Спосіб і пристрій для створення телевізійного сигналу з додатковою інформацією та пристрій для виділення додаткової інформації з телевізійного сигналу

Номер патенту: 46908

Опубліковано: 17.06.2002

Автори: Гюнтер Херман, Тьоллє Ханс-Рольф

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб створення телевізійного сигналу з сигналу запису зображення, що містить стадії:

a) переведення в цифрову форму записаного сигналу запису зображення;

b) ущільнення сигналу запису зображення за допомогою необоротного способу ущільнення;

c) декомпресії ущільненого раніше сигналу запису зображення;

d) порівняння одержаного в такий спосіб сигналу зображення з сигналом запису зображення з реєстрацією усунутого при ущільненні тонкої структури сигналу запису зображення;

e) вставлення цифрової, корисної інформації і цифрової керуючої інформації в місця усунутої тонкої структури з одержанням сигналу, що містить корисну інформацію;

f) перетворення цифрового сигналу в аналоговий сигнал.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що також ущільнюють корисну інформацію і керуючу інформацію перед їхнім вставленням.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що спосіб ущільнення корисної інформації обирають в залежності від її змісту і/або її форми.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що корисну інформацію і керуючу інформацію вставляють в чорну смугу кадру по верхньому і/або нижньому краю зображення.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що корисну інформацію і керуючу інформацію вставляють в інтервали бланкування.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що як корисну інформацію використовують текстову інформацію, звукову інформацію, фірмову інформацію, щонайменше одну додаткову телевізійну програму і/або додаткову інформацію про зображення, за допомогою якої можна перетворити зображення телевізійної програми, що передається, у високоякісне зображення.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що стадію вставлення корисної інформації і керуючої інформації виконують в рамках цифрової або аналогової обробки сигналу.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що корисну інформацію і керуючу інформацію постачають додатковими даними за допомогою підпрограми захисту від помилок, причому керуюча інформація одержує більше додаткових даних.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що для ущільнення використовують спосіб згідно з стандартом MPEG і/або стандартом JPEG, спосіб кодування, заснований на алгоритмі Хаффмана, і/або спосіб кодування, що базується на ущільненні елементарних хвиль або на фрактальному ущільненні.

10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що ущільнення проводять в реальному часі.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що для захисту від несанкціонованого використання додатково здійснюють криптографічне кодування щонайменше керуючої інформації.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що ступінь захисту кодування залежить від виду корисної інформації, що підлягає передачі.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що як керуючу інформацію відносно кожного кадру зображення використовують інформацію, що вказує число бітів кодованого сигналу, що підлягають відділенню.

14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що в кадр i послідовності телевізійних кадрів вставляють керуючу інформацію, яка необхідна для декодування телевізійного кадру i+k.

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що як керуючу інформацію кадру i вводять повний фон зображення кадру i+k.

16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що вводять керуючу інформацію кадру i, яка містить індекси, що характеризують необхідний обсяг пам'яті для реєстрації фону зображення кадру i+k.

17. Спосіб за будь-яким з пп. 14-16, який відрізняється тим, що в задане місце, зокрема в стартовий рядок кожного телевізійного кадру, що підлягає передачі, вводять інформацію, яка вказує, в яку зону зображення телевізійного кадру, що підлягає передачі, вставлена певна частина корисної інформації.

18. Пристрій для прийому аналогового сигналу, що передається, відповідного способу створення телевізійного сигналу, який відрізняється тим, що він містить декодувальний пристрій для відділення корисної інформації від сигналу зображення за допомогою керуючої інформації, яка вказує число найменш значущих бітів, що підлягають  відділенню від сигналу.

19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що його обладнано аналого-цифровим перетворювачем для перетворення аналогового сигналу в перший цифровий сигнал, а також процесором для обробки першого цифрового сигналу і вироблення другого цифрового сигналу, що містить корисну інформацію.

20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що процесор виробляє корисну інформацію шляхом відділення найменш значущих бітів від першого цифрового сигналу.

21. Пристрій за п. 19 або 20, який відрізняється тим, що процесор являє собою процесор ММХ або спеціальний мікропроцесор.

22. Пристрій за будь-яким з пп. 18-21, який відрізняється тим, що він має персональний комп'ютер або телевізійну приставку, що підключається до телевізійного приймача.

