DD295480A5 - Einrichtung zum ergaenzen eines fernsehsignals - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ergaenzen eines Fernsehsignals durch Hinzufuegen von Hilfsinformationen zu einem zu uebertragenden Fernsehsignal. Um ein kompatibles Hinzufuegen zusaetzlicher Informationen zu einem Standard-Videosignal zur Verbesserung der Bildqualitaet zu erreichen, wird erfindungsgemaesz ein Videosignal in einem Videosignalgemischformat codiert und auf einen hochfrequenten Traeger zweiseitenbandmoduliert. Ein Hilfssignal, das so vorbereitet ist, dasz seine Energie bei Vielfachen der horizontalen Zeilenfrequenz des Videosignals konzentriert ist, wird auf einen zweiten Hochfrequenztraeger aufmoduliert. Der zweite Hochfrequenztraeger ist so gewaehlt, dasz mindestens eine Seitenbandkomponente des modulierten zweiten Hochfrequenztraegers, die das Hilfssignal repraesentiert, in das untere Seitenbandspektrum des modulierten Videosignalgemisches in frequenzverschachteltem Format mit dem modulierten Videosignalgemisch faellt. Das hochfrequenzmodulierte Videosignalgemisch und das hochfrequenzmodulierte Hilfssignal werden zu einem Fernsehsignal fuer die Sendung kombiniert.{Standard-Videosignal; kompatibles Hilfssignal; Zweiseitenbandmodulation; zweiter Hochfrequenztraeger; hochfrequenzmoduliertes Hilfssignal; Videosignalgemisch; Fernsehsignalkombination}

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Hinzufügen eines Hilfssignals zu einem zu übertragenden Fernsehsignal.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf hochfrequente Leuchtdichteinformation in einem Fernsehrundfunksignal erläutert, sie ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.

In jüngerer Zeit sind Fernsehsysteme mit erhöhter Auflösung (EDTV-Systeme) bekanntgeworden, bei denen zusätzliche Bildinformation kompatibel in Fernsehrundfunksignalen enthalten ist. Konventionelle Fernsehempfänger werden durch diese zusätzliche Information nicht beeinflußt, in speziellen EDTV-Empfängern wird jedoch die zusätzliche Information zur Wiedergabe von Bildern höherer Qualität verwendet. Beispielsweise ist in der Veröffentlichung von Yoshio Yasumoto et al. „And Extended Definition Television System Using Quadrature Modulation of the Video Carrier with Inverse Nyquist Filter", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Band CE-33, Nr.3, August 1987, S. 173-180 ein System beschriebenen dem ein hochfrequentes Leuchtdichtesignal (4,2-5,2MHz) auf den Frequenzbereich von 0,2-1,2 MHz heruntergemischt und dann zur Quadraturmodulation des Bildträgers verwendet wird. Der quadraturmodulierte Träger wird dann dem zu sendenden Standard-Femsehrundfunksignal zugesetzt. Bei dieser Anordnung ist das zusätzliche Signal zumindest teilweise im Restseitenband des gesendeten Signals enthalten.

In der US-PS 4,660,072 (Takahiko Fukinuki) ist ein System beschrieben, bei welchem hochfrequente Leuchtdichteinformation einem Fernsehrundfunksignal dadurch hinzugefügt wird, daß ein Träger, dessen Frequenz gleich der halben Farbträgerfrequenz ist, mit der hochfrequenten Leuchtdichteinformation moduliert wird. Dieser modulierte Träger wird dem Basisband-Videosignalgemisch vor der Hochfrequenzmodulation für die Sendung zugesetzt. Bei dieser Anordnung nimmt das zusätzliche Signal einen Frequenzbereich ein, der das normale Farbartsignal enthält.

Bei den beiden oben erwähnten Systemen nimmt das zusätzliche Signal einen Frequenzbereich ein, der in einem konventionellen Empfänger demoduliert wird, so daß Artifakte im wiedergegebenen Bild auftreten können, wenn die Übertragungsstrecke nicht ideal ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum kompatiblen Hinzufügen zusätzlicher Information zu einem Standard-Videosignal anzugeben, bei denen ein Minimum an Störungen oder Artifakten im wiedergegebenen Bild auftreten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Videosignal in einem Videosignalgemischformat codiert und auf einen hochfrequenten Träger zweiseitenbandmoduliert. Ein Hilfssignal, das so vorbereitet ist, daß seine Energie bei Vielfachen der horizontalen Zeilenfrequenz des Videosignals konzentriert ist, wird auf einen zweiten Hochfrequenzträger aufmoduliert. Der zweite Hochfrequenzträger ist so gewählt, daß mindestens eine Seitenbandkomponente des modulierten zweiten Hochfrequenzträgers, die das Hilfssignal repräsentiert, in das untere Seitenbandspektrum des modulierten Videosignalgemisches in frequenzverschachteltem Format mit dem modulierten Videosignalgemisch fällt. Das hochfrequenzmodulierte Videosignalgemisch und das hochfrequenzmodulierte Hilfssignal werden zu einem Fernsehsignal für die Sendung kombiniert.

