RU2042282C1 - Device of digital encoding and decoding of television signal - Google Patents
Device of digital encoding and decoding of television signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042282C1 RU2042282C1 SU5056701A RU2042282C1 RU 2042282 C1 RU2042282 C1 RU 2042282C1 SU 5056701 A SU5056701 A SU 5056701A RU 2042282 C1 RU2042282 C1 RU 2042282C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- register
- code
- input
- output
- bei
- Prior art date
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 101710096660 Probable acetoacetate decarboxylase 2 Proteins 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике цифрового телевидения, в частности к блочному кодированию сигналов изображения, и может быть использовано для сжатия цифрового потока при передаче видеоинформации. The invention relates to a digital television technique, in particular to block coding of image signals, and can be used to compress a digital stream when transmitting video information.
Сущность блочного кодирования заключается в следующем. The essence of block coding is as follows.
Оцифрованное телевизионное изображение разбивается на блоки элементов изображения (БЭИ) и кодируется в целом весь БЭИ, а не каждый элемент в отдельности. The digitized television image is divided into blocks of image elements (BEI) and the whole BEI is encoded as a whole, and not each element individually.
Известен ряд устройств, реализующих алгоритмы блочного кодирования сигнала изображения. A number of devices are known that implement block coding algorithms for the image signal.
В одних из них хорошая эффективность кодирования обеспечивается применением сложных алгоритмов обработки видеоинформации. Поэтому устройство, работающее в реальном времени и построенное на унифицированных микросхемах, содержит большое количество сумматоров, вычитателей, перемножителей, регистров, элементов памяти и т.д. Общее число корпусов микросхем доходит до нескольких сотен. В других устройствах используют более простой алгоритм, легко технически реализуемый. In some of them, good coding efficiency is provided by the use of complex video processing algorithms. Therefore, a device operating in real time and built on standardized microcircuits contains a large number of adders, subtracters, multipliers, registers, memory elements, etc. The total number of microcircuit cases reaches several hundred. Other devices use a simpler algorithm that is easily technically feasible.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое состоит из передающей части, осуществляющей кодирование видеосигнала, и приемно-декодирующей части. Передающая часть содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вход которого является входом телевизионного видеосигнала, поступающего с телевизионной камеры, входные регистры, арифметико-логическое устройство (АЛУ), делитель, представляющий собой запрограммированное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), линейку буферных регистров, сумматор, регистр запоминания кода первого элемента БЭИ, регистр запоминания кода среднего градиента яркости БЭИ, регистр запоминания кода матрицы знаков переходов уровней яркости в БЭИ, сдвиговый регистр формирования кодовой цифровой последовательности, кроме того, кодирующая часть содержит блок управления, который состоит из тактового генератора и схемы формирования управляющих сигналов. The closest in technical essence to the invention is a device that consists of a transmitting part that encodes the video signal, and a receiving-decoding part. The transmitting part contains an analog-to-digital converter (ADC), the input of which is the input of a television video signal coming from a television camera, input registers, an arithmetic logic unit (ALU), a divider, which is a programmed read-only memory (ROM), a line of buffer registers, adder, register for remembering the code of the first element of the BEI, register for remembering the code of the average brightness gradient BEI, register for remembering the code of the matrix of signs of transitions of brightness levels in the BEI, shift Registers forming a digital code sequence further comprises encoding a portion of a control unit which consists of a clock generation circuit and the control signals.
Выход АЦП соединен с входом первого входного регистра, вход которого соединен с входом второго регистра и первым входом АЛУ, выход второго входного регистра соединен с вторым входом АЛУ, первый выход АЛУ соединен с входом делителя, выход которого соединен с информационными входами линейки буферных регистров. Выходы буферных регистров соединены с соответствующими входами сумматоров, который через регистр запоминания кода среднего градиента яркости БЭИ соединен с входом сдвигового регистра. Выход второго входного регистра и второй выход АЛУ через регистр запоминания кода первого элемента БЭИ и регистр запоминания кода матрицы знаков межэлементных переходов уровней яркости БЭИ соединены соответственно со сдвиговым регистром. Выходы блока управления соответственно соединены с управляющими входами всех регистров и АЦП. The ADC output is connected to the input of the first input register, the input of which is connected to the input of the second register and the first input of the ALU, the output of the second input register is connected to the second input of the ALU, the first output of the ALU is connected to the input of the divider, the output of which is connected to the information inputs of the buffer register line. The outputs of the buffer registers are connected to the corresponding inputs of the adders, which is connected to the input of the shift register through the register of memorization of the code of the average brightness gradient BEI. The output of the second input register and the second output of the ALU through the code memory register of the first BEI element and the code memory register of the sign matrix of inter-element transitions of the BEI brightness levels are connected respectively to the shift register. The outputs of the control unit are respectively connected to the control inputs of all the registers and the ADC.
