RU2037976C1

RU2037976C1 - Digital device for luminance/chrominance signal separation in secam decoder

Info

Publication number: RU2037976C1
Authority: RU
Inventors: В.Т. Басий; О.В. Гофайзен; Ю.Р. Дидыч; Т.Д. Крюкова; А.А. Матвеев; Ю.А. Медведев; Ю.В. Сташкив
Original assignee: Басий Валерий Тимофеевич; Гофайзен Олег Викторович; Дидыч Юрий Романович; Крюкова Татьяна Дмитриевна; Матвеев Александр Александрович; Медведев Юрий Андреевич; Сташкив Юрий Владимирович
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: television engineering. SUBSTANCE: device has analog-to- digital converter, unit 2 for separating complete video signal into low-frequency and high-frequency components, two delay units 3,6, adder 4, two digital-to-analog converters 5,21, subtracter 7, high-frequency predistortion corrector 8, four multipliers 9,11,18,20, two follow-up band filters 10,19, frequency control provision, two complex frequency- modulated signal generators 13,22, high-frequency predistortion unit 14, two signal-differentiating units 15, 23, two control-signal shapers 16,24, two complex-signal frequency detectors 17,25. EFFECT: reduced distortion of luminance and crominance signals due to frequency transfer of high-frequency components of full video crominance signal in combination with use of various mechanisms of follow-up band filter control in luminance and crominance channels, as well as use of frequency feedback enabling setting of optimal mechanisms of band-pass variations in these channels depending on peak-to-peak frequency variations in feedback loops. 1 dwg

Description

Изобретение относится к телевидению, в частности к устройствам разделения сигналов яркости и цветности в декодерах системы СЕКАМ, и может использоваться в ВКУ аналого-цифровых аппаратно-студийных комплексов телевизионного вещания и в телевизионных вещательных приемниках. Устройство предназначается для разделения сигналов яркости и цветности в декодирующих цифровых устройствах системы СЕКАМ. The invention relates to television, in particular to devices for separating luminance and color signals in decoders of the SECAM system, and can be used in analogue-digital hardware-studio complexes of television broadcasting and television broadcast receivers. The device is intended for separation of luminance and color signals in decoding digital devices of the SECAM system.

Известно устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодерах системы СЕКАМ, содержащее последовательно соединенные вычитатель и сумматор и первый следящий полосовой фильтр. A device for separating luminance and color signals in the decoders of the SECAM system, containing a series-connected subtractor and adder and a first tracking band-pass filter.

Недостатком известного устройства является наличие искажений сигналов яркости и цветности, возникающих из-за того, что разделение этих сигналов является неполным. A disadvantage of the known device is the presence of distortion of the luminance and color signals arising from the fact that the separation of these signals is incomplete.

Целью изобретения является уменьшение упомянутых искажений сигналов яркости и цветности. The aim of the invention is to reduce the aforementioned distortion of the luminance and chrominance signals.

Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные АЦП, вход которого является входом полного цветового видеосигнала (ПЦВС), блок разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие и 1-й блок задержки (БЗ), выход которого соединен со 2-м входом сумматора, выход которого соединен с входом 1-го ЦАП, выход которого является выходом сигнала яркости, 2-й БЗ, выход которого соединен с 1-м входом вычитателя, последовательно соединенные корректор высокочастотных предыскажений (КВЧП), вход которого соединен с входом 2-го БЗ и 2-м выходом блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие, генератор ЧМ сигнала с фазовой автоподстройкой частоты, блок высокочастотных предыскажений (ВЧП) и 1-й перемножитель, выход которого соединен с сигнальным входом 1-го следящего полосового фильтра (СФП), последовательно соединенные 1-й генератор комплексного ЧМ сигнала и 2-й перемножитель, 2-й вход которого соединен с выходом 1-го СПФ, а выход с 2-м входом вычитателя, последовательно соединенные первый частотный детектор (ЧД) комплексного сигнала, вход которого соединен с выходом 1-го СПФ, 1-й блок дифференцирования сигнала (БДС) и первый нелинейный преобразователь (НЛП), выход которого соединен с управляющим входом 1-го СПФ, последовательно соединенные 3-й перемножитель, вход которого соединен с входом 1-го перемножителя, 2-й СПФ, 4-й перемножитель и 2-й ЦАП, выход которого является выходом сигнала цветности, 2-й генератор комплексного ЧМ сигнала, 1-й и 2-й выходы которого соединены соответственно со 2-ми входами 3-го и 4-го перемножителей и последовательно соединенные 2-й ЧД комплексного сигнала, вход которого соединен с выходом 2-го СПФ, 2-й БДС и второй НЛП, выход которого соединен с управляющим входом 2-го СПФ, при этом вход 1-го генератора комплексного ЧМ сигнала соединен с входом 1-го БДС, а 2-й выход с 2-м входом 1-го перемножителя, вход 2-го генератора комплексного ЧМ сигнала соединен с входом 2-го БДС. This is achieved by the fact that the device is additionally connected with serially connected ADCs, the input of which is the input of the full color video signal (PCVS), a block for dividing the PCVS into LF and HF components, and the 1st delay unit (BZ), the output of which is connected to the 2nd input the adder, the output of which is connected to the input of the 1st DAC, the output of which is the output of the brightness signal, the 2nd BZ, the output of which is connected to the 1st input of the subtractor, the corrector of high-frequency predistortions (EHF), the input of which is connected to the input 2- go BZ and 2nd the output of the PCVS separation unit for LF and HF components, an FM signal generator with phase-locked loop, a high-frequency pre-emphasis unit (HFP) and a 1st multiplier, the output of which is connected to the signal input of the 1st servo bandpass filter (TFP), connected in series 1- the first generator of the complex FM signal and the 2nd multiplier, the 2nd input of which is connected to the output of the 1st SPF, and the output with the 2nd input of the subtractor, the first frequency detector (BH) of the complex signal, the input of which is connected to output 1, is connected in series 1st SPF, 1st signal differentiation lock (BDS) and the first non-linear converter (NLP), the output of which is connected to the control input of the 1st SPF, the 3rd multiplier connected in series, the input of which is connected to the input of the 1st multiplier, 2nd SPF, 4th the multiplier and the 2nd DAC, the output of which is the output of the color signal, the 2nd generator of the integrated FM signal, the 1st and 2nd outputs of which are connected respectively to the 2 inputs of the 3rd and 4th multipliers and connected in series 2 -th BH of the complex signal, the input of which is connected to the output of the 2nd SPF, 2 -th BDS and the second NLP, the output of which is connected to the control input of the 2nd SPF, while the input of the 1st generator of the complex FM signal is connected to the input of the 1st BDS, and the 2nd output with the 2nd input of the 1st multiplier , the input of the 2nd generator of the integrated FM signal is connected to the input of the 2nd BDS.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Предлагаемое цифровое устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы СЕКАМ содержит АЦП 1, блок разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие 2, 1-й 3 и 2-й 6 БЗ, сумматор 4, 1-й 5 и 2-й 21 ЦАП, вычитатель 7, цепь КВЧП 8, 1-й 9, 2-й 11, 3-й 18 и 4-й 20 перемножители, 1-й 10 и 2-й 19 СПФ, генератор 12 ЧМ-сигнала с ФАПЧ, 1-й 13 и 2-й 22 генераторы комплексного ЧМ-сигнала, цепь ВЧП 14, 1-й 15 и 2-й 23 БДС, 1-й 16 и 2-й 24 НЛП, 1-й 17 и 2-й 25 ЧД КС. The proposed digital device for separating luminance and color signals in the decoder of the SECAM system contains ADC 1, a block for the separation of PCVS into LF and HF components 2, 1 st 3 and 2 nd 6 BZ, adder 4, 1 st 5 and 2 nd 21 DACs , subtractor 7, EHF circuit 8, 1st 9th, 2nd 11th, 3rd 18th and 4th 20th multipliers, 1st 10th and 2nd 19th SPF, 12 FM signal generator with PLL, 1- 13th and 2nd 22nd integrated FM signal generators, VChP circuit 14, 1st 15th and 2nd 23rd BDS, 1st 16th and 2nd 24th NLP, 1st 17th and 2nd 25th BH CS .

Вход блока 2 соединен через АЦП 1 с входом устройства. 1-й выход блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие через 1-й БЗ 3, сумматор 4 и 1-й ЦАП 5 соединен с выходом сигнала яркости устройства. 2-й выход блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие соединен через 2-й БЗ 6 и вычитатель 7 с 1-м входом сумматора 4 и через цепь из последовательно включенных цепи КВЧП 8, генератора ЧМ-сигнала с ФАЧП 12 и цепи ВЧП 14 с 1-ми входами 1-го 9 и 3-го 18 перемножителей. The input of block 2 is connected via ADC 1 to the input of the device. The 1st output of the PCVS separation unit for LF and HF components through the 1st БЗ 3, the adder 4 and the 1st DAC 5 is connected to the output of the device brightness signal. The 2nd output of the PCVS separation unit for LF and HF components is connected through the 2nd БЗ 6 and the subtractor 7 to the 1st input of the adder 4 and through a chain of series-connected EHF circuit 8, an FM signal generator with PLL 12 and an HF circuit 14 with 1 inputs of the 1st 9th and 3rd 18th multipliers.

