SU1290531A2 - Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и технике средств . св зи и  вл етс  усовершенствовани- ем изобретени  по авт.св. № 1056455. Его использование при построении цифровых телевизионных систем позвол ет уменьшить объем цифрового потока. Кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 пам ти, блок 3 умножителей, сумматоры 4,6, инвертор 5, сумматор 7 модулей, квантователь 8 и блок 15 кодировани . Введение узла 9 сокращени  избыточности, состо щего из блоков 10, 12 задержки , дешифратора 11, блока 13 инвертировани  и блока 14 коммутации, обеспечивает сокращение координатной избыточности за счет непередачи стар- шего разр да кода средней  ркости, который на приемном конце может быть восстановлен на основании кода среднего значени  модулей разности и кода знаков отклонений. 1 ил. с S (/) 1Ч

Description

11290531

Изобретение относитс  к вычислительной технике и технике средств

св зи и может быть использовано при построении цифровых телевизионных систем.5

: Цель изобретени  - повышение информативности кодера.

На чертеже изображена блок-схема кодера.

Дифференциальный импульсный кодер fO телевизионного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 пам ти, блок 3 умножителей, первый сумматор 4, инвертор 5, второй сумматор 6, сумматор 7 модулей, 1-5 квантователь 8, узел 9 сокращени  избыточности, выполненного на первом блоке 10 задержки, дешифраторе 11, втором блоке 12 задержки, блоке 13 инвертировани  и блоке 14 коммутации . и блок 15 кодировани .

АЦП 1 выполнен по схеме параллельного преобразовани  с кодирующей логикой на посто нной пам ти, блок 2 пам ти - на входном и выходном параллельных D-регистрах, элементарных  чейках пам ти и адресном счетчике . Блок 3 умножителей включает в себ  D-регистры и элементы суммировани  на логических элементах.Сумма- - торы 4, 6 и 7 содержат элементы суммировани , выполненные так же, как и в блоке 3, и D-регистры дл  выравнивани  разр дно-временных интервалов цифровых сигналов. Квантователь 8 35 осуществл ет равномерное квантование по уровню и включает в себ  параллельные регистры и преобразователь кода, выполненный на посто нном запоминающем устройстве, реализующем 40 необходимые коэффициенты квантовани . Блоки 10 и 12 задержки параллельны D-регистры. Блок 15 кодировани  выполнен на регистре и представл ет сог

20

25

бой пар.аллельно-последовательный преобразователь.

Принцип работы данного устройства заключаетс  в следующем.

Поступакйцие на вход устройства восьмиразр дные элементы изображе- ни  разбиваютс - на группы по п элементов . Дл  каждой группы вычисл - ютс  три переменные:

- средн    ркость группы

:(п-р)

Qft

f(a,,p)

((А-а ) р при а А,

а

X.

1-1

где X; - i-й элемент rpynnbij

- среднее значение модулей разности

а. 1

X. - а.

- код знаков разности

если X

S Н S.1

если х- а

O 1-5

- 35 0

0

5

Кажда  переменна  квантуетс  по линейному закону и кодируетс  независимо от других переменных. Из кодов а, а и S формируетс  кодовое слово группы, которое передаетс  в цифровой канал св зи. На приемной стороне элементы декодируемой группы квантуютс  на два уровн  в соответствии с выражением: а

X. 1

+ -, если S. 1

а, Р

а

если S 0

где р - число единиц кода S . .

При замене п уровней квантовани  кодируемой группы двум , представл емыми , а, а2 и S , происходит уменьшение психовизуальной избыточности ТВ-изображений. Моделированием на ЭВМ дл  различных п были найдены минимально возможные разр дности кодов а, и aj S при которьгх не происходит заметного ухудшени  визуального качества декодируемых изображёний . В частности дл  п 8 возможно кодирование а, семиразр дным кодом, а дл  передачи а можно огра

ничитьс  п тью старшими разр дами из дев ти.

Однако при полном устранении пси- ховизуальной избыточности в пределах кодируемой группы передаваемые переменные а,, aj и S обладают координатной избыточностью, котора  обусловлена зависимостью верхней границы динамического диапазона изменени  а от конкретных значений а, и Р.

Названные переменные св заны следующей функциональной зависимостью:

при

о i а,

Р-А

(1)

где а

7fc

- верхн   граница динамического диапазона изменени  а г , А - верхн   граница диапазона

изменени  х ;.

