РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ |
(19)
RU
(11)
(13)
C1
|
|||||
|
||||||
| Статус: | не действует (последнее изменение статуса: 03.02.2024) |
| Пошлина: | учтена за 14 год с 03.02.2017 по 02.02.2018. Патент перешел в общественное достояние. |
|
(21)(22) Заявка: 2004102720/09, 02.02.2004 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: (45) Опубликовано: 27.09.2005 Бюл. № 27 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЛОКШИН Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. SYRUS SYSTEM. - М., 2001, с.287, 296-301, рис. 11.8. Адрес для переписки: |
(72) Автор(ы):
(73) Патентообладатель(и):
|
(54) УСТРОЙСТВО АБОНЕНТСКОГО ПРИЕМА СИГНАЛОВ ЦИФРОВОГО ТВ ВЕЩАНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ЗАЩИТУ ЗРИТЕЛЯ ОТ ВРЕДНЫХ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ СО СТОРОНЫ ПРОГРАММ ТВ ВЕЩАНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к технике телевидения, в частности к устройствам абонентского приема сигналов цифрового телевизионного вещания. Техническим результатом является обеспечение защиты зрителя от вредных психофизиологических воздействий со стороны программ ТВ вещания. Технический результат достигается тем, что в устройство абонентского приема введены блок масштабирования, два регистра задержки, блок формирования блоков пикселей, буферный регистр, блок вычисления векторов движения, два вычитателя, демультиплексор, блок укрупнения, блок фильтров пульсаций, блок амплитудных детекторов, мультиплексор, блок обратного масштабирования, в результате взаимодействия которых обеспечивается возможность выявления и удаления из состава ТВ программ составляющих последовательностей ТВ кадров, оказывающих вредное психофизиологическое воздействие на зрителя, а именно пульсаций сигналов яркости и цветности с частотой 6-13 Гц. 1 ил.
Изобретение относится к технике телевидения, в частности к устройствам абонентского приема сигналов цифрового телевизионного вещания, и может найти применение при внедрении цифрового ТВ вещания в России, так как применение данного изобретения позволит обеспечить защиту зрителя от вредных психофизиологических воздействий со стороны программ ТВ вещания.
Происходящая в мире в последние годы техническая революция в области цифровых и компьютерных средств формирования программ ТВ вещания, включающая, в частности, широкое использование компьютерной графики, компьютерной анимации и нелинейного монтажа, многократно увеличивает вероятность наличия в составе сигналов ТВ вещания изображений и их последовательностей, создающих недопустимый уровень воздействия на зрительную систему и психику человека. К таковым, в частности, относятся смена видео- и аудиосюжетов с частотой, превышающей инерционность видео- и аудиоанализаторов головного мозга, а также наличие в составе видео- и аудиосигналов частот, близких к частотам альфа-ритма электроэнцефалограммы головного мозга человека, что представляет особую опасность. Данные эффекты способны нанести психофизиологическую травму зрителю в самом широком диапазоне - от легкого ощущения мешающего воздействия или дискомфорта до прямого поражения психики и нервной системы. Известным примером такого поражения является имевший место в 1997 г. в Японии инцидент, заключавшийся в возникновении эпилептического синдрома у нескольких сот детей, просматривавших телевизионный анимационный фильм (т.н. ″эффект ″Покемона″). Следует подчеркнуть, что указанный инцидент произошел, как показало последующее изучение обстоятельств эффекта, при полном соблюдении всех технических норм на параметры и характеристики сигнала ТВ вещания и при высоком качестве всех аппаратурных блоков и узлов комплекса подготовки программ, а также каналообразующей и передающей аппаратуры.
Известно, что зрительная система человека чрезвычайно чувствительна к мельканиям, причем для некоторых частот (8-10 Гц) наблюдается максимум чувствительности. По данным физиологов, именно на этот частотный диапазон приходится так называемый основной альфа-ритм энцефалограммы, отражающий наличие главных нейропульсаций в нейронах. Таким образом, присутствие внешнего раздражения в виде мельканий в указанном диапазоне частот приводит к резонансным явлениям в нейронах, что отрицательно сказывается на организме человека и приводит к крайне резкому нарушению психоэмоцианального состояния телезрителей, особенно детей. Очевидно, что в таком случае за дискомфортом скрываются вредные воздействия.
