способ передачи и приема сигнала цветного телевидения высокой четкости и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ передачи и приема сигнала цветного телевидения высокой четкости, при котором при передаче преобразуют оптический сигнал в видеосигнал яркости и цветности, обрабатывают сигнал яркости и цвета, дискретизируют их полученные сигналы, разделяют сигналы яркости и цвета на четные и нечетные строки, вычисляют сигналы межстрочных разностей, преобразуют стандарт разложения путем временного сжатия яркостного и цветоразностных сигналов и суммируют сигналы яркости, цвета и межстрочных разностей, при приеме разделяют сигналы яркости, цвета и межстрочных разностей, осуществляют временное расширение сигнала яркости и цвета, удваивают количество строк в кадре и воспроизводят полученный сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения качества передачи и воспроизведения сигнала цветного телевизионного изображения путем увеличения числа строк разложения, улучшения передачи цвета за счет расширения полосы частот цветоразностных сигналов, на передающей стороне при обработке сигнала яркости и цвета производят двумерную фильтрацию сигнала, преобразуют стандарт разложения сигнала яркости из стандарта 1250/50/1 : 1 в стандарт 1250/25/2 : 1, растягивают длительность строк в два раза, преобразуют цифру в аналог и дискретизируют сигнал, преобразуют формат разложения из формата 625/25/1 : 1 в формат 625/12, 5/2 : 1, преобразуют стандарт сигналов межстрочных разностей из формата 625/25/1 : 1 в стандарт 625/12, 5/2 : 1, сжимают во времени сигнал, цифру преобразуют в аналог, фильтруют полученный сигнал, коммутируют и квадратно модулируют сигнал межстрочных разностей, вычисляют межкадровую разность яркостного сигнала как разности одноименных строк соседних кадров, ограничивают сигнал межкадровых разностей яркостного сигнала, преобразуют сигнал формата разложения из стандарта 625/25/1 : 1 в 625/12, 5/2 : 1, сжимают во времени сигнал, преобразуют в аналоговый сигнал, фильтруют сигнал, коммутируют и квадратно модулируют сигнал межкадровых разностей, преобразуют аналог в цифру, двумерно фильтруют, преобразуют стандарт из 1250/50/1 : 1 в 1250/25/2 : 1, растягивают длительности строк в два раза, преобразуют в аналоговую форму, дискретизируют сигнал нечетных строк сигналов цвета, преобразуют стандарт из 625/25/1 : 1 в 625/12, 5/2 : 1, вычисляют межстрочные разности цветоразностных сигналов как разности между нечетными и четными строками кадра, ограничивают эти сигналы, преобразуют стандарт из 625/25/1 : 1 в 625/12, 5/2 : 1, временно сжимают сигнал, преобразуют в аналоговую форму, фильтруют сигнал, коммутируют и квадратно модулируют межстрочные разности сигналов цвета, вычисляют межкадровые разности сигналов цвета, ограничивают сигнал, преобразуют стандарт из 625/25/1 : 1 в 625/12, 5/2 : 1, временно сжимают, преобразовывают в аналоговую форму, фильтруют, коммутируют и квадратно модулируют полученные сигналы, суммируют полученные сигналы и передают сигнал в формате с временным разделением яркости и цвета и стандартом разложения 625/12, 5/2 : 1 с шириной полосы частот 16 мГц, на приемной стороне сигнал разделяют, расширяют сигнал яркости во времени, преобразовывают чересстрочную развертку в построчную, восстанавливают спектры путем формирования сигнала яркости с форматом 625/25/1 : 1 и шириной полосы частот 15 мГц, восстанавливают сигнал яркости путем его фильтрации и суммируют их, сигналы цвета расширяют во времени, преобразуют сигнал чересстрочной развертки в построчную, восстанавливают спектр путем формирования сигнала цвета с форматом разложения 625/25/1 : 1 и шириной полосы частот 7,5 мГц, затем восстанавливают сигналы путем фильтрации и суммируют, сигналы межстрочных и межкадровых разностей разделяют временным коммутатором сигнала, восстанавливают спектры, расширяют их во времени, коммутируют в спектры межстрочных и межкадровых разностей яркости и цвета, преобразуют в построчную развертку, восстанавливают и суммируют, а также осуществляют восстановление исходного формата 1250/50/1 : 1 сигналов яркости и цвета, занимающих ширину полосы частот 60 и 30 мГц соответственно и воспроизводят изображение на экране приемника высокой четкости.

