PT88108B - Dispositivo de televisao de ecran largo, compativel - Google Patents

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

Este invento refere-se a um dispositivo de televisão de ácran largo que é compatível com os receptores de televisão convencionais possuindo um alargamento de visor relativamente mais pequeno.

Um receptor de televisão convencional, tal como um receptor de acordo com os padrões de transmissão NTSC (dispositivo ame ricano de televisão a cores), adoptados nos Estados Unidos e em qualquer outra parte, possui um alargamento de 4:3 (a relação entre a largura e a altura de imagem exibida). Recentemente, tem havido interesse em utilizar um alargamento mais alto para dispositivos de recepção de televisão, tais como 2:1, 16:9 ou 5:3.

Tais alargamentos mais altos aproximam-se mais ou igualam o alargamento do olho humano, que o alargamento de 4:3 de um receptor de televisão convencional. Os sinais de informação de vídeo com um alargamento de 5:3 têm recebido uma especial atenção, visto que, esta relação se aproxima da imagem dos filmes cinematográficos, e assim tais sinais podem ser transmitidos e recebidos sem cortar a informação da imagem. Contudo, os dispositivos de televisão de écran largo, os quais transmitem apenas sinais que possuem um alargamento aumentado quando comparado com dispositivos convencio nais são incompatíveis com receptores de alargamento convencional. Isto torna difícil a adopção alargada de dispositivos de écran largo.

E, por conseguinte, desejável ter um dispositivo de telev_i são de écran largo que seja compatível com receptores de televisão convencionais. De acordo ccm os princípios do presente inveri to, são aqui descritos processos e dispositivos para codificar e descodificar um sinal vídeo de écran largo compatível representan do uma imagem que possui um alargamento maior do que o alargamento padrão de 4:3.

Numa concretização preferida aqui descrita de um disposit_i vo de televisão de écran largo de acordo com os princípios do pre sente invento, um sinal de écran largo possuindo painéis de infor mação vídeo central e lateral, é convertido num sinal compatível

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-3com o dispositivo padrão, tal como o NTSC, por exemplo, através da compressão da informação de baixa frequência do painel lateral do sinal de écran largo nas regiães de sobreexploração esquerda e direita as quais estão presentes no dispositivo padrão mas não são vistas pelo espectador e através de expansão simultaneamente no tempo da informação do painel central para ocupar a região do visar padrão vista pelo espectador.

A informação de painel lateral de alta frequência é codifi. cada por modulação dessa informação de alta frequência num sinal de subportadora alternativa diferente da suportadora de crominância.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um codificador para um dispositivo de televisão de écran largo compatível, de acordo com os princípios do presente invento;

as Figuras 2-5 descrevem formas de onda úteis para a com preensão do modo de operação do dispositivo da Figura 1;

as Figuras 6 - 10, 12 e 12a - 12d representam aspectos do dispositivo da Figura 1 em maior detalhe;

as Figuras 10a - 10c representam aspectos dos arranjos dos filtros relacionados com uma rede de filtragem mostrada na Figura io;

a Figura 11 representa um traçado caracterís tico de respoji ta de amplitude versus frequência associado com uma caracterlstica do dispositivo da Figura 1;

a Figura 13 mostra um diagrama de blocos de uma porção de um receptor de televisão de écran largo incluindo um aparelho des^ codificador de acordo com o presente invento; e a Figura 14 mostra uma porção do descodificador da Figura 13 em maior detalhe.

Uma breve pormenorização do dispositivo a ser descrito será útil. Um dispositivo destinado a transmitir imagens com grande alargamento, por exemplo 5:3, através de um canal padrão, por exemplo NTSC, deverá conseguir uma exibição de imagem de alta qua

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-4lidade num receptor de écran largo, enquanto que reduz ou elimina em alto grau as degradações observáveis num visor de alargamento padrão 4:3. A utilização de técnicas de compressão do sinal nos painéis laterais de uma imagem tira partido da região de sobreexploração horizontal de um visor de receptor de televisão NTSC, mas pode sacrificar a resolução de imagem nas regiões de painel lateral de uma imagem do écran largo reconstruída. A compressão no tempo resulta numa expansão no domínio da frequência. Por conseguinte, apenas as componentes de baixa frequência sobreviveriam ao processamento num canal de televisão padrão o qual exibe uma menor largura de banda comparada com a necessária para um sinal de écran largo. Desta maneira quando os painéis laterais comprimidos de um sinal de écran largo compatível, são expandidos num receptor de écran largo resulta daí uma diferença perceptível entre a resolução ou conteúdo de alta frequência da porção central de uma imagem de écran largo representada e os painéis laterais, embora tenham sido tomadas medidas para evitar este efeito.

As Figuras e as descrições associadas, descrevem um dispositivo para desenvolver um sinal de écran largo capaz de ser processado através de um canal NTSC padrão. 0 dispositivo também permite a um receptor de écran largo recuperar uma imagem de écran largo com boa qualidade de imagem em todo o visor.

Como será visto do codificador da Figura 1, o uso de uma compressão espacial permite que a informação do painel lateral de baixa frequência seja comprimida para a região de sobreexploração horizontal de um sinal NTSC padrão. A informação de painel lateral de alta frequência é repartida espectralmente com o sinal NTSC padrão através do canal de transmissão vídeo, de uma maneira transparente para um receptor padrão, através da utilização de uma técnica de modulação da subportadora alternativa.

Antes de discutir o dispositivo de codificação de écran largo compatível da Figura 1, é feita uma referência às formas de onda do sinal A e B da Figura 2. 0 sinal A é um sinal de écran largo com alargamento de 5:3 que foi convertido num sinal compahí vel NTSC padrão com um alargamento de 4:3 como indicado pelo sinal B. 0 sinal de écran largo A inclui porções de painel lateral

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-5direito e esquerdo cada uma associada com intervalos T5 os quais tipicamente têm duração igual, e uma porção de painel central assg ciada com um intervalo TC.

sinal de écran largo A foi convertido no sinal NTSC B por compressão, de uma certa informação de painel lateral, compl_e tamente em regiões de sobreexploração horizontais associadas com intervalos de tempo TO. 0 sinal NTSC possui um intervalo de linha activo TA (aproximadamente 52,5 microssegundos de duração) o qual inclui os intervalos de sobreexploração TO, um intervalo de tempo de exibição TD o qual contém a informação vídeo para ser exibida, e um intervalo de tempo de linha horizontal total TH de aproximadamente 63,556 microssegundos de duração. Os intervalos TA e TH são os mesmos para ambos os sinais de NTSC e de écran largo.

Foi descoberto que quase todos os receptores de televisão domésticos possuem um intervalo de sobreexploração que ocupa, pelo menos, 4% do tempo de linha activo total TA, isto é, 2% de sobreexploração nos lados direito e esquerdo. A uma frequência de amostragem de 4 x f (onde f é a frequência da subportadora de cor) cada intervalo de linha horizontal contém 910 pixels (elemeri tos de imagem) dos quais 754 constituem a informação de imagem de linha horizontal activa a ser exibida.

Voltando à Figura 1 uma câmara de écran largo 10 fornece um sinal de cor de écran largo, com componentes azul B, verde G, vermelho R e um alargamento de 5:3 neste exemplo. Uma câmara de écran largo é essencialmente idêntica a uma câmara NTSC padrão com excepção de que, a câmara de écran largo, possui um maior alargamento e uma maior largura de banda vídeo. A largura de ban da vídeo, de uma câmara de écran largo, é proporcional ao produto do seu alargamento pelo número total de linhas por quadro, entre outros factores. Adoptando uma velocidade constante de exploração para a câmara de écran largo, um aumento no seu alargamento provoca um aumento correspondente na sua largura de banda vídeo bem como a compressão horizontal da informação de imagem quando o sinal é exibido por um receptor de televisão padrão com um alarga mento de 4:3. Por estas razões, é necessário modificar d sinal de écran largo para o compatibilizar totalmente com o NTSC.

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-6□ sinal vídeo de cor processado pelo dispositivo codificador da Figura 1 contém ambas as componentes de sinal de crominância e luminância. Ds sinais de crominância e luminância contêm ambas as informações de alta e baixa frequência, as quais na explicação seguinte serão referidas como altos’' e baixos respectiv amente.

