Устройство для воспроизведения дополнительных цветных телевизионных изображений

 

Изобретение относится к технике телевидения и, в частности, к цветным телевизионным приемникам. Цель изобретения - уменьшение искажений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства. Устройство воспроизведения дополнительных телевизионных изображений содержит электронный коммутатор 1, канал яркости 2, канал цветности 3, селектор 4 синхроимпульсов дополнительного изображения, мультиплексор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, сумматор 7, первый блок памяти на строку 8, блок адресации 9, умножитель 10, второй блок памяти на строку 11, блок адресации 12, демультиплексор 13, блок адресации 1.4, блок памяти на поле 15, второй, третий, четвертый цифроаналоговые преобразователи 16, 17, 18, матрицу 19, контроллер 20. В устройстве устранены искажения дополнительного изображения, вызываемые интерференцией прямого и задержанного сигнала, усреднение смежных строк сигнала яркости уменьшает шумы дискретизации . 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)5 Н 04 N 9/74

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736930/09 (22) 08.09.89 (46) 23.05,93. Бюл, М 19 (72) Б,Н.Хохлов и А.В.Мунец (56) H. Mytschke В//О JM В//D, р, 26-31, Funkscheu,1986, М 26. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к технике телевидения и, в частности, к цветным телевизионным приемникам. Цель изобретения— уменьшение искажений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства. Устройство воспроизведения дополнительных телевизионных изображений содержит электронный комИзобретение относится к технике телевидения и, в частности, к телевизионным приемникам.

Цель изобретения — уменьшение иска жений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства.

На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства, фигуры 2, 3, 4 поясняют процессы обработки мультиплексированного сигнала в режимах СЕКАМ, ПАЛ и НТСЦ. На фиг. 5 дан пример выполнения канала цветности предлагаемого устройства. На фиг, 6 — пример выполнения контроллера 20. Наконец, фиг. 7а-7д иллюстрируют преобразование вертикальных пространственных спектров в прототипе (7а-7в) и в предлагаемом устройстве (7г-7д).

Рассмотрим фигуру 1, Предлагаемое устройство содержит электронный коммутатор 1, на входы которого поступают сигналы от источников дополнительных иэображе. Ж 1817257 Al мутатор 1, канал яркости 2, канал цветности

3, селектор 4 синхроимпульсов дополнительного изображения, мультиплексор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, сумматор 7, первый блок памяти на строку 8, блок адресации 9, умножитель 10, второй блок памяти на строку 11, блок адресации

12, демультиплексор 13, блок адресации 1.4, блок памяти на поле 15, второй, третий, четвертый цифроаналоговые преобразователи

16, 17, 18, матрицу 19, контроллер 20. В устройстве устранены искажения дополнительного иэображения, вызываемые интерференцией прямого и задержанного сигнала, усреднение смежных строк сигнала яркости уменьшает шумы дискретизации. 7 ил. ний, выход соединен со входами канала яркости 2, многостандартного канала цветности 3 без ультразвуковой линии задержки и с селектором 4 синхроимпульсов дополнительного изображения. Выходы яркости 2 и цветности 3 соединены с сигнальными входами мультиплексора 5, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6, Выход АЦП соединен с первым входом сумматора 7 через запоминающее устройство 8 на строку с блоком адресации 9, а со вторым входом сумматора

7 — непосредственно. Выход сумматора 7 через регулируемый умножитель 10 на коэффициент К соединен со входом запоминающего устройства 11 на строку с блоком адресации 12. Выход звена 11 соединен со входом демультиплексора 13, к выходам которого подключено ЗУ на поле 15 с блоком адресации 14. Выходы ЗУ на поле соединены через цифроаналоговые преобразовате1817257 ли 16, 17, 18 са входэми матрицы 19 сигна- ратор окна 25, управляющий блоком адресалов ЯОВ, Контроллер 20 соединен со всеми ции 14 ЗУ на поле 15 в режиме считывания, запоминающими устройствами, блоками Рассмотрим работу предлагаемого устадресации, мультиплексорами, умножите- ройства, переключая коммутатор 1 сигналем 10, а также с каналом цветности 3 и 5 лом U>, выбирают один из источников выходом селектора синхроимпульсов 4. На дополнительного сигнала (дополнительный контроллер 20 поданы стробирующие синх- радиоканал, видеомагнитофон, видеодиск и роимпульсы основного и дополнительного т,д.). В блоке 2 из полного видеосигнала изображений. Выходы матрицы RGB, а так- выделяется яркостная составляющая, котоже выход контроллера 20, формирующий "0 рая усиливается до требуемого размаха и сигнал "окна" считывания содержимого ЗУ задерживается во времени до совпадения с на поле, в течение которого осуществляется демодулированными цветоразностными вывод нэ экран дополнительных изображе- сигналами U и V, формируемыми каналом 3 ний, являются выходами устройства. Звено цветности.