2. Устройство для передачи, приема и воспроизведения сигнала цветного телевидения высокой четкости по п.1, содержащее на передающей стороне камеру высокой четкости, кодирующую матрицу, три фильтра низких частот, аналого-цифровой преобразователь, два блока разделения четных и нечетных строк, блок вычисления межстрочных разностей, балансный модулятор, два временных компрессора, коммутатор, выходной фильтр, причем выход камеры высокой четкости соединен с входом кодирующей матрицы, а выходы временных компрессоров с входами выходного устройства, а на приемной стороне входной фильтр, два временных экспандера, три сумматора, два балансных модулятора, селектор строк, блок памяти на одно поле, приемник высокой четкости, причем выход входного фильтра соединен с входом временного экспандера, а выход блока памяти на одно поле с приемником высокой четкости, отличающееся тем, что на передающей стороне дополнительно введены восемь преобразователей стандарта, три фильтра низкой частоты, два двумерных фильтра низкой частоты, два блока временного растяжения строк, четыре блока нелинейной обработки, четыре блока временного сжатия, сумматор и полосовой фильтр, три аналого-цифровых преобразователя, блок вычисления межстрочных разностей, два блока вычисления межкадровых разностей, балансный модулятор, коммутатор, шесть цифроаналоговых преобразователей, причем первый выход кодирующей матрицы соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу первого двумерного фильтра низкой частоты, соединенного с входом первого преобразователя стандарта, выход которого соединен с входом первого разделителя четных и нечетных строк, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам первого блока временного растяжения, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блоков вычисления межстрочных и межкадровых разностей яркостного сигнала, а первый выход первого блока временного растяжения соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу первого временного компрессора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход блока вычисления межстрочных разностей сигнала яркости соединен с входом блока нелинейной обработки сигналов межстрочных разностей яркостного сигнала, выход которого соединен с входом третьего преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу третьего временного компрессора, соединенного с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом первого балансного модулятора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход блока вычисления межкадровых разностей сигнала яркости подключен к входу блока нелинейной обработки сигналов межкадровых разностей яркостного сигнала, выход которого соединен с входом четвертого преобразователя стандарта, соединенного с четвертым временным компрессором, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу второго фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого подключен к второму входу второго балансного модулятора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, а выход фазовращателя соединен с первым входом второго балансного модулятора, второй и третий выходы кодирующей матрицы подключены к первому и второму входам третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго двумерного фильтра низкой частоты, выход которого подключен к входу пятого преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу второго разделителя четных и нечетных строк, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам второго блока временного растяжения, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блоков вычисления межстрочных и межкадровых разностей сигналов цвета, а первый выход второго блока временного растяжения соединен с входом четвертого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом четвертого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу шестого преобразователя стандарта, выход которого соединен с входом второго временного компрессора, выход которого подключен к входу шестого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом пятого фильтра низкой частоты, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход блока вычисления сигналов межстрочных разностей сигналов цвета соединен с входом блока нелинейной обработки межстрочных разностей сигнала цвета, выход которого подключен к входу седьмого преобразователя стандарта, выход которого соединен с входом пятого блока временного сжатия, выход которого соединен с входом пятого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, выход блока вычисления межкадровых разностей сигналов цвета подключен к входу блока нелинейной обработки сигналов межкадровых разностей цвета, выход которого соединен с входом восьмого преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу шестого блока временного сжатия, выход которого соединен с входом шестого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом четвертого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход балансных модуляторов подключен к входам второго сумматора, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала высокой четкости, выход которого подключен к входу передатчика, а на приемной стороне введены дополнительно коммутатор, два балансных модулятора, восемь блоков памяти на одно поле, восемь фильтров низкой частоты, два гребенчатых фильтра, шесть восстанавливающих фильтров, фазовращатель, два блока временного расширения, шесть аналого-цифровых преобразователя, восемь цифроаналоговых преобразователей, сумматор, кодер СЕКАМ, приемник СЕКАМ, причем первый выход первого коммутатора соединен с входом первого фильтра низкой частоты и входом первого полосового фильтра, а второй выход первого коммутатора - с входом второго полосового фильтра и входом второго фильтра низкой частоты, выход первого фильтра низкой частоты подключен к входу первого блока временного растяжения, выход которого соединен с входом первого блока памяти на одно поле, выход которого подключен к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу первого балансного модулятора, и второму входу первого сумматора, выход первого балансного модулятора соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом первого гребенчатого фильтра, выход которого подключен к входу первого восстанавливающего фильтра, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора, а выход первого полосового фильтра подключен к первому входу третьего коммутатора, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего балансных модуляторов, второй вход второго балансного модулятора соединен с выходом фазовращателя, а выход подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом третьего блока временного растяжения, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора, выход третьего балансного модулятора соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу четвертого блока временного растяжения, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, первый выход которого подключен к входу второго блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом четвертого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу шестого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом второго восстанавливающего фильтра, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, второй выход второго коммутатора соединен с входом третьего блока памяти на одно поле, выход которого подключен к входу третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу пятого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом третьего восстанавливающего фильтра, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а третий выход второго коммутатора подключен к входу четвертого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом пятого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу седьмого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом четвертого восстанавливающего фильтра, выход которого подключен к второму входу четвертого сумматора, четвертый выход второго коммутатора соединен с входом пятого блока памяти на одно поле, выход которого подключен к входу шестого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом восьмого фильтра низкой частоты, выход которого подключен к входу пятого восстанавливающего фильтра, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, выход второго полосового фильтра подключен к второму входу третьего коммутатора, а выход второго фильтра низкой частоты соединен с входом четвертого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу второго блока временного растяжения, выход которого подключен к входу шестого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом второго цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с входом четвертого балансного модулятора и вторым входом второго сумматора, выход четвертого балансного модулятора подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с входом четвертого фильтра низкой частоты , выход которого подключен к входу второго гребенчатого фильтра, выход которого соединен с входом шестого восстанавливающего фильтра, выход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора, причем выход третьего сумматора соединен с входом пятого аналого-цифрового преобразователя и первым входом кодера СЕКАМ, на второй вход которого подключен выход четвертого сумматора, а выход соединен с входом приемника СЕКАМ, а выход пятого аналого-цифрового преобразователя подключен к входу седьмого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом седьмого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу девятого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом приемника высокой четкости, а выход четвертого сумматора соединен с входом шестого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу восьмого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом восьмого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу десятого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с вторым входом приемника высокой четкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к телевидению и обеспечивает улучшение качества изображения по сравнению с системами цветного телевидения ПАЛ, СЕКАМ и НТСЦ за счет удвоения четкости воспроизводимого изображения, улучшения передачи цвета, разделения во времени сигналов яркости и цвета, использования более широкого формата экрана приемника.