Результаты исследований телепрограмм показали корреляцию субъективных оценок дискомфортности телевизионных сюжетов для зрителя со значениями амплитуды и частоты колебаний интегральной яркости телевизионного изображения. При этом было установлено, что дискомфортными для зрителя являются сюжеты, содержащие определенную последовательность полей. Поля в такой последовательности отстоят друг от друга на 4-8 межполевых интервалов, т.е. частота последовательности составляет 6-12 Гц. При этом изменение яркости каждого из полей последовательности по отношению к предыдущему полю этой последовательности составляет более 30% от уровня белого.
Сюжетами, содержащими подобные последовательности, дискомфортные для просмотра, как правило оказывались видеоклипы и рекламные ролики. Некоторые из этих дискомфортных мельканий представляли собой съемку мигающих источников света, а некоторые были намеренно введены при монтаже путем периодической вставки черных полей в сцену с высокой интегральной яркостью.
В связи с данными обстоятельствами возникает проблема специальной ″экологической″ защиты зрителя от вредных психофизиологических воздействий со стороны программ как аналогового, так и цифрового вещания.
В связи с тем, что подавление сигналов, вызывающих отрицательные психофизические воздействия, на стадии их формирования аппаратурно-студийными комплексами не всегда возможно, оптимальным путем борьбы с этими воздействиями, особенно, с учетом перехода к цифровому ТВ вещанию, представляется выявление и подавление этих сигналов непосредственно в абонентских приемных устройствах.
С целью обеспечения экологической безопасности вещания, дискомфортные и опасные для зрителя последовательности в составе ТВ сигнала могут быть удалены путем введения в состав абонентских Set-top box (STB) цифрового ТВ вещания специальных программно-аппаратных средств, осуществляющих выявление указанных последовательностей и блокирование их отображения на экране ТВ приемника. Указанные средства должны осуществлять непрерывный мониторинг ТВ изображения и его элементов и, в случае выявления пульсаций изображения с глубиной модуляции сигнала яркости более 30% от уровня белого, в диапазоне частот 6-12 Гц, автоматически блокировать подачу изображения на экран ТВ приемника, заменяя его статическим изображением из памяти STB, либо переключаться на другой канал на период следования вредных пульсаций. Возможной является также оперативная корректировка ТВ изображения, осуществляемая с помощью программно реализованного фильтра, работающего эквивалентно фильтру низких частот. Вид АЧХ такого фильтра должен быть выбран таким образом, чтобы обеспечить удаление пульсаций либо снижение глубины этих пульсаций на частотах 6-12 Гц до некоторого безопасного для зрителя значения. При этом максимальное снижение глубины модуляции должно приходиться на частоту 10 Гц.
Использование: при цифровом телевизионном вещании.
Известно устройство абонентского приема сигналов цифрового ТВ вещания, включающее центральный процессор, системную шину, контроллер шины, тюнер, демультиплексор, декодер видео и декодер звука.
Данные об указанном устройстве содержатся в книге: Б.А.Локшин. Цифровое вещание - от студии к телезрителю, издательство компании ″Сайрус Системе″, Москва, 2001 г., стр.287, рис.11.8.
В процессе приема сигналов цифрового ТВ вещания с помощью данного устройства, принятый многопрограммный сигнал цифрового ТВ вещания с выхода тюнера поступает на демультиплексор, выделяющий из состава многопрограммного сигнала цифрового ТВ вещания выбранную абонентом ТВ программу. Выбранная ТВ программа декодируется декодерам видео и декодером аудио, осуществляющими декомпрессию сигналов изображения и звукового сопровождения, компрессированных на передаче в соответствии со стандартом MPEG-2. Далее декомпрессированные цифровые сигналы видео и звука поступают на вход цифрового ТВ приемника, либо, после аналого-цифрового преобразования, на вход аналогового ТВ приемника. Все указанные блоки функционируют под управлением центрального процессора и обмениваются сигналами с центральным процессором посредством системной шины. Порядок обмена сигналами между блоками также определяется центральным процессором и осуществляется с помощью контроллера шины, работающего под управлением центрального процессора.