Ausführungsbeispiel :

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine für das Verständnis der Erfindung nützliche Darstellung der Spektren eines Videosignalgemisches

und eines Hilfssignals; Fig. 2,3 u. 4: Blockschaltbilder von alternativen Signalcodier- und Kombiniereinrichtungen zum Erzeugen kompatibler

oder normverträglicher Fernsehsignale; Fig.5,6u.7: BlockschaltbildervonBeispielenvonEmpfangsgerätenzurVerarbeitung von kompatiblen

Fernsehsignalen, welche Zusatzinformation enthalten.

Figur 1 zeigt als erstes ein Frequenzspektrum MCVS eines mit einem Videosignalgemisch modulierten Bildträgers der Frequenz f_p. Das dargestellte Zweiseitenbandsignal entspricht dem Standard-Fernsehsignal vor der Restseitenbandfilterung und vor dem Hinzufügen des Tonträgers. Die Frequenz f_sc ist die Farbträgerfrequenz. Man beachte, daß die Videoinformation eine Bandbreite von 4,2MHz hat, was einem Videosignal der NTSC-Norm entspricht.

Das mit MAS bezeichnete Frequenzspektrum entspricht einem Hilfssignal, welches einem Träger der Frequenz f_p - f_x aufmoduliert ist. In diesem Falle wird angenommen, daß das Hilfssignal ein Breitband-Leuchtdichtesignal mit Frequenzkomponenten von Null bis 5,2 MHz ist. (Die Leuchtdichtekomponente des Signalgemisches hat Frequenzkomponenten von Null bis 4,2 MHz). Da das Hilfssignal ein Luminanz-oder Leuchtdichtesignal ist, istseine Energie von Naturaus bei Vielfachen der horizontalen Zeilenfrequenz konzentriert. Der Fachmann weiß auch, daß das Videosignalgemisch im Frequenzbereich von Null bis etwa 2MHz aus den niederfrequenten Komponenten des Leuchtdichtesignals besteht, deren Energie ebenfalls bei Vielfachen der Zeilenfrequenz konzentriert ist. Da die Signale MCVS und MAS vereinigt werden sollen, ohne daß sie sich gegenseitig stören, d. h frequenzmäßig ineinander verschachtelt, wird der Träger f_p - f_x so gewählt, daß er sich vom Bildträger um ein ungerades Vielfaches der halben Zeilenfrequenz f_H unterscheidet. Die Frequenzf_x wird also gleich (2 η + 1)^/2 gewählt, wobei η eine ganze Zahl ist. Nur die Hilfssignalfrequenzkomponenten von 4,2-5,2MHz müssen dem übertragenen Signal hinzugefügt werden, und diese Komponenten sollen in das Restseitenband des übertragenen Signals fallen. Es ist ferner nicht wünschenswert, daß das zugesetzte Signal dem Bildträger des gesendeten Signals-näher als 0,25MHz kommt, damit das zugesetzte Signal die Zwischenträger-Tondemodulatorsysteme der konventionellen Empfänger nicht stört. Die Frequenz f_x ist daher ungefähr gleich 5,2 + 0,25MHz und mußgleich (2n + 1)f_H/2 sein. Diese Bedingungen sind erfüllt, wenn für η ein Wert von z. B. 346 gewählt wird.

Das mit MCVS + MAS bezeichnete Spektrum resultiert aus der Vereinigung der Signale, welche durch die Spektren MCVS und MAS dargestellt sind. Das durch das kombinierte Spektrum dargestellte Signal kann in einem Restseitenbandfilter gefiltert werden, um ein mit TVS bezeichnete Spektrum zu erzeugen, das das Spektrum eines sendefertigen EDTV-Videosignals (vor dem Hinzufügen des Tonsignals) darstellt. Vorzugsweise wird jedoch das Videosignalgemisch MCVS restseitenbandgefiltert und das Hilfssignal MAS zur Gewinnung desjenigen Teiles seines Frequenzspektrums, der im Restseitenband enthalten sein soll, bandgefiltert, bevor die Signale zur Bildung des Signals TVS vereinigt werden.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erzeugen des Signals, welches in Figur 1 durch das Spektrum TVS dargestellt ist. Bei der Einrichtung gemäß Figur 2 liefert eine Quelle 10, bei der es sich um eine Videokamera handeln kann, eine Farbartsignalkomponente C und eine Leuchtdichtesignalkomponente Yw eines Videosignals. Die Leuchtdichtesignalkomponente Yw soll hier breitbandig sein, d. h., sie soll eine Bandbreite haben, die größer ist als es den derzeitigen Sendenormen entspricht, also größer als beispielsweise 4,2 MHz bei der NTSC-Norm. Das Signal Yw kann beispielsweise eine Bandbreite von 5,2 MHz haben.