Известен метод и устройство для формирования полусовместимого с традиционной системой НТСЦ сигнала телевидения высокой четкости. Устройство предназначено для получения полусовместимого с системой НТСЦ сигнала телевидения высокой четкости, имеющего удвоенную по сравнению с НТСЦ частоту строк, передава которогоь может быть осуществлена в полосе частот двух кабельных телевизионных каналов. Полусовместимый сигнал телевидения высокой четкости формируется из двух сигналов: сигнала высокой четкости и сигнала, представляющего собой межполевые разности. Оба сигнала модулируются в квадратуре на общей поднесущей.

Однако такое устройство имеет ряд существенных недостатков: относительно низкую четкость и качество воспроизводимого изображения за счет применения неперспективного формата разложения телевизионного изображения, имеющего 1050 строк, наличие перекрестных искажений и отсутствие сигналов межкадровых разностей, позволяющих с высоким качеством воспроизводить подвижные изображения.

Известен способ и устройство для обеспечения совместимости между телевидением высокой четкости и традиционными системами ПАЛ, СЕКАМ, НТСЦ. Данный метод и устройство обеспечивает возможность формирования телевизионного сигнала высокой четкости, легко преобразуемого в сигналы стандартных систем цветного телевидения. Устройство генерирует телевизионный сигнал, состоящий из композитных сигналов яркости и цветности, модулирующих разные поднесущие, а также сигнала межстрочных разностей на собственной поднесущей, позволяющего передавать дополнительную информацию об изображении в системе телевидения высокой четкости. Суммарная полоса частот телевизионного сигнала, формируемого данным устройством, занимает полосу частот двух вещательных каналов связи и составляет 16 МГц.

Недостатком данного способа и устройства его реализующего явояется наличие перекрестных искажений и отсутствие в телевизионном сигнале межкадровых разностей, приводящее к снижению качества воспроизведения подвижных изображений.

За прототип принят известный способ и устройство для его осуществления, описанный в патенте ЕПВ N 0268340, кл. Н 04 N 11.00, 1987. Устройство состоит из передающей и приемной частей. Передающая часть содержит следующие блоки: камеру высокой четкости, входное устройство, состоящее из кодирующей матрицы, кадровой памяти, фильтра и аналого-цифрового преобразователя; фильтр высокой частоты, фильтр низкой частоты, фильтр цветовых предыскажений, блок, разделяющий четные и нечетные строки, временной экспандер, блок, разделяющий четные и нечетные строки, блок вычисления межстрочных разностей, фильтр высокой частоты, фильтр низкой частоты, блок, разделяющий четные и нечетные строки, балансный модулятор, временной компрессор, блок, разделяющий четные и нечетные строки, балансный модулятор, коммутатор, временной компрессор и выходное устройство. Приемная часть содержит входное устройство, временной компрессор, блок регенерации, временной экспандер, еще один временной экспандер, дискретизатор межстрочных разностей, дискретизатор дополнительной информации о цвете, дискретизатор дополнительной информации о яркости, интерполятор, интерполятор, сумматор, блок регенерации дополнительных сигналов цвета, балансный модулятор, эквалайзер, балансный модулятор, фильтр высокой частоты, селектор строк, сумматор, сумматор, фильтр высокой частоты, интерполятор, интерполятор, блок удвоения кадров, блок шумоподавления, блок удвоения строк, телекимномонитор, приемник высокой четкости.

Недостатком прототипа является передача и воспроизведение недостаточно качественного изображения высокой четкости вследствие использования неперспективных форматов разложения телевизионного изображения: 1050 строк, 60 кадров в секунду, чересттрочная развертка или 1050 строк, 30 кадров в секунду, построчная развертка при отношении сторон изображения 16:9 в обоих случаях. Данное устройство не позволяет воспроизводить достаточно качественно движущиеся изображения, так как в нем не осуществляется вычисление и передача сигналов межкадровых разностей.