Недостатком известного устройства является то, что данное устройство не обеспечивает выявления и удаления из состава ТВ программ составляющих последовательностей ТВ кадров, оказывающих вредное психофизиологическое воздействие на зрителя, а именно пульсаций сигналов яркости и цветности с частотой 6-13 Гц.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство абонентского приема сигналов цифрового ТВ вещания, включающее центральный процессор, осуществляющий управление всеми блоками устройства, контроллер системной шины, осуществляющий преобразование команд управления, полученных от центрального процессора, в сигналы, передаваемые блокам устройства по системной шине, а также управляющий процедурами обмена сигналами по системной шине между блоками устройства, а также между центральным процессором и блоками устройства, вход которого соединен с выходом центрального процессора, демультиплексор, осуществляющий выделение из состава полученного с выхода тюнера многопрограммного сигнала цифрового ТВ вещания выбранную абонентом ТВ программу, декодер видео, осуществляющий декомпрессию сигналов изображения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, вход которого через системную шину соединен с выходом демультиплексора и с выходом контроллера системной шины, и декодер аудио, осуществляющий декомпрессию сигналов звукового сопровождения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, вход которого через системную шину также соединен с выходом демультиплексора и с выходом контроллера системной шины.
Недостатки данного устройства связаны с невозможностью выявления и удаления из состава ТВ программ составляющих последовательностей ТВ кадров, оказывающих вредное психофизиологическое воздействие на зрителя, а именно пульсаций сигналов яркости и цветности с частотой 6-13 Гц.
В основу изобретения положена задача получить устройство абонентского приема сигналов цифрового ТВ вещания, дающее возможность осуществлять выявление и удаление из состава ТВ программ составляющих последовательностей ТВ кадров, оказывающих вредное психофизиологическое воздействие на зрителя, а именно пульсаций сигналов яркости и цветности с частотой 6-13 Гц.
Реализация данного изобретения означает обеспечение экологической защиты абонентов цифрового ТВ вещания путем выявления и удаления из состава ТВ программ составляющих последовательностей ТВ кадров, оказывающих вредное психофизиологическое воздействие на зрителя, а именно пульсаций сигналов яркости и цветности с частотой 6-13 Гц. Указанное выявление и удаление будут осуществляться в абонентском приемнике цифрового ТВ вещания.
Следует отметить особенности данной задачи для цифрового ТВ вещания по сравнению с той же задачей для аналогового ТВ вещания. В условиях аналогового вещания зрителю доставлялось небольшое количество ТВ программ, формирование которых осуществлялось, как правило, в рамках одного и того же телецентра (например, в России - телецентра Останкино в Москве). Поэтому и экологический контроль ТВ программ во многих случаях можно было обеспечивать на стадии студийного формирования программ. В условиях многопрограммного цифрового ТВ вещания пакет программ, получаемый абонентом, состоит из большого количества ТВ программ, созданных в разных телецентрах и, чаще всего, в разных странах, так что студии, в которых осуществляется формирование ТВ программ, в большинстве случаев недоступны и находятся в юрисдикции зарубежных администраций, что делает невозможным или крайне трудным с юридической и организационной точек зрения, осуществление экологического контроля на стадии студийного формирования программ. Кроме того, методы экологического контроля ТВ программ на стадии студийного формирования также не обладают стопроцентной надежностью, а цена ошибки в данном случае весьма велика, так как недостаточная эффективность экологического контроля может привести к серьезному ущербу, нанесенному здоровью зрителей. В связи с этим встает задача реализации эффективного экологического контроля ТВ программ непосредственно в абонентских приемниках цифрового ТВ вещания.
