RCA 77253/Sch/Ro.
ÜS-Ser.No. 288 753
AT: 31. Juli 1981
RCA Corporation, New York, N>Y. (V.St.A.)
Fernsehgysteme und zugehörige Untersysteme
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fernsehsystem geschaffen, welches folgende Teile enthält: Einen Bildwandler,
der eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen aufweist, welche die Leuchtdichte eines Bildes längs
Abtastlinien eines vorbestimmten Bildabtastmusters darstellen, eine Signalverarbeitungsschaltung für die Leuchtdichtesignale
zur Erzeugung von Signalen, welche den Leuchtdichteunterschied zwischen vorbestimmten Paaren der
Linien darstellen, und weiterer Leuchtdichte darstellender Signale, die zusammen mit den Differenzsignalen die
Wiedergabe der Leuchtdichtesignale des Linienpaares erlauben, und eine Wiedergabeeinrichtung mit einer aufgrund
der Differenzsignale und der weiteren Signale Leuchtdichtesignale des Linienpaares erzeugenden Einrichtung
und mit einer Einrichtung zur Bildwiedergabe aufgrund der wiedergegebenen Leuchtdichtesignale.
Eine Ausführung gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Fernsehsystem, welches eine vergrößerte
Vertikalauflösung ergibt und mit Standard-Farbfernsehsystemen wie dem NTSC- oder PAL-System kompatibel
ist. Beim Standard-NTSC-Fernsehen werden beispielsweise 525 Zeilen pro Vollbild in Form zweier aufeinanderfolgender
Halbbilder von jeweils 262 1/2 Zeilen abgetastet. Die Zeilen jedes Halbbildes liegen verschachtelt mit den
Zeilen des vorangehenden und des nachfolgenden Halbbildes,
-Ί 7*-
und das Auge integriert diese Halbbilder zur Verringerung
von Fliimuererscheinungen. Jedoch bleibt die Zeilenstruktur
unter bestimmten Umständen noch sichtbar, insbesondere ist sie auf großen Bildschirmen bei relativ
geringem Betrachtungsabstand sichtbar. Dieses Problem ist noch gravierender bei übergroßen Bildern, wie sie von
Projektionsfernsehgeräten erzeugt werden. Die Sichtbarkeit der Zeilenstruktur ist überraschend, wenn man bedenkt,
daß ein NTSC-Signalgemisch tatsächlich drei gleichzeitige
Informationskanäle (einen Leuchtdichtekanal· und zwei Farbkanäie) beinhaltet und daher etwa 1500 Zeilen pro
Vollbild ergibt. Diese Sichtbarkeit resultiert aus der Überiagerung der R, G und B-Signale in Tripein. Es ist
nun erwünscht, die effektive Vertikalauflösung in einer solchen Weise zu erhöhen, daß eine Kompatibilität mit der
derzeit üblichen Standard-Fernsehpraxis gewahrt bleibt, so daß eine Sendung hochauflösender Signale unmittelbar
beginnen kann, ohne daß der Empfang mit derzeit gebräuchlichen Standard-Fernsehempfängern nennenswert beeinträchtigt
würde, und daß dennoch bei Benutzung eines Empfängers gemäß der Erfindung Bilder mit verbesserter hoher Auflösung
wiedergegeben werden.
Bei dieser Ausführungsform gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das vorbestimmte Abtastmuster so gewählt, daß
einander entsprechende erste Zeilen von Zeilenpaaren mit dem Abtastmuster eines Standard-Fernsehsystems, wie PAL
oder NTSC sowohl räumlich wie auch zeitlich zusammenpassen.
