PT93200B - Processo e dispositivo de compressao da informacao destinados a descodificacao compativel de uma familia de sinais de televisao de resolucoes crescentes - Google Patents

Description

NOHE :

HEHÔRIA DESCRITIVA DA PATENTE DE INVENÇÃO N2 93 200 THOMSON-CSF, francesa,com sede em 51,Esplanade du Générale de Gaulle, 92800 PUTEAUX, França EPÍGRAFE: "PROCESSO E DISPOSITIVO DE COM PRESSÃO DA INFORMAÇÃO DESTINADOS A DESCODIFICAÇÃO COMPATÍVEL DE UMA FAMÍLIA DE SINAIS DE TELEVISÃO DE RESOLUÇÕES CRESCENTES" INVENTORES :

Philippe Tourtier e Yves-Marie Le Pannerer, residentes na França

Reivindicação do direito 42 da Convenção da União de prioridade ao abrigo do artigo de1· Paris de 20 de Harço de 1883.

França em 21 de Fevereiro de 1989, sob o No. 89 022 35. r‘

Descrição referente à patente de THOMSON-CSF, francesa, industrial e comercial, com sede em 51, Esplanade du Générale de Gaulle, 92800 PUTEAUX, França, (inventores: Philippe Tourtier e Yves-Marie Le Pannerer, residentes na França), para "PROCESSO E DISPOSITIVO DE COMPRESSÃO DA INFORMAÇÃO DESTINADOS À DESCODIFICAÇÃO CQMPATÍVF.T,

DE UMA FAMÍLIA DE_SINAIS DE TELEVISÃO DE RESOLUÇÕES CRESCENTES » .

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo de compressão da informação destinado à descodificação compatível de uma família de sinais de televisão com resoluções crescentes. Aplica-se em especial aos sistemas de transmissão e de recepção de sinais de vídeo digitais e aos magnetoscópios digitais. É conhecido, para reduzir o caudal de informação dos dispositivos de compressão da informação, codificar a imagem digitalizada utilizando uma transformação bidimensional, de tipo conhecido, de Fourier, de Hadamard, de Haar ou de Karhumem-Loeve. A codificação por transformada permite explorar as propriedades estatísticas da fonte de imagens e as aptidões psicovisuais dos observadores. Como o número de operações a efectuar para realizar estas codificações cresce muito rapidamente com a dimensão da imagem, esta é subdividida em janelas ou blocos e aplica-se a transformação a cada um dos elementos de imagem da janela. 1

Esta transformação bidimensional permite obter tantos coeficientes quantos os elementos de imagem em cada bloco de 1 imagens. A redução do caudal é obtida quantificando | os coeficientes e derivando em seguida valores obtidos com o auxílio de um código de comprimento variável. Devido ao facto desta última operação gerar um caudal variável e de o canal ; de televisão possuir um caudal fixo, adiciona-se uma memória \ tampão à saída do codificador para assegurar uma regulação do | fluxo de informações que circulam no codificador. ! A descodificação consiste em descodificar : i as palavras de código de comprimento variável recebidas para recuperar os coeficientes da transformação bidimensional de partida e depois em restituir os valores numéricos que : representam cada elemento de imagem aplicando aos * coeficientes da transformação correspondente a cada bloco de j imagem a transformação bidimensional inversa da utilizada , para a codificação. As transformações usadas na prática são' transformações para as quais existem algoritmos susceptíveis j de ser executados rapidamente, como sucede, por exemplo, para· os algoritmos de codificação da transformação coseno cujas j descrições podem encontrar-se nos documentos franceses FR-A-2 575 351 ou FR-A-2 625 635, publicada em 7 de Julho de 1989 ou 8 718 371, depositadas em nome da Requerente. De uma ' maneira geral, tais sistemas são aplicáveis a imagens que têm uma resolução conhecida de antemão, definida pelo número de linhas e pelo número de pontos por linha, como, por exemplo, a de 720 pontos por 576 linhas definida pela Recomendação 661 da CCIR. Mas com este tipo de resolução coexistem outros j tipos de resoluções, tais como as dos sistemas de televisão de alta definição, descritos por exemplo no artigo de J. CHATEL, que tem o título "Compatible Hierarchy of Studio ; Standards", Conf. SMPTE San Francisco 1989 1-3 de Fevereiro e a resolução reduzida a 288 linhas de 360 pontos para as aplicações que exigem uma qualidade de imagem reduzida, como o videotelefone. Esta diversidade das resoluções tem como, consequência uma diversidade dos sistemas de codificação e j descodificação, bem como complicações de gestão das ligações 2 dos canais de satélite ou de rádio que deverão em certas ocasiões retransmitir tantas vezes os mesmos programas audiovisuais quantos os sistemas diferentes. Ela impõe igualmente limitações ao nível dos utilizadores que podem ser conduzidos a substituir os seus receptores para beneficiar da qualidade de imagem oferecida pelos sistemas de televisão de alta definição.