Данная задача решена с помощью устройства абонентского приема сигналов цифрового ТВ вещания, включающего центральный процессор, осуществляющий управление всеми блоками устройства, контроллер системной шины, осуществляющий преобразование команд управления, полученных от центрального процессора, в сигналы, передаваемые блокам устройства по системной шине, а также управляющий процедурами обмена сигналами по системной шине между блоками устройства, а также между центральным процессором и блоками устройства, вход которого соединен с выходом центрального процессора, демультиплексор, осуществляющий выделение из состава полученного с выхода тюнера многопрограммного сигнала цифрового ТВ вещания выбранную абонентом ТВ программу, декодер видео, осуществляющий декомпрессию сигналов изображения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, вход которого через системную шину соединен с выходом демультиплексора и с выходом контроллера системной шины, и декодер аудио, осуществляющий декомпрессию сигналов звукового сопровождения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, вход которого через системную шину также соединен с выходом демультиплексора и с выходом контроллера системной шины, интерфейсный блок, обеспечивающий получение с интерфейсной шины сигналов яркости полей ТВ кадров, отличающегося тем, что в устройство дополнительно введены блок масштабирования, формирующий из исходного изображения размерностью 720×488 изображение размерностью 90×61, вход которого через системную шину соединен с выходом декодера видео, первый регистр задержки, вход которого через системную шину соединен с выходом декодера видео, блок формирования блоков пикселов, формирующий в составе изображения размерностью 90×61 24 блока размерностью 15×15, вход которого соединен с выходом блока масштабирования, буферный регистр, вход которого соединен с выходом блока формирования блоков пикселов, второй регистр задержки, вход которого соединен с выходом блока формирования блоков пикселов, блок вычисления векторов движения, осуществляющий выявление блоков изображения, в составе которых имеют место пульсации сигнала яркости с частотой 6-12 Гц, первый вход которого соединен с выходом буферного регистра, а второй вход с выходом блока формирования блоков пикселов, первый вычитатель, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления векторов движения, а второй вход с выходом второго регистра задержки, демультиплексор, осуществляющий формирование сигналов отдельно для каждого из 24 блоков размерностью 15×15 в составе изображения размерностью 90×61, вход которого соединен с выходом первого вычитателя, блок укрупнения, осуществляющий суммирование сигналов каждых четырех смежных блоков размерностью 15×15 и формирующий, таким образом, шесть сигналов для шести зон изображения, двадцать четыре входа которого соединены с соответствующими двадцатью четырьмя выходами демультиплексора, блок фильтров пульсаций, осуществляющий выделение пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц для каждой из шести зон изображения, шесть входов которого соединены с соответствующими шестью выходами блока укрупнения, блок амплитудных детекторов, осуществляющий обнуление пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц в том случае, если глубина пульсаций составляет менее 30%, шесть входов которого соединены с соответствующими шестью выходами блока фильтров пульсаций, мультиплексор, объединяющий шесть параллельных сигналов зон изображения, шесть входов которого соединены с шестью выходами блока амплитудных детекторов, блок обратного масштабирования, восстанавливающий исходную размерность изображения 720×488, вход которого соединен с выходом мультиплексора, второй вычитатель, осуществляющий вычитание из исходного изображения пульсаций сигнала яркости с частотой 6-12 Гц и глубиной 30% и выше, первый вход которого соединен с выходом блока обратного масштабирования, второй вход соединен с выходом первого регистра задержки, а выход с системной шиной.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Яркостная компонента каждого поля ТВ кадра, имеющая размерность 720×488 пикселов, далее именуемая исходным изображением поля ТВ кадра, поступает в блок масштабирования, где подвергается масштабированию с коэффициентом 1:8 путем трехкратного применения к ней процедуры прореживающей фильтрации по формуле
В результате последовательно получаются монохромные изображения с размерностями 360×244, 180×122, 90×61. Все эти преобразования делаются для того, чтобы уменьшить объем дальнейших вычислений, выполняемых над яркостными компонентами полей ТВ кадров. Полученное в результате изображение размерностью 90×61 используется для дальнейшей обработки.
Параллельно яркостная компонента каждого поля ЕВ кадра поступает на вход первого регистра задержки.
С выхода блока масштабирования изображения малой (90×61) размерности поступают в блок формирования блоков пикселов, где они разбиваются на 24 блока с размерностью 15×15 пикселов.
С выхода блока формирования блоков пикселов полученные изображения малой (90×61) размерности, разбитые на 24 блока, поступают на буферный регистр. Это необходимо для осуществляемой далее процедуры поиска векторов движения, когда каждый из 24 блоков будет сравниваться с каждым из 24 блоков в предыдущем поле.
