SK34293A3 - Decoding of composite television signals - Google Patents

Description

Vynález sa dotýka oblasti systémov vysielania zložených televíznych signálov a najmä spôsobu a zariadenia pre zníženie účinku diferenciálnych skreslení demodulovaných vysielaných obrazových signálov.

Doterajší stav techniky

Známym problémom systému PAL, NTSC a iných podobných systémov vysielajúcich zložený televízny signál je to, že vysielaný signál je často podrobený amplitúdovým alebo fázovým skresleniam. Tieto skreslenia sú obvykle vnášané do signálu ako výsledok modulácie tohoto signálu na vysokofrekvenčný nosný signál pred vysielaním a demodulácia preneseného signálu v prijímači. Ku skresleniu obrazového signálu prispieva niekoľko faktorov, ktoré sú ovplyvnené priemernou úrovňou modulovaného nosiča signálu s tým výsledkom, že keď nový signál je demodulovaný, stanú sa skreslenia diferenciál nym i skresleniami, ktoré sa menia s priemernou úrovňou signála.

Zatiaľ čo tieto skreslenia sa berú do úvahy pri návrhu známych prijímačov zloženého televízneho signálu, pri použití dekóderov s oneskorovacou linkou a kontrolou sýtosti farieb v prijímačoch systému PAL a pri použití kontroly farebnosti a sýtosti farieb v prijímačoch NTSC, umožňujú tieto merania iba použitie priemernej korekcie. Pre zlepšenie kvality signálu, ktorý má byť dopravovaný existujúcimi pozemnými televíznymi systémami, a u nových televíznych systémov, ktoré používajú spôsoby vytvárania zložených kódovaných signálov, je potrebné vytvoriť zlepšené prijímače, ktoré by používali presnejších spôsobov korekcie skreslenia.

Podstata vynálezu

Túto úlohu splňuje spôsob znižovania účinku diferenciál neho skreslenia demodulovaných zložených televíznych signálov, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že pozostáva z krokov vysielanie testovacieho signálu vo vopred stanovených intervaloch, pričom testovací signál obsahuje komponent aspoň v jednej úrovni priemerného obrazového signála, prijímanie testovacieho signálu v prijímači, pričom prijímač je upravený pre vykonávanie krokov meranie skreslenia obrazového signála v uvedenej aspoň jednej úrovni priemerného obrazového signála, derivovanie požadovanej korekcie v tejto úrovni signála a aplikácii uvedenej derivovanej požadovanej korekcie na nasledujúce prijaté obrazové signály v tejto úrovni signála.

Podľa vynálezu je taktiež upravený testovací signál pre použitie u vyššie uvedeného spôsobu, ktorý pozostáva z jednej priamky zloženého televízneho' signála, ktorý má identifikačnú časť pre svoju identifikáciu, že je testovacím signálom, a ktorý má vysokofrekvenčné komponenty v aspoň troch úrovniach priemerného obrazového signála.

za ce

Testovací signál polsnímku alebo po testovacie signály môže dlhší majú byť vys i e1aný časový úsek s odstup niekoľko čiže prenášaný raz tým, že nasledujúsekúnd.

Spôsob podľa vynálezu môže obsahovať krok merania amplitúdového a fázového skreslenia rady úrovní priemerného testovacieho signála a deriváciu korekcie, ktorá má byť použitá pre nasledujúce prijímané signály pre každé také skreslenie pri každej nameranej úrovni priemerného obrazového signála. Ak sú teda úrovne demodulovaného farebného rozdielu čiže chrominancie podstatne znížené pri vyšších úrovniach priemerného signála (t.j. tesne pri špičke bielej) skreslením signála pri modulácii, prenosu a demodulácii, účinok týchto skreslení môže byť korigovaný zvýšením zisku chrominancie, keď je úroveň signálu vysoká. Tieto korekcie sa s výhodou používajú pri signále v jeho zloženej forme taktiež pre umožnenie korekcie úrovne vysokofrekvenčného jasu (obrazového detailu). Oprava môže byť derivovaná a aplikovaná na mnohých rôznych frekvenciách pre zlepšenie presnosti korekcie j asu.

Derivované korekcie môžu byť interpolované alebo extrapolované pre deriváciu korekcie, ktorá má byť použitá pri úrovni priemerného obrazového signálu iných, ako sú úrovne komponent testovacieho signála.