Целью изобретения является повышение качества передачи, приема и воспроизведения телевизионного изображения.

На фиг.1 показана общая схему передающей и приемной частей устройства; на фиг. 2 - структурная схема передающей части устройства; на фиг.3 - структурная схема приемной части устройства; на фиг.4 - спектры видеосигналов; на фиг.5 - временные соотношения сигналов яркости, цвета соответствующих им межстрочных и межкадровых разностей.

Способ осуществляется следующим образом. Телевизионный сигнал высокой четкости с форматом разложения 1250/50/1:1 поступает на кодирующую матрицу 2, в которой происходит формирование сигнала яркости, имеющего ширину полосы частот 60 мГц и цветоразностных сигналов шириной полосы частот 30 мГц. Происходит разделение этих сигналов по каналам яркости и цвета. Сигнал яркости преобразуется в цифровую форму и осуществляется процесс двумерной фильтрации с целью преобразования пространственного спектра сигнала яркости в анизотропную форму, производится формирование из построчной развертки чересстрочной для уменьшения в два раза ширины полосы частот, занимаемой яркостным сигналом. Затем четные и нечетные строки одноименных кадров разделяются, длительность строк увеличивается в два раза в первом блоке временного растяжения. Сигнал нечетных строк преобразуется в аналоговую форму для последующей повторной дискретизации. Эта операция проводится для дополнительного сжатия спектра сигнала яркости. Затем эта информация подвергается преобразованию стандарта разложения из построчного в чересстрочный и временному сжатию по временном компрессоре 9 в полтора раза с целью поместить сигнал яркости в течение времени равного 2/3 длительности телевизионной строки. Производится преобразование сигнала в аналоговую форму в блоке 7.

Четные и нечетные строки яркостного сигнала используются для вычисления межстрочных и межкадровых разностей в блоках 10 и 16, причем в дальнейшем оба эти сигнала подвергаются аналогичной обработке: подавлению шумов в блоках нелинейной обработки 102 и 103, преобразованию стандарта разложения в блоках 11 и 17 из построчного в чересстрочный, что позволяет уменьшить в два раза ширину полосы частот этих сигналов, временному сжатию в 1,5 раза в блоках 114 и 115, цифроаналоговому преобразованию в блоках 12 и 18, низкочастотной фильтрации (блоки 13 и 19), коммутации в блоках 14 и 20 и квадратурной модуляции в балансных модуляторах 15 и 21. В результате таких преобразований на входы усмматора 38 поступают сигналы яркости, его межстрочные и межкадровые разности, имеющие формат разложения 625/12,5/2:1, и полосы частот видеосигналов, изображенные на фиг.4. Обработка и формирование цветоразностных сигналов и соответствующих им межстрочных и межкадровых разностей проводится аналогично. Формат разложения этих сигналов при подаче на входы сумматора 38 тот же, что и у яркостного сигнала, спектры видеосигналов изображены на фиг.4, а временные соотношения - на фиг.5.

телевизионный сигнал с временным разделением яркости и цвета и форматом разложения 625/12,5/2:1 разделяется во временном коммутаторе 50 (см. фиг.3) таким образом, что в течение 2/3 продолжительности телевизионной строки принимаются сигналы яркости и соответствующие им межстрочные и межкадровые разности, а 1/3 длительности строки - цветоразностные сигналы и их межстрочные и межкадровые разности. Коммутатор 50 осуществляет разделение сигналов по каналам яркости и цвета. В канале яркости проихводится выделение сигналов яркости фильтром низкой частоты 51, временное расширение в полтора раза в блоке 55, преобразование чересстрочной развертки в построчную в блоке памяти на одно поле 56, преобразование в аналоговую форму (блок 88), восстановление спектра с помощью балансного модулятора 57, сумматора 58, фильтра низкой частоты 59 и гребенчатого фильтра 60. На выходе блока 60 будет получен сигнал яркости с форматом разложения 625/25/1:1 шириной полосы частот 15 мГц. Восстановление сигнала яркости после процесса дискретизации производится в восстанавливающем фильтре 61. Способ формирования сигнала цвета аналогичен. Следует отметить, что на выходе восстанавливающего фильтра 82 будет получен сигнал цветности с параметрами 625/25/1:1 и шириной полосы частот равной 7,5 мГц.