23. Пристрій для створення телевізійного сигналу з сигналу запису зображення, який відрізняється тим, що містить:

a) пристрій перетворення аналогових сигналів у цифрові для перетворення в цифрову форму записаного сигналу запису зображення;

b) пристрій ущільнення і пристрій декомпресії для необоротного ущільнення сигналу запису зображення та його декомпресії;

c) пристрій виявлення для порівняння одержаного в такий спосіб сигналу зображення з сигналом запису зображення для реєстрації усунутої при ущільненні тонкої структури сигналу запису зображення;

d) пристрій вставлення цифрової корисної інформації і цифрової керуючої інформації в місці тонкої структури;

e) цифро-аналоговий перетворювач для перетворення одержаного в такий спосіб сигналу передачі;

f) передавальний пристрій для передачі аналогового сигналу.

24. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що передбачено аналого-цифровий перетворювач для перетворення аналогового сигналу корисної інформації, що містить корисну інформацію, в цифровий сигнал корисної інформації і процесор для обробки цифрового сигналу запису зображення та цифрової корисної інформації в цифровий сигнал передачі.

25. Пристрій за п. 24, який відрізняється тим, що процесор виробляє цифровий сигнал запису зображення шляхом відділення найменш значущих бітів і заміни відділених бітів бітами сигналу корисної інформації.

26. Пристрій за п. 24 або 25, який відрізняється тим, що процесор виконує кодування щонайменше цифрового сигналу керуючої інформації.

27. Пристрій за будь-яким з пп. 22-26, який відрізняється тим, що передбачено пристрій ущільнення корисної і/або керуючої інформації перед їх вставленням.

