr_i mento de percurso seguido por um codificador estatístico (tal como um Huffman) para comprimir o sinal S2. 0 sinal de saída do c_o dificador 302 é acoplado a um segundo terminal de entrada de sinal do multiplexador 310 através de um elemento de retardo compen sador 308 se necessário.

multiplexador 310, em resposta ao sinal de saída do detector 304 acopla o sinal analógico Sl ao filtro passa baixo 312 se a densidade de energia do sinal Si é menor que um nivel predeterminado e acopla o sinal comprimido S2 ao filtro passa baixo 312 se a densidade de energia do sinal 51 exceder um nível predeterminado.

sinal do filtro passa baixo 312 é aplicado a um terminal de entrada de um combinador de sinal 316. 0 sinal video, tal como um sinal NTSC padrão ou sinal video de, por exemplo, um codi

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-10ficador 314 CDTU tipo Isnardi et al., de uma fonte 315 é acoplado a um segundo terminal de entrada de sinal do combinador de sinal 316. As entradas de lumin./crominância para o codificador 314 são fornecidas por uma fonte de exploração progressiva 315. 0 combinador de sinal 316 pode ser do tipo que modula em quadratura os respectivos sinais de entrada numa portadora de imagem. Alte_r natiuamente a fonte 314 pode ser uma fonte de sinais HDTV e o com binador de sinal 316 pode incluir circuitos electrónicos para com binar os sinais de entrada em formato MAC (de computador de endereço múltiplo). 0 sinal de saída combinado, do combinador de sinal 318, é então aplicado a um canal de transmissão tal como um transmissor de emissão, cabo, etc..

No terminal de recepção do dispositivo, o sinal recebido é aplicado a um separador de sinal 320 o qual realiza a função complementar do combinador 316. Por exemplo se o combinador 316 é um modulador de quadratura, então o separador 320 é um desmodulador de quadratura. 0 separador 320 separa o sinal de ajuda do sinal video codificado. 0 sinal video separado é acoplado a um descodificador video 322 o qual fornece componentes de sinal de luminância V, e crominância C, separados em formato de exploração entrelaçado. 0 componente de crominância, o qual pode ser representado por sinais diferença de cor I e Q, ê acoplado a um conve_r sor de exploração entrelaçada para progressiva 324. □ conversor

324, pode ser circuitos simples de aceleração que repetem cada l_i nha do sinal de crominância numa relação de exploração progressiva. Os sinais de saida de crominância, do conversor 324, são acoplados aos circuitos de matriz (não mostrado) em que os mesmos são combinados com o sinal de luminância de exploração progressiva para gerarem os sinais de cor, R, G e B para accionarem um dis_ positivo de visor.

sinal de componente de luminância separado, do descodificador 322, é acoplado a um conversor de exploração entrelaçada para progressiva adaptativo, incluindo o resto dos circuitos na figura 3. 0 sinal de luminância é aplicado aos elementos de retardo acoplados em cascata 326, 328 e 330, os quais retardam os sinais de 262, 1 e 262 intervalos de exploração entrelaçada, res/-,

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-11pectivamente. (Duzentas e sessenta e duas linhas correspondem a um campo menos uma meia linha nos dispositivos NTSC. Nos disposj. tivos PAL, um campo menos uma meia linha corresponde a 312 linhas) Se a saída de sinal de corrente do descodificador 322 corresponde à linha na figura 1, então os sinais de saída dos elementos de retardo 326, 328 e 330 correspondem aos sinais das linhas C. e Arespectivamente. 0 sinal de saída , do elemento de re tardo 328, é aplicado a um circuito de aceleração 332 o qual comprime em tempo o sinal de exploração de linha entrelaçado num intervalo de exploração de linha progressiva. D sinal comprimido em tempo, fornecido pelo circuito de aceleração 332, é acoplado a um terminal de entrada de sinal de um multiplexador 362.

Os sinais C. e C. ., dos elementos de retardo 328 e 326, ii+l’ são acoplados, através dos circuitos de ponderação divisores por dois 336 e 338 , aos respectivos terminais de entrada de um circu_i to adicionador 342. 0 circuito adicionador 342 produz as somas (C_x * C_itl)/2 as quais são acopladas a um terminal de entrada de sinal de um multiplexador 356. As somas (th + 0^+^)/2 correspondem a amostras interpoladas verticalmente representando linhas re movidas.