Межстрочные и межкадровые разности сигналов яркости и цвета восстанавливаются аналогично. Межстрочные и межкажровые разности яркостного сигнала выделяются в полосовом фильтре 52, цветоразностных сигналов - в полосовом фильтре 5е3. Затем эти сигналы последовательно во времени поступают на временной коммутатор 785 и подаются на балансные модуляторы 62, 63 с фазовращателем 64, осуществляющие восстановление спектра сигналов межстрочных и межкадровых разностей яркости и цвета. В блоках 89, 91 происходит преобразование сигналов в цифровую форму, а в блоках 90 и 92 - временное расширение в 503 раза. Происходит разделение этих сигналов по четырем каналам обработки, каждый из которых состоит из блока памяти на одно поле, преобразующего чересстрочную развертку в построчную цифроаналогового преобразователя с фильтром низкой частоты и восстанавливающего фильтра, с помощью которого осуществляется восстановление сигнала после дискретизации. Сумматор 70 осуществляет суммирование сигнала яркости и соответствующих ему сигналов межстрочных и межкадровых разностей, имеющих формат разложения 625.25/1: 1 шириной полосы частот 15 мГц. Сумматор 103 суммирует сигналы цвета и соответствующие ему сигналы межстрочных и межкадровых разностей с параметрами 625/25/1:1 и шириной полосы частот 7,5 мГц. В дальнейшем суммарные сигналы яркости и цвета кодируются в кодере СЕКАМ 83 и поступают на приемник СЕКАМ 85, а также преобразованные в телевизионный сигнал с построчным разложением и форматом 1250/50/1:1 шириной полосы частот 60 и 30 мГц соответственно подаются на приемник высокой четкости 86.

Устройство, содержащее на передающей стороне камеру высокой четкости, кодирующую матрицу, три фильтра низких частот, аналого-цифровой преобразователь, два блока разделения четных нечетных строк, блок вычисления межстрочных разностей, балансный модулятор, два временных компрессора, коммутатор, выходное устройство, причем выход камеры высокой четкости соединен с входом кодирующей матрциы, а выходы временной компрессоров - с входами выходного устройства, а на приемной стороне - входное устройство, два временных экспандера, три сумматора, два балансных модулятора, селектор строк, блок памяти на одно поле, приемник высокой четкости, причем выход входного устройства соединен с входом временного экспандера, а выход блока памяти на поле - с приемником высокой четкости, на передающей стороне дополнительно введены восемь преобразователей стандарта, три фильтра низкой частоты, два двумерных фильтра низкой частоты, два блока временного растяжения строк, четыре блока нелинейной обработки, четыре блока временного сжатия, сумматор и полосовой фильтр, три аналого-цифровых преобразователя, блок вычисления межстрочных разностей, два блока вычисления межкадровых разностей, балансный модулятор, коммутатор, шесть цифроаналоговых преобразователей.

Причем первый выход кодирующей матрицы соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу первого двумерного фильтра низкой частоты, соединенного с входом первого преобразователя стандарта, выход которого соединен с входом первого разделителя четных и нечетных строк, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам первого блока временного растяжения, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блоков вычисления межстрочных и межкадровых разностей яркостного сигнала, а первый выход первого блока временного растяжения соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу первого временного компрессора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход блока вычисления межстрочных разностей сигнала яркости соединен с входом блока нелнейной обработки сигналов межстрочных разностей яяркостного сигнала, выход которого соединен с входом третьего преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу третьего временного компрессора, соединенного с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом первого фильтра низких частот, выход которого подключен к второму входу первого коммутатора, выход которого соединен с входом первого балансного модулятора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора.

Выход блока вычисления межкадровых разностей сигнала яркости подключен к входу блока нелинейной обработки сигналов межкадровых разностей яркостного сигнала, выход которого соединен с входом четвертого преобразователя стандарта, соединенного с четвертым временным компрессором, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу второго фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом вторгого коммутатора, выход которого подключен к второму входу второго балансного модулятора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, а выход фазовращателя соединен с первым входом второго балансного модулятора, второй и третий выходы кодирующей матрицы подключены к первому и второму входам третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго двумерного фильтра низкой частоты, выход которого подключен к входу пятого преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу второго разделителя четных и нечетных строк, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам второго блока временного растяжения, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входам блоков вычисления межстрочных и межкадровых разностей сигналов цвета, а первый выход второго блока временного растяжения соединен с входом четвертого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом четвертого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу шестого преобразователя стандарта, выход которого соединен с входом второго временного компрессора, выход которого подключен к входу шестого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом пятого фильтра низкой частоты, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход блока вычисления сигналов межстрочных разностей сигналов цвета соединен с входом блока нелинейной обработки межстрочных разностей сигнала цвета, выход которого подключен к входу седьмого преобразователя стандарта, выход которого соединен с входом пятого блока временного сжатия, выход которого соединен с входом пятого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора.

Выход блока вычисления межкародвых разностей сигналов цвета подключен к входу блока нелинейной обработки сигналов межкадровых разностей цвета, выход которого соединен с входом восьмого преобразователя стандарта, выход которого подключен к входу шестого блока временного сжатия, выход которого соединен с входом шестого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом четвертого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход балансных модуляторов подключен к входам второго сумматора, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора, выход которого соединен с входом блока формирования сигнала высокой четкости, выход которого подключен к входу передатчика.