Das Farbartsignal C und das Leuchtdichtesignal Yw werden einem Videosignalgemischcodierer 12 zugeführt, derein Basisband-Videosignalgemisch erzeugt. Das Basisband-Videosignalgemisch kann ein konventionelles Videosignalgemischformat haben oder auch ein erweitertes Videosignalgemisch eines Typs sein, wie er in der US-PS 4,670,072 oder der US-PS 4,670,773 beschrieben ist. Bei beiden Systemen entsprechend diesen Patenschriften ist das Videosignalgemisch durch hochfrequente Leuchtdichteinformation ergänzt: die beschriebenen Verfahren können jedoch auch dazu verwendet werden, das Signalgemisch durch andere Information zu ergänzen, wie Seitenbereichinform ation für ein kompatibles Breitbild-EDTV-Signal. Das Basisband-Videosignalgemisch vom Codierer 12 wird auf einen Mischer 14 gekoppelt, in dem es einen HF-Bildträger der Frequenz f_p moduliert. Der modulierte Bildträger wird über ein Restseitenbandfilter 18 auf eine Vereinigungsschaltung 16 gekoppelt, in der er mit einem Hilfssignal vereinigt wird, um ein Signal zu erzeugen, das das in Figur 1 dargestellte Spektrum TVS hat. Das Restseitenbandfilter hat einen normgemäßen Restseitenbandfrequenzgang, um das hochfrequente Fernsehsignal sendefertig zu machen.

Das Breitband-Leuchtdichtesignal Yw von der Quelle 10 wird auf ein Verzögerungsglied gekoppelt, welches das Leuchtdichtesignal Yw in zeitliche Übereinstimmung mit dem von Codierer 12 erzeugten Videosignalgemisch bringt. Das verzögerte Breitband-Leuchtdichtesignal Yw wird einem Mischer 22 zugeführt, indem es einen hochfrequenten Träger Ca der Frequenzfp — (2n + 1)fH/2moduliert.DerWertvonnwirdwieoben beschrieben bestimmt. Das modulierte Leuchtdichtesignal vom Mischer 22 wird über ein Bandpaßfilter 24 der Vereinigungsschaltung 16 zugeführt, in der es mit dem modulierten Signalgemisch additiv vereinigt wird. Das Bandfilter 24 hat ein Durchlaßband, das so bemessen ist, daß derjenige Teil des einen Seitenbandes des Trägers C_A durchgelassen wird, der das Leuchtdichtesignalfrequenzband zwischen 4,2 und 5,2MHz darstellt. Bei einer alternativen Einrichtung kann ein anderes Signal als hochfrequente Leuchtdichteinformation als Hilfssignal verwendet werden. Dieses andere Hilfssignal kann beispielsweise Zeilen-, Teilbild- oder Bild-Differenzsignale darstellen, die sich für ein Umwandeln von Zeilensprung-Signalen in Signale ohne Zeilensprung am Empfänger eignen. Alternativ kann das Hilfssignal auch Hilfsaudiosignafe, wie digitale Audiosignale enthalten. Bei der in Figur 2 dargestellen Einrichtung wird das alternative Hilfssignal in einer Schaltung 26 so erzeugt und/oder zubereitet, daß seine Energie bei Vielfachen der Zeilenfrequenz des Videosignalgemisches konzentriert ist. Das alternative Hilfssignal von der Schaltung 26 wird auf den Mischer 22 gekoppelt, indem es den Träger C_A der Frequenz fp — (2n + 1 )f_H/2 moduliert. Je nach der Größe der Energie des Hilfssignals bezüglich der Energie des Videosignalgemisches kann es wünschenswert sein, im Hilfssignalkanal Schaltungsanordnungen vorzusehen, um die Amplitude des Hilfssignals zu komprimieren oder zu dämpfen.

Figur 3 zeigt eine aiterative Ausführungsform der Erfindung. Schaltungselemente, die mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wie Elemente in Figur 2, entsprechen einander und üben die gleichen Funktionen aus. Bei der Einrichtung gemäß Figur 3 wird das breitbandige Leuchtdichtesignal Yw von der Quelle 10 auf ein Tiefpaßfilter 30 gekoppelt, um seine Frequenzbandbreite auf 5,2 MHz zu begrenzen. Das auf die Bandbreite von 5,2 MHz begrenzte Signal wird auf ein Bandpaßfilter gekoppelt, welches aus einem 4,2-MHz-Tiefpaßfilter 32 und einer Signalsubtrahierschaltung 34 besteht. Das von der Subtrahierschaltung 34 gelieferte Ausgangssignal wird auf das Frequenzband von 4,2-5,2 MHz begrenzt, was dem gewünschten hochfrequenten Hilfs-Leuchtdichtesignal entspricht. Das bandpaßgefilterte Signal von der Subtrahierschaltung 34 wird über ein kompensierendes Verzögerungsglied 36 auf den Mischer 22 gekoppelt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 wird das Hilfssignal vor der Modulation bandpaßgefiltert, um die Erzeugung von unnötigen Frequenzkomponenten zu verhindern, die in unerwünschter

Weise in das Signalgemisch eingekoppelt werden können. Bei der Einrichtung gemäß Figur 3 werden die Signale nach ihrer Vereinigung in der Vereinigungsschaltung 16 in der Filterschaltung 18 restseitenbandgefiltert. Wie jedoch oben erwähnt wurde, ist es jedoch vorzuziehen, die beiden Signale vor ihrer Vereinigung zu filtern.