Ds sinais A^ e 8^, do elemento de retardo 330 e descodif_i cador 322 , são acoplados, através de circuitos de ponderação div_i sores por dois 334 e 340, aos respectivos terminais de entrada de um circuito adicionador 344. 0 circuito adicionador 344 produz as somas (A^ + B )/2 as quais são acopladas a um segundo terminal de entrada de sinal do multiplexador 356. As somas (A^ + B^)/2 correspondem a amostras interpoladas temporalmente representando linhas removidas.

multiplexador 356 é controlado pelo sinal de uma porta OU (OR) 354 para aplicar um dos sinais, interpolados verticalmente ou temporalmente, a um terminal de entrada de um circuito adicionador 358. 0 adicionador 358 fornece sinais interpolados representando linhas removidas de duração de exploração entrelaçada a um circuito de aceleração 360, o qual comprime em tempo as linhas interpoladas em intervalos de exploração progressiva. Os s_i nais comprimidos em tempo do circuito de aceleração 360 são acopl_a

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-12dos a um segundo terminal de entrada de sinal do multiplexadar 362. 0 muitiplexador 362 é controlado por um sinal de onda quadrada de relação de linha de exploração entrelaçada para alternadamente acoplar linhas reais comprimidas em tempo CÃ e linhas interpoladas comprimidas em tempo do circuito de aceleração 360 para o seu terminal de saída. 0 sinal de saida de luminância forne eido pelo multiplexador 362 é acoplado aos circuitos electrónicos de matriz acima mencionados para ser combinado com o sinal de croí min&ncia do conversor 324.

Nos circuitos do receptor descritos até aqui, presume-se que o descodificador 322 inclui circuitos, de conversão analógico para digital, para converter o sinal video recebido para digital, por exemplo, formato de modulação de código de impulso (PCM) e que os circuitos de processamento são de projecto digital.

sinal auxiliar ou de ajuda, do separador de sinal 320, é acoplado a um descodificador 346, a um detector digital 348 e a um conversor analógico/digital (ADC) 350. 0 descodificador 346 realiza a função complementar do codificador 302 no terminal de transmissão do dispositivo. 0 dispositivo 346 pode incluir um descodificador estatístico (por exemplo Huffman) seguido por um descodificador de comprimento de percurso, e fornece o sinal S2 a um terminal de entrada da porta 0U 354. Para os valores de nivel um lógico e zero lógica fornecidos pelo descodificador 346 , o mui. tiplexador 354 é condicionado a passar os valores interpolados tem poralmente e ver tical mente, respeotivamente.

detector digital 348 determina se o sinal auxiliar é o sinal comprimido digitalmente S2 ou o sinal de ajuda analógico Sl. Isto pode ser conseguido tendo o codificador 3D2 incluído um sinal de reconhecimento no início de cada intervalo de sinal comprimido codificado. Neste caso o detector digital pode ser um cor relactor designado para reconhecer o sinal de reconhecimento e fa zer sair um nível zero para o intervalo seguinte. Para intervalos nos quais não é detectado sinal de reconhecimento, o detector digi. tal 348 fornece um sinal de saída de nível um lógico. Esta função pode ser incorporada dentro do descodificador 346. Em alternância,

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-13o sinal comprimido S2, no inicio de cada intervalo, incluirá a ng cessidade de uma corrente de bits relativamente densa para iniciar o descodificador. Esta corrente de bits incluirá nominalmente mais transições que o sinal de ajuda analógico. 0 detector digital 348 pode ser designado para diferenciar os formatos de sinal analógicos e comprimidos através da contagem das transições de s_i nal no início de cada intervalo. Visto que o dispositivo será ti picamente designado para formatar os sinais alternativos em inte_r valos de linha, períodos de campo ou quadro é um processo avançado correcto para sincronizar o detector para o início de cada intervalo usando os componentes de sincronização horizontal e vert_i cal do sinal video.