Todavia este problema pode ser resolvido pelo ensinamento conhecido do pedido de patente WO-A-87/06418 que descreve um dispositivo de codificação multi-resolução. Infelizmente este sistema não é satisfatório para o registo de sinais de vídeo de alta definição no magnetoscópio porque conduz à realização de descodificadores caros de resolução plena para o realinhamento rápido na imagem. 0 objecto da presente invenção é o de dar remédio aos inconvenientes mencionados.

Para isso, a presente invenção tem por objecto um processo de compressão da informação destinado à descodificação compatível de uma família de sinais de televisão de resoluções crescentes, sendo esses sinais transmitidos entre pelo menos um codificador de emissão e um descodificador de recepção, que consiste ao nível do codificador, em dividir a banda de frequência espacial do sinal a transmitir, de resolução maior, em sub-bandas adjacentes, caracterizado por se realizar ao nível do codificador, uma transformação bidimensional do tipo coseno do sinal a transmitir e por dividir a banda, por um varrimento sucessivo dos sub-blocos imbricados resultantes da transformação e correspondentes a sub-bandas de resoluções diferentes, e ao nível do descodificador em descodificar os sinais recebidos relativos aos grupos de sub-bandas, considerando apenas os que são necessários para a reconstituição de pelo menos um membro da família de resolução correspondente à resolução do receptor. A invenção tem como vantagens principais o facto de permitir assegurar compatibilidades simultaneamente ascendentes e descendentes entre os sistemas de televisão de resoluções diferentes. Permite, por exemplo, que 3

—!j descodif icadores para receptores das normas de televisão de 625 ou 525 linhas descodifiquem também sinais com menor j resolução, como as do videotelefone ou descodifiquem também sinais das normas de televisão de alta definição. Permite j| igualmente assegurar a compatibilidade entre os sistemas de !i distribuição de televisão das normas de 625 ou 525 linhas e os magnetoscópios digitais que impõem, para que os modos de j! avanço rápido, e sobretudo de retorno rápido, possam ser • j ef ectivamente realizados, que o tipo de compressão seja não j; recursivo (isto é, que a codificação de uma imagem possa j fazer-se no modo intra-trama, sem recurso à codificação I passada).

Outras características e vantagens da l': presente invenção serão evidentes a seguir, com o auxílio da j descrição, feita com referência aos desenhos anexos, cujas j figuras representam: A fig. 1, um esquema que mostra o ; í! entrelaçamento das zonas espectrais ocupadas por diferentes normas de televisão conhecidas com resoluções diferentes;

As fig. 2 a 7, exemplos de decomposição de ; uma imagem da norma de alta definição noutras sub-imagens com menores resoluções; ; A fig. 8, uma forma de realização de um codificador segundo a presente invenção; A fig. 9, o modo de transmissão realizado pela presente invenção para transmitir as sub-imagens com' | resoluções diferentes; A fig. 10, um modo de realização de uma arquitectura de descodificação segundo a presente invenção;

As figs. 11 a 13, uma decomposição do sinal de alta definição em várias sub-bandas obtidas, segundo um segundo modo de realização da presente invenção, por meio de filtros ortogonais; A fig. 14, uma ilustração de um processo' de sobre--amostragem utilizada na presente invenção para passar de uma estrutura de imagem em quincôncio para uma .'i estrutura ortogonal; A fig. 15, uma forma de realização de um 4

— descodificador correspondente às decomposições das fig. 11 a 13; e

As figs. 16, 17 e 18, uma ilustração de i uma terceira forma de realização do processo de recorte de espectros de sinais de alta definição em sub-bandas que exploram uma partilha em sub-blocos dos coeficientes duma transformação bidimensional de tipo coseno. j

Nos sistemas de televisão conhecidos, do ! tipo dos que estão descritos, por exemplo, no artigo de