Das Trägersignal C_A der Frequenz fp — (2 η + 1)^/2, das dem Mischer 22 in Figur 2 und 3 zugeführt wird, kann durch konventionelle Schaltungen wie folgt erzeugt werden: Das Hoizontalsynchronisiersignal Fh (oder ein Vielfaches hiervon) von beispielsweise entweder der Quelle 10 oder dem Videosignalgemischcodierer 12 wird einer konventionellen phasenverriegelten Schleifenschaltung 31 zugeführt, die ein Signal der Frequenz (2n + 1)f_H/2 erzeugt. Dieses Signal wird einem Mischer33 zugeführt, dem als zweites Eingangssignal der Bildträger F_p zugeführt wird. Der Mischer erzeugt Signale der Frequenzen fp ± (2n + 1)fH/2 und die Frequenz fp — (2n + 1)f_H/2 wird durch eine geeignete Filterschaltung selektiert. Sowohl bei der Einrichtung gemäß Figur 2 als auch bei der gemäß Figur 3 enthält das resultierende Ausgangssignal TVS ein moduliertes Videosignalgemisch mit Hilfsinformation, die im Restseitenband frequenzverschachtelt ist und der kein Träger zugeordnet ist. Die Hilfsinformation liegt genau zwischen den Vielfachen der Zeilenfrequenz des Signalgemisches, da der Hilfsträger sowohl aus dem Bildträger als auch dem Videohorizonatalsynchronisiersignal Fh erzeugt worden ist. Diese beiden Signale sind im Empfänger verfügbar, daher kann ein genauer Hilfssignal-Demodulationsträger im Empfänger erzeugt werden, ohne daß im gesendeten Signal ein eigener Hilfsfrequenzträger enthalten sein muß. Figur 4zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl das Signalgemisch als auch das Hilfssignal von ihrer Vereinigung durch Kammfiltern vorverarbeitet werden. Der Teil des Signalgemischs, der die Restseitenbänder darstellt, wird also kammgefiltert, um diejenigen Signale zu entfernen, deren Frequenzkomponenten zwischen ganzen Vielfachen der Zeilenfrequenz liegen und in entsprechenderweise wird das Hilfssignal kammgefiltert, um diejenigen Signale zu entfernen, deren Frequenzkomponenten zwischen ganzen Vielfachen der Zeilenfrequenz liegen. Hierdurch wird dann, wenn das Hilfssignal und das Signalgemisch schließlich miteinander vereinigt werden, ein Übersprechen zwischen diesen Signalen vermieden.

Bei der Einrichtung gemäß Figur 4 wird ein Basisband-Videosignalgemisch beispielsweise von einem Codierer 12 über einen Anschluß 40 auf einen Mischer 42 gekoppelt. Im Mischer 42 bewirkt das Basisband-Videosignalgemisch eine Zweiseitenbandmodulation eines Trägers der Frequenz fi (z.B. 10MHz). Hierdurch wird ein Signal mit Komponenten im unteren Seitenband erzeugt, die denjenigen entsprechen, die im Restseitenband des gesendeten Signals vorhanden sind. Das modulierte Signal vom Mischer 42 wird einem Subtrahierer 46 und einem Bandpaßfilter 43 zugeführt. Das Bandpaßfilter hat ein Durchlaßband, das das untere Seitenband des modulierten Signals oder zumindest das Frequenzband zwischen f, — 1,25MHz und f|- 0,75 MHz durchläßt. Das bandgefilterte Signal vom Bandfilter 43 wird einem Kammfilter vom C-Typ zugeführt, welches die Signale mit Frequenzkomponenten bei ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz dämpft und Signale mit Frequenzkomponenten bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz durchläßt. Das kammgefilterte Signal vom Filter 44 wird vom modulierten Signalgemisch im Subtrahierer 46 subtrahiert. Das resultierende Signal vom Subtrahierer 46 hat ein unteres Seitenband, das kammgefiltert ist und ein oberes Seitenband, das nicht kammgefiltert ist. Das kammgefilterte untere Seitenband enthält Signalenergie, welche bei ganzen Vielfachen der Zeilenfrequenz konzentriert ist. Das ganze untere Seitenband kann kammgefiltert werden. Es wird jedoch bevorzugt, nur denjenigen Teil des Frequenzspektrums kammzufiltern, der im abfallenden Teil der Restseitenbandkennlinie enthalten ist, also beispielsweise von f, - 0,75 MHz bis f, -1,25MHz. Das vom Subtrahierer 46 gelieferte Signal wird einem Mischer 48 zugeführt, in dem es durch einen Träger F2 der Frequenz fp - fι moduliert wird, um eine Signalkomponente zu erzeugen, welche das einen gewünschten Bildträger der Frequenz f_p modulierendes Videosignalgemisch darstellt. Das Signal vom Mischer 48 wird einem Filter 50 zugeführt, welches mindestens ein Restseitenbandfilter enthält. Das vom Filter 50 gelieferte Ausgangssignal ist ein hochfrequentes Restseitenband-HF-Fernsehsignal, bei dem mindestens ein Teil des Restseitenbandes kammgefiltert ist. Dieses Signal wird einem Eingangsanschluß einer Signalvereinigungsschaltung 52 zugeführt.