1 — это обычный аналоговый коммутатор, 15 Так как в звене 3 нет УЛЗ, íà его выхокоторый управляется напряжением V1, Ка- дах в режиме СЕКАМ выделяются чередуюнал 2 яркости может содержать схему фик- щиеся по строкам сигналы U и Ч, В режиме сации уровня черного, подстроечные ПАЛ сигналы U и Ч присутствуют каждую регулировки размаха и уровня, а также ли- строку, но в них не компенсированы диффению задержки на доли микросекунды, ком- 20 ренциально-фазовые искажения, а размахи пенсирующую задержку сигнала цветности, составляют 1/2 от номинала, когда принии режекторный фильтр, подавляющий сиг- мается сигнал НТСЦ, на выходе звена 3 вынал цветности. деляются сигналы U, Ч с номинальной

Канал 3 цветности может быть выпал- амплитудой, Звено3формируеттакжелогинен (фиг, 5) в виде серийного многостандар- 25 ческие управляющие сигналы Uz, Оз, сооттнога процессора CEKAM/ÏAË/HTÑÖ 21, ветствующие принятой системе цветного например на интегральной схеме ТДА4555, телевидения, например ОО-СЕКАМ, 01с паласовым фильтром 22 на входе, в кото- ПАЛ, 10-НТСЦ. ром исключена УЛЗ. а вход задержанного Селектор 4 формирует из полного видесигнала соединен по переменному току с 30 осигнала комбинированные стробирующие корпусом. импульсы SSC дополнительного изображеМультиплексор 5 — аналогового типа та- ния. В качестве селектора 4 может исполькай как, например, КР561КТЗ, зоваться серийная микросхема К174ХА11.

Аналого-цифровой преобразователь 6 В мультиплексоре 5 сигналы Y, U, V под можетбытьтипа К1107ПВ1.Запоминающие 35 действием управляющих импульсов U4„, устройства 8 и 11 могут быть статическими U4<, U

КР541РУ2А. Запоминающее устройство 15 для первой строки имеет вид У11, U<>, Y>z, О, может быть выполнено на ОЗУ динамиче- У1з, 01з, У14, О,.... Мультиплексированный скоготипа например, К565РУ6Б, Блоки ад- 40 сигнал переводится в АЦП 6 в цифровую ресации 9, 12, 14 могут быть выполнены в форму. Полученная последовательность отвиде двоичных счетчиков. счетов (фиг. 2а) запоминается в ЗУ 8. МульЦифроаналоговые преобразователи типлексированный сигнал второй строки

16-18 могут быть типа К1118ПА1. умножи- имеет формат, показанный нэ фиг. 26. В нем тель 10 на коэффициент может быть выпал- 45 присутствует только цветовая компонента V нен на ИС К531КП11 или на сдвигавом . (Ев y).Припрохождениивторойстрокисигрегистре К531ИР20. Демультиплексор 13 нал первой строки считывается из ЗУ 8, и нз может быть выполнен нэ регистре его место записывается сигнал второй строК531ИР18, Матрица 19 выполняется обыч- ки, который одновременно поступаетнасумнымспособомввидерезистивныхсуммат- 50 мэтор 7. На выходе получается сигнал, ров или на серийной ИС, такой как ТВА530. формат которого представлен на фиг. 2в.

