Адаптивный телевизионный дельта-кодер

 

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи данных позволяет повысить точность кодирования за счет адаптации шага квантования. Дельта-кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, цифровой компаратор 2, умножители 3, 4, сумматоры 7-9 и мультиплексор 16. Адаптация шага квантования обеспечивается благодаря введению умножителя 5, элемента 6 равнозначности, блока элементов И 10, дешифратора 11, элемента НЕ 12, блоков 13-15 оперативной памяти, блока 17 извлечения корня, формирователя 18 адреса и источников 19-22 постоянного кода.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s Н 03 М 3/02, Н 04 N 7/13

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У)

С.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752916/24 (22) 23.10,89 (46) 07.11,91. 6юл. hh 41 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я.Пельше (72) Г.Н. Котович, И. M.Mалашонок и И,О.Флейшман (53) 621.376.56 (088.8) (56) Заявка Японии

М 54-35913, кл. Н 03 К 13/22, опублик, 1979, Патент США

М 4592070, кл. Н 03 M 3/04, опублик, 1986.

Патент США

М 4477915, кл. Н 03 K 13/22, опублик. 1984. (54) АДАПТИВНЫЙ ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ

ДЕЛ ЬТА-КОДЕ P

Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в системах передачи данных.

Цель изобретения — повышение точности кодирования движущихся изображений за счет адаптации шага квантования.

Функциональная схема дельта-кодера дана на фиг. 1; на фиг. 2 представлена зависимость шага квантования от номера кадра после скачка входного сигнала; на фиг; 3 показаны сигналы, поясняющие работу дельта-кодера.

Дельта-кодер содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, цифровой компаратор 2, первый — третий умножители

3-5, элемент 6 равнозначности, первый— третий сумматоры 7-9, блок элементов И 10, дешифратор 11, элемент НЕ 12, первый— третий бюки 13-15 оперативной памяти, мультиплексор 16, блок 17 извлечения корня, формирователь 18 адреса, первый — чет„„SU, 1690199 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. его использование в системах передачи данных позволяет повысить точность кодирования за счет адаптации шага квантования. Дельта-кодер содержит аналого-цифровой преобразователь 1, цифровой компаратор 2, . умножители 3, 4, сумматоры 7-9 и мультиплексор 16, Адаптация шага квантования обеспечивается благодаря введению умножителя 5, элемента 6 равнозначности, блока элементов И 10, дешифратора 11, элемента

НЕ 12, блоков 13-15 оперативной памяти, блока 17 извлечения корня, формирователя

18 адреса и источников 19-22 постоянного кода. 3 ил, вертый источники 19 — 22 постоянного кода, На фиг, 1 обозначены также информационный и тактовый входы 23, 24 и выход 25.

° вей

Первый источник 19 постоянного кода 0 выдает на свои выходы код коэффициента: О

R предсказания (он же коэффициент межкадровой корреляциф Второй источник 20 ь формирует код В квадрата этого коэффици- СО ента. Третий источник 21 формирует код ве- р личины е Ds, где е =0,3634 — параметр квантователя, Ds — дисперсия входного сигнала S. Четвертый источник 22 формирует код величины е0усл, где 0усл = Ds(1-R )— условная дисперсия предсказания.

Блок 17 извлечения корня может быть выполнен на ПЗУ.

На фиг. 3 обозначены следующие сигналы: а — входной сигнал Я(т); б — текущая оценка Sgt) в отсутствие адаптации;

 — ТЕКУЩЗЯ ОЦЕИКЗ Ьтй) РЗССМЗТРИВЗЕМОГО дельта-кОдерз.

Я нижеследующем описании индекс

Означает, чтО иидексируемая величина взяTB HB J-Ом кздр8 телевизиОннОГО сиГналз, например, Х Д8льта-МОДулирсвзнный (ДМ) сигнал иа выходе 25.

Устройство работает следующим обраЗом.

Входной сигHBl3 Sl c BxGpB 23 псстуGB8T на вход АЦЙ и с приходом импульсов дискретизации fp преобразуется в цифровые отсчеты, которые поступают иа цифровой ксмпаратор 2, где сравниваются с предсказанным сигналом Scapi. Результаты сравнения Xi поступают на выход 25 устройства, а также в цепи обратной связи умножаются иа шаг квантования д в первом умножителе

Э и складываются с помощью первого сумматора 7 с отсчетами, соответствующими этой же точке растра в предыдущем кадре

Я рь1. Результаты сложения, т.е. текущая оценка S>i после умножения на коэффициент межкадровой корреляции R во втором умножителе 4, поступает на цифровой компаратор 2 в виде предсказанного иа следующий такт сигнала. При этом первый блок

13 сг еративиой памяти выполняет функции

° линии заДеРжки н3 вРемЯ каДРа Т 8др.

Сигнал Х с цифровогс компаратора 2 поступает также вцепь адаптации,,т.е, на первый вход элемента 6 равнозначности, где сравнивается с ОМ-битом Х -1, соответствующим этой же точке растра в предыдущем кадре. Задержка осуществляется с помощью одного разряда второго блока 14 оперативной памяти. С элемента 6 сигнал поступает на первый вход сумматора 8, который вместе с блоком 14 памяти в обратной связи образует накапливающий сумматор. Таким образом, в случае совпадения DM-битов, соответствующих одной и

TGA же тОчке растра в разных кадрах, прОис" ходит накопление кода иа выходе второго сумматора 8. Так происходит до тех пор, пока ие сработает дешифратор 11, что говорит о том, что в выходной DM-последовательности присутствуют подряд одноименных символов, соответствующих какой-либо точке растра, т.е. скачком изменился входной сигнал. Дс срабатывания дешифратора 11 на выходе элемента HLE 12 присутствует единичный уровень, разрешающий прохождение сигнала с сумматора 8 через блок элементов И 10 иа входы блока