Ds sinais vídeo de cor de écran largo de largura de banda larga, da câmara 10 são postos em matriz numa unidade 12 para or_i ginar o componente de luminância Y e os componentes de sinal de diferença de cor I e Q dos sinais de cor azul B, verde G e vermelho R. Os sinais de banda larga Y, I, Q são amostrados a uma fre quência de quatro vezes a subportadora de crominância (4 x f_s ) e são convertidos da forma analógica para digital (binária) individualmente por conversores analógico/digital (ADC) numa unidade ADC 14. Fstes sinais são então filtrados individualmente por fi_l tros passa baixo horizontais separados (LPF) numa unidade de filtragem 16 para produzirem sinais filtrados YF, IF e QF. Estes s_i nais são cada um os modelos indicados pela forma de onda A na Figura 2.

sinal de luminância YF é limitado em largura de banda pj? lo filtro 16 para CEF x 4,2 MHz, ou aproximadamente 5 MHz, onde CEF é o factor de expansão do painel central. Isto é necessário para que, após a subsequente expansão no tempo, como será explic_a do, a largura de banda do sinal de painel central seja reduzida para 4,2 MHz, a largura de banda de um sinal vídeo NTSC. Pela mesma razão, os sinais IF e QF são limitados, em largura de banda pelo filtro 16, até CEF x 500 KHz, ou aproximadamente 600 KHz.

Por conseguinte, a unidade de filtragem 16 apresenta uma frequência de corte de luminância de aproximadamente 5,0 MHz e uma frequência de corte de I e Q de aproximadamente 600 KHz.

As larguras de banda dos filtros Q, I e Y da unidade 16 são relacionadas com o factor de expansão do painel central, o qual por seu lado é função da diferença entre a largura de uma imagem exibida pelo receptor de écran largo e a largura de uma imagem exibida por um receptor padrão. A largura de imagem, de um visor de écran largo com alargamento de 5:3, é 1,25 vezes maior

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-7do que a largura de banda de um visor com um alargamento de 4:3. Este factor de 1,25 é um factor de expansão de painel central pr£ liminar o qual deve ser ajustado para ter em conta a região de s_o breexploração de um receptor padrão, e para ter em conta uma intencional sobreposição das regiões limítrofes entre os painéis lateral e central como será explicado . Estas considerações determinam um CEE de 1,19.

Os sinais de banda larga da unidade de filtragem 16 são processados por um separador de sinal de painel central e lateral e pelo processador 18 para produzir três grupos de sinais de saida: YE , IE e QE ; YO, 10 e Q0; e LH, RH, IH e QH. Os primeiros dois grupos de sinais (YE, ΙΕ, QE e YO, 10, Q0) são processados num primeiro canal o qual desenvolve um sinal que contém uma largura de banda total da componente de painel central, e os baixos de luminância de painel lateral comprimidos nas regiões de sobreexploração horizontais. 0 terceiro grupo de sinais (LH, RH, IH, QH) é processado num segundo canal o qual desenvolve um sinal contendo altos de painel lateral. Quando os sinais de saída dos dois canais são combinados, é produzido um sinal de écran largo compatível NT5C com alargamento de 4:3. Detalhes dos circuitos compreendendo a unidade 18 serão mostrados e explicados em ligação com as Figuras 6, 7 e 8.

Os sinais YE, IE e QE contêm a informação de painel central completa e apresentam o mesmo formato, como indicado pelo s_i nal YE na Figura 3. Em resumo, o sinal YE deriva do sinal YF como segue. 0 sinal YF, de banda larga e écran largo, da unidade 16 contém pixels 1-754 ocorrendo durante o intervalo de linha activo do sinal de écran largo, contendo informação de painel central e lateral. A informação de painel central de banda larga (75-680 pixels) é extraída como um sinal de luminância de painel central YC através de um processo de desmultiplexagem no tempo.

sinal YC é expandido no tempo pelo factor de expansão de painel central de 1,19 (isto é 5,0 MHz -r 4,2 MHz) para produzir um sinal de painel central compatível NTSC YE. 0 sinal YE apresenta uma largura de banda compatível NTSC (0-4,2 MHz) devido à expansão no tempo pelo factor 1,19. 0 sinal YE ocupa o intervalo

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-8de exibição de imagem TD (Figura 2) entre as regiões de sobreexploração TO (l-14 e 741-754 pixels). Os sinais IE e QE são desert volvidos dos sinais IF e QF, respectivamente, e são processados de maneira similar à do sinal YE.

Os sinais YO, 10 e 00 fornecem a informação de painel late ral de baixa frequência (baixos) a qual é inserida nas regiões de sobreexploração horizontais direita e esquerda. Os sinais YO, 10 e 00 apresentam o mesmo formato, como indicado pelo sinal YO na Figura 3. Em resumo, o sinal YO deriva do sinal YF, como segue. 0 sinal de écran largo YF contém informação de painel esquer do associada com 1-84 pixels e informação de painel direito associada com 671-754 pixels. Como será explicado, o sinal YF é filtrada em passa baixo para produzir um sinal de baixos de luminância com uma largura de banda de 0-700 KHz do qual é extraído um sinal de baixos de painel lateral direito e esquerdo (sinal YL' na Figura 3) através de um processo de desmultiplexagem no tempo.

sinal de baixos de luminância YL' é comprimido no tempo para produzir o sinal de baixos de painel lateral Y0 com informação de baixa frequência comprimida nas regiões de sobreexploração associadas com os 1-14 e 741-754 pixels. 0 sinal de baixos lateral comprimido apresenta uma largura de banda aumentada proporciq nal à quantidade de compressão no tempo. Os sinais 10 e QO são desenvolvidos dos sinais IF e QF respectivamente e são processados de modo similar ao do sinal YO.

0s sinais YE, ΙΕ, QE e YO, 10, Q0 são combinados por um combinador de sinal central e lateral 28, isto é um multiplexador no tempo, para produzirem os sinais YN, IN e QN com uma largura de banda compatível NTSC e um alargamento de 4:3. Estes sinais são da forma do sinal YN mostrada na Figura 3. 0 combinador 28 também inclui retardos de sinal apropriados para igualarem os te_m pos de passagem dos sinais que são combinados. Tais retardos de sinal igualados são também incluídos em qualquer outra parte no dispositivo como necessário para igualar os tempos de passagem do sinal.

Os sinais de crominância IN e QN são modulados em quadratu

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-9ra numa subportadora SC na frequência subportadora de crominância NTSC, nominalmente 3,58 MHz, por um modulador 30. 0 sinal modul.a do, é filtrado em passa baixo nas simensões temporal (T) e vertical (V) por meio de um filtro 2-D (bi-dimensional) 32, antes de ser aplicado a uma entrada de sinal de crominância de um codifica^ dor NTSC 36, como será descrita em ligação com a Figura 9.

sinal de luminância YN é filtrado por atenuação de banda nas dimensões temporal (T), vertical (v) e horizontal (H) por meio de um filtro 3-D (tri-dimensional) 34 antes de ser aplicado a uma entrada de luminância do codificador 36. A filtragem do sinal de luminância YN e dos sinais de diferença de cor de crominância IN e 0N servem para assegurar que a ligação cruzada de luminância e crominância será reduzida significativamente após a codificação NTSC subsequente. 0 filtro de luminância 34 também filtra por atenuação de banda o sinal de luminância na região espectral onde os altos de painel lateral de luminância serão modulados, como s_e rá explicado.

Os filtros temporal-espacial muitidimensionais como o filtro HVT 3-D 34 e os filtros VT 2-D 32 e 46 compreendem uma estrutura como a representada na Figura 10, Especificamente a Figura 10 mostra um filtro temporal-vertical (VT) o qual pode mostrar configurações de passa-baixo VT, de atenuação de banda VT e passa banda VT por ajustamento dos coeficientes de ponderação al-a9. 0 quadro da Figura 10a representa os coeficientes de ponderação associados com as configurações de filtro de atenuação de banda e passa banda as quais são usadas no dispositivo descrito.

Um filtro de atenuação de banda HVT como o filtro 34 da Fi. gura 1, compreende a combinação de um filtro passa baixo horizontal 1020 e um filtro de atenuação de banda VT 1021 como mostrado na Figura 10b. Os filtros passa banda HVT como os que são inclu_í dos no dispositivo de codificação da Figura 13 compreendem a combinação de um filtro passa banda horizontal 1030 e um filtro passa banda VT 1031 como mostrado na Figura 10c.

No filtro de atenuação de banda HVT da Figura 10b, o filtro passa baixo horizontal 1020 apresenta uma dada frequência de

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-10corts e fornece uma componente de sinal de baixa frequência filtrada. Este sinal é combinado substractivamente num combinador 1023 com uma versão retardada do sinal de entrada da unidade de retardo 1022 para produzir uma componente de sinal de alta frequência. A componente de baixa frequência é sujeita a um retardo de quadro por meio de uma rede 1024 antes de ser aplicada a um combinador aditivo 1025. A componente de alta frequência á filtrada pelo filtro de atenuação de banda UT 1021 antes de ser apl_i cada ao somador 1025 para fornecer um sinal de saída filtrado por atenuação de banda HUT. 0 filtro UT 1021 apresenta os coeficientes de filtragem de atenuação de banda UT mostrados na Figura 10a.