Ein Hilfssignal, z.B. ein Breitband-Leuchtdichtesignal von z.B. Quelle 10 (Figur 2) wird der Reihenschaltung eines Tiefpaßfilters 56 und eines Bandpaßfilters 58 zugeführt. Das Signal, das die in Reihe geschalteten Filter liefern, stellt ein Leuchtdichtesignalanteil im Frequenzband zwischen 4,2MHz und 5,2MHz dar. Dieses Signal wird einer konventionellen Leuchtdichtesignal-Kammfilterschaltung 60 zugeführt, die Signale mit Frequenzkomponenten, die zwischen ganzen Vielfachen der Zeilenfrequenz liegen, dämpft. Das kammgefilterte Hilfssignal wird einem Mischer 62 zugefügt, indem es einen Träger C_A der Frequenz f_p — (2 b + 1 )f_H/2 moduliert. Der Wert von η wird so gewählt, daß die oberen Seitenbänder des modulierten Hilfssignals, welche das Band von 4,2-5,2 MHz des Hilfssignals darstellt, in das Frequenzband zu liegen kommen, das vom Restseitenband des modulierten Videosignalgemisches eingenommen wird, so daß das Hilfssignalband bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz auftritt.

Das modulierte Hilfssignal wird in einem Filter 64 bandgefiltert, welches die oberen Seitenbänder des modulierten Signals durchläßt. Das vom Filter 64 gelieferte Signal wird in der Kombinierschaltung 52 dem modulierten Videosignalgemisch hinzuaddiert, um ein Signal mit einer Spektralverteilung zu erzeugen, die der des Signals TVS in Figur 1 entspricht. Es sei daraufhingewiesen, daß die beiden Filterschaltungen 50 und 64 entfallen können und ein einziges Restseitenbandfilter am Ausgang der Signalvereinigungsschaltung 52 eingefügt werden kann. Die Träger F 1,F2 und C_A können aus einem Bildträger F_p, einem Horizontalsynchronisiersignal Fh und einem Oszillator auf bekannte Weise erzeugt werden, wie beispielsweise durch die Schaltungsanordnung 65 dargestellt ist.

Figur 5 zeigt-eine Schaltungsanordnung in einem Empfangsgerät zum Nutzbarmachen des mit einem Norm-Fernsehsignal kompatibel übertragenen Hilfssignals. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß das Hilfssignal eine hochfrequente Leuchtdichtesignalkomponente ist.

Bei der in Figur 5 dargestellten Einrichtung wird das ergänzte Signal einem Anschluß 70 zugeführt. Es wird angenommen, daß dieses Signal vom Zwischenfrequenzteil eines Standard-HF/ZF-Tunerteils eines Fernsehsignalempfängers stammt. Das Signal wird vor dem Nyquist-Filter der ZF-Schaltung abgegriffen. Als solches ist das Restseitenband des Signals intakt, und es wird angenommen, daß der ZF-Bildträger der Frequenz fp'unter dem Restseitenband liegt.

Vom Anschluß 70 wird das Signal einem Videodemodulator 72 zugeführt, der ein Nyquist-Filter enthält. Der Demodulator 72 erzeugt ein Basisband-Videosignalgemisch in üblicher Weise, das einer Verarbeitungsschaltung 74 zugeführt wird. Durch den Frequenzgang des Nyquist-Filters wird das Hilfssignal im wesentlichen aus dem vom Videodemodulator 72 gelieferten Basisband-Videosignalgemisch entfernt. Die Verarbeitungsschaltung 74 enthält übliche Videosignalverarbeitungsschaltungen. Die Verarbeitungsschaltung 74 trennt beispielsweise den Farbart- und den Leuchtdichteanteil und übt Funktionen hinsichtlich des

Kontrastes, des Farbtones und der Farbsättigung der entsprechenden Signale aus. Das Farbartsignal wird einer Matrixschaltung 76 zugeführt. Das Leuchtdichtesignal wird der Matrixschaltung 76 über einen Addierer 78 zugeführt. Das hochfrequente Hilfsleuchtedichtesignal wird dem Leuchtdichtesignal im Addierer 78 hinzuaddiert. Die Matrixschaltung 76 kombiniert das Leuchtdichte- und das Farbartsignal und erzeugt Primärfarbensignale zur Steuerung einer nichtdargestellten Wiedergabeeinrichtung.