14 памяти. После срабатывания дешифратора 11 нулевой уровень на выходе элемента

l2 запрещает прОхождение сигнала ч8р83 лок элементов И 10, накапливающий сумматор снова готов к подсчету одноименных символов DM-последовательности, Формирование шага квантования 4 в цепи адаптации происходит в соответствии

5 с рекуррентиым соотношением д — — D, D@ =8 (Эусл + R Op(— 1 ), где D@ — мощность шума квантования в 1-ом

10 кадре;

Dz1 1 — мощность шума квантования в

Н-ом кадре, Функцию задержки на кадр выполняет блок 15 оперативной памяти, затем происходит умножение на R в умножителе 5, далее сложение с величиной к Dy с помощью сумматора 9. Нулевой уровень на выходе дешифратора 11 разрешает прохождение через мультиплексор 16 выходного сигнала

Dq рекурсивного фильтра, который, проходя через блок 17, преобразуется в дь Вычисленный шаг д1 квантования поступает иа первый умиожитель 3. В случае скачкообразного изменения сюжета в DM-последс25 вательности появляются одноименные биты, соответствующие одной и той же точке растра, что вызывает срабатывание дешифратора 11. На управляющем входе мультиплексора 16 появляется нулевой уровень, и на вход прсключается 8 Оэ, что соответствует квадрату самого большого шага квантования. Далее происходит рекурсия в соответствии с выражением (1), и процесс за

4-5 тактов сходится к величине минимального шага квантования, оптимального для односвязного гаусс-марковского процесса, каким является во времени телевизионный сигнал (фиг. 2):

Я Oулл

1 — ей

Таким образом, длительность переходного процесса при скачкообразном изменении сюжета не. превышает времени

50 Т1+Т2, Где Т1 1 Ткадрл

T2=5 Ткадр, 5 — количество тактов схождения выражения (1);

I — число, выделяемое дешифратррсм;

Тк др — интервал времени между кадрами, 40 мс.

Выбирая I = 5, получаем длительность переходного процесса

10 рддр = 0,4 с, 16901!j9 что существенно меньше, чем в отсутствие адаптации (фиг. 3).

Все блоки 13-15 памяти являются динамическими с тактовым Входам, работают в конверсном режиме, управление произво- 5 дится формирователем 18 адреса.

Таким образом, точность кодирования движущихся изображений повышается за счет адаптации шага квантования.

Формула изобретения

Адаптивный телевизионный дельта-ко-. дер, содержащий. аналого-цифровой преобразователь, информационный и тактовый входы которого являются Одноименными 15 входами дельта-кодера, выходы аналогоцифрового преобразователя соединены с первыми входами цифрового компаратора, выход которого является Выходом дельтакодера, первый-третий сумматоры, мульти- 20 плексор, первый и второй умножители, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности кодирования движущихся изображений за счет адаптации шага квантования, в него введены третий умно- 25 житель, первый-третий блоки оперативной памяти, блок извлечения корня, дешифратор, элемент НЕ, блок элементов И, первыйчетвертый источники постоянного кода, формирователь адреса и элемент равно- 30 значности, первый вход ".àòoðoão объединен с первым Входом первого умнажителя и первым информационным Входом второго блока оперативной памяти и подключен к выходу цифрового компаратора, выход эле- 35 мента, равнозначности соединен с первым входом второго сумматора, выходы которого подключены к первым входам блока эле-. ментов И и входам дешифратора, выход когорого соединен непасред(."Ве-. н, и через элемент НЕ соответственна с управляго ж и м 8 х ада м муii ь ти и л е к с О 1. 7-. и в та р ы м входом блока элементов И, Выход:- 1;ото рого подключены к вторым информационным

Входам второго блока оперативной памяти, первыЙ и Вторые выходы катарагс соединены соответственна с вторым входам элемента равнозначности и вторыми входами

Второго сумматора, вход формирователr адаеса подключен к тактовому входу дельтакадера, выходы формирователя адреса соединены с адресными входами Всех блоков оперативной памяти, выходы первогочетвертого источников постоянного кода подключены соответственна:;. первым Входам второго и третьего умнах;ителей и . третьего сумматора и первым информационным входам мультиплексора., выходы когорогп соединены с входа::.и блока извлечения корня и информацйаннь!м "1 Вха дам..> третьего блока операт1гвной (1.=мяти, ab!x ij j которых подключень. к Вар=1ь. Входам соответственно первого и третьего умножи-елей, выходы которых соединены соответственна с пеаВыми Входами первого и Вторыми Входами третьего умножителей, выходы которых соединены coQTBBòoòeeíèo с первы.1и Входами первого и Вторыми входами тоетьега с;;.мматорав, выховы ко-,oojL!X падкл,аче. ы г аатретс1ве; н;,, „; .Т(бурым Входам Второго умнажителя N В":1(-ь м! HАорм ционным В1<одам муль3 иплексара, Выходы

ВТОРОГО УМНожИТЕЛЯ СОЕД!РНЕНь, С РтрРЬ,МИ

ВхОдами цифроВОго кампара <-Д.!эа к информационными входами первого блока оперативной памяти., вых1ды которого и адк,1 oчен 4 к втор31М вх(ъдам и;" 1; ВО "o симматора.

1690199

1 2 3 4 5 б 7 scrog< ай) 8 (Д

Редактор Т.Федотов

Заказ 3827 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CC(113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул Гагарина, 101

МИФ.

Зг(д

МОУЛЕС

Составитель О.Ревинский

Техред M. Moðãå Hòàë Корректор M.Øàðîøè