S výhodou sa korekcie aplikujú na. nasledujúco prijímané signály v tesne vzdialených úrovniach signálu pre dosiahnutie hladkej zmeny korekcie, ktorá pridáva neviditeľné zkreslenie k vysielanému signálu.

Vyššie uvedenú úlohu ďalej splňuje prijímač upravený pre príjem a demodulovaňie zloženého televízneho signála, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že pozostáva z detektoru pre zisťovanie testovacieho signálu vysielaného vo vopred stanovených intervaloch, meracieho zariadenia, upraveného pre stanovenie úrovne diferenciálneho amplitúdového a/alebo fázového skreslenia ο

prijímaného testovacieho signála v aspoň jednej úrovni priemerného obrazového signála a pre derivovanie korekcie potrebnej pre zmenšenie skreslenia pri tejto úrovni alebo úrovniach signálov, pamäti pripojenej pre prijímanie derivovanej požadovanej korekcie alebo korekcií a zariadenie pre spracovávanie signálov upravené pre aplikáciu požadovanej korekcie alebo korekcií na nasledovne prijmuté televízne signály pri úrovni alebo úrovniach priemerného obrazového signála, pre ktoré bola korekcia alebo boli korekcie derivované.

Prijímač je určený pre vykonávanie derivácie a aplikácie korekcií čiže opráv spôsobom vyššie popísaným. Zariadenie môže byť včlenené do analógovej alebo digitálnej sústavy obvodov, kde prijímač obsahuje vysokorychlostný počítač, pričom určité operácie zariadenia môžu byť začlenené do Software.

Vynález sa taktiež dotýka vysielacieho systému, obsahujúceho vysielač upravený pre modulovanie a vysielanie zloženého televízneho signála obsahujúceho testovací signál, a aspoň jeden prijímač vyššie popísaného typu. V týchto vysielacích systémoch môžu byť diferenciálne skreslenia vysielaných signálov korigované omnoho presnejšie ako pri priemerných korekčných spôsoboch doposiaľ známych a používaných.

Prehľad obrázkov na výkresoch {

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príkladnom vyhotovení podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje schématický diagram stupňov korekčnej derivácie a aplikácie prijímača podľa vynálezu, obr. 2A a 2B vhodné tvary testovacieho signála podľa vynálezu a obr. 3 schéraatický diagram stupňov prijímača z obr.l, včlenených do digitálnej sústavy obvodov.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Na obr. 2 sú znázornené dva vhodné tvary testovacích signálov podľa vynálezu. Obidva signály, používané pre korekciu chýb farebného rozdielu čiže chróminancie, majú tvar vysielaného priamkového signála obsahujúceho vysokofrekvenčné komponenty, ktorý môže byť meraný v aspoň troch rôznych úrovniach priemerného obrazového signála. Prvý signál 10A. znázornený na obr. 2A, je vo forme televíznej priamkovej funkcie a druhý signál 10B. znázornený na obr. 2B, je vo forme televíznej schodovitej funkcie. Oba znázornené signály sú rozšírené pomocnou nosnou vlnou.

Signály tohoto typu sú ľahko zistiteľné, pričom sa identifikujú predradeným chrominančným oddeľovaním 12, trvaj úc i m aspoň 20 m i krosekúnd.

Sústava obvodov merajúca skreslenie testovacieho signálu a derivujúca korekcie potrebné pre minimalizovanie svojeho účinku obsahuje pamäť pre korekcie pre umožnenie ich použitia pre nasledujúce prijímané televízne signály. Jedná sa teda o prípad, že testovací signál, ktorý nastaví uložené korekcie, potrebuje byť prenášaný iba dostatočne často pre zaistenie toho, aby neexistovalo zjavné oneskorenie pri získavaní dobrého obrazu potom, čo televízny divák zmenil kanál alebo potom, čo došlo ku zmene kvality prijímaného signálu ako výsledku zmien dráhy signálu pre rozloženie, prenos alebo príjem. I keď teda testovací signál môže byť vysielaný raz za polsnímku, môžu byť použité menšie opakovacie frekvencie, ako raz za sekundu alebo raz za 10 sekúnd.

Sústava obvodov prijímača, ktorá derivuje a vykonáva požadovanú korekciu amplitúdového a fázového skreslenia ovplyvňujúceho jednu frekvenciu (farebnú pomocnú nosnú vlnu) signálu pri rôznych úrovniach obrazového signálu, je znázornená na obr. 1.