Приемная (декодирующая) часть устройства содержит регистр разделения кодовой цифровой последовательности, регистр запоминания кода первого элемента БЭИ, регистр запоминания кода среднего градиента БЭИ, регистр запоминания кода матрицы знаков межэлементных переходов уровней яркости в БЭИ, первый коммутатор, АЛУ, буферный регистр, второй коммутатор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и блок управления (БУ). Вход регистра разделения кодовой цифровой последовательности является входом принимаемого закодированного цифрового сигнала изображения, его выход соединен с информационными входами регистра запоминания кода первого элемента БЭИ, регистра запоминания кода среднего градиента яркости и регистра запоминания кода матрицы знаков межэлементных переходов уровней яркости БЭИ. Выход регистра запоминания кода первого элемента БЭИ через первый коммутатор соединен с первым входом АЛУ, выход регистра запоминания среднего градиента яркости БЭИ соединен с вторым входом АЛУ, а выход регистра запоминания кода матрицы знаков межэлементных переходов БЭИ соединен с управляющим входом АЛУ. Выход АЛУ через буферный регистр и второй коммутатор соединен с входом ЦАП, выход которого является выходом видеосигнала. Также выход буферного регистра через первый коммутатор соединен с первым входом АЛУ. Выходы блока управления, который состоит из тактового генератора и схемы формирования сигналов управления, соединены с управляющими входами регистров, управляющими входами коммутаторов и управляющим входом ЦАП. The receiving (decoding) part of the device contains a register for dividing a code digital sequence, a register for storing the code of the first element of the BEI, a register for storing the code of the average gradient of the BEI, a register for storing the code of the matrix of signs of inter-element transitions of brightness levels in the BEI, the first switch, ALU, the buffer register, the second switch, digital-to-analog converter (DAC) and control unit (CU). The input of the separation register of the code digital sequence is the input of the received encoded digital image signal, its output is connected to the information inputs of the code memory register of the first element of the BEI, the memory register of the code for the average gradient of brightness and the register of memory of the code of the matrix of signs of inter-element transitions of brightness levels of the BEI. The output of the register for storing the code of the first element of the BEI through the first switch is connected to the first input of the ALU, the output of the register for storing the average gradient of brightness of the BEI is connected to the second input of the ALU, and the output of the register for storing the code of the matrix of the signs of the element transitions of the BEI is connected to the control input of the ALU. The ALU output through the buffer register and the second switch is connected to the input of the DAC, the output of which is the output of the video signal. Also, the output of the buffer register through the first switch is connected to the first input of the ALU. The outputs of the control unit, which consists of a clock generator and a control signal generation circuit, are connected to the control inputs of the registers, the control inputs of the switches, and the control input of the DAC.
Недостатком данного устройства являются заметные градационные искажения при заданном коэффициенте сжатия, обусловленные значительной ошибкой при определении величины межэлементных переходов в БЭИ для фрагментов изображения с резкими контурными перепадами, так как величина среднего градиента яркости БЭИ определяется как частное от деления суммы модуля разности величины межэлементных переходов на общее число переходов в БЭИ. The disadvantage of this device is the noticeable gradation distortion at a given compression ratio, due to a significant error in determining the magnitude of the interelement transitions in the BEI for image fragments with sharp contour differences, since the average brightness gradient of the BEI is determined as the quotient of the total modulus of the difference in the magnitude of the magnitude of the interelement transitions by the total number of transitions in BEI.
Цель изобретения уменьшение градационных искажений при заданном коэффициенте сжатия цифрового потока видеоинформации. The purpose of the invention is the reduction of gradation distortion at a given compression ratio of the digital video stream.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема кодирующей части устройства цифрового кодирования и декодирования телевизионного (ТВ) сигнала; на фиг. 2 структурная электрическая схема декодирующей части устройства цифрового кодирования и декодирования телевизионного сигнала; на фиг. 3 временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства; на фиг. 4 временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства. In FIG. 1 is a structural electrical diagram of an encoding portion of a digital encoding and decoding apparatus for a television (TV) signal; in FIG. 2 is a structural circuit diagram of a decoding part of a digital coding and decoding apparatus of a television signal; in FIG. 3 timing diagrams illustrating the operation of the device; in FIG. 4 timing diagrams illustrating the operation of the device.