Текст

1 Спосіб створення телевізійного сигналу з сигналу запису зображення, що містить стадії a) переведення в цифрову форму записаного сигналу запису зображення, b) ущільнення сигналу запису зображення за допомогою необоротного способу ущільнення, c) декомпресії ущільненого раніше сигналу запису зображення, d) порівняння одержаного в такий спосіб сигналу зображення з сигналом запису зображення з реєстрацією усунутого при ущільненні тонкої структури сигналу запису зображення, є) вставлення цифрової, корисної інформації і цифрової керуючої інформації в місця усунутої тонкої структури з одержанням сигналу, що містить корисну інформацію, f) перетворення цифрового сигналу в аналоговий сигнал 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що також ущільнюють корисну інформацію і керуючу інформацію перед їхнім вставленням 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що спосіб ущільнення корисної інформації обирають в залежності від її змісту і/або и форми 4 Спосіб за будь-яким з пп 1-3, який відрізняється тим, що корисну інформацію і керуючу інформацію вставляють в чорну смугу кадру по верхньому і/або нижньому краю зображення 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що корисну інформацію і керуючу інформацію вставляють в інтервали бланкування 6 Спосіб за будь-яким з пп 1-5, який відрізняється тим, що як корисну інформацію використовують текстову інформацію, звукову інформацію, фірмову інформацію, щонайменше одну додаткову телевізійну програму і/або додаткову інформацію про зображення, за допомогою якої можна перетворити зображення телевізійної програми, що передається, у високоякісне зображення 7 Спосіб за будь-яким з пп 1-6, який відрізняється тим, що стадію вставлення корисної інформації і керуючої інформації виконують в рамках цифрової або аналогової обробки сигналу 8 Спосіб за будь-яким з пп 1-7, який відрізняється тим, що корисну інформацію і керуючу інформацію постачають додатковими даними за допомогою підпрограми захисту від помилок, причому керуюча інформація одержує більше додаткових даних 9 Спосіб за будь-яким з пп 1-8, який відрізняється тим, що для ущільнення використовують спосіб згідно з стандартом MPEG і/або стандартом JPEG, спосіб кодування, заснований на алгоритмі Хаффмана, і/або спосіб кодування, що базується на ущільненні елементарних хвиль або на фрактальному ущільненні 10 Спосіб за будь-яким з пп 1-9, який відрізняється тим, що ущільнення проводять в реальному часі 11 Спосіб за будь-яким з пп 1-10, який відрізняється тим, що для захисту від несанкціонованого використання додатково здійснюють криптографічне кодування щонайменше керуючої інформації 12 Спосіб за п 11, який відрізняється тим, що ступінь захисту кодування залежить від виду корисної інформації, що підлягає передачі 13 Спосіб за будь-яким з пп 1-12, який відрізняється тим, що як керуючу інформацію відносно кожного кадру зображення використовують інформацію, що вказує число бітів кодованого сигналу, що підлягають відділенню 14 Спосіб за будь-яким з пп 1-13, який відрізняється тим, що в кадр і ПОСЛІДОВНОСТІ телевізійних кадрів вставляють керуючу інформацію, яка необхідна для декодування телевізійного кадру і+к О 00 о (О 15 Спосіб за п 14, який відрізняється тим, що як керуючу інформацію кадру і вводять повний фон зображення кадру і+к 16 Спосіб за п 15, який відрізняється тим, що вводять керуючу інформацію кадру і, яка містить індекси, що характеризують необхідний обсяг пам'яті для реєстрації фону зображення кадру і+к 17 Спосіб за будь-яким з пп 14-16, який відрізняється тим, що в задане місце, зокрема в стартовий рядок кожного телевізійного кадру, що підлягає передачі, вводять інформацію, яка вказує, в яку зону зображення телевізійного кадру, що підлягає передачі, вставлена певна частина корисної інформації 18 Пристрій для прийому аналогового сигналу, що передається, ВІДПОВІДНОГО способу створення телевізійного сигналу, який відрізняється тим, що він містить декодувальний пристрій для відділення корисної інформації від сигналу зображення за допомогою керуючої інформації, яка вказує число найменш значущих бітів, що підлягають відділенню від сигналу 19 Пристрій за п 18, який відрізняється тим, що його обладнано аналого-цифровим перетворювачем для перетворення аналогового сигналу в перший цифровий сигнал, а також процесором для обробки першого цифрового сигналу і вироблення другого цифрового сигналу, що містить корисну інформацію 20 Пристрій за п 19, який відрізняється тим, що процесор виробляє корисну інформацію шляхом відділення найменш значущих бітів від першого цифрового сигналу 21 Пристрій за п 19 або 20, який відрізняється тим, що процесор являє собою процесор ММХ або спеціальний мікропроцесор 22 Пристрій за будь-яким з пп 18-21, який відрізняється тим, що він має персональний комп'ютер або телевізійну приставку, що підключається до телевізійного приймача 46908 23 Пристрій для створення телевізійного сигналу з сигналу запису зображення, який