Televízny vysielaný signál, obsahujúci v periodických intervaloch testovací signál, je prijímaný a demodulovaný obrazovým demodulátorom 20 prijímača. Demodulovaný signál 22 sa privádza do meracieho zariadenia 24, ktoré meria rozdiel medzi úrovňou chrominancie prijímaného (skresleného) signálu a očakávanou úrovňou chrominancie prenášaného testovacieho signálu a derivuje čiže odvodí korekciu, ktorá zminimalizuje účinok skreslenia. Derivované korekcie 26 sa potom uložia v pamäti 28 v adresných pamäťových miestach 30 stanovených priemernou úrovňou jasu demodulovaného signálu 22. Priemerná úroveň jasu, a preto adresné pamäťové miesta 30, sú derivované priechodom demodulovaného signálu 22 vhodným dolnopriepustným filtrom 32.

Pre zaistenie toho, že v pamäti 28 sa ukladajú iba korekcie derivované z prijatého testovacieho signálu, je upravený detektor 34 testovacieho signálu. Keď je prijatý testovací signál, označený ako taký predchádzajúcim chróminančným oddeľovaním 12 trvajúcim 20 mikrosekúnd (obr.2), vytvorí detektor 34 zapisovači signál 36, ktorý umožní zapísanie derivovaných korekcií do pamäti 28 pre dobu trvania testovacieho signálu.

Uložené korekcie sa potom aplikujú na ďalšie prijaté televízne signály ovládateľným vyrovnávačom 38. Ovládanie vyrovnávača 38 je možné vykonávať mnohými vytvorenými spôsobami.

Uložené korekcie prechádzajú pred privedením do vyrovnávača 38 interpolátorom 40. Interpolátor 40 ďalej derivuje požadované korekcie tak, aby boli použiteľné pri úrovniach priemerného obrazového signálu, ktoré sú iné, ako tie, pre ktoré meracie zariadenie 24 meralo skreslenie testovacieho signálu. Použitie interpolátora 40 umožňuje použitie korekcií pri tesne od seba vzdialených úrovniach priemerného obrazového signálu pre vytvorenie hladkej meniacej korekcie, ktorá nepridáva k obrazovému signálu žiadne viditeľné prídavné skreslenie.

Detailnejšie vyhotovenie sústavy obvodov prijímača je znázornené na obr.3. V znázornenej sústave obvodov sa meria skreslenie a derivujú korekcie z testovacieho signálu z obr. 2A (televíznej priamkovej funkcie). Výstup z obrazového demodulátora 20 prijímača je digitalizovaný analogovo digitálnym prevodníkom 42; to umožňuje naledujúce stanovenie meracích a korekčných stupňov pomocou známych digitálnych operácií, hoci je nutné uviesť, že niektoré z týchto stupňov môžu byť vykonávané v analógových obvodoch.

Digitalizovaný výstup z analogovo digitálneho prevodníka 42 sa privádza do chróm i nanč'ného demodulátora 44. Tento chrominančný demodulátor 44. ktorým by mohol byť normálny demodulátor prijímača, je znázornený na obr.3 kvôli jasnosti ako zvláštny demodulátor.

Demodulované chrominančné komponenty U, V sa privádzajú do meracieho zariadenia 24. Amplitúda demodulovaného signálu sa vypočíta programovacím prepaľovacím zariadením 24A (PROM) ako koreň súčtu štvorcov oboch demodulovaných farebných komponentov U, V. Fáza demodulovaného signálu sa taktiež vypočíta v programovacom prepáľovacom zariadení 24P (PROM) ako inverzný pomer tangent oboch demodulovaných farebných komponentov U, V. Tieto dve merania 26ft. 26P. ktoré určujú korekcie, ktoré majú byť použité pri nasledujúcom prijímanom signál e, sa potom uložia v pamätiach 28A. 28P amplitúdovej a fázovej korekcie.

Ako už bolo popísané, - ukladajú sa korekcie v adresných pamäťových miestach 30 derivovaných z priemernej úrovne jasu demodulovaného signála dolnopriepustným filtrom 32. Ako bolo taktiež popísané, môžu sa tieto korekcie ukladať iba vtedy, keď zapisovači signál 36 z detektora 34 testovacieho signála indikuje prítomnosť testovacieho signála.