Die weiteren, Leuchtdichte darstellenden Signale können mit farbdarstellenden Signalen zu einem Standard-Videosignalgemisch
kombiniert werden. Vorzugsweise wird ein Teil des Frequenzspektrums mindestens einer der Farbkomponenten
des Signalgemisches entfernt, und für diesen Teil wird das Differenzsignal eingefügt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bildung eines mit einem unabhängigen Signal
kombinierten Videosignalgemisches zur gleichzeitigen Übertragung beider Signale vorgesehen, welche ein Filter
zur Entfernung eines Teils des Frequenzspektrums eines
Basisband-Farbsignals aus dem Farbsignal enthält, ferner eine Einrichtung zum Einfügen des unabhängigen Signals
in den Teil des Frequenzspektrums des Farbsignals, und
eine Videosignalgemischbildungsschaltung, der ein Basisband-Leuchtdichtesignal
und das Farbsignal, in welches das unabhängige Signal eingefügt ist, zugeführt wird und
welche daraus das Signalgemisch bildet. Vorzugsweise enthält diese Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung, welche
aus dem Leuchtdichtesignal ein Signal erzeugt, das dessen Änderungsrate wiedergibt, und dieses Signal steuert die
soeben erwähnte Einfügungsschaltung, welche das unabhängige Signal in das Farbsignal nur dann einfügt, wenn
die Änderungsrate einen voreingestellten Wert übersteigt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Fernsehsystem vorgesehen, welches eine Einrichtung zur Abtastung
eines Bildes nach einem vorbestimmten Abtastmuster enthält, um eine elektrische Darstellung des Bildes zu liefern,
ferner ist eine Wiedergabevorrichtung für das Bild aufgrund dieser elektrischen Darstellung gemäß einem entsprechenden
Abtastmuster vorgesehen, wobei jedes Abtastmuster aktive Zeilen zur aktiven Bildübertragung aufweist, die sich
längs einer Zeilenabtastrichtung erstrecken und über eine Halbbildabtastrichtung quer zur Zeilenabtastrichtung verteilt
sind, wobei jede aktive Zeile eine in Halbbildabtastrichtung um die Zeilenabtastrichtung schwingende
Wellenform hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß diesem dritten Aspekt wird die Schwingung der Wellenform
der aktiven Zeilen des Musters, welche von der Wiedergabeeinrichtung hervorgerufen wird, mit der Frequenz der
Abtasteinrichtung synchronisiert.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Veranschaulichung von deren Realisierung sei nun auf in den
beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 durch ein Raster dargestellte Vertikal- bzw. Horizontallinien,
10
Fig. 3 eine Veranschaulichung der optischen Teile einer Farbkamera gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung,
Fig. 4 in weiteren Einzelheiten Kameravidicons und Schaltungen,
die einen Teil der Kamera gemäß Fig. 3 bilden,
Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Rasterlinienpaaren zur Erläuterung eines Merkmales des erwähnten
einen Gesichtspunktes der Erfindung, 20
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Teils einer anderen Kamera gemäß dem erwähnten einen Aspekt der
Erfindung und gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung
für die von der Kamera nach Fig. 6 erzeugten Signale,
Fig. 8 ein System, bei welchem einem üblichen TV-Monitor Signale zugeführt werden, die von der Anordnung nach
den Fig. 6 und 7 erzeugt worden sind, um hieraus Bilder zu erzeugen,
Fig. 9 einen TV-Monitor, der sich gemäß dem einen und weiteren Aspekten der Erfindung zur Verwendung bei der
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Anordnung gemäß Fig. 8 für die Erzeugung verbesserter Bilder aus den von der Anordnung gemäß den Fig. 6 und 7
erzeugten Signalen eignet,
Fig. 10 zeitliche Darstellungen von Kurvenformen und
Frequenzspektren zum besseren Verständnis bestimmter Gesichtspunkte der Signalverschachtelung,
Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Farbfernsehsystems
gemäß dem einen und einem weiteren Aspekt der Erfindung, wobei hochauflösende Signale mit dem Farbsignalgemisch
verschachtelt sind,
Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Farbfernsehwiedergabemonitors
für das in Fig. 11 dargestellte System zur Wiedergabe von Bildern aufgrund eines Farbfernsehsignalgemisches
mit verschachtelten hochauflösenden Komponenten,
Fig. 13 Signalfrequenzspektren zur Erläuterung der Anordnung
gemäß Fig. 12,
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer anderen Kameraausführung
gemäß dem erwähnten einen Aspekt der Erfindung,
Fig. 15 ein Zeitdiagramm zum besseren Verständnis der in Fig. 14 dargestellten Kamera,
Fig. 16 ein Blockschaltbild eines Fernsehmonitors für die
in Fig. 14 dargestellte Kamera,
30
Fig. 17 ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers gemäß
dem einen und weiteren Aspekten der Erfindung,
Fig. 18 ein Blockschaltbild eines Fernsehsystems gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wonach unabhängige
Signale über vierte und fünfte Signalkanäle innerhalb einer Fernsehsignalgertiisch-Verarbeitungsstrecke multiplexübertragen
werden, und
Fig. 19 einen Empfänger für in der Schaltung gemäß Fig.
erzeugte Signale.