Из зависимости (1) следует, что при независимом кодировании а , а„ и S множество кодовых слов.

1- 2

представл ющих кодируемые группы, может быть разбито на два подмножества: подмножество разрешенных кодовых слов, дл  которых выполн етс  выра сение (1), и подмножество запрещенных слов, дл  которых зависимость (1) не выполн етс . При этом с выхода кодера в канал не передаетс  старший разр д кода средней  ркости а

На приемной

стороне значение старшего разр да а восстанавливаетс  на основании кодов S. Таким образом, вследствие реализации совместного кодировани , а,, aj и S устран етс  координатна  избыточность.

Теоретическим обоснованием дл  исключени  из передачи старшего разр да кода средней  ркости  вл ютс  следующие положени ;

- мощность множества разрешенных кодовых комбинаций равна мощности множества запрещенных комбинаций.

- из зависимости (1) следует, что, если а 1275 дл  любой кодируемой группы с фиксированными иР выполн етс  следующее неравенство:

(а,.

127).+

А

При п 8 за счет исключени  из передачи старшего разр да а разр дность кода передаваемой группы стала равна 19 вместо 20.

Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала работает следующим образом.

В АЦП- 1 исходный аналоговый сигнал преобразуетс  в цифровой поток. В блоке 2 пам ти запоминаютс  и передаютс  на выход блока-п соседних элементов ТВ-изображени . После умножени  на весовые коэффициенты в блоке 3 эти элементы одновременно поступают в первый сумматор 4, где вычисл етс  средний по группе уровень  ркости . Во втором сумматоре 6 вычисл ютс  разности между элементами изображений , поступающими с блока 2, и- средней  ркости, поданной через инвертор 5. В сумматоре 7 модулей производитс  сложение модулей разности

5

0

5

0

между значени ми  ркости элементов группы и их средним значением. Результаты усреднени  поступают в квантователь 8, где используетс  линей5 на  шкала квантовани . Кроме того, в квантователь 8 поступает сигнал среднего значени   ркости по группе с сумматора 4, Из квантовател  8 сигналы поступают в блок 9 сокращени 

0 избыточности. Код средней  ркости

а поступает в блок 10 задержки и дешифратор 11. В дешифраторе 11 формируетс  сигнал 1, если старший разр д а, равен 1, и О в противном

5 случае. Код с вторых выходов квантовател  В поступает в -блок 12 задержки . С третьих выходов квантовател  8 на вход блока 13 инвертировани  и первые информационные входы блока 14

0 коммутации поступает код а„. В блоке 13 код а J инвертируетс  и поступает на вторые информационные входы блока 14, на управл юш 1й вход которого поступает сигнал с выхода дешифратора 1 1 . С выходов блока 14 на третьи входы блока 15 кодировани  поступает пр мой код а если сигнал с вькода дешифратора 11 равен О, и инверсный код 11 равен 1.

Таким образом, на первые, вторые и третьи входы блока 15 кодировани  поступают задержанный код а, без старшего разр да, задержанный код S и сигнал с выходов блока 14 соответственно . При этом предлагаемое устройство обеспечивает качество декодируемых телевизионных изображений такое же, какое достигаетс  при использовании устройства прототипа. Однако дл  п 8 объем цифрового потока на выхГоде устройства на 5% меньше.

а 2 если сигнал на выходе блока

45

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Дифференциальный импульсный кодер телевизионного сигнала по авт.св. № 1056455, отличающийс  тем, что, с целью повышени  информа50 .тивности кодера, в него выхо-, дам и квантовател  и входами блока кодировани  введен узел сокращени  избыточности, выполненный на дешиф- .раторе, блоке инвертировани , бло55 ках задержки и Склоке коммутации,первые выходы квантовател  подключены -к соответствующим входам дешифратора и через первый блок задержки к соответствующим первым входам блока

   5 12905316

   кодировани , вторые выходы кваитова-блок инвертировани  к соответствуютел  через второй блок задержки сое-щим вторым информационным входам

   динены с соответбтвующими вторымиблока коммутации, выход дешифратовходами блока кодировани , третьира подключен к управл ющему входу

   выходы квантовател  подключены не-5 блока коммутации, выходы которого

   посредственно к соответствующим пер-соединены с соответствующими третьвым информационным входам и черезими входами блока кодировани .