I

Wendland Schrõder intitulado "On picture Quality of some Television signal Processing Techniques", publicado no jornal SMPTE de Outubro de 1984 ou nos artigos de Jean CHATEL | intitulados "Toward a World Studio Standard for High Definition TV" publicado na revista IBC de 1988 em i "Compatible Hierarchy of studio standards" (Conf. SMPTE m-3 Fevereiro de 1979 San Francisco) , o sinal de televisão de j alta definição é definido pelo facto de possuir duas vezes ; mais linhas e duas vezes mais pontos por linha que o sinal de televisão dos sistemas de 625 ou 525 linhas actualmente i existentes. Este sinal de alta definição (HD) que é ainda : conhecido pela abreviatura HDP do termo anglo-saxão "high ! definition progressive" possui uma definição correspondente a 1920 pontos por linha e 1152 linhas, o que corresponde ao dobro da resolução do sistema de televisão conhecido pela ; abreviatura EDP, do termo anglo-saxónico "Enhanced Definition, Progressive", cuja definição é de 576 linhas de 960 pontos. : Intermediariamente, o sistema HDQ, que é a abreviatura do; termo anglo-saxónico "High definition Quincunx" possui 1152 1 linhas de 960 pontos e tem os seus pontos dispostos em quincôncio de linha para linha, como se descreve e representa nos artigos de Jean CHATEL atrás referidos. Outros sistemas1 de menores resoluções existem ainda. Trata-se por exemplo do sistema conhecido com a designação EDQ, abreviatura do termo anglo-saxónico "Enhanced définition Quincunx" e do sistema conhecido pela designação VT, abreviatura do termo anglo-saxão "Video Telephon". 0 sistema EDQ define a imagem por 576 i , linhas de 480 pontos por linha, dispostos em quincôncio e oj * sistema VT define a imagem por 288 linhas de 480 pontos. ! 5

As resoluções espaciais comparadas destes sistemas estão representadas no plano ortogonal da fig. 1, na qual se marcaram no eixo das abscissas as frequências espaciais horizontais da imagem, em ciclos por largura da imagem, e no eixo das ordenadas as frequências espaciais verticais da imagem, medidas em ciclos por altura de imagem. Nesta figura, os domínios espectrais que são descritos pelos sistemas de amostragem ortogonais dos sinais HDP, EDP e VT são rectângulos, enquanto que os domínios susceptíveis de ser descritos pelos sistemas em quincôncio HDQ e EDQ são losangos. Estes domínios estão encaixados respectivamente uns nos outros. As bandas de passagem dos sistemas HDP e HDQ são limitadas a 960 ciclos por largura de imagem e 576 ciclos por altura de imagem. As dos sistemas HDQ e EDP são limitadas a 480 ciclos por largura de imagem e a 288 ciclos por altura de imagem e a banda de passagem de um sistema VT é limitada a 240 ciclos por largura de imagem e a 155 ciclos por altura de imagem. Nesta imbricação, as frequências de corte que limitam horizontalmente e verticalmente cada domínio são múltiplos de duas das frequências de corte do sistema VT (240 ciclos por largura de imagem e 144 por altura de imagem).

Baseada na observação anterior, a presente invenção consiste em recortar a imagem em sub-bandas de frequências por meio de filtros espaciais, segundo um método conhecido de codificação de sub-bandas por meio de filtros ortogonais e diagonais, como se descreve, por exemplo, no artigo de Wendland Schròeder atrás mencionado. As bandas recortadas, ou representam uma das resoluções do sinal, quando se tratar por exemplo de codificar a banda VT, ou permitem por combinação reconstituir uma das resoluções atrás recordadas EDQ, EDP, HDQ ou HDP.

O recorte em bandas de frequências faz-se de acordo com o princípio a seguir explicado, com o auxílio das figs. 2a a 7. O espectro do sinal HDP da fig. 2a corresponde à estrutura de amostragem ortogonal descrita na fig. 2b. As amostras sucessivas numa linha são separadas entre si por uma distância V/1920 e as linhas estão separadas entre si por uma distância H/1152, representando V e H 6 1 respectivaraente a largura e a altura da imagem. 0 espectro do i; sinal HDP é depois filtrado por um filtro diagonal, cujo espectro de banda é delimitado, na fig. 3a, por um losango. ' i!