Fig. 1 veranschaulicht einen Raster mit einem Seitenverhältnis von drei Einheiten in der Höhe zu vier Einheiten
in der Breite. Dieses Raster wird in der üblichen Weise durch (nicht dargestellte) aufeinanderfolgende Horizontalzeilen
abgetastet. Auf dem Raster werden abwechselnd helle und dunkle Vertikallinien wiedergegeben. Diese
hellen und dunklen Linien stehen in Beziehung zur Frequenz des verarbeiteten Signals. Die Horizontalabtastzeit
beträgt im NTSC-System 63,5 με, von denen etwa 10 με
für die Horizontalaustastung benutzt werden, so daß 53 με als Dauer für die aktive Zeilenabtastung übrigbleiben.
Die auf dem Raster in Fig. 1 gebildeten abwechselnden hellen und dunklen Linien bedingen positiv und negativ
gerichtete Signalamplituden, deren Rate oder Frequenz durch die relativen räumlichen Linienabstände bestimmt
sind. Die Leuchtdichtebandbreite des Fernsehsignals liegt praktisch bei 3 MHz auf der Empfängerseite, und damit
kann das höchstfrequente Signal in diesem Frequenzband einen vollen Zyklus (eine positive und eine negative
Amplitude der Leuchtdichte) in 1/3μ3 durchlaufen. In 53με
(der Dauer des aktiven Teils einer Horizontalzeile) können etwa 160 volle Zyklen auftreten. Diese 160 schwarzen und
160 weißen Linien können in einer horizontalen Zeile erscheinen bei insgesamt 320 Fernsehzeilen einer vollständigen
horizontalen Abtastung. Gemäß der üblichen Fernsehpraxis muß jedoch die Horizontalauflösung mit 3/4 multipliziert
werden, um die Standardauflösung zu bestimmen (diejenige Auflösung, welche man erhielte, wenn das Raster
«22-
quadratisch wäre und seine Breite gleich seiner Höhe wäre). Somit beträgt die Horizontalauflösung etwa 240 Fernsehzeilen
für 3 MHz-Bandbreite oder etwa 80 Fernsehzeilen pro Megahertz. Unter Berücksichtigung dieses Kriteriums beträgt
die Auflösung einer Farbsignalkomponente mit 1,5 MHz-Bandbreite in Horizontalrichtung etwa 120 Fernsehzeilen.
In Vertikalrichtung besteht jedes Halbbild aus mehr als 250 abgetasteten Zeilen, wie dies Fig. 2 veranschaulicht.
Die Farbauflösung in Vertikalrichtung ist besser als in
Horizontalrichtung, weil die Horizontalauflösung durch die
Farbkanalbandbreite auf etwa 120 Fernsehzeilen begrenzt ist, während die vertikale Farbauflösung nicht durch die Kanalbandbreite
sondern durch die Anzahl von Horizontalzeilen begrenzt ist, mit welchen das Bild in der Vertikalrichtung
abgetastet wird. Demzufolge ist die Farbauflösung in Vertikalrichtung erheblich größer als die Farbauflösung
in Horizontalrichtung, und dennoch ist die Horizontalfarbauflösung als adequat anzusehen. Andererseits ist die
Vertikalleuchtdichteauflösung nicht adequat, weil bei
großen Bildflächen eine Zeilenstruktur sichtbar ist.
Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer hochauflösenden Kamera gemäß der Erfindung.