Das ZF-Signal am Anschluß 70 wird außerdem einem Mischer 80 zugeführt, indem es mit einem Träger C/ der Frequenz fp' + (2n' + 1)f_H/2 gemischt wird, wobei f_p'der ZF-Bildträger ist. Der Mischer 80 erzeugt eine Komponente, in der das Restseitenband unterhalb des Bildträgers liegt. Der Wert von n' wird so gewählt, daß die Seitenbänder des Hilfssignals genau bei den Frequenzen liegen, von denen sie herstammen. Das vom Mischer 80 erzeugte Signal wird einem Bandpaßfilter 82 zugeführt, welches das Frequenzband des Restseitenbandes durchläßt, das vom Hilfssignal eingenommen wird. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 82 wird einem Leuchtdichtesignal-Kammfilter 88 zugeführt. Man beachte, daß das Mischen des ZF-Signals mit der Frequenz fp' + (2n' + 1)f_H/2 die Leuchtdichteanteile des Videosignalgemisches im Restseitenband auf spektrale Anhäufungen bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz verschiebt. Das Leuchtdichtesignal-Kammfilter 88 beseitigt als solches im wesentlichen die Leuchtdichtesignalanteile des Videosignalgemisches und läßt das Hilfssignal, also die hochfrequenten Leuchtdichtesignalkomponenten durch. Der Ausgang des Kammfilters 88 ist mit dem Addierer 78 gekoppelt, in dem das hochfrequente Hilfs-Leuchtdichtesignal zum Standard-Leuchtdichtesignal hinzuaddiert wird. Man beachte, daß es notwendig sein kann, in den Hilfssignalweg ein kompensierendes Verzögerungsglied einzuschalten.

Für den Fachmann auf dem Gebiet der Videosignaltechnik ist es klar, daß die Schaltungselemente 80,82 und 88 in beliebiger Reihenfolge hintereinandergeschaltet werden können. Einschränkungen hinsichtlich der gewählten Reihenfolge können sich durch die Frequenzansprachen der jeweils verwendeten Schaltungseinheiten ergeben.

Figur 6 zeigt eine alternative Schaltungsanordnung für die Schaltungselemente 80,82, und 88 zum Extrahieren des Hilfssignals aus dem empfangenen Signal auf dem ZF-Träger. Bei einer Schaltungsanordnung gemäß Figur 6 wird das ZF-Signal vom Anschluß 70 einem Mischer 102 zugeführt, der das ZF-Signal mit einem Träger multipliziert, dessen Frequenz gleich der des ZF-Bildträgersfp'ist, der jedoch bezüglich desselben in Phasenquadratur steht, also um 90° in der Phase verschoben ist. Das ergänzte Fernsehsignal wird durch den Mischer 102 frequenzmäßig in das Basisband umgesetzt. Das Multiplizieren eines modulierten Trägers mit einem in Phasenquadratur stehenden Träger wird nominell in Phasenquadratur stehende Komponenten des modulierten Trägers (das Hilfssignal) getrennt von phasengleichen Komponenten (dem Videosignalgemisch) liefern. Da jedoch die phasengleichen Komponenten (das Videosignalgemisch) wegen der Restseitenbandcharakteristik nicht symmetrisch bezüglich des Trägers F_p sind, hat das vom Mischer 102 gelieferte Signal die folgende Form: Im Frequenzband von null Hertz bis 0,75MHz wird das Basisbandsignal nur das Hilfssignal enthalten. Im Frequenzbereich oberhalb von 0,75 MHz wird das Basisband sowohl Hilfssignal als auch restliche Komponenten des Videosignalgemisches enthalten. Das Ausgangssignal vom Mischer 102 wird einem Tiefpaßfilter 104 zugeführt, dessen Durchlaßband auf das Frequenzspektrum des Hilfssignals begrenzt ist, z. B. 1,25 MHz. Das tiefpaßgefilterte Basisbandsignal wird einem Kammfilter 106 zugeführt, das so ausgebildet ist, daß es das verschachtelte restliche Leuchtdichtesignal des Signalgemisches wesentlich dämpft. (Man beachte, daß das Tiefpaßfilter 104 und das Kammfilter 106 vertauscht werden können). Die Reihenfolge der Frequenzkomponenten des kammgefilterten Hilfssignals ist umgekehrt wie die der Frequenzkomponenten des Hilfssignals vor der Codierung. Das heißt, daß die Frequenzkomponenten im Band von 0,25-1,25MHz des kammgefilterten decodierten Hilfssignals dem Frequenzband von 5,2—4,2 MHz des ursprünglichen Hilfssignals entsprechen. Das kammgefilterte Hilfssignal und ein Signal der Frequenz (2n^# + 1)f_H/2 werden einem Mischer 108 zugeführt, um die Frequenzkomponenten des decodierten Basisband-Hilfssignals in der Frequenz umzusetzen und umzuordnen. Das Signal der Frequenz (2n' + 1 )fh/2 wird in einer phasenverriegelten Schleife 112 erzeugt, die durch ein Horizontalsynchronisiersignal gesteuert wird, das entweder vom Videodemodulator 72 oder von der Verarbeitungsschaltung 74 gewonnen wird.