Este sinal que tem uma banda de passagem limitada é descrito | por uma estrutura em quincôncio do tipo da que está descrita : j! na fig. 3b. Esta estrutura corresponde a uma sub-amostragem j de divisão por 2 da estrutura ortogonal da fig. 2b. Como a ; i estrutura em quincôncio da fig. 3b não se presta facilmente a ! '[ uma codificação de tipo de transformação coseno, esta é ; !j transformada numa estrutura ortogonal dupla da maneira ' i representada nas fig. 6 e 7. O sinal HDQ de espectro em ; i! . , .... i losango e de estrutura em qumconcio e em primeiro lugar !' filtrada segundo uma cércea rectangular, inscrita no losango : :,! correspondente ao sinal EDP. 0 sinal obtido pode ainda ser ; descrito por uma estrutura ortogonal obtida por uma sub- ; amostragem da estrutura HDQ de acordo com a fig. 3c. Na fig. j 6, a diferença dos espectros HDQ e EDP é um espectro que , I forma uma sub banda de frequências SB4 e este espectro tem a j forma de quatro pontas em diamante que não possuem baixas j frequências. Este espectro pode ser sujeito a uma sub- i amostragem, por sua vez, segundo uma estrutura representada ; na fig. 3c, o que dá o espectro da fig. 7.

De maneira análoga, obtém-se uma sub-banda de frequências SB5 do sinal HDP por subtracção do espectro : ocupado pelo sinal HDP ao espectro ocupado pelo sinal HDP. : Esta sub-banda SB5 pode ser sujeita a uma sub-amostragem ^ segundo uma estrutura em quincôncio do tipo da representada na fig. 3b, para ser por sua vez reduzida pelo processo atrás i referido, em dois espectros rectangulares formando as sub-: bandas SB5a e SB5b, tais como as representadas nas figs. 4 e 5. ;

Por meio de filtragens diagonais ou ortogonais, cuja realização está ao alcance dos especialistas; da matéria, o processo atrás descrito permite reduzir um j sinal HDP formado por 1 152 linhas e 1 920 pontos por linha, numa série de sub-bandas SB1, SB2, SB3a, SB3b, SB4, SB5a, i SB5b com estruturas de espectros rectangulares descritas ou ; por 960 pontos e 576 linhas para as bandas SB5a, SB5b, SB4, i 7 ou por 480 pontos e 288 linhas para as bandas SB1, SB2, SB3a, SB3b.

As sub-imagens de espectros rectangulares podem ser codificadas separadamente pelo processo de compressão pela transformação coseno ou qualquer transformação bidimensional dos tipos atrás mencionados. A fig. 8 descreve um codificador que funciona segundo este princípio.

Este codificador está organizado em torno de um multiplexador (1) e de codificadores elementares com as referências (2) a (8) com transformadas bidimensionais, em especial do tipo com transformada coseno, tais como os descritos, por exemplo, nos pedidos de patente da Requerente atrás mencionados. O multiplexador (1) transmite para um circuito de interface de canal (9), por intermédio de registadores tampão (10), os sinais codificados das diferentes sub-bandas atrás descritas. O sinal VT é obtido por filtragens sucessivas do sinal HDP através de filtros (11), (12), (13) e (14) ligados em série, por esta ordem. 0 filtro (11) tem a estrutura de um filtro diagonal. Ele transforma o sinal HDP de 144 MHz num sinal HDQ de estrutura em quincôncio a 72 MHz. 0 filtro (12) tem a estrutura de um filtro ortogonal. Transforma o sinal HDQ num sinal EDP de estrutura ortogonal a 36 MHz. O filtro (13) tem a estrutura de um filtro diagonal. Transforma o sinal EDP num sinal EDQ de estrutura diagonal a 18 MHz.

Finalmente, o filtro (14) tem uma estrutura de um filtro ortogonal. Transforma o sinal EDQ no sinal VT de estrutura ortogonal a 9 MHz. O sinal VT é aplicado na entrada de um codificador (2). Os sinais comprimidos são aplicados na entrada (a) do circuito multiplexador (1). O sinal EDQ é decomposto nas suas duas componentes ortogonais, pelo filtro ortogonal (14) e por um circuito subtractor (15) que subtrai as componentes do