Выход 1-го перемножителя 9 через 1-й СПФ и 2-й перемножитель 11 соединен с 2-м входом вычитателя 7. Выход 3-го перемножителя 18 через 2-й СПФ 19, 4-й перемножитель 20 и 2-й ЦАП 21 соединен с выходом сигнала цветности устройства. The output of the 1st multiplier 9 through the 1st SPF and the 2nd multiplier 11 is connected to the 2nd input of the subtractor 7. The output of the 3rd multiplier 18 through the 2nd SPF 19, the 4th multiplier 20 and the 2nd DAC 21 connected to the output of the color signal of the device.

Между выходами 1-го 10 и 2-го 19 СПФ и управляющими входами 1-го и 2-го СПФ соответственно включены цепи из последовательно соединенных 1-го ЧД комплексного сигнала 17, 1-го БДС 15 и 1-го НЛП 16 и 2-го ЧД комплексного сигнала 25, 2-го БДС 23 и 2-го НЛП (24). Между выходами 1-го и 2-го ЧД комплексного сигнала 17,25 и 2-ми входами 1-го 9 и 3-го 18 перемножителей включены 1-й 13 и 2-й 22 генераторы комплексного ЧМ-сигнала соответственно. 1-й выход 1-го 13 и 2-й выход 2-го 22 генераторов комплексного ЧМ-сигнала подключены к 1-му входу 2-го 11 и 2-му входу 4-го 20 перемножителей соответственно. Between the outputs of the 1st 10th and 2nd 19th SPF and the control inputs of the 1st and 2nd SPF, respectively, circuits from the series-connected 1st BH complex signal 17, 1st BDS 15 and 1st NLP 16 and 2 are connected -th BH complex signal 25, 2nd BDS 23 and 2nd NLP (24). Between the outputs of the 1st and 2nd BH complex signal 17.25 and the 2nd inputs of the 1st 9th and 3rd 18th multipliers included the 1st 13th and 2nd 22nd generators of the complex FM signal, respectively. The 1st output of the 1st 13th and 2nd output of the 2nd 22nd complex FM signal generators are connected to the 1st input of the 2nd 11th and 2nd input of the 4th 20th multipliers, respectively.

При цифровой реализации устройства обработка сигнала в нем осуществляется, например, в 8-разрядном цифровом коде. In the digital implementation of the device, signal processing in it is carried out, for example, in an 8-bit digital code.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Полный цветовой видеосигнал с помощью АЦП (1) преобразуется в цифровую форму. The full color video signal using the ADC (1) is converted to digital form.

С помощью блока 2 разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ-составляющие 2 осуществляется указанное разделение так, что образуется НЧ часть сигнала в полосе 0.3 МГц, которая поступает на первый вход сумматора 4 через 1-й БЗ 3 и складывается с ВЧ частью сигнала, в которой осуществляется режекция спектра цветовой поднесущей. На выходе сумматора 4 образуется результирующий яркостный сигнал, который преобразуется в аналоговую форму с помощью 1-го ЦАП 5. With the help of block 2 for separation of PCVS into LF and HF components 2, the indicated separation is carried out so that the LF part of the signal is formed in the 0.3 MHz band, which is fed to the first input of adder 4 through the 1st БЗ 3 and added to the HF part of the signal, in which a color subcarrier spectrum is rejected. The output of the adder 4 produces the resulting luminance signal, which is converted into analog form using the 1st DAC 5.

ВЧ составляющая ПЦВС поступает на вход уменьшаемого вычитателя и через цепь КВЧП 8 на генератор ЧМ сигнала с ФАПЧ 12, на выходе которого вырабатывается сигнал, в котором в значительной мере ослаблена паразитная амплитудная модуляция, имеющая место вследствие наложения на сигнал цветности ВЧ помехи от яркостного сигнала. Сигнал с выхода генератора ЧМ сигнала с ФАПЧ 12 преобразуется с помощью цепи ВЧП 14 в стандартный сигнал, который затем поступает на 1-е входы 1-го 9 и 3-го 18 перемножителей. The RF component of the PCVS is fed to the input of the reduced subtractor and, through the EHF circuit 8, to the FM signal generator with the PLL 12, the output of which generates a signal in which spurious amplitude modulation is significantly attenuated, which occurs due to the superposition of the RF signal from the luminance signal. The signal from the output of the FM signal generator from the PLL 12 is converted using the RF circuit 14 into a standard signal, which is then fed to the 1st inputs of the 1st 9th and 3rd 18th multipliers.