На приемной стороне дополнительно введены коммутатор, два балансных модуляторя, восемь блоков памяти на одно поле, восемь фильтров низкой частоты, два гребенчатых фильтра, шесть восстанавливающих факт оров, фазовращатель, два блока временного расширения, шесть аналого-цифровых преобразователей, восемь цифроаналоговых преобразователей, сумматор, кодер СЕКАМ, приемник СЕКАМ, причем первый выход первого коммутатора соединен с входом первого фильтра низкой частоты и с входом первого полосового фильтра, а второй выход первого коммутатора - с входом второго полосового фильтра и вхолом второго фильтра низкой частоты, выход первого фильтра низкой частоты подключен к входу первого блока временного растяжения, выход которого соединен с входом первого блока памяти на одно поле, выход которого подключен к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу первого балансного модулятора и второму входу первого сумматора, выход первого балансного модулятора соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к входу третьего фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом первого гребенчатого фильтра, выход которого подключен к входу первого восстанавливающего фильтра, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора, а выход первого полосового фильтра подключен к первому входу третьего коммутатора, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего балансных модуляторов, второй вход второго балансного модулятора соединен с выходом фазовращателя, а выход подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом третьего блока временного растяжения, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора.

Выход третьего балансного модулятора соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу четвертого блока временного растяжения, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, первый выход которого подключен к входу второго блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входжом четвертого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу шестого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом второго восстанавливающего фильтра, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, второй выход второго коммутатора соединен с входом третьего блока памяти на одно поле, выход которого подключен к входу третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу пятого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом третьего восстанавливающего фильтра, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, а третий выход второго коммутатора подключен к входу четвертого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом пятого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу седьмого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом четвертого восстанавливающего фильтра, выход которого подключен к второму входу четвертого сумматора.

Четвертый выход второго коммутатора соединен с входом пятого блока памяти на одно поле, выход которого подключен к входу шестого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом восьмого фильтра низкой частоты, выход которого подключен к входу пятого восстанавливающего фильтра, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, выход второго полосового фильтра подключен к второму входу третьего коммутатора, а выход второго фильтра низкой частоты соединен с входом четвертого аналого-цифрового преобразовател, выход которого подключен к входу второго блока временного растяжения, выход которого подключен к входу шестого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом четвертого балансного модулятора и вторым входом второго сумматора, выход четвертого балансного модулятора подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с входом четвертого фильтра низкой частоты, выход которого подключен к входу второго гребенчатого фильтра, выход которого соединен с входом шестого восстанавливающего фильтра, выход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора.

Причем выход третьего сумматора соединен с входом пятого аналого-цифрового преобразователя и первым входом кодера СЕКАМ, на второй вход которого подключен выход четверт ого сумматора, а выход соединен с входом приемника СЕКАМ. Выход пятого аналого-цифрового преобразователя подключен квходу седьмого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом седьмого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу девятого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом приемника высокой четкости, а выход четвертого сумматора соединен с входом шестого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу восьмого блока памяти на одно поле, выход которого соединен с входом восьмого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу десятого фильтра низкой частоты, выход которого соединен с вторым входом приемника высокой четкости.

Известны вновь введенные блоки 1-412, но их совокупность не обнаружена в рассмотренной технической литературе. Эта совокупность блоков позволяет осуществить передачу по двум стандартным каналам связи, имеющим ширину полосы частот 16 мГц, сигнала телевидения высокой четкости с шириной полосы частот сигнала яркости 60 мГц и сигнала цвета 30 мГц, имеющего 1250 строк разложения телевизионного изображения, 50 кадров в минуту, построчную развертку и формат изображения 16:9. Такие параметры телевизионного сигнала дают возможность предлагаемому устройству воспроизвести изображение высокого качества с разрешающей способностью, соизмеримой с кинопроекцией 35-мм кинофильма, и обеспечивающее такой важный психологический эффект, как ощущение реальности. Отличительные от прототипа признаки предлагаемого способа и устройства обладают новизной, так как не обнаружены в известной технической литературе.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Телевизионный сигнал высокого разрешения, имеющий стандарт разложения 1250/50/1:1 и отношение сторон изображения 16:9, занимающий полосу частот шириной 60 мГц для яркостного сигнала и 30 мГц для цветоразностных, подвергается предварительной обработке в кодере устройства с целью сжатия ширины полосы частот сигналов яркости и цвета до величины 16 мГц, что позволяет осуществить передачу и прием телевизионного изображения по двум стандартным каналам связи. На приемной стороне производится восстановление исходного сигнала, воспроизведение изображения как на экранах приемников высокой четкости, так и на экранах приемников системы цветного телевидения СЕКАМ.