Параллельно с выхода блока формирования блоков пикселов полученные изображения малой (90×61) размерности, разбитые на 24 блока, поступают на блок вычисления векторов движения. Вычисление векторов движения необходимо для того, чтобы исключить ложное срабатывание блоков устройства, осуществляющих фильтрацию пульсаций яркости, оказывающих вредное психофизиологическое влияние на зрителя. Такое ложное срабатывание может иметь место при перемещении в плоскости кадра фрагментов изображения, имеющих ″полосатую″ структуру. Если, например, по экрану движется зебра, или изображение формируется телевизионной камерой, движущейся вдоль забора или частокола, то, применительно к фиксированному участку кадра, смена черных и белых полос зебры или смена кольев частокола на просветы между ними будут восприниматься соответствующими блоками как пульсации яркости, и, в результате, будут удалены значащие элементы изображения, не оказывающие вредного влияния на зрителя. Чтобы предотвратить такое ложное срабатывание необходимо вычисление векторов движения в ТВ кадрах (полях), с тем, чтобы удаление пульсаций осуществлялось применительно только к тем фрагментам изображения, где не зафиксировано векторов движения с ненулевыми значениями, возникающих при перемещении в плоскости кадра ″полосатых″ деталей изображения.
В блоке вычисления векторов движения каждый из 24 блоков размерности 15×15 в составе изображения малой (90×61) размерности сравнивается со всеми возможными блоками размерности 15×15 в составе изображения малой (90×61) размерности предыдущего поля, хранящегося в буферном регистре (в том числе и с блоком, имеющим то же положение, что и он сам). Каждый из 24 блоков как шаблон, сдвигаемый на пиксел по строке и, далее, по столбцу, как бы прикладывается во всех возможных положениях к изображению малой (90×61) размерности предыдущего поля, хранящемуся в буферном регистре. Это делается для нахождения векторов движения, т.е. выявления смещений деталей изображения от поля к полю. Для каждого блока находится вектор движения (всего находится 24 вектора). Векторы находятся стандартным методом по критерию минимальности суммы абсолютных значений разностей яркости пикселов в смежных кадрах (полях).
где:
Вычисляются разности между пикселами в смежных кадрах (полях). Разности внутри каждого из 24 блоков суммируются. В дальнейшем эта сумма называется нормой.
С выхода блока вычисления векторов движения значения норм поступают на первый вход первого вычитателя. Одновременно на второй вход первого вычитателя через второй регистр задержки поступают блоки размерностью 15×15 изображения малой (90×61) размерности с выхода блока формирования блоков пикселов. Это блоки в составе изображения малой (90×61) размерности текущего поля, т.е. те, с которыми производилось сравнение каждого из 24 блоков размерностью 15×15, находящихся в буферном регистре, где хранились блоки размерностью 15×15 в составе изображения малой (90×61) размерности предыдущего поля. Второй регистр задержки имеет объем, соответствующий длительности обработки блоков в блоке вычисления векторов движения, так чтобы вычитание производилось в правильной фазе. Первый вычитатель последовательно производит вычитание соответствующей нормы из значений пикселов в составе каждого из 24 блоков размерностью 15×15 в составе изображения малой (90×61) размерности текущего поля.
С выхода первого вычитателя разности поступают на демультиплексор. Поскольку на вход первого вычитателя последовательно поступают пикселы каждого из 24 блоков и соответствующие им нормы, то и на выходе первого вычитателя последовательно появляются разности для каждого из 24 блоков. Демультиплексор имеет 24 выхода, на каждом из которых формируются временные сигналы разности, соответствующие каждому из 24 блоков.
В случае если для блока размерностью 15×15 не имели места ни пульсация, ни эффект ″зебры″, временная функция полученной разности для этого блока на выходе демультиплексора будет иметь характеристики случайного процесса.
В случае, если имел место эффект ″зебры″, временная функция разности для этого блока будет практически нулевой.
В случае, если имела место пульсация яркости, временная функция разности для этого блока будет иметь вид этой же пульсации.
Психофизиологические исследования показали, что вредное воздействие на зрителя могут оказывать пульсации яркости в элементах изображения, занимающих не менее одной трети ширины экрана и не менее одной второй высоты экрана. Поэтому сигналы с 24 выходов демультиплексора поступают на блок укрупнения. В этом блоке происходит укрупнение на основе зон в составе изображения малой (90х61) размерности, расположенных следующим образом:
| + | + | + |
| + | + | + |
В блоке укрупнения складываются сигналы разностей для смежных четырех (2×2) блоков размерностью 15×15, находящихся в составе одной зоны.