I - 8 - espectro do sinal VT fornecidas pelo filtro ortogonal (14) do conjunto do espectro em losango que representa a banda do sinal EDQ. O resultado da subtracção é aplicado à entrada do codificador (3), após a sub-amostragem simbolizada pelo circuito (16). Os sinais comprimidos pelo codificador (3) são aplicados a uma entrada (b) do multiplexador (1). 0 sinal EDQ ; transmitido pelo multiplexador (1) é formado pela justaposição do sinal VT fornecido pelo codificador (2) e do : sinal fornecido pelo codificador (3). ! O sinal EDP é formado pela justaposição do j sinal EDQ com duas componentes ortogonais obtidas nas saídas respectivas dos codificadores (4) e (5). Os sinais com; estrutura de espectro ortogonal são fornecidos | respectivamente às entradas dos codificadores (4) e (5) por ! um filtro ortogonal (18) e por um circuito subtractor de : espectros (19) seguido dos circuitos de sub-amostragem (21) e (22) . Um circuito subtractor de espectros (20) subtrai ο | espectro de estrutura ortogonal que forma o sinal EDP, do j espectro de estrutura em losango do sinal EDQ fornecido pelo filtro diagonal (13). O sinal resultante fornecido pelo circuito subtractor (20) é aplicado, depois de sub--amostragens pelo circuito (32), respectivamente à entrada do filtro ortogonal (18) e a uma primeira entrada do circuito subtractor (19) . 0 resultado da filtragem fornecido pelo; filtro ortogonal (18) é aplicado à segunda entrada do circuito subtractor (19) e depois das sub-amostragens peloj circuito (21) à entrada do codificador (4). O sinal HDQ é formado pela justaposição ao : sinal EDP de um sinal com espectro de estrutura ortogonal fornecido pelo codificador (6) . 0 sinal aplicado na entrada do codificador (6) é obtido por filtragem do sinal HDQ através do filtro ortogonal (12) e de um circuito subtractor (23) seguido de um circuito de sub-amostragem (24). O sinal HDP é formado pela justaposição do j sinal HDQ a dois sinais de espectro com estrutura ortogonal . fornecidos pelos codificadores (7) e (8) . Estes sinais são I obtidos depois da filtragem do sinal HDP através de um filtro diagonal (11), de um circuito subtractor (25) de um circuitoj 9 ,χ·

de sub-amostragem (29) , de um filtro ortogonal (26) , de um circuito subtractor (27) e dos circuitos de sub-amostragem (28) e (29) . 0 circuito subtractor (25) subtrai o sinal HDQ do sinal HDP. 0 resultado é aplicado depois da sub-amostragem pelo circuito (29) numa primeira entrada do circuito subtractor (27) e à entrada do filtro ortogonal (26). 0 sinal fornecido pelo filtro (26) é aplicado, por um lado, através de um circuito de sub-amostragem (28) , à entrada do codificador (7) e, por outro lado, numa segunda entrada do circuito subtractor (27) . 0 resultado da subtracção efectuada pelo circuito subtractor (27) é aplicado através de um circuito de sub-amostragem (29) â entrada do codificador (8). O dispositivo de codificação da fig. 8 permite transmitir sob a forma multiplex as diferentes sub-imagens, da maneira representada na fig. 9. Assim, por exemplo, para cada zona de imagem descrita por um grupo determinado N de linhas, 8 linhas por exemplo, da banda SB1 de transmissão do sinal VT, há N = 8 linhas nas sub-bandas SB2, SB3a, SB3b necessárias à transmissão dos sinais EDQ e EDP e 2N = 16 linhas nas sub-bandas SB4, SB5a, SB5b necessárias para a transmissão dos sinais HDQ e HDP. Cada sub-banda é separada de maneira conhecida pelo circuito de interface, por sinais de sincronização SYN1 a SYN5 não imitáveis, isto é, tais que não possam ser imitados por qualquer concatenação dos outros códigos transmitidos. Entre estes motivos de sincronização, a descrição das sub-bandas SB1 a SB5 é inserida de modo tal que descodificando as informações entre os motivos de sincronização SYN1 e SYN2 seja possível reconstituir o sinal de resolução VT correspondente à sub-banda SB1; que descodificando até ao motivo de sincronização (3) possa constituir-se o sinal de resolução EDQ formado pela justaposição dos espectros SB1 e SB2, e assim por diante. Esta disposição permite aos descodificadores de recepção sincronizar-se, sem qualquer outra operação, podendo os sinais que podem descodificar reconstituir um sinal de vídeo de uma qualquer das resoluções atrás descritas.