відрізняється тим, що містить a) пристрій перетворення аналогових сигналів у цифрові для перетворення в цифрову форму записаного сигналу запису зображення, b) пристрій ущільнення і пристрій декомпресії для необоротного ущільнення сигналу запису зображення та його декомпресії, c) пристрій виявлення для порівняння одержаного в такий спосіб сигналу зображення з сигналом запису зображення для реєстрації усунутої при ущільненні тонкої структури сигналу запису зображення, d) пристрій вставлення цифрової корисної інформації і цифрової керуючої інформації в МІСЦІ тонкої структури, є) цифро-аналоговий перетворювач для перетворення одержаного в такий спосіб сигналу передачі, f) передавальний пристрій для передачі аналогового сигналу 24 Пристрій за п 23, який відрізняється тим, що передбачено аналого-цифровий перетворювач для перетворення аналогового сигналу корисної інформації, що містить корисну інформацію, в цифровий сигнал корисної інформації і процесор для обробки цифрового сигналу запису зображення та цифрової корисної інформації в цифровий сигнал передачі 25 Пристрій за п 24, який відрізняється тим, що процесор виробляє цифровий сигнал запису зображення шляхом відділення найменш значущих бітів і заміни відділених бітів бітами сигналу корисної інформації 26 Пристрій за п 24 або 25, який відрізняється тим, що процесор виконує кодування щонайменше цифрового сигналу керуючої інформації 27 Пристрій за будь-яким з пп 22-26, який відрізняється тим, що передбачено пристрій ущільнення корисної і/або керуючої інформації перед їх вставленням Винахід стосується способу створення телевізійного сигналу з додатковою інформацією, пристрою для здійснення цього способу, а також пристрою виділення додаткової інформації з телевізійного сигналу Для передачі телевізійних програм є різноманітні шляхи передачі, а саме за допомогою наземної передавальної станції і розташованої на даху антени (наземна передача), супутникова передача і передача по широкосмуговому кабелю, а також по телефонному кабелю У той час як ці види передачі мають свої переваги і недоліки, ІСТОТНІ розходження між зазначеними видами передачі полягають в даний час утому, що у високочастотному діапазоні супутникової передачі є достатні пропускні можливості, у той час як наземна передача і кабельна мережа більш не мають вільних каналів Вже є цілий ряд пропозицій щодо розв'язання проблеми обмеженої доступності наземних каналів Одна з можливостей полягає в переході на частоти передачі в мікрохвильовому діапазоні, за рахунок чого можна збільшити КІЛЬКІСТЬ каналів передачі Однак недоліком в цьому способі, відомому як мікрохвильова багатоточкова система розподілу (MMDS), є те, що дальність дії працюючих в мікрохвильовому діапазоні передавачів відносно мала, так що потрібно велику КІЛЬКІСТЬ передавачів Інша можливість збільшення КІЛЬКОСТІ наземних програм, що передаються, полягає в застосуванні цифрових способів телевізійних передач Основою для цього по суті є те, що за допомогою сучасних технологій кодування та ущільнення даних можна значно скоротити частотний діапазон, необхідний для передачі телевізійних програм Однак у той час, як для телевізійних передач через супутники та по широкосмуговому кабелю вже використовуються або незабаром будуть використовуватися цифрові технології передачі, використання цифрової передачі по наземних ЛІНІЯХ В 46908 найближчі роки перебуває під сумнівом, оскільки якщо, як передбачено в більш прийнятному варіаназемна передача залежить від багатьох технічнті виконання винаходу, корисну інформацію і кених умов і ще недостатньо однозначно вирішені руючу інформацію ущільнювати перед вставленпитання стандартизації Недоліком також є те, що ням, причому вид і виконання ущільнення для прийому цифрових телевізійних сигналів необирається в залежності від змісту корисної інфообхідні нові телевізійні приймачі або щонайменше рмації і/або способу її використання додаткові пристрої, які означають для користувача При передачі програм в широкоекранному фододаткові витрати рматі (формат зображення 16 9 або формат зображення широкоекранних кінофільмів) в даний В цифровій відеотехніці для підвищення перечас до телевізійного сигналу додають чорні смуги даної КІЛЬКОСТІ інформації вже пропонувалось запо нижній і верхній смужці зображення, для того міняти в цифровому телевізійному сигналі дані щоб ці передачі можна було приймати за допоморозгортки, що містяться в інтервалі бланкування, гою телевізійних приймачів старого формату 4 З У додатковою інформацією, наприклад, цифровими цьому випадку замінена частина інформації зозвуковими сигналами, і за рахунок цього забезпебраження може відповідати щонайменше одній з чувати передачу додаткової інформації (Ульріх чорних смуг, доданих по нижній або верхній смужці Шмідт, Цифрова відеотехніка, видавництво Franzis зображення Verlag, Фельдкірхен, 1996, crop 180 - 182, DE-A195 44 582) Вставлена корисна інформація принципово може бути будь-якою інформацією, причому велиЗадачею даного