Устройство цифрового кодирования и декодирования содержит в кодирующей части (см. фиг. 1) телевизионную камеру 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, первый и второй входные регистры 3 и 4, первое арифметическо-логическое устройство (АЛУ) 5, m буферных регистров (где m=1-(n-1) 6, сумматор 7, регистр 8 запоминания кода первого элемента блока элементов изображения (БЭИ), регистр 9 запоминания кода среднего градиента яркости БЭИ, регистр 10 запоминания матрицы знаков перехода уровней яркости в БЭИ, сдвиговый регистр 11 формирования кодовой цифровой последовательности, буферный регистр 12 запоминания кода первого элемента БЭИ, делитель частоты 13, блок 14 определения нулевой разности кодов амплитуд двух соседних элементов, регистр 15 запоминаний кода нулевых разностей, блок 16 формирования кода разности общего числа переходов БЭИ и числа нулевых переходов, буферный регистр 17 запоминаний кода матриц знаков перехода уровней яркости в БЭИ и первый блок управления 18, а в декодирующей части (см. фиг. 2) регистр 19 разделения кодовой цифровой последовательности, регистр 20 запоминания кода первого элемента БЭИ, регистр 21 запоминания кода среднего градиента яркости БЭИ, регистр 22 запоминания кода матрицы знаков перехода уровней яркости в БЭИ, первый коммутатор 23, второе АЛУ 24, буферный регистр 25, второй коммутатор 26, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 27, видеоконтрольный блок (ВКБ) 28 и блок 29 управления. The digital encoding and decoding device contains in the encoding part (see Fig. 1) a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Видеосигнал с телевизионного датчика 1 поступает на вход АЦП 2, с выхода которого с частотой дискретизации сформированные коды элементов изображения (см. фиг. 3, а) поступают в регистр 3. Сигнал частоты дискретизации 13,5 мГц поступает в блок АЦП 2 с блока управления (БУ) 18. Коды сформированных элементов изображения последовательно поступают в регистр 3 и регистр 4. Таким образом, в этих регистрах в любой момент времени записываются коды двух соседних элементов изображения. Тактирование регистров 3 и 4 осуществляется сигналом частоты дискретизации (см. фиг. 3, в), поступающим с выхода 1 БУ 18. С выходов регистров 3 и 4 коды двух соседних элементов поступают на соответствующие входы АЛУ 5, определяется модуль межэлементной разности двух соседних элементов и знак этой разности. Информация о знаке поступает в регистр 10, который также управляется сигналом частоты дискретизации, поступающим с выхода 1 БУ 18. Кроме того, код первого элемента БЭИ с выхода регистра 4 записывается в регистр 12, сигнал управления регистром 12 поступает с 3 выхода БУ 18 (см. фиг. 3, г). С первого выхода АЛУ 6 код модуля межэлементной разности соседних элементов БЭИ последовательно записывается в регистры 6.1-6. N-1. Сигнал записи поступает соответственно с выходов 2.1-2.N-1 БУ 18 (см. фиг. 3, д, е, ж). С выходов регистров 6.1-6.N-1 информация поступает на соответствующие входы сумматора 7, где в результате суммирования определяется код суммы межэлементных разностей БЭИ. Этот код с выхода сумматора 7 поступает на вход делителя 13, представляющий собой программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), запрограммированное как преобразователь кода, где делимое это код, поступающий с выхода сумматора 7 на адресные входы А0, А8, а делитель код, соответствующий полученному коэффициенту деления и поступающий на входы С выбора области памяти ППЗУ, соответствующей коду коэффициента деления. Код коэффициента деления формируется в блоке 16. Блок 16 представляет собой дешифратор, выполненный в виде логического устройства. The video signal from the
Логическое устройство синтезировано по логическому уравнению, суть которого в следующем. При появлении на входе блока 16 кода, содержащего только одну единицу, на выходе появляется двоичный код единицы, при содержании в коде двух единиц появляется двоичный код двойки и т.