sinal de saída do detector digital é acoplado a um segun do terminal de entrada da porta OU (OR) 354 e para a entrada de controlo de um muitiplexador 352. 0 sinal de ajuda analógico, após a conversão para a forma PCM no AOC 350, é acoplado a um te_r minai de entrada de sinal do multiplexador 352. Um sinal de valor zero é acoplado a um segundo terminal de entrada do multiplexador 352. Se o sinal de ajuda recebido é o sinal analógico, o detector digital 348 produz um sinal de saída de um lógico o qual condiciona o multiplexador 356 para acoplar os valores interpolados temporalmente ao adicionador 358 e condiciona o multiplexador 352 para acoplar o sinal de ajuda PCM do AOC 350 a um segundo te_r minai de entrada do adicionador 358. Neste caso, o sinal forneci, do pelo circuito adicionador 358 é a soma do sinal de ajuda (^χί - (A. + 8.)/2) mais o sinal interpolado temporalmente (A + 8^)/2 cuja soma representa exactamente as linhas detectadas x . Em alternância, se o sinal de ajuda recebido é o sinal digital comprimido S2, o detector digital 348 fornece um sinal de saída com valor zero lógico o qual condiciona o multiplexador 352 para acoplar um valor zero ao adicionador 358. Neste caso, o multiplexador 356 é controlado pela saída do descodificador 346 e fornecer ao adicionador 358 o sinal interpolado verticalmente e temporalmente o qual com mais rigor representa as linhas removidas.

Os circuitos da figura 4 geram sinais de ajuda alternativos os quais são ambos formatados na forma digital comprimida. To

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-14das as alternativas de ajuda digitais necessitam de uma gama dinâ mica significantemente mais pequena do que o sinal de ajuda anal_ó gico e assim criar menos probabilidade de interferência com o sinal uideo combinado. Nos circuitos da figura 4, os elementos designados com números semelhantes aos elementos na figura 3 são elementos semelhantes e realizam funções semelhantes.

sinal S2, o qual indica qual dos sinais interpolados vertical e temporalmente, fornecerá a representação mais correcta das linhas removidas no receptor, e o qual indica qual das diferenças de sinal dos subtractores 20 e 32 da figura 2 é mais peque no, é acoplada ao terminal de entrada de um codificador 400. 0 c_o dificador 400 pode ser semelhante ao codificador 300 na figura 3 e pode incluir um codificador de comprimento de percurso seguido por um codificador estatístico. 0 codificador 400 também inclui aparelho para inserir um código de reconhecimento no início de ca da intervalo de codificação. 0 sinal comprimido S2 do codificador 400 é acoplado a um terminal de entrada de sinal de um comuta dor muitiplexador 410 através de um elemento de retardo compensador 404.

sinal S2, o qual é um sinal de bit único, é junto como, por exemplo, um bit menos significativo a amostras do sinal S3 as quais ocorrem como amostras multibit. No sinal combinado S2-S3, o bit S2 identifica se a amostra S3 representa um erro diferença vertical ou temporal. 0 sinal combinado S2-S3 é acoplado a um c_o dificador 402 o qual fornece um sinal comprimido digitalmente S2-33. 0 codificador 402 pode incluir um codificador de comprimento de percurso seguido por um descodificador estatístico. Adicio nalmente, inclui aparelho para inserir um código de reconhecimento no início de cada intervalo de codificação. 0 sinal comprimido S2-S3 é acoplado a um segundo terminal de entrada de sinal do muitiplexador 410 através do elemento de retardo compensador 406.

Um contador 408, é acoplado para receber o sinal comprirni do S2-S3, e conta o número de bits de sinal num intervalo predeterminado, por exemplo, um intervalo de linha, um intervalo de campo, etc.. Se o valor contado exceder um número que foi determinado para exceder a capacidade de canal (canal auxiliar), o con

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-15tador 408 gera um sinal de saída de um lógico para o intervalo de codificação. A saída do contador 4 08 é acoplada para controlar o multiplexador 410. Se o número de bits do sinal comprimido S2-S3 é menor que a capacidade do canal, o contador condiciona o multiplexador 410 a passar o sinal comprimido S2-S3, inversamente, se a contagem exceder a capacidade de canal o sinal comprimido S2 é seleccionado. Notar que os elementos de retardo 404 e 406 fornecem retardos de sinal suficientes para o contador 408 para comple. tar a detecção sobre um intervalo de codificação antes dos sinais comprimidos chegarem ao mui tiplexador 410. Notar que também o s_i nal S3, representa sempre a mais pequena das diferenças vertical e temporal e assim o sinal 53 pode ser representado por menos bits do que se forem apenas as diferenças vertical e temporal ut_i lizadas como o sinal de erro.