In Fig. 3 durchläuft Licht von einer als Pfeil 301 dargestellten Szene eine als Block dargestellte Optik 302 und
trifft auf ein Farbaufspaltungsprisma 304. Hier läuft
grünes Licht bekannterweise gerade durch das Prisma und durch eine weitere Optik 306, die benötigt wird zur Fokussierung
eines Bildes, das von einem halbversilberten Spiegel 308 auf die Frontplatte einer Kameraröhre 12, etwa
in Form eines Vidicons, reflektiert wird und welches andererseits direkt durch den Spiegel 308 auf die Frontplatte
eines Vidicons 10 läuft. Die roten Komponenten des
Lichtes von der Szene werden durch da.s Prisma 304 abgetrennt
und durch eine Optik 319 auf die Frontscheibe eines Vidicons 310 durch einen halbversilberten Spiegel 311
fokussiert, und nach Reflexion von der Vorderfläche des Spiegels 311 auf die Frontplatte eines Vidicons 312
fokussiert. Das blaue Licht wird ähnlich vom Prisma 304 abgespaltet und durch eine Optik 314 fokussiert, und ein
halbversilberter Spiegel 316 reflektiert ein Bild auf die Frontplatte einer Kameraröhre 318 und überträgt ferner
ein Bild auf die Frontplatte einer Kameraröhre 320.
Fig. 4 zeigt in weiteren Einzelheiten die zu den Vidicons 10 und 12, welche für jedes Vidiconpaar stehen, gehörigen
Schaltungen. Gemäß Fig. 4 tasten zwei übereinstimmende Vidicons oder Kameraröhren 10 und 12 Raster 14 bzw. 16
auf ihren photoempfindlichen Flächen unter Steuerung durch eine Ablenktreiberschaltung 18 ab, welche Wechselströme
durch Ablenkwicklungen fließen läßt, die als Spulen 20 und 22 dargestellt sind. Auf Rastern 14, 16 werden mit
optischen Mitteln, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben sind und einen halbversilberten Spiegel enthalten
können, identische Bilder erzeugt, über Widerstände 24 und 26 wird den Targets der Röhren 10 bzw. 12 eine
Target-Betriebsspannung zugeführt. Von jedem Target wird ein Signal einem Vorverstärker zugeführt. Von beiden
Kameraröhren würden identische Videosignale abgeleitet. Gemäß Fig. 4 läßt man einen kleinen festen Strom in einem
Widerstand 28 fließen, der durch einen Kondensator 30 von der Wicklung 20 ferngehalten wird und als Gleichstrom
durch die Wicklung 22 fließt. Dieser kleine Zusatzstrom wird so gewählt, daß die Abtastlinien des Rasters 14
gegenüber den von der Röhre 12 auf dem Raster 16 abgetasteten
Rasterlinien leicht versetzt sind. Die Größe des Stromes wird so gewählt, daß das Raster 14 um 1/4 des
Abstandes zwischen benachbarten Abtastlinien versetzt ist.
r r t et r ·
-24-
Pig. 5 zeigt die Lagen eier von den Röhren 10 und 12 erzeugten
Abtastlinien gegenüber dem abgetasteten Bild. Das abgetastete Bild sei zum Zwecke der Erläuterung hier
als das einzige Rechteck 500 angesehen, obgleich das Bild tatsächlich auf zwei Frontscheiben erscheint und
nicht rechtwinklig sein muß. Die Abtastlinie 501 wird von der Röhre 10 gleichzeitig mit der Abtastlinie 502 der
Röhre 12 erzeugt. Da die Abtastlinien gegenüber dem Bild
etwas unterschiedliche Positionen haben, können die bei der Abtastung benachbarter Zeilen 501 und 502 erzeugten
Signale etwas voneinander abweichen, obgleich wegen der räumlichen Nähe der Zeilen auf dem Bild die Videosignale
häufig übereinstimmen. Die Röhre 10 tastet dann die Linie 503 gleichzeitig mit der Abtastung der Linie 504 durch die
Röhre 12 ab. Der Abstand zwischen den Linien 502 und 503
wird so gewählt, daß bei dem nächsten Halbbild, welches dem einen dargestellten Halbbild folgt, die Röhre 10 eine
Rasterlinie in der durch die gestrichelte Linie 506 veranschaulichten Position und die Röhre 12 eine Rasterlinie
in der durch die gestrichelte Linie 408 gezeigten Position abtasten kann, so daß über ein Vollbildintervall (zwei
Halbbilder) eine verschachtelte Abtastung erfolgt. Die Röhren 10 und 12 setzen die Abtastung über die identischen
Bilder auf ihren photoempfindlichen Schirmen mit leicht gegeneinander versetzten Zeilen fort, bis jede
262 1/2 Zeilen abgetastet hat, und danach endet das Halbbild und das nächste Halbbild beginnt. Insgesamt werden
525 Zeilen pro Halbbild und 1050 Zeilen pro Vollbild von der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung abgetastet. Bei der
Vorrichtung gemäß Fig. 3 sind die Röhren 310, 10 und 320 so angeordnet, daß sie gemeinsam ein erstes Raster von
262 1/2 Zeilen pro Halbbild über das Bild verteilt abtasten, während alle die Röhren 312, 12 und 318 so angeordnet
sind, daß sie ein zweites Raster von 262 1/2 Zeilen pro Halbbild über das gesamte Bild abtasten und das
zweite Raster gegenüber dem ersten Raster um 1/4 des Abstandes zwischen benachbarten Zeilen des ersten Rasters
versetzt ist. Damit tastet die gesamte Vorrichtung gemäß Fig. 3 ebenfalls 1050 Zeilen pro Vollbild ab.