Po interpolácii príslušnými amplitúdovými a fázovými interpolátormi 40A. 40P sa korekcie vedú do ovládateľného vyrovnávača 38. Tento vyrovnávač 38 je nastaviteľným priečnym vyrovnávačom so signálovým vstupom 50 pre demodulovaný vysielaný obrazový signál a zvláštným ovládacím symetrickým vstupom 52 a ovládacím nesymetrickým vstupom 54. Amplitúdový korekčný signál sa privádza do symetrického ovládacieho vstupu 52; amplitúdovej korekcie je dosiahnuté zmenou veľkosti koeficientov signálu symetricky okolo stredu filtra. Fázový korekčný signál sa privádza do nesymetriokého ovládacieho vstupu 54; fázovej korekcie je dosiahnuté zmenou veľkosti koeficientov signálu nesymetricky okolo stredu filtra.

Pre zníženie citlivosti sústavy obvodov na poruchy, ktoré môžu ovplyvniť prijímaný testovací signál, je možné upraviť priemerujúce obvody (neznázornené) okolo korekčných pamätí 28A. 28P. Tieto priemerujúce obvody môžu vykonávať priemerovanie postupných testovacích signálov pred meraním skreslenia alebo môžu zpriemerovaC postupne derivované korekcie pre danú úroveň priemerného obrazového signálu.

Je zrejmé, že je vykonané nové vytvorenie prijímača televíznych signálov, ktorý obsahuje prostriedky pre zlepšenie kvality prijímaného televízneho signálu, a ktorý obsahuje širokú radu výkonných obvodov. Podľa vynálezu sú upravené prostriedky pre zlepšenie kvality, ktoré nevyžadujú podstatného zvýšenia počtu obvodov prijímača.

Je nutné uviesť, že kde prijímacie zariadenie obsahuje vysokorychlostný počítač, je možné spôsob podľa vynálezu začleniť do Software. V tomto prípade je možné schématické diagramy z obr. 1 a 3 považovať za vývojové diagramy predstavujúce stupne Software vykonávajúce dekódovanie a korekcie.

Dekódovacie a korekčné obvody podľa vynálezu môžu taktiež obsahovať prostriedky pre korigovanie statických strát v prijímači pre kompenzovanie účinkov viacnásobného prenosu, reakciou prijímača a/alebo vysielača a nízkofrekvenčných účinkov rozladenia.

Claims (25)

1. Spôsob znižovania účinku diferenciálneho skreslenia demodulovaných zložených televíznych signálov, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z krokov vysielanie testovacieho signálu vo vopred stanovených intervaloch, pričom testovací signál obsahuje komponent v aspoň jednej úrovni priemerného obrazového signála, prijímanie testovacieho signálu v prijímači, pričom prijímač je upravený pre vykonávanie krokov meranie skreslenia obrazového signála v uvedenej aspoň jednej úrovni priemerného obrazového signála, derivovanie požadovanej korekcie v tejto úrovni signála a aplikácii uvedenej derivovanej požadovanej korekcie na nasledujúce prijaté obrazové signály v tejto úrovni signála.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že testovací signál obsahuje komponenty v aspoň troch úrovniach priemerného obrazového signála, a v ktorých sa požadovaná korekcia derivuje pre každú túto úroveň.

3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že namerané hodnoty skreslenia testovacieho signála sa interpolujú alebo extrapolujú pre deriváciu požadovanej korekcie úrovňou signála iných, ako úrovňou priemerného obrazového signála nameraných komponentov testovacieho signála.

4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že požadovaná derivovaná a aplikovaná korekcia obsahuje korekciu fázového a amplitúdového skreslenia v demodulovanom televíznom signále.

5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že požadovaná korekcia sa derivuje a aplikuje na niekoľko rôznych frekvenciách.

6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že postupné testovacie signály sa ukladajú a zpriemerujú s predchádzajúcim testovacím signálom a požadovaná korekcia sa odvodí z nameraného skreslenia zpriemerovaného testovacieho signála.

7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že postupné derivované korekcie pre danú úroveň priemerného obrazového signála sa zpriemerujú a korekcia nasledovne aplikovaná na vysielané obrazové signály je priemernou korekciou pre túto úroveň priemerného obrazového signála.

8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že každá požadovaná korekcia sa aplikuje na obrazový signál v jeho zloženej forme.

9. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že úrovne priemerného obrazového signála, na ktoré sa aplikujú požadované korekcie, majú tak tesný odstup od seba, že k signálu sá nepridávajú žiadne viditeľné prídavné skreslenia.

