SU1001501A1 - Устройство цифровой передачи и приема телевизионного сигнала - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА

1

Изобретение относитс  к телевизионной технике .и может использоватьс  в системах св зи, предназначенных дл  передачи Сигналов монохромного или цветного телевизионного сигнала методом импульсно-кодовой модул ции.

Известно устройство цифровой передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне аналогоцифровой преобразователь (АЦП), два регистра, анализатор кодов, коммутатор кодов и преобразователь из параллельного кода в поеледовательный , а на приемной стороне два регистра , преобразователь из последо .вательного кода в параллельный, блок установки кода и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).

В устройстве видеосигнал подвергаетс  п-разр дному аналого-цифровому преобразованию. Далее резкие .изменени  аналогового сигнала, привод щие к переключению одного или

нескольких из п/2 старших разр дов, передаютс  грубо п/2 старшими разр дами . Старшие разр ды запоминаютс  на приемном конце системы. При плавных изменени х аналогового сигнала передаютс  в основном п/2 младших разр дов кода, а на приемной стороне системы, с учетом ранее переданных старших разр дов, восстанавливаетс  точное значение сигнала. Пеоедаваемый цифровой сигнал также содержит ()-ый разр д,

необходимый дл  различи  старших и младших разр дов кода на приемной стороне системы. При приеме старших разр дов кода младшие разр ды принимаютс  равными () 0000 или 1111 в зависимости от направлени  изменени  сигнала (путем использовани  , например, цифровой схе мы сравнени ),что обеспечивает минимум , искажений на участках главного изменени  видеосигнала. в, качестве грубых уровней кван товани  рассматриваютс  не .толь ко уровни, св занные с изменением п/2 старших разр дов кода, но и ле жащие посередине между ними. В последнем случае при передаче грубых отсчетов младшие разр ды полагаютс  равными (при ) 1000. Система грубо -точной передачи используетс  дл  передачи полного сигнала цве ного телевидени  систем NT S С, PAL и SECAM при выборе частоты дискретизации fp, кратной частоте строк f телевизионной развертки и частоте цветовой поднесущей fyg. В этом случае сравниваютс  коды, соответст вующие близким точкам двух соседних кадров при одинаковой фазе цвето вой поднесущей. Возможно также срав нениесоседних по строке отсчетов, разделенных E/k периодами временной дискретизации (при о цв Качество передачи сигналов монохромного телевидени  в системе гр бо - точной ИКМ практически не отличаетс  от качества передачи в обычной системе с ИКМ. Достоинством такой системы  вл етс  простота и высока  помехозащищенность от сбоев в канале св зи, сравнима  с анал гичным параметром в обычной системе с ИКМ и значительно более вы1сока , чем в системе с дифференциальной ИКМ f 1 . Недостатком  вл етс  возможность возникновени  эффекта оконтуривани  при определенных скорост х изменени  сигнала, св занного с,тем, что сигнал слишком быстро пересекает уровни квантовани , определ емые первыми п/2 разр дами двоичного кода. Значение сигнала после пересечени  одного из уровней грубого квантов-ани  передаетс  с п /2 разр д ной точностью, т.е. грубо. В за .висимости от скорости изменени  сиг нала, его значение на приемной стороне системы отличаетс  от истинного , например при на 0-15 шагов амплитудного квантовани , определ емых младшим ,восьмым разр дом. Осо бенно этот недостаток сказываетс  при передаче сигналов цветного теле видени . Такой сигнал представл ет собой аддитивную.  ркостного сигнала и модулированной цветовой поднесущей. Даже при сравнении отсчетов , разделенных E/k периодами временной дискретизации (например трем ), велик .пооцент отсчетов, передаваемых грубо. Применительно к системе СЁКАМ при больших значени х девиации частоты цветовой поднесущей, процент грубых отсчетов велик, что ведет к определенным искажени м цветопередачи при насыщенност х более 25, даже при интерпол ции искаженных отсчетов на приеме. Св зано этос тем, что коррекци  грубого отсчета происходит лишь на участках плавного изменени  видеосигнала и при разности отсчетов, не превышающей кванта П/2-ГО разр да (при кванта 4-го разр да). Цель изобретени  - повышение достоверности . iC указанной целью в устройство цифровой передачи и приема телевизионного сигнала, содержащее на передающей стороне п-разр дный аналого-цифровой преобразователь,выход которого соединен с входом первого регистра, выход старших П./2 разр дов которого соединены с первым входом первого коммутатора кодов, с первыми входами анализатора кодов и через второй регистр с вторым входом анализатора кодов, выход младших п/2 разр дов первого регистра соединен с вторым входэм первого коммутатора кодов, выход которого соединен с первым входом