винаходу є створення спосокий практичний інтерес становить, зокрема, перебу, який дозволяє в рамках звичайної аналогової дача додаткових телевізійних програм У більш техніки телевізійних передач передавати максиприйнятному варіанті виконання способу, ВІДПОВІмально велику КІЛЬКІСТЬ корисної інформації і тим ДНО до винаходу, корисна інформація складається самим допомагає вирішувати зокрема зазначені з щонайменше однієї додаткової телевізійної пропроблеми з пропускною спроможністю при наземграми ній передачі аналогових телевізійних сигналів Іншою задачею даного винаходу є створення приЯкщо додаткова телевізійна програма передстрою для декодування обробленого згідно з табачена для прийому за допомогою кишенькового ким способом аналогового випромінюваного сигтелевізійного приймача, то внаслідок невеличкого налу, а також пристрою для передачі створеного розміру екрана можна погодитися з відносно низьВІДПОВІДНО до винаходу випромінюваного сигналу кою якістю зображення В цьому випадку більш прийнятним є відносно високе ущільнення корисПерша частина цієї задачі вирішена, ВІДПОВІДної інформації з коефіцієнтом ущільнення більше НО до винаходу, за допомогою зазначених у пер50, що дозволяє передавати велику КІЛЬКІСТЬ таких шому пункті формули винаходу стадій способу телевізійних програм Спосіб, ВІДПОВІДНО до винаходу, заснований на тому, що не уся інформація, що міститься в сигнаВ іншому більш прийнятному варіанті виколі запису зображення, необхідна для оцінки теленання способу, ВІДПОВІДНО до винаходу, корисну візійного зображення Виходячи з цього, виникла інформацію для захисту від несанкціонованого ідея виключити непотрібну частину інформації використання піддають криптографічному кодузображення, тобто тонку структуру телевізійного ванню При цьому ступінь захисту доцільно обиразображення, яка фізіологічно ледве або зовсім не ти в залежності від виду вставленої корисної інфосприймається, за рахунок необоротного ущільненрмації ня та наступної декомпресії сигналу запису зобраВІДПОВІДНО ДО більш прийнятного варіанта виження, тобто здійснити скорочення даних, і в одеконання способу, згідно з винаходом, у підлягаюржаний таким чином вільний простір вставити чий передачі кадр і ПОСЛІДОВНОСТІ телевізійних какорисну і керуючу інформацію Тонкою структурою, дрів вставляють керуючу інформацію, яка що виключається, може бути, наприклад, близько необхідна для декодування кадру і+k, причому к розташовані один до одного і такі, що ледь розрізпереважно більше 0, зокрема дорівнює 1 няються глядачем навіть при максимальній концеДруга частина задачі вирішена, ВІДПОВІДНО ДО нтрації, тони кольору або яскравості трав'яного винаходу, за допомогою пристрою, що містить поля, яке являє собою задній фон при спортивній декодувальний пристрій для відділення корисної передачі інформації від скороченого сигналу зображення, що міститься у випромінюваному сигналі, за допоПеревага цього винаходу полягає в тому, що могою вставленої на передавальному боці керуюза його допомогою можна передавати велику КІЛЬчої інформації, яка вказує КІЛЬКІСТЬ підлягаючих КІСТЬ додаткової корисної інформації Оскільки відділенню найменш значущих бітів від сигналу випромінюваний сигнал, утворений із скороченого Цей пристрій може бути виконаний у вигляді додасигналу зображення і вставленої корисної інфорткового пристрою, наприклад, персонального коммації, є аналоговим сигналом і передається аналоп'ютера або телевізійної приставки говим методом, то його можна приймати, обробляти і відтворювати звичайним аналоговим Що стосується пристрою для здійснення спотелевізійним приймачем без додаткового присобу, ВІДПОВІДНО до винаходу, то він має зазначені строю Корисну інформацію можна виділяти за в пункті 22 формули винаходу ознаки, причому допомогою додаткового пристрою, як, наприклад, більш прийнятний варіант виконання полягає в персональний комп'ютер або телевізійна приставтому, що він додатково має пристрій для ущілька, і додатково обробляти разом з переданим тенення корисної інформації перед и вставленням левізійним зображенням Велику КІЛЬКІСТЬ додатПри цьому окремі частини пристрою можуть бути кових даних можна передавати в тому випадку, присутні незалежно одна від одної, тобто вони не повинні бути просторово об'єднані Інші більш прийнятні варіанти виконання винаходу наведені в залежних пунктах формули винаходу Нижче наводиться опис прикладу виконання винаходу з посиланнями на креслення, на яких зображено фіг 1 зображує схему звичайного аналогового методу передачі телевізійного сигналу, фіг 2 - схему прикладу виконання способу, ВІДПОВІДНО до винаходу, на передавальному боці, фіг 3 - схему прикладу виконання способу, ВІДПОВІДНО до винаходу, на боці прийому, фіг 4 - докладну схему вставлення даних на передавальному боці і фіг 5 - схему терасної структури, що характеризує фон зображення На фіг 1 показана схема передачі телевізійної програми при звичайній аналоговій наземній передачі Запис телевізійної передачі (тобто початкової