10. Testovací signál pre použitie pri spôsobe podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z jednej priamky zloženého televízneho signála, ktorá má identifikačnú časť pre svoje identifikovanie ako testovací signál , a ktorá má vysokofrekvenčné komponenty v aspoň troch úrovniach priemerného obrazového signála.

11. Testovací signál podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že obsahuje chrominančné oddeľovanie predradené jeho vysokofrekvenčným komponentom.

12. Testovací signál podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že chrominančné oddeľovanie trvá aspoň 20 mikrosekúnd.

*

13. Zložený televízny signál, vyznačujúci sa t ý m, že obsahuje, vo vopred stanovených intervaloch, testovací signál podľa nároku 10.

14. Prijímač upravený pre príjem a demodulovaňie zloženého televízneho signála, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z detektora pre zisťovanie testovacieho signála vysielaného vo vopred stanovených intervaloch, meracieho zariadenia, upraveného pre stanovenie úrovni diferenciálneho amplitúdového a/alebo fázového skreslenia prijímaného testovacieho signála v aspoň jednej úrovni priemerného obrazového signála a pre derivovanie korekcie potrebnej pre zmenšenie skreslenia pri tejto, úrovni alebo úrovniach signála, pamäte pripojenej pre prijímanie derivovanej požadovanej korekcie alebo korekcií a zariadenia pre spracovávanie signálov upravené pre aplikáciu požadovanej korekcie alebo korekcií na nasledujúco prijaté televízne signály pri úrovni alebo úrovniach priemerného obrazového signála, pre ktoré bola korekcia alebo boli korekcie derivované.

15. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že zariadenie pre spracovanie signálov obsahuje interpolátor usporiadaný pre derivovanie požadovanej korek12 cie úrovni priemerného obrazového signála inej, ako je aspoň jedna úroveň priemerného obrazového signála, v ktorej je skreslenie stanovené meracím zariadením, pričom odvodené požadované korekcie sú aplikované na nasledujúce prijímané televízne signály zariadením pre spracovávanie signálov.

16. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa t ý m, že meracie zariadenie je upravené pre určovanie úrovne skreslenia prijatého testovacieho signála v aspoň troch úrovniach priemerného obrazového signála a pre stanovenie požadovanej korekcie pre túto každú úroveň signála.

17. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa t ý m, že obsahuje analogovo digitálny prevodník, pre priechod prijatého testovacieho signála, v ktorom sú začlenené v digitálnych obvodoch meracie zariadenie a pamäť.

18. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že meracie zariadenie pozostáva z programovacieho prepaľovacieho zariadenia.

19. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa t ý m, že pamäť je tvorená pamäťovým zariadením pre ukladanie derivovanej požadovanej korekcie alebo korekcií v adresných pamäťových miestach určených priemernou úrovňou jasu prijatého testovacieho signála.

20. «Zariadenie podľa nároku 19, vyznačuj úce satým, že obsahuje aspoň jeden filter pre priechod analógového testovacieho signála, pre derivovanie jeho úrovne jasu.

21. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačuj úce sa t ý m, že ďalej obsahuje pamäť upravenú pre ukladanie prijímaného testovaného signála, pre porovnanie nasledujúco prijatého testovacieho signála s uloženým testovacím signálom a pre derivovanie priemerného testovacieho signál a 2 neho, pričom meracie zariadenie je upravené pre určenie úrovne skreslenia priemerného testovacieho signála.

22. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa t ý m, že ďalej obsahuje prídavnú pamäť pre porovnávanie nasledujúco derivovanej korekcie danej úrovne priemerného obrazového signála s uloženou úrovňou priemerného obrazového signála, pričom zariadenie pre spracovanie signálov je upravené pre aplikáciu priemernej derivovanej korekcie na nasledujúco prijaté televízne signály.

23. Prijímač upravený pre príjem a demodulovanie zloženého televízneho signálu, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vysokorýchlostnú sústavu počítačových obvodov naprogramovaných pre ovplyvňovanie korekcie účinkov diferenciál neho skreslenia demodulovaného signála spôsobom podľa nároku 1.

24. Zložený televízny vysielač, tým, že obsahuje prostriedky zloženého televízneho vyznačuj úc i pre modulovanie a vysielanie zloženého televízneho signála podľa nároku 13.

25. Zložený televízny vysielací systém, vyznačujúci sa t ý m, že obsahuje vysielač podľa nároku 24 a aspoň jeden prijímač podľa nároku 14.