sinal de saída do multiplexador 410 é acoplado ao comb_i nador de sinal 414 em que é combinado com um sinal video de, por exemplo, um codificador EDTV 412. 0 combinador de sinal 414 pode ser um modulador de quadratura o qual modula em quadratura uma portadora de imagem com os respectivos sinais de entrada para ela. A saída do combinador 414 é acoplada, através de um canal de trans missão 415, à porção receptora do dispositivo. No terminal de re cepção do dispositivo o sinal auxiliar ou de ajuda, fornecido pelo separador de sinal 320 é acoplado ao primeiro e segundo descodificadores 422 e 426 e a um detector de tipo de código 424. 0 detector de tipo de código 424 reage aos códigos de reconhecimento inseridos e gera sinais que são aplicados aos terminais de act_i vação, E, do primeiro e segundo descodificadores 422 e 426, para activarem o descodificador apropriado.

descodificador 422 realiza a função complementar para o codificador 400 e fornece o sinal S2 espacialmente correlacionado com os valores interpolados fornecidos pelos circuitos adicionadq res 342 e 344. 0 sinal descodificador 52 é acoplado a um terminal de entrada da porta 0U (0R) 428 para controlar o multiplexador 356 quando o descodificador 422 está activado.

descodificador 426 realiza a função complementar do codificador 402 e fornece o sinal combinado 52-S3 espacialmente cor .7'

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-16relacionado com os valores interpolados dos circuitos adicionadores 342 e 344. 0 bit do sinal S2, do sinal S2-S3 descodificada combinado, é acoplado a um segundo terminal de entrada da porta OU (OR) 428 para controlar o multiplexador 356 quando o descodif_i cador 426 está activado. Os bits representando o sinal 53 do sinal S2-S3 descodificado são acoplados ao adicionador 358 quando o descodificador 426 é activado e um valor zero é acoplado ao adicionador 358 quando o descodificador 426 é desactivado.

5e o sinal de ajuda recebido corresponde ao formato do s_i nal S2, o descodificador 422 (com o sinal S2) condiciona o multi< · plexador 356 para passar o sinal interpolado vertical ou temporal o qual representará muito proximamente as linhas removidas. Este sinal é acoplado, sem alteração, através do adicionador 358, aos circuitos de aceleração 360. Em alternância, se o sinal auxiliar recebido corresponder ao formato de sinal S2-S3, o sinal S2, do descodificador 426 condiciona o multiplexador 356 para passar o sinal interpolado verticalmente ou temporalmente, o qual represeri ta mais proximamente, as linhas removidas para o adicionador 358. 0 sinal de erro 53 do descodificador 426 é adicionado, no adicionador 358, com o sinal fornecido pelo multiplexador 356. As somas fornecidas pelo adicionador 358, neste caso, representam exaç tamente os sinais das linhas removidas.

Na descrição anterior e figuras, os elementos de retardo compensadores foram omitidos para evitar confusão. Por exemplo, se o descodificador de video 322 é um descodificador EDTU do tipo Isnardi et al., será necessário incluir um retardo compensador no circuito de sinal de ajuda para correlacionar os sinais de ajuda e de video. Adicionalmente, pode ser necessário incluir retardos de compensação entre o separador de sinal 320 e os descodificadores 422 e 426 para proporcionar ao detector de tipo código 424 tempo para identificar o formato de sinal antes do sinal de ajuda ser aplicado ao descodificador respectivo. Adicionalmente, visto que o sinal c^ do elemento de retardo 328, e o sinal gerado x^ do adicionador ocorrem substancial e concorrentemente, as versões comprimidas em tempo dos sinais e x^ ocorrerão concorrentemen69 630 RCA 85,111

-17te. Portanto um retardo de desfasamento de metade de um intervalo de linha de exploração entrelaçada deve ser fornecido entre o circuito 360 e o mui tipiexador 362. Contudo, um perito na arte do projecto de circuitos rapidamente avaliará onde os retardos de compensação são necessários e será capaz de os introduzir.