На передающей стороне устройства (см. фиг.2) телевизионный сигнал высокого разрешения с передающей камеры 1, имеющий формат 1250/50/1:1 и отношение сторон изображения 16:9, поступает на кодирующую матрицу 2, преобразующую сигналы R, G, B в сигнал яркости, имеющий ширину полосы частот равную 60 мГц и цветоразностные сигналы шириной полосы частот 30 мГц каждый. Так как цветоразностные сигналы передаются поочередно через строку и подвергаются одинаковой обработке, в дальнейшем будем рассматривать преобразования одного цветоразностного сигнала. Сигнал яркости и цветоразностные сигналы поступают в свои каналы предварительной обработки. Рассмотрим работу канала яркостного сигнала. Информация о яркости изображения преобразуется в дискретную форму с помощью аналого-цифрового преобразователя 3, с выхода которого сигнал поступает на блок, представляющий собой двумерный фильтр низкой частоты, преобразующий исходный прямоугольный спектр телевизионного сигнала в анизотропный. С выхода блока двумерного фильтра низкой частоты 100 сигнал подается на преобразователь стандарта 4, преобразующий построчную форму разложения телевизионного сигнала в чересстрочную, что позволяет сократить ширину полосы частот сигнала яркости в два раза. Затем сигнал яркости подается на разделитель четных и нечетных строк 5. С выхода блока разделения строк 5 сигналы четных и нечетных строк поступают на входы блока 101 временного растяжения длительности строк в два раза, что позволяет снизить шири ну полосы занимаемых частот в два раза. С выхода блока 101 нечетные строки шириной полосы частот равной 15 мГц поступают на преобразование в аналоговую форму в цифроаналоговом преобразователе 6. Эта операция необходима для проведения дополнительной дискретизации сигнала яркости нечетных строк в аналого-цифровом преобразователе 7 для дополнительного сжатия спектра сигнала яркости. В результате получим формат разложения телевизионного изображения на выходе блока 7 625/25/1:1 и ширину полосы частот равную 11 мГц.

Преобразователь стандарта 8 формирует из построчной развертки чересстрочную, что дает возможность снизить полосу частот сигнала яркости в два раза, получив на выходе формат разложения 625/12,5/2:1 шириной полосы частот равной 5,5 мГц. Этот сигнал сжимается во времени в 1,5 раза во временном компрессоре 9 для передачи яркости в формате МАК, что соответствует расширению полосы частот во столько же раз, т.е. на выходе блока 9 будет сигнал шириной полосы частот равной 8,25 мГц, поступающий на цифроаналоговый преобразователь 112 и фильтр низкой частоты 6, а затем на сумматор 38. Сигналы яркости четных и нечетных строк с выходов блока 101 подаются на вычислители межстрочных 10 и межкадровых 16 разностей. На выходе блоков 10 и 16 получим сигналы с форматом разложения 625/25/1:1 и шириной полосы частот равной 7,5 мГц. Оба сигнала поступают на блоки 102 и 103 нелинейной обработки сигналов межстрочных и межкадровых разностей яркостного сигнала, снижающие уровенть шумов соответствующих сигналов. Затем сигналы межстрочных и межкадровых разностей подаюься на преобразователи стандарта 11 и 17, что позволяет снизить ширину полосы частот сигналов в два раза до величины 3,8 мГц. После этого сигналы межстрочных и межкадровых разностей сжимаются во времени в 1,5 раза в блоках 114 и 115 и преобразуются в аналоговую форму в цифроаналоговых преобразователях 12 и 18 соответственно, фильтруются фильтрами низкой частоты 13 и 19, поступают на временные коммутаторы 14 и 20, которые подключают к балансным модуляторам 15 и 21 последовательно в течение 2/3 продолжительности телевизионной строки сигналы межстрочных и межкадровых разностей сигнала яркости и в течение оставшейся 1/3 строки - сигналы межстрочных и межкадровых разностей цветоразностных сигналов (см. фиг. 5). Блоки 15, 21 т фазовращатель частоты поднесущей 22 осуществляют квадратурную модуляцию сигналов межстрочных и межкадровых разностей яркости и цвета. Затем эти сигналы суммируются в блоке 116 и фильтруются полосовым фильтром 117, имеющем полосу пропускания от 9 до 16 мГц.

Канал обработки цветоразностных сигналов (см. фиг.2) состоит из аналогичных каналу яркости блоков, выполняющих подобные преобразования. Исходные цветоразностные сигналы имеют ширину полосы частот 30 мГц, следовательно дополнительной дискретизации в блоке 29 получим сигнал с форматом разложени 625/25/1: 1 и шириной полосы частот 5,6 мГц. Преобразуя построчное разложение в чересстрочное в блоке 30, получим формат разложения 625/12,5/2:1 и ширину полосы частот 2,75 мГц. Подав этот сигнал на временной компрессор 31 и осуществив сжатие сигнала цветности в 3 раза, на выходе блока 31 получим сигнал шириной полосы частот равной 8,25 мГц. На блоки 27 и 28 вычисления межстрочных и межкадровых разностей поступают цветоразностные сигналы в формате разложения 625/25/1:1 и шириной полосы частот 7,5 мГц, следовательно, на их выходах будет сигнал шириной полосы частот 3,75 мГц, а после преобразования стандарта в блоках 32 и 35 формат разложения цветоразностных сигналов станет 625/12,5/2: 1 с шириной полосы частот 1,9 мГц. Затем эти сигналы сжимаются во времени в 3 раза в блоках 108 и 109 и поступают на квадратурную модуляцию последовательно с сигналом яркости.