Der in Fig. 3 gezeigte Widerstand 28 und der Kondensator 30 können aus der Schaltung auch weggelassen werden, sofern
die auf den durchsichtigen Frontscheiben der Vidicons erzeugten Bilder räumlich um ein kleines Stück gegeneinander
versetzt sind, so daß man mit identischen Rasterabtastungen Videosignale von leicht unterschiedlichen Bildteilen
erhält, die um den erwähnten Betrag gegeneinander versetzt sind.
Fig. 6 veranschaulicht eine andere Ausführungsform einer
Anordnung zur Erzeugung zweier gleichzeitiger Videosignale, die etwas verschiedene Teile eines monochromatischen Bildes
darstellen. Die Anordnung gemäß Fig. 6 kann bei Verwendung zusammen mit einem FarbaufSpaltungsprisma zur Erzeugung
gleichzeitiger Signale R, G und B dreifach benutzt werden. Gemäß Fig. 6 wird auf der Frontscheibe 602 eines Vidicons
600 ein Bild mit Hilfe einer nicht dargestellten Optik fokussiert, über Vertikal- und Horizontalablenkwicklungen,
die allgemein mit 604 bezeichnet sind und von geeigneten Ablenkschaltungen angesteuert werden, wird der Elektronenstrahl
des Vidicons in einem Raster mit einer hohen Horizontalfrequenz von beispielsweise 15,750 Hz und einer
niedrigeren Vertikalfrequenz von etwa 60 Hz rasterförmig abgelenkt. Eine Hilfsablenkwicklung 606 ist mit einem
Wobbel-Takt-Generator 614 gekoppelt und so orientiert, daß sie eine Vertikalablenkung des Elektronenstrahls
bewirkt. Der Wobbel-Generator 608 erzeugt ein Signal mit einer Frequenz, die hoch (wesentlich höher als die höchste
Videofrequenz) gegenüber der Horizontalablenkfrequenz ist und eine ausreichende Amplitude hat, um eine maximale
9 * € C r φ ΓΤ1
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Vertikalablenkung von 1/4 des Zeilenabstandes zu bewirken. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 gesagt war,
wird damit eine verschachtelte Abtastung mit Zeilen des vorhergehenden und des nachfolgenden Halbbildes möglich.
Die von der Hilfswicklung bewirkte Vertikalablenkung ist
auf der Frontscheibe der Bildröhre 600 durch die gestrichelten Linien 257 und 257a veranschaulicht. Damit
folgt jede Abtastlinie einem sinusförmigen Weg über das Raster. Die oberen Amplituden jedes Weges sind mit der
Zeilennummer (beispielsweise L1 , L2 usw.) bezeichnet, und die unteren Amplituden jedes Weges sind mit der
Zeilennummer und dem Zusatz "A" bezeichnet. Das Videosignal wird während der Abtastung kontinuierlich am
Target-Kontakt 604 erzeugt und den Synchrondetektoren 606 und 608 zugeführt.