програми) проводять в аналоговій або цифровій формі За допомогою ряду відомих з рівня техніки, не зображених на фіг1, ступенів перетворення сигналу одержаний при запису сигнал перетворюють в аналоговий випромінюваний сигнал і передають в аналоговому режимі за допомогою наземного передавача Прийом переданого сигналу відбувається звичайним чином за допомогою антени і підключеного до неї звичайного телевізійного приймача На фіг 2 показано приклад виконання винаходу на боці передачі Як показано на фіг 2, тут також відбувається передача аналогового сигналу, який можна приймати за допомогою звичайного телевізійного приймача Однак показаний на фіг 2 сигнал відрізняється від показаного на фіг 1 сигналу тим, що він містить додаткову корисну і керуючу інформацію, яку вставляють в сигнал перед передачею Таким чином, стадія скорочення даних і стадія вставлення призводять до заміни, ВІДПОВІДНО до винаходу, частини початкового сигналу запису зображення корисною і керуючою інформацією Оскільки ЦІ дані не додаються додатково до початкового сигналу запису зображення, а заміняють частину початкового сигналу запису зображення, то ширина смути сигналу не збільшується за рахунок додавання цієї інформації Перед скороченням даних сигнал запису зображення спочатку не зображеним способом переводять у цифрову форму, за рахунок чого одержують кодований сигнал запису зображення, який описує зображення за допомогою двійкових цифр, при цьому ці цифри надають кожній точці зображення (піксель) інформацію стосовно величин яскравості і/або кольору даної точки зображення У даному прикладі виконання всі ДВІЙКОВІ цифри для усіх точок зображення мають постійну довжину - 8 бітів Кодований сигнал запису зображення використовують для подальшого скорочення даних Його проводять наступним чином найменш значущі біти кодованого сигналу запису зображення мають для відтворення зображення лише другорядне значення, тому що вони або несуть випадкову інформацію, або відповідають "тонкій структурі" зображення, яку глядач на практиці не сприймає 8 46908 Тому найменш значущі біти, наприклад, Ьє, b7, bs двійкової цифри відокремлюють, їхня КІЛЬКІСТЬ може змінюватися від однієї точки зображення до іншої Метод їх визначення описується нижче Потім вставляють корисну і керуючу інформацію за рахунок того, що відділені останні біти Ьє, b7, bs заміняють новими бітами Ьє', bj, bs', які відповідають корисній інформації, що вставляється Утворена таким чином бінарна цифра позначається як ті' Потім не зображеним на фіг 2 способом визначають аналоговий сигнал ВІДПОВІДНО ДО співвідношення А,' = А т + т|', де А,' означає величину амплітуди аналогового сигналу відносно і -тої точки зображення в рядку m Таким чином, аналоговий випромінюваний сигнал несе як інформацію зображення, що підлягає передачі, так і вставлену корисну та керуючу інформацію Корисна інформація може містити ІНШІ телевізійні програми з якістю системи PAL В показаному на фіг 2 прикладі виконання, корисний сигнал 10 містить додаткові телевізійні програми Проте також є можливим, що корисна інформація містить фірмові програми, які як текстова інформація займають мало місця, або ж додаткову інформацію, за допомогою якої передане телевізійне зображення можна перетворити у більш якісне зображення Якщо корисна інформація ще не є цифровим сигналом, то спочатку проводять її перетворення в цифрову форму Потім проводять ущільнення цифрової корисної інформації з 200Мбіт/с до бМбіт/с Це відповідає коефіцієнту ущільнення біля 33, при якому ущільнений сигнал ще достатній для створення зображення з якістю системи PAL За рахунок ущільнення корисної інформації можна досягти різноманітних цілей насамперед, максимально можливого скорочення даних Додатково, за рахунок криптографічної обробки корисної інформації и захищають від несанкціонованого використання Крім того, можна забезпечувати специфічний стосовно виду даних захист даних корисної інформації, якщо, наприклад, захищати інформацію зображення з низьким ступенем захисту у вигляді текстової інформації, а и у свою чергу - з низьким ступенем захисту як цифрову інформацію за допомогою відомих способів розпізнавання помилок або корекції Ущільнення сигналу запису зображення, а також корисної і керуючої інформації можна проводити найрізноманітнішими методами 3 одного боку, можна використовувати для ущільнення вже прийняті і стандартизовані алгоритми кодування Для рухомих зображень можна використовувати, наприклад, кодування згідно з стандартом MPEG1 (ISO 1117292/11) або MPEG2 (ISO 1318194/11), або ж більш високі стандарти MPEG MPEG2 являє собою більш сучасний варіант і перетворює, наприклад, стандартні телевізійні сигнали в повнокадровий або напівкадровий формат з різними ступенями роздільної спроможності, а також звукову інформацію Якщо інформація становить стаціонарне зображення, то можна використовувати стандарт JPEG (ANSI 10981-1) В цьому випадку також існують різні високоефективні варіанти, які можна використовувати в