Das frequenzverschobene Basisband-Hilfssignal wird in einem Filterelement 110 bandpaßgefiltert und dann dem decodierten Videosignalgemisch beispielsweise über einen Addierer 78 zugesetzt. Das Filter 110 hat ein Durchlaßband, das gleich dem Spektrum des frequenzverschobenen Hilfssignals ist, also beispielsweise von 4,2-5,2MHz.

In Figur 6 kann der Mischer 108 unmittelbar hinter dem Mischer 102 eingeschaltet werden, und das Tiefpaßfilter kann entfallen. Die in Figur 6 dargestellte Anordnung kommt jedoch mit einer einfacheren Kammfilterstruktur aus, da das kammzufilternde Signal bei dieser Anordnung relativ niederfrequente Komponenten aufweist.

Figur7zeigt eine wertere Alternative mit einem gegenüber Figur6verbesserten Betriebsverhalten. Im Restseitenband enthaltene Information kann im wesentlichen ausschließlich aus dem Videosignalgemisch durch Quadraturphasendemodulation gewonnen werden, wenn das dem Quadraturdemodulator zugeführte Signal eine Frequenzcharakteristik hat, die bezüglich des Bildträgers symmetrisch ist. Um jedoch eine solche Charakteristik ohne Verlust an Hilfssignal im Restseitenband zu entwickeln muß man die Restseitenbandcharakteristik genau kennen. Im allgemeinen ist dies nicht möglich, da sich die Restseitenbandfrequenzcharakteristik von Kanal zu Kanal ändert. Die Schaltungsanordnung gemäß Figur 7 macht im Effekt das ZF-Signal durch Verwendung eines ZF-Zwischenträgers symmetrisch.

Bei der Einrichtung gemäß Figur 7 wird das ZF-Signal vor dem Nyquist-Filter des Empfängers abgegriffen und bei dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß das Restseitenband unterhalb des ZF-Bildträgers liegt. Das ZF-Signal mit einem ZF-Träger von beispielsweise 45MHz wird über einen Anschluß 150 einem Mischer 152 zugeführt, indem es mit einem Träger von 40MHz multipliziert wird, um das ZF-Signal in der Frequenz auf einen ZF-Träger von 5 MHz zu verschieben. Das frequenzverschobene Signal wird einem Tiefpaßfilter 154 zugeführt, das eine Grenzfrequenz von 5,75 MHz hat. Das Filter 154 liefert ein Signal, bei dem das obere Seitenband bei einer Frequenz bezüglich des 5 MHz-Trägers abgeschnitten ist, welche symmetrisch zur Grenzfrequenz des Restseitenbandes ist. Das tiefpaßgefilterte ZF-Signal wird einem Mischer 156 zugeführt, indem es mit einem 5-MHz-Träger multipliziert wird, der in Phasenquadratur mit dem 5-MHz-ZF-Träger steht, also um 90° bezüglich dieses phasenverschoben ist. Das vom Mischer 156 gelieferte Ausgangssignal ist ein Basisbandsignal. Die Spektralkomponenten des Basisbandsignals, die dem Frequenzband von 4,25-5,75MHz des vom Tiefpaßfilter 154 gelieferten Signals entsprechen, bestehen aus Hilfssignalkomponenten ohne Videosignalgemischkomponenten. Die spektralen Komponenten des Basisbandsignals, die dem Frequenzband von 3,7-4,25MHz entsprechen, enthalten Hilfssignalkomponenten und gewisse restliche Videosignalgemischkomponenten, die jedoch bezüglich der restlichen Videosignalgemischkomponenten in dem vom Mischer 102 der Figur 6 gelieferten Signal erheblich reduziert sind.

Das Ausgangssignal vom Mischer 156 wird im Filter 158 tiefpaßgefiltert, das das Frequenzspektrum von null bis 1,25MHz durchläßt. Dieses Signal wird dann im Filter 160 kammgefiltert, um die restlichen Videosignalgemischkomponenten erheblich zu dämpfen. Die spektralen Komponenten des vom Kammfilter 160 gelieferten Signals haben die verkehrte Reihenfolge und liegen nicht im richtigen Frequenzbereich. Diese spektralen Komponenten werden daher in das Frequenzband von 4,2-5,2MHz umgesetzt und in der Reihenfolge umgekehrt, indem das kammgefilterte Signal in einem Mischer 162 mit einem Träger von 5,45MHz multipliziert wird. Das Ausgangssignal des Mischers ist ein Zweiseitenbandsignal um den Träger von 5,45MHz. Das untere Seitenband, das die gewünschten spektralen Komponenten enthält, wird mittels eines Tiefpaßfilters 164 herausgesiebt, welches eine Grenzfrequenz von 5,2MHz hat.