Die Synchrondetektoren 606 und 608 können als durch einen Taktsignalgenerator gesteuerte mechanische Schalter gedacht
werden. Das dem Detektor 608 zugeführte Wobbel-Taktsignal ist gegenphasig, so daß die beiden Schalter
abwechselnd schließen. Der Schalter des Detektors 606 schließt während der nach oben gerichteten Amplitude
des sinusförmig abgelenkten Abtastweges, während der Schalter des Detektors 608 während der nach unten gerichteten
Amplitude dieses sinusförmigen Weges schließt. Das am Target 604 während der aufwärtsgerichteten Amplituden
auftretende Videosignal erscheint am Ausgang des Schalters des Detektors 606, und das während der abwärtsgerichteten
Amplituden auftretende Videosignal erscheint am Ausgang des Schalters des Detektors 608. Das Schaltsignal
wird durch Tiefpaßfilter 610 und 612 gefiltert, so daß gefilterte Signale L1, L2, L3... bzw. LIA, L2A,
L3A... an den Ausgangsanschlüssen 614 bzw. 616 entstehen. Somit sind gleichzeitige Informationszeilen verfügbar,
welche Abtastungen des Bildes darstellen und um 1/4 des
Zeilenabstandes gegeneinander versetzt sind. Diese gleichzeitigen Zeilen L1, L1A; L2, L2A... entsprechen den Zeilen
501, 502; 503, 504..., die in Fig. 5 dargestellt sind, und die gefilterten Videosignale an den Ausgangsanschlüssen
614 und 616 unterscheiden sich von denjenigen, welche die
Anordnung gemäß Fig. 4 erzeugt hat.
Fig. 7 zeigt eine Schaltung, welche vom Videosignal aus zwei gleichzeitig auftretenden Horizontalabtastlinien,
die durch einen kleinen Vertikalabstand voneinander getrennt sind, jedoch erzeugt werden können, ein Signal
ableiten, welches die Summe s oder den Mittelwert zweier benachbarter Abtastzeilen und eines weiteren Signals Δ,
das die Differenz darstellt, repräsentiert. Gemäß Fig.
kann der Eingangsanschluß 702 beispielsweise an den Anschluß 614 der Schaltung nach Fig. 6 angeschlossen werden
und von dort ein Videosignal von einer Abtastzeile erhalten, während der Anschluß 704 mit dem Anschluß 616 verbunden
werden kann und von dort ein Videosignal einer benachbarten Abtastzeile erhält. Der Anschluß 702 ist mit
den nichtinvertierenden Eingängen eines Addierers 706 und einer Subtrahierschaltung 708 verbunden. Der Anschluß
704 ist mit einem anderen nichtinvertierenden Eingang des Addierers 706 und einem invertierenden Eingang der Subtrahierschaltung
708 verbunden. Der Ausgang des Addierers 706 liefert ein Signal von etwa der doppelten Amplitude
jedes Eingangssignals, und daher wird eine durch zwei teilende Dämpfungsschaltung 710 an den Ausgang angeschlossen,
um das Ausgangssignal· des Addierers 706 zu normalisieren, so daß am Ausgangsanschluß 712 der
Dämpfungsschaltung ein Mittelwertsignal S entsteht, welches
im wesentlichen äquivalent zu dem Signal ist, das von einer einzigen Abtastzeile abgeleitet würde, die
räumlich zwischen den Zeilen L1, L1A; L2, L2A... läge.
Die Subtrahierschaitung 708 subtrahiert die Werte der
beiden Signale und erzeugt am Anschluß 714 ein Differenzsignal·
Δ, welches nur die Hochfrequenz-Vertikalauflösung darstellt.
Wenn beispielsweise die Zeilen L1 und L1A identisch sind,
dann erzeugt die Subtrahierschaltung 708 kein Ausgangssignal. Das bedeutet, daß keine Signaländerung zwischen
den Zeilen L1 und L1A stattgefunden hat und daß die verfügbare Vertikalauflösung nicht benötigt wird. Ähnlich
bedeutet das Vorhandensein eines Differenzsignals Δ am Ausgang der Subtrahierschaltung 708, daß die Auflösung
durch einen Vertikalübergang irgendwo zwischen den Zeilenpaaren ausgenutzt wird. Das so erzeugte Mittelwertsignal
S ist völlig äquivalent dem Signal, welches von einer dieselbe Szene aufnehmenden üblichen monochromen Kamera
erzeugt wird.