даному винаході відпо відно до конкретних випадків застосування Для текстової інформації можна використовувати різні способи кодування за алгоритмом Хаффмана або модифікованим алгоритмом Хаффмана, а також будь-які ІНШІ способи кодування З іншого боку, для кодування корисного сигналу можна використовувати також стандартизовані, проте вже ВІДОМІ і дуже ефективні способи Прикладами цього можуть служити способи кодування на основі ущільнення елементарних хвиль і фрактального ущільнення Стосовно цих способів слід враховувати, що вони часто потребують підвищеного обсягу обчислень для кодування і декодування Тому при застосуванні цих способів слід враховувати обчислювальну потужність, яка є в розпорядженні, а також з'ясовувати питання, чи повинне відбуватися кодування і декодування в реальному часі Оскільки на передавальному боці припустимі значно більш високі обсяги обчислень, ніж на приймальному боці, то для даного винаходу придатні зокрема також несиметричні способи кодування Несиметричні способи кодування мають великий обсяг обчислень (на передавальному боці) для кодування і порівняно низький обсяг обчислень (на боці прийому) для декодування На фіг 3 показано спосіб прийому підготовленого, ВІДПОВІДНО до наведеного вище способу, і переданого аналогового сигналу, а також передбачений для цього на приймальному боці пристрій Прийнятий сигнал (тобто випромінюваний сигнал) приймають, наприклад, за допомогою антени і для виділення вставленої корисної інформації подають в персональний комп'ютер або в телевізійну приставку Виділення вставленої корисної інформації здійснюють по суті за допомогою тих же самих стадій способу, які відповідають стадіям для утворення сигналу, виконаним у зворотній ПОСЛІДОВНОСТІ В основному після виконуваного в разі потреби аналого-цифрового перетворення прийнятого сигналу, а також виконуваного в разі потреби декодування прийнятого сигналу виділяють з прийнятого сигналу корисну інформацію і декодують В даному прикладі, показаному на фіг 3, виділена корисна інформація містить 10 програм, які є в розпорядженні поряд з одержаною з прийнятого сигналу початковою програмою 46908 10 левізійного приймача можна приймати тільки початкову програму На фіг 4 показано більш докладно вставлення даних, ВІДПОВІДНО до описаного щодо фіг 2 способу Сигнал запису зображення для скорочення даних піддають ущільненню і потім декомпресії Виникаючі при цьому втрати даних є навмисними і служать для видалення тонкої структури, яка не сприймається глядачем Таким чином, одержаний після декомпресії скорочений сигнал запису зображення містить грубу структуру зображення, що сприймається оком людини, яка надалі називається також фоном зображення На фіг 5 схематично показана частина грубої структури зображення Висота показаних плоских вершин відповідає амплітудним значенням одержаного ВІДПОВІДНО до фіг 4 скороченого випромінюваного сигналу Зображені у верхній зоні плоских вершин амплітудні діапазони позначають зміни амплітуди віддаленої, ВІДПОВІДНО вставленої в цю зону тонкої структури, а суцільна ЛІНІЯ відповідає сприйняттю оком людини утвореної плоскими вершинами так званої терасної структури Терасну структуру можна описати індексами, які характеризують необхідний обсяг пам'яті для реєстрації фону зображення Індекс К для цього необхідного обсягу можна виразити, наприклад, наступною формулою Приймальний пристрій містить нарівні з антеною персональний комп'ютер і/або телевізійну приставку з включеним за ним звичайним телевізійним приймачем Початкову програму, а також 10 додаткових програм можна приймати на вибір через персональний комп'ютер або телевізійний приймач Телевізійна приставка для декодування прийнятого сигналу обладнана спеціальним мікропроцесором Для цього придатні ВІДОМІ спеціальні мікропроцесори (як кодувальні/декодувальні пристрої, ВІДПОВІДНО до MPEG) після ВІДПОВІДНОГО узгодження В майбутньому можуть застосовуватися також знов розроблені мікропроцесори на основі можливих інших способів ущільнення Як персональні комп'ютери придатні, зокрема, ВІДОМІ З рівня техніки процесори ММХ (технологія мультимедіарозширень) Без персонального комп'ютера, ВІДПОВІДНО телевізійної приставки, за допомогою те К = [Іодг ((величина амплітуди точки зображення/величина амплітуди рівня чорного)* 191)] На фіг 4 показана ПОСЛІДОВНІСТЬ З двох телевізійних кадрів і, а також і+1 У можливій структурі кадру найверхній рядок кожного кадру позначають стартовим рядком, який зображений на фіг 4 у вигляді чорної смуги Він МІСТИТЬ керуючі дані, які можуть бути необхідні для запуску процесу декодування на боці прийому при вмиканні та після зникнення зображення Стартовий рядок не повинен містити інформацію про фон зображення Усі наступні блоки містять як первинні дані, так і вставлені дані керуючої інформації або корисної інформації При цьому перший з цих блоків, показаний на фіг 4 заштрихованим, містить ІНШІ керуючі дані, які служать для поділу інформації наступного кадру і відбивають можливість