преобразовател  из параллельного кода в последовательный , а на приемной стороне преобразователь из последовательного кода в параллельный, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами третьего регистра, причем выходы старших л/2 разр дов третьего и четвертого регистров соединены соответственно с первым и вторым входами блока установки кода, выход которого соединен с третьим входом третьего регистра, первый и второй выходы четвертого регистра соединены с первым и вторым входамм цифро-аналогового преобразовател  соответственно , введены на передающей стороне первый дешифратор и цифровой компрессор, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом младших п/2 разр дов первого регистра, вторым, третьим и четвертым выходами анализатора кодов, а первый и второй выходы - с третьим входом первого коммутатора кодов и первым входом первого дешифратора, второй вход которого с динен с первым выходом анализатора кодов, а первый, второй, третий и ч вертый выходы - с четвертым, п тым и шестым входами первого коммутатор кодов и с вторым входом преобразова тел  из параллельного кода в послед . вательный соответственно,четвертый выход анализатора кодов соединен с седьмым входом перёогб коммутатора кодов, а на приемной стороне вто .рой дешифратор, блок задержки, второй коммутатор кодов и цифровой экс пандер первый и второй входы котор го соединены соответственно с первы и вторым выходами преобразовател  и последовательного кода в параллельн третий вход - с первым входом второго коммутатора кодов и с выходом старших п/2 разр дов третьего регистра , а выход - с вторым входом вто рого коммутатора кодов, третий вход которого соединен с выходом младших п/2 разр дов третьего регистра, а в ход второго коммутатора кодов соединен с входом четвертого регистра, первый и второй входы второго дешиф ратора соединены с первым и третьим выходами преобразовател  из /последовательного кода в параллельный соответственно, первый выход второго дешифратора - с четвертым входом третьего регистра и с третьим входом блока установки кода, второй выход через блок задержки с четвертым входом второго коммутатора кодов, а третий выход - с п тым входом третьего регистра, причем первый вход второго дешифратора соединен с первым входом цифро вого экспандера. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что кроме передачи грубых (п/2 старших разр дов, и точных (п/2 младших разр дов); отсчетов ТВ сигнала, предусмотрен .режим передачи разности данного и предыдущего отсчетов ТВ сигнала, закодированной с использованием неравномерной шкалы, фиксированной относительно ближайших к предыдущему отсчету грубых уровней амплитудного квантовани ,. Таким образом, исключаетс  возможность возникновени  эффекта оконтуривани  при определенных скорост х изменени  сигнала, св занного с тем, что сигнал слишком быст014 ро пересекает уровни квантовани , ; определ емые первыми п/2 разр дами двоичного кода. На фиг. 1 изображено устройство , передающа  часть; на фиг. 2устройство , приемна  часть. Устройство цифровой передачи и приема телевизионного сигнала содержит шину 1 входного телевизионного сигнала, п-разр дный аналогоцифровой преобразователь 2, первый регистр 3,первый коммутатор k кодов , анализатор 5 кодов, второй регистр 6, цифровой компрессор 7, первый дешифратор 8, преобразователь 9 из параллельного кода в последовательный , входную шину 10 линии св зи, выходную шину 11 линии св зи, преобразователь 12 из последовательного кода в параллельный , третий регистр 13, второй дешифратор 1,-цифровой экспандер 15, блок 16 задержки, второй коммутатор 17 кодов, четвертый регистр 18, цифро-аналоговый преобразователь 19, шину 20 выходного телевизионного сигнала блок 21 установки кода. Устройство работает следующим образом. Телевизионный сигнал по шине 1 входного сигнала (фиг. 1) поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  АЦП 2. С выхода АЦП 2 снимаетс  цифровой эквивалент ТВ сигнала в виде последовательности п-разр дных двоичных кодовых групп в простом двоичном коде или коде Гре  п-разр дный цифровой ТВ сигнал поступает на вход первого регистра 3, где он запоминаетс  на один тактовый интервал. Старшие п/2 разр дов с первого выхода первого регистра 3 поступают затем на входы второго регистра 6, где они снова запоминаютс  на один тактовый интервал. Старшие п/2 разр дов подаютс  с первых выходов- первого и второго регистров 3 и 6 на входы анализатора 5 кодов. Анализатор 5 кодов сравнивает старшие разр ды двух соседних во времени кодовых групп и выдает информацию о несовпадении (совпадении ) старших разр дов, о знаке разности старших разр дов при их несовпадении , о случа х, когда модуль разности старших разр дов равен кванту п/2-го разр да или двум квантам п /2-го разр да. Последние три сигнала и младшие п/2 разр дов с