Um filtro passa banda HUT tal como o incluído no descodifj. cador da Figura 13 é mostrado na Figura 10c, compreendendo um fi_l tro passa banda horizontal 1030 possuindo uma dada frequência de corte, disposto em cascata com um filtro passa banda UT 1031, pos. suindo coeficientes de filtro passa banda UT como indicado pelo quadro da Figura 10a.

filtro da Figura 10 inclui uma pluralidade de unidades de memória (m) 1010a - lOlOh dispostas em cascata para fornecer retajr dos de sinal sucessivos nos pontos de derivação t2-t9, e para foj? necer um retardo de filtro geral. Os sinais conduzidos pelos pon tos de derivação são aplicados respectivamente a uma entrada dos multiplicadores 1012a-1012i. Outra entrada de cada um dos multiplicadores recebe respectivamente um coeficiente de ponderação prescrito al-a9 dependendo da natureza do processo de filtragem a ser utilizado. A natureza do processo de filtragem também determina os retardos repartidos pelas unidades de memória lOlOa-lOlOh.

Os filtros de dimensão horizontal utilizam elementos de menió ria de armazenagem de pixel de modo a que o retardo de filtro geral é menor que o intervalo de tempo de uma linha de imagem horizontal (lH). 0s filtros de dimensão vertical utilizam exclusivamente elemen tos de memória de armazenagem de linha e os filtros de dimensão temp_o ral utilizam exclusivamente elementos de memória de armazenagem de quadro. Assim um filtro 3-D HUT compreende uma combinação de elementos de armazenagem de quadro (>1H) de linha (lH) e de pixel (<1H) eri quanto um filtro UT compreende apenas os últimos dois tipos de elementos

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-lide memória. Os sinais derivados e ponderados (retardados mutuamente) de elementos 1012a - 1012i são combinados no somador 1025 para produzirem um sinal de saída filtrado.

Tais filtros são filtros de resposta de impulso finito (FIR) não recursivos. A natureza do retardo fornecido pelos elementos de memória depende do tipo de sinal que é filtrado e da quantidade de ligaçães cruzadas que podem ser toleradas entre os sinais de altos de crominância, luminância e painel lateral, neste exemplo. A agudeza das características de corte do filtro é melhorada através do aumento do número de elementos de memória em cascata.

filtro de atenuação de banda HVT 34 na Figura 1 mostra a configuração da Figura 10b e retira as componentes de frequência diagonal que se movem ascendentemente,do sinal de luminSncia YN. Estas componentes de frequência são similares em aparência às com ponentes de subportadora de crominância e são removidas para Faz.e rem um vazio, no espectro de frequências, no qual os altos de pa_i nel lateral de crominância modulados e os altos de painel lateral de luminância serão inseridos. A remoção das componentes de frequência diagonal que se movem ascendentemente, do sinal de luminância YN não degrada visivelmente uma imagem exibida porque foi determinado que o olho humano é substancialmente insensível a estas componentes de frequência. 0 filtro 34 apresenta uma frequê_n cia de corte de aproximadamente 1,5 MHz de modo a não diminuir a informação de detalhe vertical de luminância.

filtro passa banda UT 32 reduz a largura de banda de cro minância de modo que a informação de painel lateral de crominSncia modulada pode ser inserida no orifício criado no espectro de luminância pelo filtro 34. 0 filtro 32 reduz a resolução temporal e vertical da informação de crominância de modo que os bordos móveis e estáticos estão ligeiramente tremidos, mas este efeito tem pequena ou nenhuma consequência devido à insensibilidade do olho humano para tal efeito.

Um sinal de saída C/5L, do codificador 36, contém informação compatível NTSC para ser exibida, como originada a partir do painel central do sinal de écran largo. Este sinal de salda inclui tam67 912

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-12bém baixos de painel lateral comprimidos (de crominância e luminâri cia) originados a partir dos painéis laterais do sinal de écran largo e situados nas regiões de sobreexploração horizontais dire_i ta e esquerda, não observadas por um espectador num visor de receptor NTSC. Os baixos de painel lateral comprimidos na região de sobreexploração representam uma parte constituinte da informação de painel lateral para o visor de écran largo. A outra parte constituinte, os altos de painel lateral, é desenvolvida como segue .

processador 18 desenvolve os sinais LH (altos de luminâ_n cia de painel lateral esquerdo), RH (altos de luminSncia de painel lateral direito), IH (altos I) e QH (altos Q) no canal de processamento do sinal de altos de painel lateral. Estes sinais estão representados pelas Figuras 4 e 5. As Figuras 6, 7 e 8 representam o dispositivo para desenvolver estes sinais.

Na Figura 4, um sinal YH', originado no sinal de écran la_r go YF¹, contém informação de alta frequência de painel esquerdo, associada com os pixels de painel esquerdo 1-84, e informação de alta frequência de painel direito associada com os pixels de painel direito 671-754. A informação de alta frequência inclui uma largura de banda de 700 KHz até 5,0 MHz neste exemplo. Para cada linha horizontal, a componente de altos de painel lateral esquerdo entre os pixels 1-84 do sinal YH' é expandida no tempo por um factor de expansão lateral (reduzindo assim a sua largura de banda ao mesmo tempo) e é traçada para a posição do painel central ocupada pelos pixels 85-670 para produzir uma componente LH (Fiqu ra 4) da informação de painel lateral.

Simultaneamente, para cada linha horizontal, a componente de altos de painel lateral direito entre os pixels 671-754 do sinal YH' é também expandida no tempo e traçada para a posição do painel central ocupada pelos pixels 85-670 para produzir outra componente RH simultaneamente (Figura 4) da informação de painel lateral. Ocorrendo simultaneamente os sinais RH e LH, apresentam uma largura de banda reduzida devido ao factor de expansão do pa^i nel lateral (6,96) o qual é a relação entre a largura do painel lateral e a largura do painel lateral original.

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-13Qs sinais LH e RH são muitiplexados em tempo com os sinais

IH e QH através de um mui tipiexador de crominância e luminância

42, para poroduzir simultaneamente componentes de sinais de altos de painel lateral X e Z como mostrado na Figura 5. A componente de sinal X é produzida por inserção da componente de luminância de altos esquerda LH (pixels 85-670) entre os altos de painel lateral direito e esquerdo do sinal diferença de cor IH. Similarmente, a componente de sinal Z é simultaneamente produzida por i_n serção da componente de luminância de altos direita RH (pixels 85-670) entre os altos de painel lateral direito e esquerdo do s_i nal diferença de cor QH.

Os sinais X e Z, contendo a informação de altos de painel lateral, exibindo cada uma largura de banda de 0-700 KHz, são modjj lados em quadratura num sinal de subportadora alternativo sincronizado horizontalmente ASC por meio de um modulador de quadratura

43. A frequência do sinal de subportadora alternativo ASC é asco lhido para assegurar uma separação adequada (por exemplo 20-30 db) da informação central e lateral, e para ter um impacto insignificante sobre uma imagem exibida por um receptor NTSC padrão.

Nesta realização o sinal ASC apresenta uma frequência de 2,368 MHz.

A frequência de 2,368 MHz escolhida para o sinal de subpox tadora alternativo ASC é uma frequência entrelaçada a um múltiplo diferente de metade da frequência de linha horizontal, isto é, 301xf^/2. Esta frequência de subportadora alternativa produz um modelo de interferência fina virtualmente imperceptível traçado em cruzamento, o qual não compromete a qualidade de uma imagem exibida, comparada com um modelo de interferência de tiras em mo vimento mais importante o qual seria produzido por uma frequência de subportadora não entrelaçada. A frequência de subportadora de 2,368 MHz é inserida com vantagem no espectro de frequências subjq tancialmente simétrico entre a banda de detalhe vertical de luminância e a banda de crominância modulada, como mostrado na Figura

11. Como um resultado, como é visto da Figura 11, a informação de altos de painel lateral,modulada,ocupa uma largura de banda de +. 700 KHz entre as bandas de detalhe vertical e de frequência de crominância. Para simplificar esta representação, a Figura 11 não

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-14mostra o espectro de frequência de luminância geral, o qual se prolonga a 4,2 MHz e ê intercalado com o espectro de frequência de crominância como sabido.