Um exemplo de realização de um 10

_/·' | -i descodificador compatível correspondente está representado na j· fig. 10. Neste exemplo, os sinais saídos do canal de ! transmissão são aplicados a uma entrada (34) do ; descodificador e atravessam, em primeiro lugar, um processador de entrada (35), que detecta os motivos de : sincronização SYN para isolar as informações a descodificar j i1 da maneira anteriormente descrita. Os sinais que pertencem i apenas às sub-bandas úteis para a resolução autorizada pelo | descodificador são transferidas para uma memória tampão (36) ! ij ; j e depois descodificadas pelo motor de descodificação do ; descodificador constituído por 7 descodificadores elementares μ com transformada de coseno (38) a (44) e um dispositivo de ; 1 agregação de sub-bandas (45), representado no interior de uma linha fechada a tracejado, para recompor o sinal segundo um ; processo inverso da filtragem sub-amostragem efectuado pelo dispositivo de codificação da fig. 8. 0 sinal é reconstituído pelo ; i descodificador (38), a partir do sinal de sub-banda SB1. 0 sinal EDQ resulta da descodificação dos ; | sinais nas sub-bandas SB1 e SB2 pelos descodificadores (38) e 1 (39) e do reagrupamento dos sinais descodificados pelos, elementos (46) a (50) do dispositivo de reagrupamento (45) . Os elementos (46) a (50) são constituídos por um circuito ° adicionador (46), um primeiro e um segundo circuitos de sobre-amostragem (47) e (48) e um primeiro (49) e um segundo, (50) filtros ortogonais. 0 circuito adicionador (46) reconstitui o sinal EDQ por adição dos sinais fornecidos I pelos descodificadores (38) e (39) enformados através dos ; primeiro e segundo circuitos de sobre-amostragem (47) e (48) e dos filtros (49) e (50).

De maneira equivalente, os sinais das sub-bandas SB3a e SB3b são aplicados a um circuito adicionador (51) com duas entradas, depois da descodificação nos descodificadores (40) e (41) e depois da transformação nos circuitos de sobre-amostragem (51) e (52) e filtragem nos filtros ortogonais (53) e (54) . Os sinais obtidos nas saídas dos circuitos adicionadores (51) e (46) são em seguida: aplicados em duas entradas de operandos de um circuito; 11 adicionador (55), através, por um lado, de um circuito de sobre-amostragem (56) e de um filtro diagonal (57) e, por outro lado, de um circuito de sobre-amostragem (58) e de um circuito de filtragem diagonal (59) . 0 sinal EDP é obtido na saída do circuito adicionador (55) .

De uma maneira sempre semelhante, o sinal HDQ é obtido na saída de um circuito adicionador (60) por adição do sinal EDP, enformado por um circuito de sobre-amostragem (61) e um filtro ortogonal (62), ao sinal descodifiçado na sub-banda SB4 pelo descodificador (42) e modelado por um circuito de sobre-amostragem (63) e um filtro ortogonal (64) . O sinal HDP é obtido na saída de um circuito adicionador (65) , por adição, depois da modelação por um circuito de sobre-amostragem (66) e um filtro diagonal (67), do sinal HDQ ao sinal fornecido por um circuito adicionador (68) e modelado por um circuito de sobre-amostragem (69) e um filtro diagonal (70) . O circuito adicionador (68) efectua a adição dos sinais das sub-bandas SB5a e SB5b, descodificadas (43) e (44) depois de uma modelação efectuada por circuitos de sobre-amostragem (71) e (72), e dos filtros ortogonais (73) e (74). O processo de recombinação efectuado pelo descodificador da fig. 10 aparece estritamente inverso do de decomposição em sub-bandas usado ao nível do codificador da fig. 8. Consiste simplesmente em fazer a sobre-amostragem, depois em filtrar as sub-bandas antes de as adicionar segundo um princípio bem conhecido da teoria da interpolação. Pelo jogo das recombinações sucessivas, o motor de descodificação da fig. 10 permite eventualmente reconstituir até ao sinal HDP mas também todos os níveis intermédios atrás descritos. A título de exemplo, um motor de descodificação EDP não será equipado com todas as funções representadas na fig. 10, mas sim apenas com as funções que permitem descodificar as sub--bandas SBl, SB2, SB3a e SB3b. Porém, um tal descodificador, embora recebendo um sinal comprimido de maior resolução, poderá por esse motivo descodificá-lo e afixá-lo num visor de resolução EDP. Isso obtém-se graças ao processador de entrada 12 do sinal HDP faz-se da maneira representada nas figs. 11 e 12, segundo várias sub-bandas obtidas por filtros ortogonais. 0 sinal HDP é em primeiro lugar decomposto num sinal EDP e em sub-bandas SB5, SB6 e SB7, correspondentes respectivamente a altas frequências espaciais verticais/baixas frequências horizontais, altas frequências verticais/altas frequências horizontais, baixas frequências verticais/altas frequências ] horizontais. j

Segundo este princípio, a banda EDP é | dividida numa sub-banda SB1 (sinal VT) e sub-bandas SB2, SB3 j e SB4. A realização de um codificador de acordo com este Ptocesso está representada na fig. 13.