Цепи из 1-го ЧД комплексного 17, 1-го генератора комплексного ЧМ сигнала 13 и 1-го перемножителя 9 в канале формирования ВЧ составляющей сигнала яркости и из 2-го ЧД комплексного сигнала 25, 2-го генератора комплексного ЧМ сигнала 22 и 3-го перемножителя 18 в канале формирования сигнала цветности представляют собой цепи обратной связи по частоте. На выходах 1-го и 2-го генераторов комплексного ЧМ сигнала 11 и 19 генерируются комплексные ЧМ сигналы, имеющие девиацию частоты, противоположную по знаку девиации частоты сигнала цветовой поднесущей в составе ПЦВС, умножение которых на ВЧ составляющую ПЦВС приводит к снижению девиации частоты цветовой поднесущей, что позволяет использовать более узкополосные 1-й и 2-й СПФ, чем повысить качество разделения сигналов яркости и цветности. Circuits from the 1st BH of the complex 17th, 1st generator of the complex FM signal 13 and the 1st multiplier 9 in the channel for generating the RF component of the luminance signal and from the 2nd BH of the complex signal 25, the 2nd generator of the complex FM signal 22 and 3 -th multiplier 18 in the channel of the formation of the color signal are frequency feedback circuits. At the outputs of the 1st and 2nd generators of the complex FM signal 11 and 19, complex FM signals are generated having a frequency deviation opposite in sign of the frequency deviation of the color subcarrier signal in the PCVS, multiplying them by the RF component of the PCVS reduces the color deviation of the color subcarrier that allows you to use more narrow-band 1-st and 2-nd SPF than to increase the quality of separation of luminance and color signals.

Полоса частот 1-го СПФ 10 зависит от размаха скачков частоты цветовой поднесущей. Эта зависимость обеспечивается цепью из последовательно включенных 1-го ЧД комплексного сигнала 17, 1-го БДС 15 и 1-го НЛП 16 в петле обратной связи. Параметры этих устройств и 1-го СПФ выбираются так, что полоса частот 1-го СПФ на малых перепадах, например меньших 0,25 размаха сигнала яркости, мала (например, равна 0,3 МГц). На максимальных перепадах она может соответствовать полосе режекции современных декодеров системы СЕКАМ. Для промежуточных значений размаха перепадов закон изменения полосы в зависимости от уровня сигнала определяется амплитудной характеристикой 1-го нелинейного преобразователя 16. The frequency band of the 1st SPF 10 depends on the magnitude of the jumps in the frequency of the color subcarrier. This dependence is provided by a chain of series-connected 1st BH complex signal 17, 1st BDS 15 and 1st NLP 16 in the feedback loop. The parameters of these devices and the 1st SPF are chosen so that the frequency band of the 1st SPF at small differences, for example, less than 0.25 the magnitude of the brightness signal, is small (for example, equal to 0.3 MHz). At maximum differences, it can correspond to the notch band of modern decoders of the SECAM system. For intermediate values of the amplitude of the differences, the law of change of the strip depending on the signal level is determined by the amplitude characteristic of the 1st non-linear converter 16.

Сигнал с выхода 1-го СПФ 10 после обратного переноса по частоте во 2-м перемножителе 11 вычитается из сигнала ВЧ составляющей ПЦВС в вычитателе 7, в результате чего образуется ВЧ составляющая сигнала яркости, обработанная так, что в ней осуществлена динамическая режекция помехи от цветовой поднесущей. The signal from the output of the 1st SPF 10 after the frequency reverse transfer in the 2nd multiplier 11 is subtracted from the signal of the RF component of the PCVS in the subtractor 7, as a result of which the RF component of the luminance signal is formed, processed so that it is dynamically rejected from color subcarrier.