його поділу на інформацію фону зображення та корисну інформацію Для цього є ряд можливостей, з яких як приклади нижче наведені дві можливості Перша можливість полягає в тому, щоб у цьому першому блоці (відносно кадру і) запам'ятовувати увесь фон зображення (тобто усю терасну структуру) наступного кадру і+1 в ущільненому вигляді Друга можливість полягає в тому, щоб запам'ятовувати тільки індекси К терасної структури Як терасні структури, так і індекси К можуть належати до окремих точок зображення, а також до більш великих зон зображення Описані методи ущільнення даних підлягаючої вставленню корисної інформації, керуючої інформації та інформації сигналу (утворення терасної структури для забезпечення місця) не залежать один від одного і можуть базуватися на різних способах, наприклад, JPEG, фрактальне ущільнення, спосіб елементарних хвиль і т д Зв'язок між будь-яким кадром і та наступним 11 46908 12 к кадром i+1 - він не повинен йти безпосередньо за де К' = 8 - К та Y = цілому числу х/2 кадром і - встановлюється наступним чином Кадр Отримані цифрові величини утворюють потік і+1 ПОСЛІДОВНОСТІ кадрів обробляють за допомогою даних підлягаючої декодуванню корисної інфорданих, одержаних з кадру і Ці дані є виділеними з мації, тобто в даному випадку додаткової телевікадру і даними терасної структури в декомпресозійної програми на каналі 4 Потік даних знахованому вигляді ВІДПОВІДНО ДО описаної вище пердиться в ущільненому вигляді і його розпаковують шої можливості йдеться про дані, які становлять в ході подальшої обробки, після виконуваної при повний фон кадру і+1, у той час як ВІДПОВІДНО ДО необхідності корекції помилок звільняють від зайдругої описаної можливості йдеться тільки про вих даних і потім при необхідності піддають ІНШІЙ індекси терасної структури, що характеризують обробці, щоб в залежності від типу даних викориспотребу в обсязі пам'яті товувати як сигнали зображення, тексту або звукові сигнали В обох випадках досягається повний поділ інформації фону і корисної інформації Це відбуваПісля вмикання або закінчення зображення ється наступним чином виникають наступні особливості В обох випадках насамперед потрібна інформація першого рядка Ущільнену інформацію окремих додаткових (стартового рядка) Оскільки в цей момент немає програм кодують в певних місцях телевізійного ніякої іншої інформації для поділу інформації фону зображення Наприклад, можна четвертий додаті корисної інформації, то тут не повинно бути встаковий канал кодувати в рядках 37 - 92 Інформацію влено ніякої корисної інформації про ці рядки можна одержати, наприклад, з стартового рядка В цьому випадку наступне декодуСтартовий рядок містить в ущільненому вивання проводиться тільки для каналу, який цікагляді інформацію про частину (наприклад, перших вить (у даному випадку четвертого) 10 рядках) терасної структури другого кадру, за допомогою яких можна в свою чергу декодувати При декодуванні спочатку для кожної точки увесь ущільнений блок в третьому кадрі Потім зображення визначають амплітуду кадру і+1 у циможна повністю декодувати четвертий кадр фровій формі, тобто у вигляді двійкової цифри Потім, при використанні першого варіанта, з цієї Усі описані вище приклади і варіанти виконандвійкової цифри віднімають відповідну бінарну ня мають спільним те, що вони засновані на перевеличину з терасної структури для каналу 4 Одедачі аналогового сигналу з вставленою ущільнержують цифрову величину, яка являє собою встаною цифровою корисною інформацією При цьому влену двійкову величину корисної інформації При передбачений для цієї гібридної передачі шлях не використанні другого варіанта цю цифрову велиобмежується тільки наземною передачею телевічину визначають з наступного рівняння з викорисзійних сигналів, а охоплює, наприклад, також анатанням індексу К логову форму передачі по широкосмуговому кабелю цифрова величина = (х/2к - Y) • 2 К , 46908 13 Початкова програма Аналоговий запис (сигнал запасу зображення) ґ Перетворення сигналу j ^а(пк> зобрдапншг Випромінюваний сигнал С Фіг 2 Передача^} Прийом Прийнятий сигнал ( Перетворення сигналу комп'ютер. телевізійна приставке J Звичайний ТУ-приймач^ 10 яодагаокік програм з ЯІОСЯИ за системою PAL Як альтесінягавне внтнкння да 150 нроірзм з достатньою ДЛЯ НЄВЄЯНВ1К Є1фЗШЗ Початкова програма ФІГ. 1 Обраній декодований їлн Фіг. З 15 46908 16 Фіг. 5 Фіг ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: H04N 7/08

Мітки: інформації, створення, інформацією, пристрій, додаткової, виділення, додатковою, спосіб, сигналу, телевізійного

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-46908-sposib-i-pristrijj-dlya-stvorennya-televizijjnogo-signalu-z-dodatkovoyu-informaciehyu-ta-pristrijj-dlya-vidilennya-dodatkovo-informaci-z-televizijjnogo-signalu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і пристрій для створення телевізійного сигналу з додатковою інформацією та пристрій для виділення додаткової інформації з телевізійного сигналу</a>

Подібні патенти