д. Двоичный код с выхода блока Ф 16 поступает на управляющие входы С делителя 13. Таким образом, выбирается область памяти ППЗУ, в которой запрограммирован нужный коэффициент деления. Код с выхода делителя 13 поступает в регистр 9, который управляется сигналом с выхода 3 БУ 18. Код с первого выхода АЛУ 5 поступает на вход блока 14, где происходит определение нулевых разностей. С выхода блока 14, выполненного в виде восьмивходового логического элемента И, сигнал поступает в регистр 15, который управляется сигналом, поступающим с выхода 1 БУ 18 (см. фиг. 3, в). С выхода регистра 15 код нулевых переходов поступает на вход блока 16. Код матрицы знаков межэлементных переходов с второго выхода АЛУ 4 записывается в регистр 10, который управляется сигналом, поступающим с выхода 1 БУ 18. С выхода регистра 10 сигнал поступает в регистр 17. Таким образом, код первого элемента БЭИ, код среднего градиента яркости БЭИ и код матрицы знаков межэлементных переходов БЭИ соответственно с регистров 8, 9 и 10 записываются в регистр 11 с помощью управляющего сигнала (см. фиг. 3, г), поступающего с выхода 3 БУ 18. The logical device is synthesized by a logical equation, the essence of which is as follows. When a code containing only one unit appears at the input of block 16, the binary unit code appears at the output, when two units are contained in the code, a binary two code appears, etc. The binary code from the output of block F 16 is fed to the control inputs C of the divider 13. Thus, the memory area of the EPROM is selected in which the desired division coefficient is programmed. The code from the output of the divider 13 enters the
Регистр сдвига 11 представляет собой формирователь кодовой цифровой последовательности. Процессом формирования управляют сигналы, поступающие с выходов 3 и 4 БУ 18. Управляющий сигнал 4 БУ 18 представляет собой меандровую последовательность импульсов, частота которых определяется коэффициентом сжатия видеосигнала. С выхода регистра 11 цифровой поток поступает в канал связи. Shift register 11 is a digital code sequence generator. The formation process is controlled by signals coming from the outputs 3 and 4 of the control unit 18. The control signal 4 of the control unit 18 is a meander train of pulses whose frequency is determined by the compression ratio of the video signal. From the output of register 11, the digital stream enters the communication channel.
В декодирующей части устройства цифровой поток из канала связи поступает на регистр 19 разделитель кодовой цифровой последовательности. Регистр имеет вход последовательной записи кодов цифровой последовательности. В момент времени, когда запишется информация кода одного БЭИ, происходит параллельное считывание информации с регистра 19 в регистры 20,21, 22. Управляющий сигнал на регистр 19 поступает с выхода 4 БУ 29 и представляет собой последовательность импульсов, частота которых определяется коэффиентом сжатия видеосигнала. Кодовая комбинация, соответствующая первому элементу БЭИ, записывается в регистр 20 и через коммутатор 26 поступает на вход блок ЦАП 27. Коды среднего градиента яркости и матрицы знаков БЭИ соответственно записываются в регистры 21 и 22 и поступают на второй и третий входы АЛУ 24, на первый вход которого через коммутатор 23 в первый интервал дискретизации с выхода регистра 20 поступает код первого элемента БЭИ. В результате арифметической операции в АЛУ происходит восстановление элемента БЭИ. Во второй интервал дискретизации с выхода регистра 25 код второго элемента БЭИ через коммутатор 23 поступает на первый вход АЛУ 24, происходит восстановление третьего элемента БЭИ. Процесс повторяется до полного восстановления всех элементов БЭИ. In the decoding part of the device, the digital stream from the communication channel enters the
Код первого элемента с выхода регистра 20 и коды последующих восстановленных элементов с выхода регистра 20 через коммутатор поступают на вход ЦАП, с выхода которого аналоговый ТВ сигнал поступает на ВКУ 28. Сигналы управления записью на регистры 20, 21, 22 (см. фиг. 4, а) поступают с выхода 2 БУ 29. Сигнал считывания на регистр 22, сигнал записи на регистр 25 и ЦАП 27 (см. фиг. 4, в) поступают с выхода 1 БУ 29. Блок управления 29 состоит из генератора 29.1, с которого частота дискретизации 13.5 мГц поступает на делитель 29.2 и далее на логическую схему 29.3, 29.4, где происходит формирование управляющих сигналов 2 и 3. Блок синхрогенератора 29.5 формирует строчные (СИ) и кадровые (КСИ) синхимпульсы. The code of the first element from the output of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056701 RU2042282C1 (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Device of digital encoding and decoding of television signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056701 RU2042282C1 (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Device of digital encoding and decoding of television signal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2042282C1 true RU2042282C1 (en) | 1995-08-20 |
Family