Во 2-м СПФ 19 из ВЧ составляющей ПЦВС выделяется достаточно узкополосная часть спектра, сосредоточенная в области мгновенной частоты цветовой поднесущей, и это содействует помехоустойчивому ее выделению. Полоса частот 2-го СПФ может зависеть от размаха скачков частоты цветовой поднесущей, например, по закону, при котором ниже порогового уровня дифференцированного сигнала скачков частоты (при котором в канал цветности проходят в основном помехи), полоса пропускания весьма мала, например 100 кГц, а при размахах скачков частоты, превышающих пороговый уровень, полоса выбирается максимальной и уменьшается по мере стремления к максимально достижимому уровню скачков. Эта зависимость обеспечивается цепью из последовательно включенных 2-го ЧД комплексного сигнала 25, 2-го БДС 23 и 2-го НЛП 24 в петле обратной связи по частоте. В 4-м перемножителе 20 производится обратный перенос спектра сигнала цветности. In the 2nd SPF 19, a rather narrow-band part of the spectrum is concentrated from the RF component of the PCVS, concentrated in the region of the instantaneous frequency of the color subcarrier, and this contributes to its noise-tolerant selection. The frequency band of the 2nd SPF can depend on the size of the frequency jumps of the color subcarrier, for example, according to the law, when the bandwidth is very small, for example, 100 kHz, below the threshold level of the differentiated signal of frequency jumps (at which mainly noise goes into the color channel) and when the frequency jumps exceed the threshold level, the band is selected to the maximum and decreases as it strives for the maximum attainable level of jumps. This dependence is provided by a chain of series-connected 2nd BH complex signal 25, 2nd BDS 23 and 2nd NLP 24 in the frequency feedback loop. In the 4th multiplier 20, the spectrum of the chroma signal is reversed.

Блоки задержки 3,6 служат для согласования задержек сигналов в параллельных ветвях. Delay blocks 3.6 are used for matching signal delays in parallel branches.

Перенос ВЧ составляющей ПЦВС по частоте в сочетании с использованием различных законов управления полосами пропускания СПФ в каналах яркости и цветности, а также использование обратной связи по частоте, позволяющее установить оптимальные законы изменения полос пропускания в этих каналах, зависящие от размахов скачков частоты в петлях обратной связи, делает разделение более эффективным, чем в известных устройствах, так как при этом та же степень подавления взаимных помех достигается ценой меньших искажений разделяемых сигналов. Frequency transfer of the RF component of the PCVS in combination with the use of various laws of controlling the passband of the SPF in the luminance and color channels, as well as the use of frequency feedback, which allows us to establish the optimal laws of changing the passband in these channels, depending on the amplitude of the frequency jumps in the feedback loops , makes the separation more efficient than in known devices, since the same degree of suppression of mutual interference is achieved at the cost of less distortion of the shared signals.

Claims

DIGITAL BRIGHTNESS AND COLOR SIGNALING DEVICE DEVICE IN SECAM SYSTEM DECODER, containing a series-connected subtractor and adder and a first tracking band-pass filter, characterized in that, in order to reduce the distortion of the luminance and color signals, a series-connected analog-digital converter, the input of which is an input, is input full color video signal (PCVS), the separation of PCVS into low-frequency (LF) and high-frequency (HF) components and the first delay unit, the output of which is connected to the second the adder input, the output of which is connected to the input of the first digital-to-analog converter (DAC), the output of which is the output of the brightness signal, the second delay unit, the output of which is connected to the first input of the subtractor, the high-frequency predistortion corrector, the input of which is connected to the input of the second delay unit and the second the output of the PCVS separation unit for LF and HF components, a frequency-modulated (FM) signal generator with phase-locked loop, a high-frequency predistortion block and the first a multiplier, the output of which is connected to the signal input of the first servo-bandpass filter, a series-connected first generator of the complex FM signal and a second multiplier, the second input of which is connected to the output of the first servo-bandpass filter, and the output is connected to the second input of the subtractor, the first frequency detector of the complex signal is connected in series , the input of which is connected to the output of the first servo bandpass filter, the first signal differentiation unit and the first driver shaper with a needle whose output is connected to the control input of the first servo bandpass filter, a third multiplier connected in series, the input of which is connected to the input of the first multiplier, a second servo bandpass filter, a fourth multiplier and a second DAC, the output of which is a color signal output, the second generator of a complex FM signal, the first and second outputs of which are connected respectively to the second inputs of the third and fourth multipliers, and the second frequency detector is connected in series xx signal, the input of which is connected to the output of the second servo bandpass filter, the second signal differentiation unit and the second driver of the control signal, the output of which is connected to the control input of the second servo-bandpass filter, while the input of the first complex FM signal generator is connected to the input of the first signal differentiation unit, and the second output with the second input of the first multiplier, the input of the second generator of the complex FM signal is connected to the input of the second signal differentiation unit.