Este codificador está organizado em torno ' de um multiplexador (75) que transmite a um circuito de i interface de canal (76), por intermédio de um registador tampão (77) , os sinais codificados relativos às sub-bandas j atrás descritas. 0 sinal VT é obtido por filtragens ' sucessivas do sinal HDP através de filtros horizontais e ! verticais (78) a (81) , respectivamente alternados e i i colocados, por esta ordem, em série. A saída do filtro j vertical (81) está ligada à entrada de um codificador (82) que fornece o sinal VT na sub-banda SB1. O sinal na sub-banda 1 332 é fornecido por um codificador (83). Este codificador tem a sua entrada ligada à saída de um circuito subtractor (84) : cujas duas entradas de operandos estão respectivamente ligadas à entrada e à saída do filtro vertical (81). O circuito subtractor (84) fornece assim à entrada do codificador (83) as componentes verticais do espectro do1 sinal que é aplicado na entrada do filtro vertical (81) e que ; definem a sub-banda SB2. Do mesmo modo, as componentes· espaciais verticais do espectro do sinal EDP aplicado na entrada do filtro horizontal (80) são obtidas na saída de um i circuito subtractor (85), acoplado pelas suas duas entradas de operandos respectivamente à entrada e à saída do filtro horizontal (80). O resultado da subtracção efectuado pelo i circuito subtractor (85) é aplicado, por um lado, à entrada] de um filtro vertical (86) e, por outro lado, numa primeira 14 passagem de amostragem ortogonal/quincôncio. Por este facto, esta variante não obedece perfeitamente à compatibilidade procurada entre sinais com amostragens ortogonais do tipo HDP, EDP, VT e sinais com amostragens segundo uma estrutura em quincôncio do tipo HDQ ou EDQ. Esta dificuldade pode no entanto ser vencida fazendo uma sobre-amostragem por meio de circuitos de super-amostragem (97) e (98), apresentando-se os sinais sob a forma em quincôncio, antes de os aplicar à entrada do codificador da fig. 13 segundo uma grelha ortogonal do tipo representado na fig. 14, de modo a converter os sinais HDQ e EDQ respectivamente nas normas HDP e EDP. Colocam-se circuitos de sub-amostragem (98) a (110) na entrada dos codificadores para permitir a justaposição das sub-bandas SB1 a SB7.

Um descodificador correspondendo à primeira variante de realização da presente invenção está representado na fig. 15. Este descodificador realiza as funções inversas do codificador da fig. 13. Compreende um conjunto de blocos de descodificação (111) a (117), para permitir a descodificação dos sinais transmitidos nas sub-bandas SB1 a SB7. Estes sinais são transmitidos à entrada dos descodificadores (111) a (117) de maneira análoga ao dispositivo de descodificação da fig. 10, isto é, através de um circuito de multiplexagem (118), uma memória tampão (119) e um processador de entrada (120) . Estes sinais fornecidos por cada um dos descodificadores são em primeiro lugar sujeitos a uma sub-amostragem por dispositivos de sub-amostragem (118a) a (118g), para ser em seguida filtrados ver:ícalmente por filtros verticais (119a) a (119g). Circuitos adicionadores (120ab), (120cd) e (120fg) efectuam respectivamente a adição dos sinais fornecidos pelos filtros verticais (119a), (119b), (119c), (119d), (119f) e (119g). Os sinais fornecidos por estes circuitos adicionadores são por sua vez sujeitos a uma sobre-amostragem por dispositivos de sobre amostragem (l21ab), (121cd) e (121fg), depois filtrados horizontalmente por filtros horizontais (122ab), (122cd) e (122fg). os sinais fornecidos pelos filtros horizontais (122ab) e (122cd) são então adicionados num circuito 16 adicionador (123) que fornece na sua saída o sinal EDP. Este sinal EDP é por sua vez sujeito a uma sobre-amostragem por circuito de sobre-amostragem (124) e depois filtrado ! verticalmente por um filtro vertical (125) afim de ser j adicionado por um circuito adicionador (126) ao resultado da ! filtragem efectuada pelo filtro vertical (119e). 0 resultado j da adição efectuada pelo circuito adicionador (126) é sujeito ; a uma sobre-amostragem por um circuito de sobre-amostragem ; (127), depois filtrado horizontalmente por um filtro j horizontal (128) . 0 resultado da filtragem efectuada pelo filtro horizontal (128) é adicionado ao resultado da

I filtragem fornecido pelo filtro horizontal (122fg) no ' circuito adicionador (129) para fornecer o sinal HDP. ! i