Claims (9)

1. Einrichtung zum Ergänzen eines Fernsehsignals, das Information, welche mit einer Horizontalzeilenfrequenz auftritt, enthält, durch ein Hilfssignal, mit Anordnungen (12,26) zum Bereitstellen eines Videosignals bzw. eines Hilfssignals; einer Anordnung zum Bereitstellen eines Bildträgers vorgegebener Frequenz f_P; und einer auf den Bildträger und das Videosignal ansprechenden Anordnung (14) zum Erzeugen eines restseitenbandmodulierten HF-Videosignals; gekennzeichnet durch eine auf den Bildträger und das Hilfssignal ansprechende Anordnung (22) zum Erzeugen eines HF-Hilfssignals, welches einen HF-Träger aufweist, der außerhalb des vom restseitenbandmodulierten HF-Videosignal eingenommenen Frequenzspektrums liegt, und welches ein Seitenband hat, das das Hilfssignal darstellt und in dem vom Restseitenband des Restseitenband-HF-Videosignals eingenommenen Frequenzspektrum auftritt; und eine Anordnung (16) zum Einfügen des Seitenbandes des HF-Hilfssignals ausschließlich des HF-Trägers in das Restseitenspektrum des HF-Videosignals.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Hilfssignalseitenbänder bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz auftreten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Videosignal eine Breitband-Leuchtdichtekomponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Erzeugen des Restseitenband-HF-Videosignals eine Anordnung enthält, um nur einen niederfrequenten Teil der Breitband-Leuchtdichtekomponente in das Restseitenband-HF-Videosignal einzufügen und daß die Anordnung zum Bereitstellen des Hilfssignals eine auf die Breitband-Leuchtdichtekomponente ansprechende Anordnung zum Selektieren mindestens eines höherfrequenten Teiles der Breitband-Leuchtdichtekomponente als Hilfssignal enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Erzeugen des modulierten HF-Trägersignalseine auf den Bildträger ansprechende Anordnung zum Erzeugen eines weiteren Trägers mit der Frequenz fp — (2η + 1)f_H/2, wobei η eine ganze Zahl ist, und eine Anordnung zum Modulieren des weiteren Trägers mit dem Hilfssignal enthält.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Erzeugen des Restseitenband-HF-Videosignals eine auf den Bildträger ansprechende Anordnung zum Umsetzen der Frequenzen des Videosignals um eine Frequenz f_x; eine Kammfilteranordnung zum Kammfiltern desjenigen Teils des Spektrums des umgesetzten Videosignals, welches zum Restseitenband des Restseitenband-HF-Videosignals entspricht, und eine auf den Bildträger ansprechende Anordnung zum Umsetzen der Frequenzen des kammgefilterten umgesetzten Videosignals um eine Frequenz f_p — f_x enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Erzeugen des modulierten HF-Trägersignals eine Anordnung zum Kammfiltern des Hilfssignals enthält.

7. Fernsehsignal-Empfangsgerät zum Demodulieren eines Restseitenband-Fernsehsignals, welches einen Bildträger sowie ein Hilfssignal, das mit einem Videosignalgemisch in einem vom Restseitenband des Restseitenband-Fernsehsignals eingenommenen Spektrum frequenzverschachtelt und trägerfrei ist, gekennzeichnet durch eine auf das Restseitenband-Fernsehsignal ansprechende Anordnung (72) zum Demodulieren eines Basisband-Videosignalgemisches; eine auf das Basisband-Videosignalgemisch entsprechende ansprechende Anordnung (74) zum Erzeugen mindestens eines Farbart-oder Leuchtdichtekomponentensignals; einer Mischeranordnung (80) zum Demodulieren des Restseitenband-Fernsehsignals in Quadratur mit dem Bildträger und zum Frequenzumsetzen von Spektralkomponenten des Hilfssignals mit ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz des Videosignalgemisches; eine Filteranordnung (82) mit einem Durchlaßband, welches Frequenzen entsprechend dem Restseitenband eines ihm zugeführten Restseitenbandsignals umfaßt; eine Kammfilteranordnung (88) mit spektralen Durchlaßbändern zum Durchlassen des Hilfssignals und eine Reihenschaltung der Mischeranordnung, der Filteranordnung und der Kammfilteranordnung, welche auf das Restseitenband-Fernsehsignal anspricht, um ein abgetrenntes Hilfssignal zu erzeugen.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Anordnung zum Vereinigen des abgetrennten Hilfssignals mit dem Farbart- und/oder Leuchtdichtekomponentensignal enthält.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeranordnung einen ersten Mischer, der auf das Restseitenband-Fernsehsignal und ein in Phasenquadratur mit dem Bildträger stehendes Trägersignal anspricht, um das Restseitenband-Fernsehsignal zu demodulieren, und einen zweiten Mischer, der auf ein Trägersignal mit einer Frequenz anspricht, die ein ungerades Vielfaches der halben Zeilenfrequenz des Videosignalgemisches ist, um Frequenzkomponenten eines ihm zugeführten Signals um Vielfache der halben Zeilenfrequenz umzusetzen, enthält und daß die Filteranordnung, die Kammfilteranordnung und der zweite Mischer in der aufgeführten Reihenfolge mit dem ersten Mischer in Reihe geschaltet sind.