Контроллер 20 может быть выполнен Отсчеты сигнала яркости нз выходе сумтак, какэто показано на фиг.б. Он содержит мэтора У1, У2, Уз,... являются суммами тактовый генератор 23, формирующий так- смежных отсчетов двух соседних строк, натовые сигналы UT различных частот, подава- 55 пример у1 = у11+ ур, Амплитуды этих отемые на АЦП 6 и блоки адресации ЗУ, а счетов удваиваются, Умножитель 10 в также сигналы U4v, U4u. 04у, подаваемые на режиме CEKAM управляется сигналом фиг. мультиплексор 4 и демультиплексор 12, ло- 2г. При прохождении отсчетов Y этот сигнал гический блок 24, вырабатывающий сигнал принимает значение, равное логической

V5, управляющий умножителем 10, и гене- единице, а умножитель 10 меняет свой ко1817257 эффициент передачи с 1 на 0,5. Это обеспечивает приведение сигнала яркости к номинальному значению. Одновременно снижаются шумы квантования.

В сигнале на выходе сумматора 7 присутствуют составляющие цветности U u V c номинальным размахом.

Таким образом, введенные в состав устройства новые цепи — ЗУ 8 с блоком адресации 9, сумматор 7 и умножитель 10 на регулируемый коэффициент обеспечивают восстановление недостающей цветовой информации и усреднение сигнала яркости.

Сигнал фиг, 2в поступает на устройство

11 памяти на строку. Далее обработка сигнала осуществляется так же, как и в прототипе, В ЗУ 11 записываются сигналы лишь части строк, например первой, пятой, девятой и т.д. В интервалах времени между записью информация иэ ЗУ 11 считывается, демультиплексируется на составляющие U, V, Y в звене 13 и параллельно записывается в ЗУ на поле 15, На выбранном участке основного изображения записанные в ЗУ 15 сигналы считываются с увеличенной, например в 4 раза, скоростью, переводятся с помощью ЦАП 16-18 в аналоговую форму, преобразуется в матрице 19 в сигналы RGB, которые вводятся в основные каналы RGB телевизора в течение сигнала U« e, вырабатываемого контроллером, с помощью имеющихся в микросхемах, например К174ХА17, ключей, В результате на экране телевизора в заданном месте появляется уменьшенное цветовое дополнительное изображение, Если на вход предлагаемого устройства поступает полный цветовой сигнал ПАЛ, то на обоих выходах канала цветности 3 одновременно выделяются сигналы U и V, Так как УЛЗ из канала цветности исключена, дифференциально-фазовые искажения в этих сигналах оказываются не подавленными, а амплитуда сигналов вдвое меньше номинала. На входе мультиплексора 5 при передаче первой и второй строк выделяются сигналы, формат которых показан на фиг, 3 а,б. Эти сигналы переводятся в цифровую форму и поступают на ЗУ 8 и сумматор 7. На выходе сумматора получается сигнал фиг.

Зв, в котором усредняются как отсчеты сигнала яркости, так и отсчеты сигналов U, Ч.

Усреднение цветовых сигналов компенсирует дифференциальную фазу, Усреднение отсчетов сигнала яркости с последующим . делением на 2 в звене 10 уменьшает шумы 5 дискретизации. Дальнейшая обработка проводится как в режиме СЕКАМ.

При обработке сигнала НТСЦ амплитуды составляющих 0 и V на выходе канала цветности 3 получаются равными номинальному значению. Поэтому в режим» 1Т(:Ц на вход управления звена 10 подают ло и ге скую единицу, что обеспечивает дслени» нл

4s8 как сигнала яркости, так и отсчетов сиг

5 налов Uu V.