Btoporo выхода первого регистра 3 поступают на цифровой компрессор 7 где они преобразуютс  в код неравноме1риой шкалы. Динамический диапазон цифрового компрессора равен, напри мер четырем квантам п/2-го разр да и размещаетс  симметрично середине того кванта п/2-го разр да, где расположен предыдущий из двух сравниваемых цифровых кодов, т.е. код содержащийс  во втором peгиtтpe 6.

Цифровой компрессор работает в соответствии со следующей кодовой табл. 1.

I Т а б л и ц а 1

001

010

000

0000 0001 0010 0011 001 0100

,010 0101 0110

011 0111 1000 1001

100 1010 1011

lioo

1101 1110

101

1111

0000 0001 0010

110 0011 0100 0101 0110

111 0111

1000 1001 Дл  отрицательного знака разности кодов старших разр дов 1 таблица ана логична, только предполагаетс  предварительна  инверси  кода младших разр дов. (п/2-1)-Разр дный код неравномерной шкалы с выхода цифрового компр ссора вместе сп/2-ым знаковым, разр дом с выхода анализатора 5 кодов подаютс  на первый коммутатор k. Сюда же подаютс  старшие п/2 разр до ( первый выход первого регистра З) и младшие п/2 разр дов (второй выход первого регистра 3). Работой первого коммутатора А управл ет первый дешифратор 8, который разрешает первому коммутатору в определенные моменты времени пропускать на свой выход либо старшие п/2 разр дов, либо младшие п/2 разр дов , либо код неравномерной шкалы. На вход первого дешифратора 8 подаетс  сигнал несовпадени  кодов старших разр дов с выхода анализатора 5 кодов и сигнал перегрузки компрессора с выхода цифрового компрессора 7- Последний ;сигнал характеризует выход величины разности кодов, записанных в первом и втором регистрах 3 и 6, за пределы динамического диапазона цифрового компрессора.Первый дешифратор 8 рабо тает в соответствии с табл. 2 состо  ний. I Таблица2 ние табл. 2 передача младших разр дов i передача старших разр дов; передача кода неравномерной шкалы; код неравномерной шкалы с перегрузкой ; код неравномерной шкалы без перегрузки; коды старших разр дов неравны ; коды старших разр дов равны:,

111001

X -величина или отсутствие перегоузки нелинейной шка- $ лы несущественно .