A modulação em quadratura permite, com vantagem, que dois sinais de banda estreita sejam transmitidos simultaneamente. Ao expandir os sinais de altos de painel lateral resulta uma redução da largura de banda, consistente com as necessidades de banda estreita da modulação em quadratura. Quanto mais a largura de banda é reduzida menor é a interferência entre a portadora e os sinais de modulação. E também observado que, a técnica descrita de multipiexação no tempo os altos de painel lateral de crominância e luminância para produzirem os sinais X e Z antes da modulação em quadratura necessita com vantagem apenas de uma subportadjg ra em vez de duas. Além disso visto que a componente DC da info_r mação de painel lateral é comprimida numa região de sobreexploração, a energia do sinal modulador e portanto a interferência de potencial do sinal modulador, são grandemente reduzidas. Para re? duzir a semelhança da interferência produzida pelo sinal modulado em quadratura, o sinal do modulador 43 é atenuado por um atenuador 44, o qual apresenta um ganho de sinal de 0,25, antes de ser filtrado em passa banda, ao longo dos eixos diagonais no plano temporal-vertical (V-T), pelo filtro passa banda 46. A acção do atenuador 44 foi escolhida para reduzir a visibilidade de certo tipo de interferências causadas por altos laterais modulados não correlacionados quando visionados num receptor NTSC padrão.

A atenuação conseguida pela rede 44 pode também ser produzida por ajustamento dos coeficientes de ponderação do filtro 46. Um sinal de saída modulado em quadratura e filtrado SH do filtro 46, contendo os altos de painel lateral, é combinado com o sinal C/SL no combinador 40 para produzir um sinal de écran largo comp_a tivel NTSC. 0 sinal NTSC é convertido para a forma analógica por um conversor digital-analógico (DAC) 54 antes de ser aplicado a um modulador RF e rede de transmissão 55 para transmissão através de uma antena 56.

sinal de écran largo compatível NTSC codificado transmitido pela antena 56 deve ser recebido por ambos os receptores

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-15NTSC e de écran largo, como mostrado na Figura 13. Antes de explicar a Figura 13, contudo, deve fazer-se referência às Figuras

6-9 e 12, as quais mostram certas porções do dispositivo codific_a dor da Figura 1 em maior detalhe.

A Figura 6 mostra um dispositivo incluído no processador 18 da Figura 1 para desenvolver os sinais YE , YO, LH e RH a partir do sinal de écran largo e banda larga YF. □ sinal YF é filtrado em passa banda horizontalmente pelo filtro 610 com uma frequência de corte de 700 KHz para produzir um sinal de luminância de baixa frequência YL, o qual é aplicado a uma entrada de um com binador subtractivo 612. 0 sinal YF é aplicado à outra entrada do combinador 612 e ao dispositivo de desmultiplexagem em tempo 616, antes de ser retardado pela unidade 614 para compensar o retardo de processamento de sinal do filtro 610. 0 sinal retardado e de combinação YF e o sinal filtrado YL produzem o sinal de 1 um_i nSncia de alta frequência YH numa saída do combinador 612.

sinal retardado YF e os sinais YH e YL são aplicados a entradas separadas do dispositivo desmultiplexador 616 o qual inc lui as unidades de desmuitiplexação (DEMUX) 618, 620 e 621 para processamento respectivo dos sinais YF, YH e YL.

0s detalhes do dispositivo de desmui tipiexação 616 serão explicados em relação com a Figura 8. As unidades de desmultipl_e xação 618, 620 e 621 originam respectivamente o sinal de painel central de largura de banda total YC, o sinal de altos de painel lateral YH' e o sinal de baixos de painel lateral YL' como mostra do nas Figuras 3 e 4.

sinal YC é expandido no tempo pelo expansor em tempo 622 para produzir o sinal YF, enquanto que os expansores em tempo 624 e 626 expandem o sinal YH' para produzir os sinais LH e RH, respectivamente. 0 sinal YC é expandido no tempo com um factor de expansão central suficiente para deixar espaço para as regiões de sobreexploração horizontais direita e esquerda. 0 factor de expansão central (l,19) é a relação entre a largura pretendida do sinal YE (15-740 pixels) com a largura do sinal YC (75-680 pixels) como mostrado na Figura 3. 0 sinal YH' é expandido com um factor de expansão lateral para produzir o sinal LH. 0 factor de expan67 912

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J' st são lateral (6,97) é a relação entre a largura pretendida do sinal LH (85-670 pixels) e a largura da componente de painel esquej do do sinal YH' (l-84 pixels) como mostrado na Figura 4. 0 sinal

RH é produzido por um processo semelhante. 0 sinal YL' é comprimido com um factor de compressão lateral, por um compressor no tempo 628 para produzir o sinal Y0. 0 factor de compressão lateral (0,166) é a relação entre a largura pretendida do sinal Y0 (por exemplo 1-14 pixels esquerdos) e a largura da porção correspondente do sinal YL' (por exemplo 1-84 pixels esquerdos) como mostrado na Figura 3. Os expansores em tempo 622, 624 e 626 e o compressor em tempo 628 podem ser do tipo mostrado na Figura 12, como será explicado.

Os sinais ΙΕ, IH, 10 e QE, QH, Q0 são desenvolvidos respec tivamente dos sinais IF e QF de modo semelhante àquele pelo qual os sinais YE , YH' e Y0 são desenvolvidos pelo dispositivo da Eigjj ra 6. A este respeito é feita referência na Figura 7, a qual mo^ tra dispositivos para desenvolverem os sinais ΙΕ, IH e 10 a partir do sinal IF. Os sinais QE, QH e QQ são desenvolvidos a partir do sinal QF de maneira semelhante.

sinal de écran largo de banda larga IF, depois de ser re tardado pela unidade 714, é acoplado ao dispositivo desmultipiexa dor 716 e também combinado subtractivamente com o sinal de baixa frequência IL vindo do filtro passa baixo 710, num combinador sub tractivo 712 para produzir o sinal de alta frequência IH'. 0 sinal retardado IF e os sinais IH' e IL são respectivamente desmultiplexados pelos desmuitiplexadores 718, 720 e 721 associados com o dispositivo de desmultiplexagem 716, para produzir os sinais IC, IH e IL'. 0 sinal IC é expandido no tempo pelo expansor 722 para produzir o sinal IE, e o sinal IL' ê comprimido no tempo pelo com pressor 728 para produzir o sinal 10. 0 sinal IC é expandido com um factor de expansão central semelhante ao utilizado para o sinal YC como explicado e o sinal IL' é comprimido com um factor de compressão lateral semelhante ao utilizado para o sinal YL', como também já explicado.

Em ligação com os arranjos das Figuras 6 e 7 nota-se que, por exemplo, na Figura 6 a filtragem do sinal de entrada antes de,

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RCA 83.954 em vez de depois de, o aplicar ao desmultiplexador 616 evita com vantagem transientes de margem de sinal não desejados nos sinais de saída LH, RH e YO. Especificamente, o desmultiplexador 616 produz sinais de salda com transições de saída agudas e bem defini das as quais seriam distorcidas (por exemplo, sugadas) por filtra gem dos sinais de saída do desmultiplexador 616.

A Figura 8 mostra um dispositivo de desmultiplexação 816 o qual pode ser usado para os dispositivos 616 da Figura 6 e 716 da Figura 7. 0 dispositivo da Figura 8 ê representado no contexto do desmultiplexador 616 da Figura 6. 0 sinal de entrada YF contém 754 pixels definindo a informação de imagem. Os pixels de 1-84 definem o painel lateral, os pixels 671-754 definem o painel direito e os pixels 75-680 definem o painel central o qual se sobrepõe ligeiramente aos painéis direito e esquerdo. Os sinais IF e QF mostram uma sobreposição semelhante. Como será mostrado, a tal sobreposição de painel foi encontrada para combinar (unir) os painéis laterais e centrais no receptor para eliminar substancia_l mente os artifícios limítrofes.

dispositivo de desmultiplexação 816 inclui a primeira, segunda e terceira unidades de desmultiplexação (DEMUX) 810, 812 e 814 associadas respectivamente, com a informação de painel esquerda, central e direita. Cada unidade de desmultiplexação tem uma entrada A à qual cada um dos sinais YH, YF e YL são respectivamente aplicados, e uma entrada 8 à qual um sinal em branco (BLK) é aplicado. 0 sinal em branco pode ser, por exemplo, um nível 0 lógico ou a terra. A unidade 810 extrai o sinal YH' contendo os altos esquerdo e direito, do sinal YH durante o tempo em que uma entrada seleccionada de sinal (SEL) da unidade 810 recebe um primeiro sinal de controlo vindo de um comparador de contagem 817 indicando a presença de elementos 1-84 de pixel de painel esquerdo e os elementos 671-754 de pixel de painel direito. Noutras vezes, um segundo sinal de controlo do comparador de contagem 817 origina o sinal BLK na entrada B, em vez do sinal YH na entrada A, para ser ligado à salda da unidade 810. A unidade 814 e um comp_a rador de contagem B20 funcionam de um modo semelhante para originar sinais de baixos de painel lateral YL' do sinal YL. A unidade 812 faz o acoplamento do sinal YF, da sua entrada A à sua saí67 912

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-18da para produzir o sinal de painel central YC apenas quando um sinal de controlo, de um comparador de contagem 818 indica a presença dos pixels 75-680 de painel central.