Claims

REIUINDICAÇOES

1 - Dispositivo para gerar um sinal de televisão compreendendo :

uma fonte (315) de informação de sinal video;

meios (314), que reagem à dita informação de sinal video, para fornecerem um sinal video codificado, excluindo, o dito sinal video codificado, uma porção da dita informação de sinal video, caracterizado por compreender:

meios (20 ou 30) que reagem à dita informação de sinal v_i deo para fornecerem um primeiro sinal auxiliar (Sl ou S2) que transporta informação relacionada com a dita porção excluída da dita informação de sinal video, num primeiro formato de sinal;

meios (38 ou 42) que reagem à dita informação de sinal v_i deo para fornecerem um segundo sinal auxiliar (S2 ou 53) que trans porta informação relacionada com a dita porção excluída da dita informação de sinal video, num segundo formato de sinal;

meios (310 ou 410) que reagem a um dos ditos primeiro e segundo sinais auxiliares para selectivamente fornecerem o dito primeiro sinal auxiliar ou o dito segundo sinal auxiliar, como um sinal de saída auxiliar, dependendo da densidade de informação de um dos ditos primeiro e segundo sinais auxiliares; e meios (316 ou 414) para combinarem o dito sinal de saída auxiliar e o dito sinal video codificado para produzir o dito sinal de televisão.
2 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito primeiro sinal auxiliar (Sl) ser um sinal analj5 gico e o dito segundo sinal auxiliar (S2) ser um sinal digital.
3 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita fonte fornecer um sinal de luminância de exploração progressiva e os ditos meios para fornecerem o sinal video codificada fornecerem o sinal video de exploração entrelaçada e por os ditos meios para fornecerem um primeiro sinal auxiliar incluírem:

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X /

-19meios de retardo (10, 12, 14, 16) que reagem ao dito sinal de luminância de exploração progressiva para fornecerem concorrentemente os primeiro, segundo e terceiro sinais de luminância, representando temporal mente linhas horizontais adjacentes do sinal de luminância a partir de três intervalos de campo suces s iv os ; e meios (18, 20) para combinarem os primeiro, segundo e te_r ceiro sinais de luminância na relação (x^ - (A^ + EU)/2) para gerar um sinal de diferença temporal, representando o dito primeiro sinal auxiliar, onde x^ e representam as amplitudes dos primeiro, segundo e terceiro sinais de luminância, respectivamente.
4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os ditos meios de retardo incluírem meios (28, 30) para fornecerem concorrentemente o quarto e quinto sinais de luminância com os ditos primeiro, segunda e terceiro sinais de luminância, representando os ditos quarto e quinto sinais de luminâri cia, linhas horizontais, respectivamente, dispostas verticalmente acima e abaixo de uma linha horizontal representada pelo dito segundo sinal de luminância e por os ditos meios para fornecerem o dito segundo sinal auxiliar incluírem:

meios para combinarem (32) os ditos segundo, quarto e quinto sinais na relação (x^ - (C\ + para produzir um s_i nal diferença vertical, onde e representam as amplitudes dos quarto e quinto sinais de luminância, respectivamente; e meios (38) que reagem ao dito primeiro sinal auxiliar (Sl) e ao dito sinal diferença vertical para produzir o dito segundo sinal auxiliar (52), mostrando primeiro e segundo estados quando a grandeza do primeiro sinal auxiliar é superior e inferior à grandeza do sinal diferença vertical, respectivamente.
5 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterí zado por os ditos meios para fornecerem o dito segundo sinal aux_i liar incluírem adicionalmente meios (302) para comprimirem o dito segundo sinal auxiliar mostrando primeiro e segundo estados.

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-206 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita fonte fornecer um sinal de luminância de exploração progressiva e os ditos meios para fornecer o sinal video co dificado fornecerem sinais video de exploração entrelaçada e por os ditos meios para fornecerem o dito primeiro sinal auxiliar incluírem:

meios (18, 20) que reagem ao dito sinal de luminância de exploração progressiva para gerarem um sinal de diferença temporal representando a diferença entre o sinal de luminância de exploração progressiva, representando uma primeira linha horizontal num primeiro campo e a média do sinal de luminância de exploração progressiva a partir das segunda e terceira linhas horizontais temporalmente adjacentes nos segundo e terceiro campos, respectivamente, dispostos antes e depois do dito primeiro campo;

meios (32, 34) que reagem ao dito sinal de luminância de exploração progressiva para gerarem um sinal de diferença vertical representando a diferença entre a dita primeira linha horizontal e a média dos sinais de luminância de exploração progressi. va, representando as quarta e quinta linhas horizontais no dito primeiro campo e verticalmente dispostas em ambos os lados da dita primeira linha horizontal;

meios (38) para compararem os ditos sinais de diferença vertical e temporal para fornecerem o dito primeiro sinal auxiliar (S2) apresentando os primeiro e segundo estados quando a grandeza do dito sinal de diferença temporal é superior e inferior à grandeza do dito sinal de diferença vertical respectivamente; e por os ditos meios, para fornecerem um segundo sinal aux_i liar, incluírem meios (42) que reagem ao dito primeiro sinal auxiliar para fornecerem selectivamente, como o dito segundo sinal auxiliar (S3), o sinal de diferença vertical ou temporal tendo grandeza menor.
7 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por os ditos meios para fornecerem o dito primeiro sinal auxiliar incluírem adieionalmente meios (300) para comprimirem o dito primeiro sinal auxiliar, apresentando os primeiro e segundo