С выхода первого коммутатора +п/2 разр дов подаютс  на входы преобразовател  9 из параллельного кода в Ю последовательный. Сюда же подаетс  .(п/2+1}-ый разр д (служебна  посылка ) с выхода первого дешифратора 8, который принимает значение 1 при передаче старших разр дов и кода не-1$ равномерной шкалы и О при передаче младших разр дов. С выхода преП р и м е ч а н и е; МС т НПБПX При приеме кода младших п/2 разр дов сигналы с первого и второго выходов п/ГПрЭзр дов преобразовател  12 из последовательного кода в параллельный записываютс  в  чейки младших п/2 разр дов третьего регистра 13 (в  чейках старших 1П/2 разр дов сохран етс  прежнее значение). В следующем такте осуществл етс  перезапись п-разр дного кода из третьего регистра 13 через второй коммутатор 1/ е четвертый . регистр 18.

50112

образовател  9 цифровой, сигнал постпает на входную шину 10 линии св зи

С выходной шины 11 линий св зи цифровой сигнал поступает на преобразователь 12 из последовательного кода в параллельный, с первых двух выходов которого п/2 разр дов подаютс  на тоетий peгиctp 13, а с Третьего выхода (п/2 +1)-ый разр д (служебна  посылка) - на вход второго дешифратора 1Л, на другой вход которого поступают От/2 -1) разр дов с первого выхода преобразовател  1 2 .

Второй дешифратор k работает в соответствии с табл. 3.

ТаблицаЗ

При приеме кода старших п/2 разр дов сигналы с первого и второго выходов п/2 разр дов преобразовател  12 записываютс  в  чейки старших п/2 разр дов третьего регистра 13. В этом же такте блок 21 установки кода сравнивает содержание  чеек старших п/2 разр дов третьего 13 и четвертого 18 регистров и либо, в зависимости от направлени  изменени  цифрового сигнала, устанавливает младшие п/2 разр дов третьего регистра 13 в состо ние 0000 или прием кпадших разр дов; прием старших разр дов; прием кода неравномерной шкалы; код нелинейной шкалы с перегоузкой; код нелинейной шкапы без перегрузки; на лйчие или отсутствие передачи нелинейной шкалы и других режимов несущественно.

1111, либо просто устанавливает их в состо ние 1000 (0111). В следующем такте осуществл етс  перезапись п-разр дного кода из третьего регистра 13 через второй коммутатор 17 в четвертый регистр 18.

При приеме кода неравномерной шкалы сигналы с первого и второго выходов п/2 разр дов преобразовател  12 подаютс  на цифровой экспандер 15. Сюда же подаетс  код п/2 ,, Дл  отрицательного знака разности кодов старших разр дов 1 младшие разр ды восстановленного кода инвертируютс , а старшие - формируютс  из входного кода старших разр дов не сложением, а вычитанием из него кода 0001 или 0010. С выхода четвертого регистра 18, восстановленные п- разр дные двоичныё кодовые группы поступают на цифро-аналоговый преобразователь 19, с выхода которого аналоговый телевизионный сигнал поступает на шину 20 выходного сигнала телевизионного сиг нала. Таким образом, обеспечиваетс  высока  точность передачи ТВ сигнала при широком диапазоне скоростей видеосУ1Гнала. Действительно, в отличие от известного устройства, где грубое п/2 разр дное, восстановление отсчетов происходит при разности соседних отсчетов более одного кванта младшегоп-го разр да, а гру бый отсчет гарантирован при значестарших разр дов, содержащихс  в третьем регистре 13. На выходе циф .робого экспандера 15 восстанавливаетс  п- разр дный код, который в следующем такте, т.е. после перезаписи информации, из регистра 13 в дешифратор I, через второй коммутатор 17 записываетс  в четвертый регистр 18.

Цифровой экспандер работает в соответствии с кодовой табл. k.

Claims (1)

1. Патент Великобритании N5 1.289.015, кл. Н L 3/02, 1976 (прототип).

г т

ее ei

V V /

(4

5i

е

00

т ч ч

/ч /ч

ю

7 v у ч / ч

04

ЛЭ

9

м