Os comparadores de contagem 817, 818 e 820 são sincronizados para o sinal de vídeo YF por meio de um sinal de saída de impulso do contador 822 o qual responde a um sinal relógio a quatro vezes a frequência de subportadora de crominância (4 x fsc), e a um sinal de sincronização de linha horizontal H derivado do sinal de vídeo YF. Cada impulso de saída do contador 822 corresponde a uma posição pixel ao longo de uma linha horizontal. 0 contador 822 mostra um ajustamento inicial de uma contagem de -100 correspondendo aos 100 pixels do inicio do impulso de sincronismo horizontal, tornando-se negativo, no tempo para o fim do intervalo horizontal em branco, no qual o pixel 1 aparece no início do intervalo de exibição de linha horizontal. Assim, o contador 822 mostra uma contagem de 1 no início do intervalo de exibição de linha. Outros arranjos de contadores podem ser desenvolvidos. De via ser evidente que os princípios usados pelo dispositivo de dejs muitiplexação 816 podem também ser aplicados a dispositivos de desmultiplexação para executarem uma operação de combinação de s_i nal contrário, tal como é feito pelo combinador de painel central e lateral 28 na Figura 1.

A Figura 9 mostra dispositivos adequados para executarem o processo de codificação NTSC usado no codificador 36, da Figura 1, para produzir o sinal C/SL.

Na Figura 9, os sinais IN e QN aparecem com uma frequência de quatro vezes a da subportadora de crominância (4 x f ) e são 5 C aplicados às entradas de sinal dos trincos 910 e 912, respectivamente. Os trincos 910 e 912 recebem também sinais de relógio de 4 x f para transferirem os sinais IN e QN, e um sinal de comutai ção de 2 x f o qual é aplicado a uma entrada inversora de sinal de comutação do trinco 910 e uma entrada não inversora de sinal de comutação do trinco 912.

As saídas de sinal dos trincos 910 e 912 são combinadas nu ma única linha de salda, na qual os sinais I e Q aparecem alternai damente e são aplicados às entradas de sinal de um trinco não in€>Ί 912

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SP

-19versor 914 e de um trinco inversor 916. ^stss trincos são sincronizados a uma frequência de 4 x f e recebem um sinal de comjj tação, a uma frequência de subportadora de crominância f , nas entradas inversora e não inversora,respectivamente.

trinco não inversor 914 produz uma sequência alternativa de saída de sinais de polaridade positiva I e Q, e o trinco inve_r sor 916 produz uma sequência alternativa de saída de sinais de p.o laridade I e Q, isto é, -I, -Q. As saídas dos trincos 914 e 916 são combinadas numa única linha de saída na qual aparece uma sequência alternativa de sinais I e 3 unidos, de pares de polaridade mutuamente oposta, isto é I, Q, -I, -Q, ... etc. Estes sinais são combinados com o sinal de luminância YN num adicionador 918 para produzirem o sinal codificado NTSC C/SL da forma Y+I, Y+Q, Y-I, Y-Q, Y+I , Y+Q ... e etc..

A Figura 12 mostra o dispositivo de traçagem de retículo o qual pode ser usado para os expansores e compressores no tempo das Figuras 6 e 7. A propósito, é feita referência às formas de onda da Figura 12a a qual mostra o processo de traçagem. A Figura 12a mostra uma forma de onda de sinal de entrada S com uma po_r ção central entre os pixels 84 e 670 a qual é para ser traçada nas posiçães de pixel 1-754 de uma forma de onda de saída Y por meio de um processo de expansão no tempo. Os pixels de ponto de extre midade 84 e 670 da forma onda S traçam directamente nos pixels de ponto de extremidade 1 e 754 da forma de onda Y. Os pixels intejr médios não se traçam directamente numa base 1:1 devida à expansão no tempo e em muitos casos não se traçam numa base inteira. Este último caso é mostrado, por exemplo, na localização de pixel 85,33 da forma de onda de entrada S correspondente à localização de pixel inteiro 3 da forma de onda de saída Y. Assim a localização de pixel 85,33 do sinal S contém uma parte inteira (B5) e uma pa_r te fraccionária DX (0,33) e a localização de pixel 3 da forma de onda Y contém uma parte inteira (3) e uma parte fraccionária (Cl).

Na Figura 12, um contador de pixels funcionando a uma frequência de 4 x f_sc> fornece um sinal WRITE ADDRESS de saída M representativo das localizações de pixel (l ... 754) num retículo de saída. D sinal M é aplicado à PROM (Memória apenas de lei tura, programável) 1212 a qual inclui uma tabela de consulta con67 912

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-20tendo valores programados dependendo da natureza do traçado do re tlculo a ser executado, por exemplo, compressão ou expansão. Em resposta ao sinal M, a PROM 1212 fornece um sinal READ ADDRESS de saída N representando um número inteiro, e um sinal de saída DX representando um número fraccionário igual ou maior que zero mas menor que a unidade. No caso de um sinal de 6 bits DX (2^=64), o sinal DX mostra partes fraccionárias □, l/64, 2/64, 3/64 ... 63/64.

A PROM 1212 permite a expansão ou compressão de um sinal de entrada video S como uma função de valores armazenados de sinal N. Assim um valor programado do sinal READ ADDRESS N e um valor programado do sinal de parte fraccionária DX são fornecidos em resposta a valores inteiros do sinal de colocação de pixel M. Para conseguir a expansão de sinal, por exemplo, a PROM 1212 é ar_ ranjada para produzir o sinal N a uma frequência mais baixa que a do sinal M. Contrariamente, para se conseguir a compressão de s_i nal, a PROM 1212 fornece um sinal N numa relação maior que a do sinal M.

sinal de entrada vídeo S é retardado, pelos elementos de retardo de pixel em cascata 1214a, 1214b e 1214c, para produzir os sinais de vídeo S(N+2), 5(N+l) e S(n) os quais são versões mutuamente retardadas do sinal de entrada vídeo. Estes sinais são aplicados às entradas de sinal vídeo das respectivas memórias de acesso duplo 1216a - 1216d, como é conhecido. 0 sinal M é aplica_ do a uma entrada de endereço de escrita de cada uma das memórias 1216a - 1216d, e o sinal N é aplicado a uma entrada de endereço de leitura de cada das memórias 1216a - 1216d. □ sinal M determ_i na onde a informação de sinal vídeo de entrada será escrita nas memórias e o sinal N determina quais os valores que serão lidos nas memórias. As memórias podem escrever num endereço enquanto simultaneamente lêem a memória de outro endereço. Os sinais de sada S(N-l), S(n), 5(N+l) e S(N+2) das memórias 1216a - 1216d mos tram um formato comprimido ou expandido no tempo dependendo da operação de escreve/lê das memórias 1216a - 1216d, a qual é uma função de como a PROM 1212 é programada.

Os sinais S(N-l), S(N), S(N+l) e S(N+2) das memórias 1216a

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-21- 1216d são processados por um interpolador linear de quatro pontos incluindo filtros de pico 1220 e 1222, uma PROM 1225 e um interpolador linear de dois pontos 1230, detalhes dos quais são mo_s trados na Figura 12b e 12c. Os filtros de pico 1220 e 1222 recebem três sinais do grupo de sinais incluindo os sinais S(N-l),

S(N) , S(N+l) e S(N+2) como mostrado, bem como recebendo um sinal de pico PX. 0 valor do sinal de pico PX varia entre zero e a uni. dade como função do valor do sinal DX, como mostrado na Figura 12d e é fornecido pela PROM 1225 em resposta ao sinal DX.

Ά PROM 1225 inclui uma tabela de consulta e é programada para produzir um valor dado de PX em resposta a um dado valor de DX.

Os filtros de pico 1220 e 1222 fornecem respectivamente si. nais vídeo de pico mutuamente retardados S'(N) e S'(N+l) a um interpolador linear de dois pontos 1230 o qual também recebe o sinal DX. 0 interpolador 1230 fornece um sinal de saída vídeo Y (comprimido ou expandido) onde o sinal de saída Y é definido pela expressão

Y = S’(N) + DX /~S'(N+l)-S'(n)_7 interpolador de quatro pontos descrito e a função de pico aproxima com vantagem uma função de interpolação (sen X)/X com boa rq solução de detalhe de alta frequência.