С выхода блока укрупнения шесть полученных сигналов разностей параллельно поступают на блок фильтров пульсаций, содержащий шесть рекурсивных цифровых фильтров частот от 6 до 15 Гц, каждый из которых имеет передаточную функцию:
где а0=0,54726;
a1=0;
а2=-0,54726;
b1=0,08919;
b2=0,09452
В результате, если в какой-либо из 6 зон изображения имели место опасные для здоровья человека колебания яркости с частотами от 6 до 15 Гц, эти колебания выделяются и появляются на выходе соответствующего фильтра.
С выхода блока фильтров пульсаций шесть полученных сигналов параллельно поступают на блок амплитудных детекторов, содержащий шесть амплитудных детекторов, каждый из которых настроен на глубину модуляции 30%, т.к., согласно результатам психофизиологических исследований, пульсации сигнала яркости с частотой 6-12 Гц представляют опасность для человека при глубине этих пульсаций выше 30%. В случае, если в каком-либо из шести сигналов имеются пульсации глубиной 30% и выше, блок амплитудных детекторов пропускает этот сигнал на выход. В противном случае сигнал обнуляется.
С выхода блока амплитудных детекторов шесть сигналов параллельно поступают на мультиплексор, осуществляющий процедуру, обратную процедуре, осуществлявшейся демультиплексором, т.е. объединяющий шесть сигналов в один блок размерностью 2×3.
С выхода мультиплексора блок размерностью 2×3 поступает на блок обратного масштабирования, формирующий полномерное (720×488) изображение, содержащее шесть зон размерностью 90×61, каждая из которых включает пикселы с одинаковыми значениями, равными значению на выходе соответствующего цифрового рекурсивного фильтра в составе блока фильтров пульсаций.
С выхода блока обратного масштабирования изображение размерностью 720×488 поступает на первый вход второго вычитателя. На второй вход второго вычитателя с выхода первого регистра задержки поступает исходное изображение данного поля ТВ кадра. В результате вычитания осуществляется удаление из исходного изображения поля ТВ кадра вредных для здоровья человека пульсаций сигнала яркости.
Все указанные блоки реализуются на базе программируемых промышленных модулей, серийно выпускаемых многими компаниями. Так, блоки масштабирования, формирования блоков пикселов, вычисления векторов движения, укрупнения, обратного масштабирования могут быть реализованы на базе программируемых процессорных модулей AT90S8535-8PI, выпускаемых компанией Atmel, блоки мультиплексора и демультиплексора, блок фильтров пульсаций, блок амплитудных фильтров и вычитатели - на базе микросхемы программируемой логики (например, 10К50 фирмы Altera), буферный регистр, первый и второй регистры задержки, - на базе микросхемы оперативного запоминающего устройства (например, МТ4С фирмы Micron). Все указанные блоки имеют собственное программное обеспечение, входящее в комплект поставки и способное в полном объеме выполнять набор функций, указанных выше для каждого из блоков.
На чертеже изображена структурная схема устройства абонентского приема сигналов цифрового ТВ вещания, обеспечивающее защиту зрителя от вредных психофизиологических воздействий со стороны программ ТВ вещания. Устройство, изображенное на чертеже, содержит центральный процессор 1, осуществляющий управление всеми блоками устройства, контроллер системной шины 2, осуществляющий преобразование команд управления, полученных от центрального процессора, в сигналы, передаваемые блокам устройства по системной шине, а также управляющий процедурами обмена сигналами по системной шине между блоками устройства, а также между центральным процессором и блоками устройства, демультиплексор 3, осуществляющий выделение из состава полученного с выхода тюнера многопрограммного сигнала цифрового ТВ вещания выбранную абонентом ТВ программу, декодер видео 4, осуществляющий декомпрессию сигналов изображения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, декодер аудио 5, осуществляющий декомпрессию сигналов звукового сопровождения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, интерфейсный блок 6, обеспечивающий получение с системной шины сигналов яркости полей ТВ кадров, блок масштабирования 7, формирующий из исходного изображения размерностью 720×488 изображение размерностью 90×61, первый регистр задержки 8, блок формирования блоков пикселов 