Na forma de realização da fig. 15, a ' descodificação compatível dos sinais VT ou EDP não impõe a j utilização da totalidade do motor de descodificação do sinal HDP. 0 sinal HDQ pode ser obtido a partir do sinal HDP, mas a j sub-banda SB6 que representa frequências ausentes do espectro HDQ não tem necessidade de ser descodificada. Igualmente, oj sinal EDQ pode ser obtido a partir do sinal EDP, não necessitando o sinal proveniente da sub-banda SB3 de ser descodificado. Isso conduz, no caso de um descodificador HDQ ou, respectivamente EDP, a um descodi f icador que é do tipo HDP ou, respectivamente EDP, mas aliviado da descodificação: relativa à sub-banda SB6, ou SB3 respectivamente.

I

Naturalmente que as formas de realização da presente invenção que se acabam de descrever não são únicas. Uma segunda variante de realização da presente invenção pode ainda consistir em utilizar um processo diferente para obter o recorte do sinal de alta definição em sub-bandas de resoluções diferentes, conservando-se a muitiplexagem atrás descrita para a geração de trens binários. Como se descreve no artigo de J.M. ADANT et al, intitulado "Block operations in digital signal processing

I with aplication to TV coding" - Signal Processing, pag. 385- 397 de 1987, é sempre possível considerar que uma filtragem j de meia banda e uma divisão por 2 bidimensional bastam para ; passar do formato HDP para o formato EDP, podendo obter-se da! 17 nível do codificador, uma transmissão bidimensional do tipo coseno do sinal a transmitir e por se dividir a faixa por um varrimento sucessivo de sub-blocos imbricados resultantes da transformação e correspondentes a grupos de sub-faixas de resoluções diferentes e, ao nível do descodificador, a descodificação dos sinais recebidos relativos aos grupos de sub-faixas e considerando apenas os que são necessários para a reconstituição de pelo menos um membro da família de resolução correspondente à resolução do receptor.

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as famílias de resolução compreenderem·. - uma primeira família (HDP) de resolução definida por 1 920 pontos por linha e 1 152 linhas, uma segunda família (EDP) de resolução definida por 960 : pontos por linha e 576 linhas, uma terceira família (VT) de resolução definida por 480 pontos por linha e 288 linhas. - 3a -

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sinal de televisão de maior resolução ser um sinal de alta definição (HDP) que possui 1 920 pontos por linha e 1152 linhas. - 4a -

Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, para permitir a realização de funções de avanço rápido e de retorno rápido do magnetoscópio, consistir em registar directamente na fita magnética do magnetoscópio os sinais codidicados recebidos do codificador de emissão e em descodificar simultaneamente segundo a sua resolução mais baixa (VT) os sinais recebidos antes de os registar em paralelo na fita magnética com os 19 sinais codificados provenientes do codificador de emissão. A requerente reivindica a prioridade do pedido francês apresentado em 21 de Fevereiro de 1989 sob o N3. 89 022 35.

Lisboa, 20 de Fevereiro de 1990.

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BFSUMO "πηρ,Γ^ςη v ΐ)τςρηςτττνθ COMP^^SSÃ0 Γ·Α INFOPMAÇÃn DFS^INA-nos à Π^ςΟπηττΓΤΓΑ.ς,ΪΠ CO’^ATfVSL nF UMA. FAMÍLIA PP SIrTAIS PP teLPVTSÃO T>E ^.^SOi.nç^ES OPESCETTTEF” A invenção refere-se a um processo e um dispositivo de compressão da informação destinados à desc£ dificação compatível de uma família de sinais de televisão de resoluções crescentes. 0 processo consiste: i ao nível do codificador de emissão, - em dividir a faixa de frequências espacial do sinal a transmitir de resolução mais elevada em sub-faixas adjacentes (SB^, SB^; SB3a, SB3b, S34 , Sb5a, SB5b; SB 1 ... SB6) - em codificar (2,3,4,5,6,7,3), inde_ pendentemente em cada sub-faixa, o sinal de resolução maior a transmitir; - em multiplexar (1) as sub-faixas, separando os sinais codificados em cada sub-faixa, por padrões de sincronização nao imitáveis; e ao nível de cada descodificador de i recepção , - em descodificar (33, ..., 44) os sinais recebidos relativos a cada sub-faixa considerando apenas os que sao necessários para a reconstituição de pelo menos um membro da família de resolução.

Aplicaçao: sistema de transmissão de imagens de TV de alta definição.

Figura 3