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-21estados ; e por os ditos meios para fornecerem o dito segundo sinal auxiliar incluírem adicionalmente meios (302) para comprimirem os ditos sinais de diferença vertical e temporal selectivamen te fornecidos.
8 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracteri zado por o dito primeiro sinal auxiliar (52) ter o formato de anos, tra digital de bit único e os ditos sinais de diferença vertical e temporal terem o formato de amostra digital multibit, e os ditos meios para fornecerem o dito segundo sinal auxiliar incluírem adicionalmente meios (402) para juntar as ditas amostras digitais de bit único do dito primeiro sinal auxiliar às respectivas amostras multibit correspondentes do dito sinal de diferença vertical ou temporal seleccionado.
9 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir adicionalmente um receptor, para receber o dito sinal de televisão, compreendendo:

meios de separação (320), que reagem ao sinal de televisão recebido, para separarem o dito sinal video codificado e o d_i to sinal de saída auxiliar;

meios de descodificação de sinal video (322), que reagem ao dito sinal video codificado, para gerarem um sinal de luminância de exploração entrelaçada;

meios de descodificação de sinal auxiliar (346-360), que reagem ao sinal de saída auxiliar separado, para reconhecimento dos ditos primeiro e segundo sinais auxiliares e fornecendo um si. nal auxiliar descodificado; e meios (362), que reagem ao dito sinal de luminância de ex ploração entrelaçada e ao sinal auxiliar descodificado para gerarem um sinal de luminância de exploração progressiva.
10 - Dispositivo de processamento de sinal video para pro cessar um sinal de televisão incluindo um sinal· video codificado tendo componentes de luminância e crominância com formato de exploração entrelaçada e incluindo um sinal auxiliar, compreendendo o dito dispositivo:

uma fonte (318) do dito sinal de televisão;

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-22meios da separação ( 320) que reagem ao dito sinal de teljí visão para fornecerem sinais video codificados e auxiliares separados; sendo o dito dispositivo caracterizado por o dito sinal auxiliar ser transmitido com formatos de sinal alternativos e o dito dispositivo incluir:

meios de descodificação de sinal video (322) que reagem ao dito sinal video codificado separado para fornecer um sinal de i_u minância de exploração entrelaçada;

meios de descodificação de sinal auxiliar (326-358) que reagem ao dito sinal auxiliar separado, para descodificar os ditos formatos de sinal auxiliar alternativos e fornecendo um sinal auxiliar descodificado; e um processador de exploração progressiva (332, 36D, 362), que reage ao dito sinal de luminSncia de exploração entrelaçada e ao dito sinal auxiliar descodificado para gerar um sinal de luminãncia de exploração progressiva.
11 - Dispositivo de processamento de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os ditos formatos de sinal alternativos do dito sinal auxiliar incluírem um primeiro formato de sinal representando um sinal de biestado (S2) o qual indica se os ditos meios de processamento de exploração progressiva gerarão l_i nhas de exploração adicionais com mais exactidão por interpolação vertical ou temporal e um segundo formato de sinal que inclui um sinal analógico (Sl) representando diferenças entre os valores de sinal reais das ditas linhas adicionais e linhas interpoladas te_m porariamente e por os ditos meios de descodificação de sinal aux_i liar incluírem:

meios (346, 348), que reagem ao dito sinal auxiliar separado, para detectarem os ditos primeiro e segundo formatos de sinal alternativos; e meios (356, 358), que reagem aos ditos meios de detecção e ao dito sinal auxiliar separado, para condicionamento do dito sinal auxiliar para aplicação aos ditos meios de processamento de exploração progressiva.
12 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, carac69 630 RCA 85,111