ID=21610569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5056701 RU2042282C1 (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Device of digital encoding and decoding of television signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2042282C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2127962C1 (en) * | 1994-01-12 | 1999-03-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Method and device for image encoding |
| RU2158061C1 (en) * | 1999-09-13 | 2000-10-20 | Зубарев Юрий Борисович | Device for digital decoding of color tv signal, which is compressed using digital methods |
| RU2171548C2 (en) * | 1995-07-12 | 2001-07-27 | Томсон Конзьюмер Электроникс, Инк. | Device for decoding video signals coded in different formats |
| RU2295203C2 (en) * | 2000-01-20 | 2007-03-10 | Нокиа Мобайл Фоунс Лтд | Method and appropriate device for filtration of digital video images |
| RU2332809C2 (en) * | 2004-03-15 | 2008-08-27 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Image encoding device and shift predicting method using turning correlation |
-
1992
- 1992-07-27 RU SU5056701 patent/RU2042282C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1690215, кл. H 04N 7/13, 1991. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2127962C1 (en) * | 1994-01-12 | 1999-03-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Method and device for image encoding |
| RU2171548C2 (en) * | 1995-07-12 | 2001-07-27 | Томсон Конзьюмер Электроникс, Инк. | Device for decoding video signals coded in different formats |
| RU2158061C1 (en) * | 1999-09-13 | 2000-10-20 | Зубарев Юрий Борисович | Device for digital decoding of color tv signal, which is compressed using digital methods |
| RU2295203C2 (en) * | 2000-01-20 | 2007-03-10 | Нокиа Мобайл Фоунс Лтд | Method and appropriate device for filtration of digital video images |
| RU2358410C2 (en) * | 2000-01-20 | 2009-06-10 | Нокиа Корпорейшн | Method and corresponding device for filtering digital video images |
| US9800891B2 (en) | 2000-01-20 | 2017-10-24 | Nokia Technologies Oy | Method and associated device for filtering digital video images |
| RU2332809C2 (en) * | 2004-03-15 | 2008-08-27 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Image encoding device and shift predicting method using turning correlation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100246878B1 (en) | Inverse discrete cosine transform processor | |
| US4939515A (en) | Digital signal encoding and decoding apparatus | |
| US4281344A (en) | Video interframe transform coding technique | |
| RU99116021A (en) | PARALLEL DECODING OF INTERMEDIATE DATA STREAMS USING AN EGPI DECODER | |
| JPS61147689A (en) | Highly efficient tv signal encoding device | |
| US4928258A (en) | Recursive median filtering | |
| JPS64881A (en) | Picture data compressing method by vector quantization | |
| US4224678A (en) | Method and apparatus for implementing a processor based on the rationalized Haar transform for the purpose of real time compression of video data | |
| US8165214B2 (en) | Circuit and method for generating fixed point vector dot product and matrix vector values | |
| RU2042282C1 (en) | Device of digital encoding and decoding of television signal | |
| JP2679423B2 (en) | Multi-dimensional image compression / decompression method | |
| EP0566184A2 (en) | Picture transformer and television system with a transmitter and a receiver comprising a picture transformer | |
| EP0405885A1 (en) | Recording device and reproducing device | |
| GB2214751A (en) | Video signal coding | |
| JP2982509B2 (en) | Image reduction processing method | |
| KR19980042783A (en) | Method and apparatus for processing video and audio data | |
| US4860314A (en) | Differential pulse code modulation arrangement, associated decoding arrangement and transmission system comprising at least such an encoding or decoding arrangement | |
| US6400414B1 (en) | Transmitter, receiver, transmitter-receiver, transmitting method, receiving method and transmitting/receiving method | |
| SU1381730A1 (en) | Television signal encoder | |
| US7394494B2 (en) | Sub-sampling apparatus and method and image sensor employing the same | |
| JPS63133724A (en) | System transmitting or storing input signal | |
| SU1642488A2 (en) | Image readout device | |
| JPH088684B2 (en) | High efficiency code decoding device | |
| JP2785823B2 (en) | High-efficiency television signal encoding apparatus and method, and decoding apparatus and method | |
| KR0139495B1 (en) | Method and apparatus for encoding / decoding of image signal by bit division |