9, формирующий в составе изображения размерностью 90×61 24 блока размерностью 15×15, буферный регистр 10, второй регистр задержки 11, блок вычисления векторов движения 12, осуществляющий выявление блоков изображения, в составе которых имеют место пульсации сигнала яркости с частотой 6-12 Гц, первый вычитатель 13, демультиплексор 14, осуществляющий формирование сигналов отдельно для каждого из 24 блоков размерностью 15×15 в составе изображения размерностью 90×61, блок укрупнения 15, осуществляющий суммирование сигналов каждых четырех смежных блоков размерностью 15×15 и формирующий, таким образом, шесть сигналов для шести зон изображения, блок фильтров пульсаций 16, осуществляющий выделение пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц для каждой из шести зон изображения, блок амплитудных детекторов 17, осуществляющий обнуление пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц в том случае, если глубина пульсаций составляет менее 30%, мультиплексор 18, объединяющий шесть параллельных сигналов зон изображения, блок обратного масштабирования 19, восстанавливающий исходную размерность изображения 720×488, и второй вычитатель 20, осуществляющий вычитание из исходного изображения пульсаций сигнала яркости с частотой 6-12 Гц и глубиной 30% и выше.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
С выхода интерфейсного блока 6, обеспечивающего получение с интерфейсной шины сигналов яркости полей ТВ кадров, указанные сигналы поступают на вход блока масштабирования 7, который формирует из исходного изображения размерностью 720×488 изображение размерностью 90×61 и передает его на вход первого регистра задержки 8 и на вход блока формирования блоков пикселов 9, который формирует в составе изображения размерностью 90×61 24 блока размерностью 15×15 и передает полученные блоки на вход буферного регистра 10 и на вход второго регистра задержки 11. Блок вычисления векторов движения 12 осуществляет выявление в изображении текущего поля ТВ кадра блоков изображения, в составе которых имеют место пульсации сигнала яркости с частотой 6-12 Гц, путем сравнения этого изображения с изображением в составе предыдущего поля ТВ кадра. Вычисленные вектора движения поступают на первый вход первого вычитателя 13, на второй вход которого одновременно поступает сигнал изображения размерностью 90×61, разбитый на 24 блока размерностью 15×15, с выхода второго регистра задержки. Вычисленный сигнал разности поступает на демультиплексор 14, осуществляющий формирование сигналов разностей отдельно для каждого из 24 блоков размерностью 15×15 в составе изображения размерностью 90×61. Полученные 24 сигнала параллельно поступают на 24 входа блока укрупнения 15, осуществляющего суммирование сигналов каждых четырех смежных блоков размерностью 15×15 и формирующего, таким образом, шесть сигналов для шести зон изображения. Сформированные 6 сигналов параллельно поступают на 6 входов блока фильтров пульсаций 16, который осуществляет выделение пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц для каждой из шести зон изображения. Блок амплитудных детекторов, осуществляющий обнуление пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц в том случае, если глубина пульсаций составляет менее 30%, шесть входов которого соединены с соответствующими шестью выходами блока фильтров пульсаций, мультиплексор, объединяющий шесть параллельных сигналов зон изображения, шесть входов которого соединены с шестью выходами блока амплитудных детекторов, блок обратного масштабирования, восстанавливающий исходную размерность изображения 720×488, вход которого соединен с выходом мультиплексора, второй вычитатель, осуществляющий вычитание из исходного изображения пульсаций сигнала яркости с частотой 6-12 Гц и глубиной 30% и выше, первый вход которого соединен с выходом блока обратного масштабирования, второй вход соединен с выходом первого регистра задержки, а выход с системной шиной.
Промышленная полезность предлагаемого устройства состоит в обеспечении им экологической защиты абонентов цифрового ТВ вещания путем выявления и удаления из состава ТВ программ составляющих последовательностей ТВ кадров, оказывающих вредное психофизиологическое воздействие на зрителя, а именно пульсаций сигналов яркости и цветности с частотой 6-13 Гц.