-23terizado por os ditos meios de processamento de exploração progres. siva incluírem:

meios de interpolação (342, 344), que reagem ao dito sinal de luminância de exploração entrelaçada para Fornecerem concorrentemente estimas vertical e temporal do sinal representando linhas horizontais adicionais;

meios de muitiplexagem (356), que reagem a um sinal de controlo, para fornecerem selectivamente ou as ditas estimas verticais ou as ditas estimas temporais ;

meios de combinação de sinal (358) tendo um primeiro terminal de entrada acoplado aos ditos meios de muitiplexagem, um terminal de saída e um segundo terminal de entrada;

circuitos de aceleração de sinal (360), acoplados ao terminal de saída dos ditos meios de combinação de sinal para compr_i mirem em tempo intervalos de linha de exploração entrelaçada do sinal em intervalos de linha de exploração progressiva do sinal; e por os ditos meios, para condicionamento do dito sinal au xiliar, incluírem:

meios (352, 354) que reagem aos ditos meios de detecção para acoplarem selectivamente o sinal representando o dito segundo formato de sinal ou um sinal de valor zero ao segundo terminal de entrada dos ditos meios de combinação de sinal, quando os segundo e primeiro formatos de sinal são respectivamente detectados e fornecendo um sinal de controlo aos ditos meios de multiplexagem para condicionarem os ditos meios de mui tipiexagem para forne cerem estimas temporais quando é detectado um dito segundo formato de sinal; e meios (354), que reagem ao dito sinal auxiliar separado, para fornecerem, como um sinal de controlo aos ditos meios de mu_l tiplexagem, o sinal representando 0 dito primeiro formato de sinal quando o dito primeiro formato de sinal é detectado.
13 - Dispositivo de processamento de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os ditos formatos de sinal alterna-

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-24tivos do dito sinal auxiliar incluírem um primeiro formato de sinal (82) representando um sinal de biestado o qual indica se os ditos meios de processamento de exploração progressiva gerarão M nhas de exploração adicionais com mais exactidão por interpolação vertical ou temporal, e um segundo formato de sinal (S2-S3) incluir um sinal representando amostras das menores diferenças vertical e temporal entre os valores de sinal efectivos das ditas linhas ad_i cionais e linhas correspondentes interpoladas verticalmente e tem poralmente com o dito sinal de biestado junto às ditas amostras para indicar se a amostra é uma diferença vertical ou temporal, e por os ditos meios de descodificação de sinal auxiliar incluírem:

meios (424) que reagem ao dito sinal auxiliar separado pa^ ra detectarem os ditos primeiro e segundo formatos de sinal alterj nativos; e meios (422, 426) que reagem aos ditos meios de detecção e dito sinal auxiliar separado, para condicionamento do dito sinal auxiliar separado para aplicação aos ditos meios de processamento de exploração progressiva.
14 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os ditos meios de processamento de exploração progres siva incluírem:

meios de interpolação (342, 354), que reagem ao dito sinal de luminância de exploração entrelaçada para fornecerem concorrentemente estimas vertical e temporal de sinal representando linhas horizontais adicionais;

meios de muitiplexagem (356), que reagem a um sinal de controlo para selectivamente fornecerem as ditas estimas ou verti cais ou temporais;

meios de combinação de sinal (358) tendo um primeiro terminal de entrada acoplado aos ditos meios de multiplexagem, tendo um terminal de saida e um segundo terminal de entrada;

circuitos de aceleração (368) acoplados ao terminal de saída dos ditos meios de combinação de sinal para comprimirem em tempo intervalos de exploração entrelaçada do sinal nos interva69 630 RCA 85,111

-25los de exploração progressiva de sinal; e por os ditos meios para condicionamento do dito sinal auxiliar incluírem:

meios (422) que reagem aos ditos meios de detecção (424) e ao dito sinal auxiliar separado, para acoplarem um sinal representando o dito primeiro formato de sinal aos ditos meios de multiplexagem, como o dito sinal de controlo, e aplicando um valor zero ao segundo terminal de entrada dos ditos meios de combinação de sinal quando o dito primeiro formato de sinal é detectado; e meios (426) , que reagem aos ditos meios de detecção e ao dito sinal auxiliar separado, para separarem o dito sinal de bies. tado junto, a partir das ditas amostras de diferença vertical e temporal do dito segundo formato de sinal e acoplarem um sinal re presentando o dito sinal de biestado, como um sinal de controlo para os ditos meios de multiplexagem e acoplarem o sinal represeri tando as ditas amostras vertical e temporal ao segundo terminal de entrada dos ditos meios de combinação de sinal, quando o dito segundo formato de sinal é detectado.