Сумматор 38 суммирует основной сигнал яркости и его межстрочные и межкадровые разности, а также цветоразностные сигналы с их межстрочными и межкадровыми разностями. Выход блока 38 соединен с входом блока 39 формирования сигнала телевидения высокой четкости, в котором происходит формирование полного цветного телевизионного сигнала высокой четкости. С выхода блока 39 телевизионный сигнал поступает на передатчик 40 и передается в формате 625/12,5/2:1.

Как видно из фиг.4, для передачи телевизионной информации предлагаемое устройство требует ширину полосы частот равную 16 мГц, что составляет ширину полосы частот двух стандартных каналов связи.

На приемной стороне устройства телевизионный сигнал с форматом разложения 625/12,5/2:1 и временным разделением сигналов яркости и цвета поступает на коммутатор 50, разделяющий входной сигнал по каналам обработки яркостных и цветоразностных сигналов. СИгнал яркости выделяется фильтром низкой частоты 51, растягивается во временном экспандере 55 в 1,5 ра,а в результате чего ширина его полосы частот уменьшается до 5,5 мГц. Затем он поступает в блок памяти на одно поле, на выходе которого получаем сигнал с построчной разверткой с форматом 625/25/1:1 и шириной полосы частот 11 мГц. Вслед за этим производится восстановление спектра сигнала с помощью балансного модулятора 57 с частотой поднесущей равной 22 мГц, сумматора 58, фильтра низкой частоты 59 и гребенчатого фильтра 60, на выходе которого получим телевизионный сигнал с форматом разложения 625/25/1:1 и шириной полосы частот 15е мГц. Этот сигнал поступает на восстанавливающий фильтр 61, а затем на вход сумматора 70.

Цветоразностные сигналы выделяются в фильтре низкой частоты 540 растягиваются во времени в 3 раза во временном эксрандере 76, в результате чего ширина полосы этих сигналов уменьшается до 2,8 мГц. Этот сигнал поступает на устройство памяти на одно поле 77, преобразующее чересстрочную развертку в построчную, в результате чего ширина полосы частот сигнала цвета увеличится в два раза и составит 5,6 мГц на выходе блока 77. Восстановление спектра сигнала цвета осуществляется так же как и для яркостного сигнала. Используется балансный модулятор 78 с поднесущей частотой равной 11,2 мГц, сумматор 79, фильтр низкой частоты 80 и гребенчатый фильтр 81. На выходе восстанавливающего фильтра 82 будет получен сигнал цветности с форматом разложения 625/25/1:1 и шириной полосы частот 7,5 мГц.

Межстрочные и межкадровые разности яркостного сигнала выделяются полосовым фильтром 52 и поступают на временной коммутатор 75. Межстрочные и межкадровые разности цветоразностных сигналов выделябтся полосовым фильтром 53 и также поступают на временной коммутатор 75, разделяющий разностные сигналы яркости и цвета во времени. Затем производится восстановление спектров сигналов межстрочных и межкадровых разностей с помощью балансных модуляторов 62 и 63 и фазовращателя 64, т.е. происходит восстановление сигнала с параметрами 625/12,5/2:1 и шириной полосы частот равной 3,75 и 1,9 мГц для разностных сигналов яркости и цвета соответственно. Эти сигналы с помощью временного коммутатора 65 поступаюь в каналы обработки сигналов межстрочных и межкадровых разностей яркости и цвета, состоящие из блоков памяти на одно поле 66, 68, 71, 73, цифроаналоговых преобразователей 95, 97, 100, 102, фильтров низкой частоты 96, 98, 99, 100 и восстанавливающих фильтров 67, 69, 72, 74. На выходе блоков 67, 69 получим сигнал с форматом разложения 625/25/1: 1 и шириной полосы частот 15 мГц, а на выходе блоков 71, 72 и 73, 74 - 625/25/1:1 и шириной полосы частот 7,5 мГц. Эта информация поступает на сумматоры 70 и 103. В результате суммирования в блоке 70 на его выходе ьудет сформирован сигнал яркости с форматом разлоежния 1250/25/2:1 и шириной полосы частот 30 мГц, а на выходе сумматора 103 - сигнал цвета с форматом 1250/25/2:1 и шириной полосы часттт 15 мГц, которые затем поступают на кодер СЕКАМ 83 и приемник СЕКАМ 85 для воспроизведения изображения в системе цветного телевидения СЕКАМ а также на блоки 105 и 109 для восстановления построчной развертки. Следовательно, на приемник высокой четкости будут поступать сигналы яркости и цвета, имеющие стандарт разложения 1250/20/1:1 и ширину полосы частот 60 и 30 мГц соответственно.

Изобретение позволяет осуществить передачу, прием и воспроизведение телевизионного изображения более высокого разрешения, что дает возможность широкоиспользовать подобные устройства в различных областях создания изображения: в фотографии, печати, полиграфии, космонавтике, кинематографе. Например, применение телевидения высокой четкости при съемке фильмов позволяет получить не только лучшее качество изображения, но и значительный экономический эффект.