A Figura 12b mostra detalhes de filtros de pico 1220 e 1222 e do interpolador 1230. No filtro 1220 os sinais S(l\l-l),

S (N ) e S ( N+1) são aplicados a um circuito de ponderação 1240 onde estes sinais são respectivamente ponderados por coeficientes de pico -l/4, l/2 e -I/4. Como mostrado na Figura 12c, o circuito de ponderação 1240 compreende os multiplicadores 1241a - 1241c p_a ra multiplicarem respectivamente os sinais 5(l\l-l), 5(l\l) e S(l\J+l) com coeficientes de pico de -l/4, l/2 e -l/4. 0s sinais de saída dos multiplicadores 1241a - 1241c são somados no adicionador 1242 para produzirem um sinal de pico P(n). 0 sinal P(l\l) é multiplica do pelo sinal PX num multiplicador 1243 da Figura 12b para produzir um sinal de pico o qual é somado com 0 sinal S(n) para produzir um sinal de pico S'(n). 0 filtro de pico 1222 mostra uma es€>Ί 912

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-22trutura e operação semelhantes.

No interpolador de dois pontos 12 30, o sinal S’(l\l) é subtraído do S'(l\l+l) num subtractor 1232 para produzir um sinal diferença o qual é multiplicado pelo sinal DX num multiplicador 1234. 0 sinal de saída do multiplicador 1234 é somado com o sinal S'(N) num adicionador 1236 para produzir o sinal de saída Y.

Referindo-nos à Figura 13, um sinal de televisão de écran largo compatível transmitido é recebido por uma antena 1310 s aplicado a uma entrada de antena de um receptor NTSC 1312. 0 receptor 1312 processa o sinal de écran largo compatível em forma normal para produzir uma exibição de imagem com um alargamento de 4:3, com a informação de painel lateral de écran largo sendo comprimida em parte (isto é baixos) nas regiões de sobreexploração horizontais fora da vista do espectador, e sendo em parte (isto é, altos) contidos no sinal da subportadora alternativa modulada a qual não altera a operação do receptor padrão.

sinal de écran largo compatível recebido pela antena 1310 é também aplicado a um receptor de écran largo 1320 capaz de exibir uma imagem vídeo com um alargamento de, por exemplo,

5:3. 0 sinal de écran largo recebido é processado por uma unidade de entrada 1322 incluindo um sintonizador de radiofrequência (RF) e circuitos de amplificação, e um desmodula dor vídeo qu.e produz um sinal vídeo de banda de base. 0 sinal vídeo de banda da base da unidade 1322 é convertido para a forma digitai (binária) por meio de um conversor analógico-digital (ADC) 1324 o qual funciona a uma frequência de amostragem de quatro vezes a frequência da subportadora de crominSncia (4xf_sc).

Um sinal vídeo digital de banda larga de uma salda do ADC 1324 é aplicado a um filtro passa banda HVT 1326 para extrair o sinal de altos de painel lateral (5H). 0 filtro 1326 apresenta a configuração da Figura 10c e tem um passa banda de 2,368 MHz +_ +_ 700 KHz. 0 sinal de altos de painel lateral é aplicado a uma entrada de um combinador subtractivo 1328, recebendo uma sua outra entrada o sinal de saída vídeo de banda larga do ADC 1324 depois de ser retardada pela unidade 1330 para compensar o retardo de processamento de sinal associado com o filtro 1326.

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Um sinal de formatação NTSC de saída C/SL do combinador 1328 contém informação de painel central de largura de banda total bem como os baixos de painel lateral comprimidos. 0 sinal C/SL corresponde ao sinal C/SL vindo da salda do codificador 36 na Figura 1. Na restante explicação da Figura 13 os sinais possuindo partes contrárias aos sinais mostradas na Figura 1 são identificados pela mesma legenda.

sinal C/SL é descodificado nos seus constituintes YN, IN e QN por meio de um arranjo de descodificador incluindo um filtro passa banda HUT 1332, o qual apresenta a configuração da Figura 10c e tem uma passa banda de 3,58 +. 0,5 MHz, um combinador subtractivo 1334 e um desmodulador em quadratura síncrono 1336 responsável pelo sinal de subportadora SC. 0 filtro 1332 separa a componente de crominSncia do sinal C/SL. 0 sinal de luminSncia YN é obtido pela subtracção do sinal de salda de crominSncia sepa rado do filtro 1332, do sinal C/SL no combinador subtractivo 1334, depois do sinal C/SL ser retardado por uma rede 1333 para igualar os tempos de trSnsito dos sinais aplicados ao combinador 1334.

sinal de crominSncia separado do filtro 1332 é também dejs modulado em quadratura pelo desmodulador 1336 para produzir compo nentes de sinal de diferença de cor IN e ON. Os sinais YN, IN e ON são separados para os baixos de painel lateral comprimidos Y0, 10 e Q0 e sinais de painel central expandidos YE , ΙΕ, QE por meio de um separador de sinal de painel lateral e central (des mui tiple, xador em tempo) 1340. 0 desmultiplexador 1340 pode utilizar os princípios do desmultiplexador 816 da Figura 8 anteriormente explicado.

0s sinais Y0, 10 e Q0 são expandidos no tempo por um factor de expansão lateral (correspondendo ao factor de compressão lateral no codificador da Figura l) por meio de um expansor no tempo 1342 para restabelecer a relação original espacial dos baixos de painel lateral no sinal de écran largo, como representado pelos sinais de baixos de painel lateral restaurados YL, IL e OL. Do mesmo modo, para dar espaço para os painéis laterais, os sinais YE, IE e QE são comprimidos no tempo por um factor de compressão central (correspondente ao factor de expansão central no codifica

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-24dor da Figura l) por meio de um compressor em tempo 1344 para res. taurar a relação espacial original do sinal de painel central no sinal de écran largo, como representado pelos sinais de painel central restaurados YC, IC e OC. 0 compressor 1344 e o expansor 1342 podem ser do tipo mostrado na Figura 12. Os baixos de painel lateral restaurados YL, IL e QL são combinados num combinador 1346 com altos de painel lateral restaurados YH, IH e OH os quais são recuperados como segue.

sinal de altos lateral SH do filtro 1326 é amplificado com um ganho de 4 por um amplificador 1350, para compensar a atenuação produzida pelo atenuador 44 no codificador da Figura 1. 0 sinal de altos lateral amplificado é desmodulado em quadratura por um desmodulador 1352 o qual responde a um sinal de subportadjq ra alternativa ASC. Os sinais de altos laterais desmodulados X e

Z são aplicados a um separador de luminSncia e crominância 1354, por exemplo, um desmultiplexador do tipo mostrado na Figura 8 para produzir componentes de luminSncia de altos laterais LH, RH e componentes de sinal diferença de cor IH, QH. Especificamente, o sinal X é desmuitiplexado para produzir os sinais LH e IH e o sinal Z é des mui tipi exado para produzir os sinais RH e OH, como mos. trado na Figura 5.

Os sinais da altos de painel lateral esquerdo e direito LH e RH são comprimidos no tempo por um factor de compressão lateral (correspondente ao factor de expansão lateral no codificador da Figura l) por meio de um compressor em tempo 1356.

compressor 1356 é do tipo explicado em ligação com a Figura 12 e também traça os sinais de altos laterais comprimidos esquerdo e direito numa posição própria dentro de cada linha de exploração horizontal, produzindo por isso o sinal de altos de painel lateral espacialmente restaurado YH.

Os altos de painel lateral restaurados espacialmente YH,

IH e QH são combinados com os baixos de painel lateral espacialmente restaurados YL, IL e QL pelo combinador 1346 para produzirem os sinais de painel lateral reconstituído YS, IS e OS. Estes sinais são unidos aos sinais de painel central reconstruído YC,

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IC e QC através de um acoplador 1360 para formar um sinal de luminância de écran largo reconstruído YF e sinais diferença de cor de écran largo totalmente reconstruídos IF e Q F. A união dos com ponentes de sinal de painel central e lateral é conseguida de uma maneira, a qual elimina virtualmente uma costura visível na fronteira entre os painéis laterais e central, como será visto da explicação subsequente do acoplador 1360 como mostrado na Figura 14.

Os sinais de écran largo YF, IF e QF são convertidos na forma analógica por meio de um conversor digital-analógico 1362 antes de ser aplicado a uma unidade amplificadora de matriz e pro cessadora de sinal de vídeo 1364. A componente de processador de sinal vídeo da unidade 1364 inclui amplificação de sinal, a alteração do nível de DC, picos, controlo de brilho, controlo de contraste e outros circuitos de processamento de sinal vídeo de uma natureza convencional. 0 amplificador de matriz 1364 combina o sinal de luminância YF com os sinais de diferença de cor IF e QF, para produzir os sinais vídeo representativos de imagem de cor vermelha (R), verde (G) e azul (θ). Estes sinais de cor são amplj. ficados, por amplificadores de excitação de écran na unidade 1364, para um nível adequado para excitar directamente um dispositivo de visor de imagem de cor de écran largo, 1370, por exemplo, um cineq cópio de écran largo.