Формула изобретения
Устройство абонентского приема сигналов цифрового интерактивного ТВ вещания, включающее центральный процессор, осуществляющий управление всеми блоками устройства, контроллер системной шины, осуществляющий преобразование команд управления, полученных от центрального процессора, в сигналы, передаваемые блокам устройства по системной шине, а также управляющий процедурами обмена сигналами по системной шине между блоками устройства, а также между центральным процессором и блоками устройства, вход которого соединен с выходом центрального процессора, демультиплексор, осуществляющий выделение из состава полученного с выхода тюнера многопрограммного сигнала цифрового ТВ вещания выбранную абонентом ТВ программу, декодер видео, осуществляющий декомпрессию сигналов изображения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, вход которого через системную шину соединен с выходом демультиплексора и с выходом контроллера системной шины, и декодер аудио, осуществляющий декомпрессию сигналов звукового сопровождения, компрессированных в соответствии со стандартом MPEG-2 на передаче, вход которого через системную шину также соединен с выходом демультиплексора и с выходом контроллера системной шины, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены блок масштабирования, формирующий из исходного изображения размерностью 720×488 изображение размерностью 90×61, вход которого через системную шину соединен с выходом декодера видео, первый регистр задержки, вход которого через системную шину соединен с выходом декодера видео, блок формирования блоков пикселов, формирующий в составе изображения размерностью 90×61 24 блока размерностью 15×15, вход которого соединен с выходом блока масштабирования, буферный регистр, вход которого соединен с выходом блока формирования блоков пикселов, второй регистр задержки, вход которого соединен с выходом блока формирования блоков пикселов, блок вычисления векторов движения, осуществляющий выявление блоков изображения, в составе которых имеют место пульсации сигнала яркости с частотой 6-12 Гц, первый вход которого соединен с выходом буферного регистра, а второй вход с выходом блока формирования блоков пикселов, первый вычитатель, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления векторов движения, а второй вход с выходом второго регистра задержки, демультиплексор, осуществляющий формирование сигналов отдельно для каждого из 24 блоков размерностью 15×15 в составе изображения размерностью 90×61, вход которого соединен с выходом первого вычитателя, блок укрупнения, осуществляющий суммирование сигналов каждых четырех смежных блоков размерностью 15×15 и формирующий, таким образом, шесть сигналов для шести зон изображения, двадцать четыре входа которого соединены с соответствующими двадцатью четырьмя выходами демультиплексора, блок фильтров пульсаций, осуществляющий выделение пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц для каждой из шести зон изображения, шесть входов которого соединены с соответствующими шестью выходами блока укрупнения, блок амплитудных детекторов, осуществляющий обнуление пульсаций сигналов яркости с частотой 6-12 Гц в том случае, если глубина пульсаций составляет менее 30%, шесть входов которого соединены с соответствующими шестью выходами блока фильтров пульсаций, мультиплексор, объединяющий шесть параллельных сигналов зон изображения, шесть входов которого соединены с шестью выходами блока амплитудных детекторов, блок обратного масштабирования, восстанавливающий исходную размерность изображения 720×488, вход которого соединен с выходом мультиплексора, второй вычитатель, осуществляющий вычитание из исходного изображения пульсаций сигнала яркости с частотой 6-12 Гц и глубиной 30% и выше, первый вход которого соединен с выходом блока обратного масштабирования, второй вход соединен с выходом первого регистра задержки, а выход с системной шиной.
ИЗВЕЩЕНИЯ
MM4A - Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
(21) Регистрационный номер заявки: 2004102720
Дата прекращения действия патента: 03.02.2006
Извещение опубликовано: 27.03.2007БИ: 09/2007
NF4A - Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
(21) Регистрационный номер заявки: 2004102720
Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.05.2007
Извещение опубликовано: 10.05.2007БИ: 13/2007
PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(21) Регистрационный номер заявки: 2004102720
(73) Новое наименование патентообладателя:
Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио (RU)
Адрес для переписки:
Извещение опубликовано: 27.01.2009БИ: 03/2009
RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение
Наименование лица, которому выдан дубликат:
Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно- исследовательский институт радио (RU)
Дата выдачи дубликата: 25.12.2008
(21) Регистрационный номер заявки: 2004102720
Извещение опубликовано: 20.03.2009БИ: 08/2009
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.02.2009
Дата публикации: 20.08.2011
NF4A Восстановление действия патента
Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.10.2011
Дата публикации: 27.10.2011
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.02.2018
Дата внесения записи в Государственный реестр: 15.11.2018
Дата публикации и номер бюллетеня: 15.11.2018 Бюл. №32