С целью снижения муаровых искажений изображения применено суммирование видеосигнала смежных строк с помощью звена 7, используемого для обработки

10 цветораэностных сигналов, причем суммируются текущая строка с предшествующей, В обработанном таким образом сигнале из каждых четырех строк в ЗУ t1 записывается одна строка, которая используется для

15 формирования строки сжатого в 4 раза дополнительного изображения, Данная операция соответствует низкочастотной вертикальной фильтрации спектра видеосигнала. Как показано на фиг. 7г, выборка

20 двух строк из четырех и их суммирование приводит к снижению в два раза частоты дискретизации сигйала по вертикали и к сужению низкочастотной составляющей спектра сигнала, благодаря чему существенно

25 уменьшается перекрытие, низкочастотной и высокочастотной компонент. После записи в полевое ЗУ и последующего считывания с учетверенной частотой спектр сигнала расширяется и приобретает вид фиг, 7д. Отно30 шение полезной составляющей и помехи от высокочастотных гармоник в низкочастотной части спектра здесь гораздо выше, чем без суммирования соседних строк, Кроме того, за счет высокой корреляции видеосиг35 нала в смежных строках при суммировании возрастает отношение полезного сигнала к флуктуационным шумам, что также повышает качество изображения.

Таким образом, в предлагаемом устрой40 стве устранены искажения дополнительного изображения, вызываемые в прототипе эхо-сигналами в УЛЗ и интерференцией прямого и задержанного сигнала. Усреднение смежных строк сигнала яркости уменьшает в

45 этом устройстве шумы дискретизации, повышает отношение сигнал/шум, В предлагаемом устройстве достигнуто упрощение засчет замены прецизионной и дорогой УЛЗ

ПАЛ(СЕКАМ на ЗУ 8, а также применения

50 обработки сигналов Y, U. V вместо более широкополосных RGB.

Наконец, исключение в предлагаемом устройстве УЛЗ повышает степень его интегрализации и позволяет выполнить значи5 тельную часть устройства в виде единой

СБИС.

Тем самым обеспечивается достижение цели изобретения — уменьшение искажений дополнительного изображения при одновременном упрощении устройства.

1817257

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения дополнительных цветных телевизионных иэображений. содержащее электронный коммутатор, выход которого подключен к. входам каналов яркости и цветности и к входу селектора синхроимпульсов дополнительного иэображения, выход канала яркости, а также первый и второй выходы канала цветности подключены соответственно к первому, второму и третьему входам первого мультиплексора, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход селектора синхроимпульсов подключен к первому входу контроллера, на второй вход которого поданы стробирующие синхроимпульсы основного иэображения, третий и четвертый входы контроллера соединены с третьим и четвертым выходами канала цветности, первый, второй и третий выходы контроллера подключены к четвертому, пятому и шестому входам мультиплексора, а также к первому, второму и третьему входам демультиплексора, четвертый выход контроллера соединен с входом управления АЦП, первый вход первого блока памяти на строку соединен с пятым выходом контроллера, входы адресов соединены с выходами первого блока адресации, вход которого соединен с шестым выходом контроллера, выход первого блока памяти на строку подключен к четвертому входу демультиплексора, два выхода которого подключены к первому и второму входам блока памяти на поле, к третьему входу

5 блока памяти на поле подключен выход второго блока адресации, первый и второй входы которого соединены с седьмым и восьмым выходами контроллера, три выхода блока памяти на поле соединены соответ10 стаенно с входами трех цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены к входам матрицы RGB, выходы матрицы, а также восьмой выход контроллера являются .выходами устройства, входы

15 электронного коммутатора являются входамиустройства.отлича ющеесятем,что, с целью повышения качества дополнительного изображения, введены второй блок памяти на строку, третий блок адресации, 20 сумматор и управляемый умнЬжитель, вы- ход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом сумматора через второй блок памяти на строку, а с вторым входом — непосредственно, выход суммато25 ра соединен с первым входом управляемого умножителя, выход которого соединен с входом первого блока памяти на строку, при этом входы управления умножителя, второго блока памяти на строку и третьего блока

30 адресации соединены соответственно с девятым. десятым и одиннадцатым выходами контроллера.! 817257 уи Uu ум О у э (рог,2, ПЯЛ

5, уа Llel угг г) риа3, НТС ц г) раа4.

Г l б) г,а 1 н4 1

М 1 в) фаз,7.

Составитель А.Мунец

Техред М.Моргентал

КоРРектор M,Ïåòðîâà

Редактор 0,Стенина

Заказ 1731 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улЛ агарина, 101

0!

1»

1817257

0т