Na Figura 14, o acoplador 1360 é mostrado como compreenden do uma rede 1410 para produzir um sinal de luminância de largura de banda total YF a partir da componente de sinal de luminância de painel lateral YS e da componente de sinal de luminância de painel central YC, bem como um acoplador de sinal I 1420 e um acoplador de sinal Q 1430 os quais são semelhantes em estrutura e operação à rede 1410. Como mencionado previamente, os painéis central e lateral são de propósito sobrepostos por vários pixels, por exemplo, dez pixels. Assim os sinais de painel lateral e cen trai partilharam vários pixels redundantes, através da codificação de sinal e do processo de transmissão antes da união.

No receptor de écran largo, os painéis central e lateral são reconstruídos a partir dos seus respectivos sinais, mas devido à expansão no tempo, compressão no tempo e filtragem executada

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nos sinais de painel, vários pixels nos limites de painel central e lateral são deteriorados ou distorcidos. As regiões sobrepostas (OL) e pixels deteriorados (CP) (ligeiramente exagerados para clarificação) são indicados pelas formas de onda associadas com os sinais YS e YC na Figura 14. Se os painéis não tiverem região de sobreposição, os pixels deteriorados tocarão uns nos outros e será visível uma costura. Uma região de sobreposição de dez pixels de largura foi achada como tendo uma largura suficiente para compensar de três a cinco pixels de limite deteriorados.

□s pixels redundantes permitem com vantagem a mistura dos painéis central e lateral na região de sobreposição. Um multipl_i cador 1411 multiplica o sinal da painel lateral YS por uma função de ponderação W nas regiões de sobreposição, como mostrado pela forma de onda associada, antes de o sinal YS ser aplicado a um combinador de sinal 1415. Do mesmo modo, um multiplicador 1412 multiplica o sinal de painel central YC por uma função de pondera ção complementar (l-W) nas regiões de sobreposição, como mostrado pelas formas de onda associadas, antes de o sinal YC ser aplicada ao combinador 1415. Cstas funções de ponderação mostram uma característica tipo rampa linear acima das regiões de sobreposição e contêm valores entre D e 1. Após a ponderação, os pixels de painel central e lateral são somados pelo combinador 1415 de modo a que cada pixel reconstruído é uma combinação linear de pixels de painel central e lateral.

As funções de ponderação deveriam, de preferência, aproximar a unidade junto do limite interior da região de sobreposição, e devem aproximar o zero no limite exterior . Isto garantirá que os pixels deteriorados têm relativamente pouca influência no limite de painel reconstruído. A função de ponderação tipo rampa linear mostrada satisfaz esta necessidade. Contudo, as fun ções de ponderação necessitam de não serem lineares, e uma função de ponderação não linear com porções terminais circulares ou curvilíneas, isto é, na vizinhança dos pontos de ponderação 1 ou 0 também podem ser usados. Tal função de ponderação pode ser obtida prontamente por filtragem de uma função de ponderação de rampa linear do tipo mostrado.

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-27A s funções de ponderação W e 1-W podem ser prontamente geradas por uma rede incluindo uma tabela de consulta relativa a um sinal de entrada representativa de posições de pixel e um combina, dor subtractivo. As localizações de sobreposição de pixel central e lateral são conhecidas e a tabela de consulta á programada de acordo para possibilitar valores de saída de 0 a 1 , correspondendo à função de ponderação W, em relação com o sinal de entrada. 0 sinal de entrada pode ser desenvolvido numa variedade de maneiras, tal como por um contador sincronizado por cada impulso de sincronização de linha horizontal. Em complemento a função de ponderação 1-W pode ser produzida por subtracção da função de ponderação W da unidade.

Os princípios do invento revelado são aplicáveis a outros tipos de dispositivos de emissão de televisão padrão, tal como o PAL por exemplo.

Claims (19)

1. REIUINDICAÇÕES

   1 - Aparelho para codificar un sinal vídeo de écran largo, caracterizado por compreender:

   - meios (lD, 12, 14, 16) para proporcionarem um sinal vídeo representativo de uma imagem de écran largo, tendo um alargamento maior do que o alargamento padrão e possuindo componentes de sinal de painel central e lateral;

   - meios (18) para separarem a dita componente de sinal lateral em componentes de alta e baixa frequências;

   - meies (628) para comprimirem no tempo a dita componente de baixa frequência numa região sobreexplorada de uma linha de exibição de imagem horizontal do dito sinal vídeo;

   - meios (43) para modularem uma subportadora alternativa com a dita componente de alta frequência de painel lateral, estajg do a dita subportadora alternativa a uma frequência diferente da frequência subportadora de crominância;

   - meios (622) para expandirem no tempo a dita componente de sinal de painel central de modo a ter um alargamento substancialmente igual ao dito alargamento padrão; e

   - meios (40) para combinarem a dita componente lateral de baixa frequência, comprimida, a dita componente lateral de alta frequência, modulada e a dita componente central, expandida num canal de transmissão de sinal.
2. 2 - Aparelho para descodificar um sinal vídeo de écran la_r go codificada, possuindo componentes de sinal de painel central e lateral, sendo o dito sinal vídeo codificado conduzido por um canal de transmissão de sinal e possuindo a) informação de sinal de painel lateral de baixa frequência, comprimida no tempo numa região sobreexplorada de imagem horizontal, b) informação de sinal de painel lateral de alta frequência, modulada, numa subportadora alternativa numa frequência diferente da frequência da subportad_o ra de crominância e c) informação de sinal de painel central, expandida no tempo; sendo o dito dispositivo caracterizado por com preender:

   67 912

   RCA 83 954 f!

   -29- meios (1326) para separarem, o dito sinal subportador al. ternativo modulado, do dito sinal vídeo conduzido pelo dito canal de transmissão;

   - meios (1328) para separarem, a dita informação de sinal de painel lateral de baixa frequência, do dito sinal vídeo conduzido pelo dito canal de transmissão;

   - meios (1352 ) para desmodularem a dita subportadora alter. nativa modulada para produzirem um sinal de painel lateral de al-

   ta frequência; expandirem no tempo a dita informação - meios (1342) para de painel lateral de baixa frequência, comprimida para produzirem u m sinal de painel lateral de baixa frequência; - meios (1344) para comprimirem no tempo a dita informação

   central expandida para produzirem um sinal de painel central;

   - meios (1346, 1360) para combinarem o dito sinal de painel lateral de alta frequência, o dito sinal de painel lateral de baixa frequência e o dito sinal de painel central para produzirem um sinal vídeo de écran largo, descodificado; e

   - meios (1362, 1364) para conduzirem o dito sinal vídeo de écran largo descodificado para um dispositivo visor de imagem de écran largo (1370).
3. 3 - Dispositivo para processamento de um sinal vídeo de écran largo representativo de uma imagem de écran largo possuindo um alargamento maior do que o alargamento padrão, possuindo o dito sinal vídeo de écran largo uma componente de sinal de painel central com um dado alargamento e possuindo uma componente de sinal de painel lateral com componentes de alta e baixa frequências, cçi dificadas por processos mutuamente diferentes; sendo o dito dispositivo caracterizado por compreender:

   - meios (1322 - 1342) para descodificarem a dita componente de sinal de painel lateral de baixa frequência;

   - meios (1350 - 1356) para descodificarem a dita componente de sinal de painel lateral de alta frequência;

   - meios (1344) para modificarem o dito alargamento da dita

   67 912

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   -30componente de sinal de painel central; e

   - meios (1346, 1360) para combinarem as ditas componentes de sinal de painel lateral de alta e baixa frequências, descodif_i cadas, com a dita componente de painel central de alargamento modificado.
4. 4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterí zado por o dado alargamento da dita componente de sinal de painel central ser um alargamento padrão de aproximadamente 4:3; e por os ditos meios de modificação (1344) comprimirem no tempo o dito alargamento da dita componente de painel central.
5. 5 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterí. zado por a dita componente de baixa frequência (Yl_) da dita compo nente de sinal de painel lateral ser codificada por compressão no tempo da dita componente de baixa frequência numa região sobreexplorada de imagem horizontal.
6. 6 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracter_i zado por a dita componente de alta frequência (X, Z) da dita componente de sinal de painel lateral ser codificada por modulação de uma subportadora alternativa (A5C) com a dita componente de painel lateral de alta frequência, estando a dita subportadora a_l ternativa a uma frequência diferente da frequência da subportadora de crominância.
7. 7 - Dispositivo para processamento de um sinal de vídeo de écran largo representativo de uma imagem de écran largo, caracterizado por compreender:

   - meios (10 - 16) para gerarem um sinal video de écran lar go possuindo um alargamento maior do que o alargamento padrão, possuindo uma componente de sinal de painel central com um dado alargamento e possuindo uma componente de sinal de painel lateral com componentes de alta e baixa frequências;

   - meios (616) para separarem as ditas componentes de alta frequência (YH¹) e baixa frequência (YL ' ) de painel lateral;

   - meios (628) para codificarem a dita componente de baixa frequência (YL'), separada, através de um primeiro processo de co

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   -31di ficação;

   - meios (624, 626, 42, 46) para codificarem a dita componente de alta frequência, separada, através de um segundo processo de codificação diferente do dito primeiro processo;

   - primeiros meios (622) para modificarem o dito alargamento da dita componente de sinal de painel central (YC);

   - meios (36, 40) para combinarem as ditas componentes de alta (LH, RH) e baixa (YO) frequências codificadas com a componejn te de painel central (YE) de alargamento modificado para formarem um sinal combinado codificado;

   - meios (55, 56) para transmitirem o dito sinal combinado codificada através de um canal de transmissão de sinal; e

   - meios para receberem o dito sinal combinado codificado transmitido, incluindo os ditos meios:

   - meios (1322 - 1340) para descodificarem o dito sinal com binado codificado, nas ditas componentes de sinal de painel lateral de alta e baixa frequências e a dita componente de sinal de painel central;

   - segundos meios (1344) para modificarem o dito alargamento da dita componente de sinal de painel central fornecida pelos ditos meios de descodificação;

   - meios (1346 , 1360 - 1364) para combinarem, as ditas comp_o nentes de sinal de painel lateral de alta e baixa frequências, des. codificadas, com a dita componente de sinal de painel central de alargamento modificado para produzirem um sinal vídeo de écran largo reconstituído; e

   - meias de visor de imagem (1370) que reagem ao dito sinal vídeo de écran largo, reconstituído.
8. 8 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracteri zado por o dito dado alargamento da dita componente de sinal de painel central (YC) ser um alargamento padrão de aproximadamente 4:3;

   por os ditos primeiros meios de modificação (622) expandi67 912

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   -32rem no tempo o dito alargamento dado da dita componente de painel central; e por os ditos segundos meios de modificação (1344) comprimirem no tempo o dito alargamento da dita componente de sinal de painel central.
9. 9 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracter^i zado por a dita componente da baixa frequência (YL’), da dita com ponente de sinal de painel lateral, ser codificada por compressão no tempo da dita componente de baixa frequência numa região sobreexplorada de imagem horizontal.
10. 10 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caractsrj. zado por a dita componente, de alta frequência da dita componente de sinal de painel lateral, ser codificada por modulação de uma subportadora alternativa (ASC) com a dita componente de alta frequência (Y, z), estando a dita subportadora alternativa a uma fre quência diferente da frequência da subportadora de crominSncia.
11. 11 - Aparelho para codificar um sinal vídeo de écran largo representativo de uma imagem de écran largo, caracterizado por compreender:

    - meios (10 - 16) para gerarem um sinal vídeo de écran la_r go possuindo componentes de alta e baixa frequências e um alargamento maior do que o alargamento padrão, possuindo uma componente de sinal de painel central com um dado alargamento, e possuindo uma componente de sinal de painel lateral;

    - meios painel central (616) para separarem a dita componente de sinal de (YC) do dito sinal vídeo de écran largo;

    - meios (622) para expandirem no tempo a dita componente de sinal de painel central separada (YC) para produzirem uma componente de sinal de painel central (YL) com substancialmente o d_i to alargamento padrão;

    - meios (610, 612) para separarem o dito sinal vídeo de écran largo nas ditas componentes de alta (YH) e baixa (YL) frequências ;

    meios (620) para extraírem informação de sinal de painel

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    -33lateral da dita componente de alta frequência (YH), separada, para produzirem um sinal de altos de painel lateral (YH');

    - meios (624, 626) para expandirem no tempo o dito sinal da altos de painel lateral;

    - meios (62l) para extraírem informação de painel lateral da dita componente de baixa frequência, (YL), separada, para produzirem um sinal de baixos de painel lateral (YL ' ) ;

    - meios (628) para comprimirem no tempo o dito sinal de baixos de painel lateral (YL¹) numa região sobreexplorada de imagem horizontal ;

    - meios (23 - 36) para combinarem a dita componente de sinal de painel central expandida com o dito sinal de baixos de pai. nei lateral comprimido para produzirem um sinal de baixos lateral/ /central;

    - meios (43) para modularem uma subportadora alternativa com 0 dito sinal de altos de painel lateral expandido, estando a dita subportadora alternativa a uma frequência diferente da freqq Sncia da subportadora de crominSncia; e

    - meies (40) para combinarem 0 dito sinal de baixos lateral/ /central e a dita subportadora alternativa modulada para produz^ rsm um sinal vídeo de écran largo codificado.
12. 12 - Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os ditos meios geradores compreenderem:

    - meios (lO) para fornecerem um sinal vídeo de cor de écran largo incluindo componentes de crominSncia e luminSncia; e

    - meios (12) para originarem as ditas componentes de crominSncia e luminSncia do dito sinal vídeo de cor de écran largo.
13. 13 - Aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender adicionalmente:

    meios (16) para filtrarem em passa baixo as ditas componejm tes de crominSncia e luminSncia separadas.
14. 14 - Aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os ditos meios de modulação (43) modularem a dita subpo_r

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    -34tadora alternativa com a informação de alta frequência de luminS_n cia de painel lateral, expandida no tempo, e a informação de alta frequência de crominância de painel lateral.
15. 15 - Aparelho para descodificar um sinal vídeo de écran largo, codificado, representativo de uma imagem de écran largo e possuindo um alargamento maior do que o alargamento padrão, inclu. indo o dito sinal vídeo de écran largo uma componente de sinal de painel central com um alargamento substancial·mente igual ao dito alargamento padrão combinado com uma componente de baixa frequência de painel lateral, comprimida numa região sobreexplorada hor_i zontal para produzir uma componente de sinal de baixas lateral/cejg trai, e incluindo uma subportadora alternativa, a uma frequência diferente da frequência subportadora de crominância, modulada com uma componente de alta frequência de painel lateral; sendo o dito dispositivo caracterizado por compreender:

    - meios (1326) para extrairem informação de alta frequência de painel lateral do dito sinal vídeo de écran largo;

    - meios (1328) para combinarem o dito sinal vídeo de écran largo e a dita informação de alta frequência extraída para originarem a dita componente de sinal de baixos lateral/central;

    - meios (134C) para separarem a dita componente de sinal de painel central e a dita componente de baixa frequência de painel lateral da dita componente de sinal de baixos lateral/central;

    - meios (1342) para expandirem no tempo a dita componente de baixa frequência de painel lateral, separada;

    - meios (1344) para comprimirem no tempo a dita componente de sinal de painel central, separada;

    - meios (1352) para desmodularem a dita subportadora alter. nativa modulada para recuperarem a dita componente de alta frequência de painel lateral;

    - meios (1356) para comprimirem no tempo a dita componente de alta frequência de painel lateral, recuperada;

    - meios (1346) para combinarem a dita componente de alta frequência de painel lateral, recuperada e comprimida no tempo com

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    -35a dita componente de baixa frequência de painel lateral, separada e expandida no tempo, para produzirem um sinal de painel lateral combinado;

    - meios (1360) para combinarem a dita componente de sinal de painel central, separada e comprimida no tempo, com o dito sinal de painel lateral, combinado, para formarem um sinal vídeo de écran largo descodificado; e

    - meios (1362, 1364) para acoplarem o dito sinal vídeo, de écran largo descodificado, a um dispositivo visor ds imagem.
16. 16 - Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a dita subportadora alternativa ser modulada com uma componente de alta frequência de painel lateral, expandida no tempo.
17. 17 - Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por os ditos meios de extracção (1326) incluírem um filtro temporal-espacial de medidas múltiplas.
18. 18 - Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o dito sinal vídeo de écran largo codificado ser um sinal vídeo de cor possuindo componentes de crominância e luminância;

    - por um filtro temporal-espacial (1332) filtrar a dita componente de sinal de baixos lateral/central derivada, para sepai rar a dita componente de crominância ;

    - por um combinador (1334) combinar a dita componente de crominância, separada e a dita componente de sinal de baixos late ral/central para produzir uma componente de luminância, separada; e

    - por as ditas componentes de crominância e luminância, s_e paradas, serem fornecidas como sinais de entrada aos ditos meios de separação (1340).
19. 19 - Aparelho de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a dita subportadora alternativa (ASC) ser modulada com as componentes de crominância e luminância de alta frequência de painel lateral; e

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    -36por a dita componente de alta frequência de painel lateral, recuperada ser a dita componente de luminância de alta frequência de painel lateral (YH).