Die Anordnung nach den gemeinsam betrachteten Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von der Anordnung einer Vertikalapertur-Korrekturschaltung
insofern, als die Summen- und Differenzsignale von unabhängigen Zeilenpaaren (also L1, L1A;
L2, L2A...) abgeleitet werden, während bei einer Aperturkorrektur die Zeilen in aufeinanderfolgenden Paaren einschließlich
einer zuvor verarbeiteten Zeile (L1, L1A; L1A, L2; L2, L2A...) verarbeitet werden.
Fig. 8 zeigt ein Farbfernsehsystem, bei welchem einer üblichen Wiedergabeeinheit mit 525 Zeilen pro Vollbild die
von der Schaltung gemäß Fig. 6 erzeugten Signale zugeführt werden. Gemäß Fig. 8 durchläuft Licht von einem nicht dargestellten
Objekt die Optik 800 an der linken Seite der Figur und wird mit Hilfe eines FarbaufSpaltungsprismas 802
in rote, grüne und blaue Komponente aufgespalten. Die rote und die blaue Komponente fallen auf die Frontscheiben üblicher
Einzelvidicons 806 bzw. 808, die ihrerseits Rot- und
Blau-Signale mit 525 Zeilen pro Vollbild erzeugen. Das
Grünlicht vom Prisma 802 fällt auf die Frontscheibe eines Vidicons 600, das in der im Zusammenhang mit Fig. 6 erläuterten
Weise betrieben wird, wobei eine Hilfsablenkwicklung 606 durch einen Taktsignalgenerator 614 gespeist
wird, so daß ein Videosignal entsteht, welches einer Synchrondemodulator- und Verarbeitungsschaltung 618 einer
Signalverarbeitungsschaltung 861 zur Demodulation in Signale L1, L2, L3... auf einer Ausgangsleitung und Signale
L1A, L2A, L3A... auf einer anderen Ausgangsleitung zugeführt wird. Die demodulierten Ausgangssignale werden
einer Summierungs- und Differenzbildungsschaltung 700 der Signalverarbeitungsschaltung 861 zur Erzeugung eines
Grün-Summensignals GS und eines Grün-Differenzsignals GA zugeführt werden. Das Grün-Summensignal GS und die Rot- und
Blau-Signale gelangen zu einer Matrix 812. Das Grün-Summensignal
ist äquivalent dem Grün-Signal, welches von einem in üblicher Weise betriebenen Vidicon erzeugt wird,
und daher liefert die Matrix 812 ein Leuchtdichte-Summensignal YS, welches einem Eingangsanschluß eines Addierers
814 zugeführt wird, und außerdem erzeugt sie Farbsignale I und Q, welche in bekannter Weise einem Quadratur-Modulator
816 zur Amplitudenmodulation der Farbsignale mit 90°-Phasenverschiebung auf einem vom Generator 818 gelieferten
Farbträger zugeführt werden. Die modulierte Farbinformation wird einem zweiten Eingang des Addierers
814 zur Bildung eines Videosignal-Summengemisches YS+C zugeführt.
Die Taktsignale vom Generator 614 werden einem Synchron-
und Austastsignalgenerator 616 zugeführt, der normgemäße
Synchron- und Austastsignale erzeugt, die einer als Block dargestellten Schaltung 818 zur Steuerung der Einfügung
geeigneter Synchron- und Austastspannungen in das Videosignal-Summengemisch
zugeführt werden. Am Ausgang der
Schaltung 818 steht ein vollständiges Farbvideosignalgemisch
zur Verfügung, welches einem üblichen Farbmonitor 820 zur Verwendung in üblicher Weise zugeführt werden
kann. Es sei darauf hingewiesen, daß das von der Signal-Verarbeitungsschaltung 618 erzeugte Signal Δ für diesen
normalen Betrieb nicht nötig wäre. Selbst wenn das Signal Δ auf den Farbmonitor 820 gegeben würde, etwa durch eine
als gestrichelte Linie gezeichnete Leitung 822, würde also der Monitor 820, der ja keine Vorkehrung zur Verarbeitung
der zusätzlichen Information hat, diese einfach ignorieren und in üblicher Weise ein Signal mit normaler
Auflösung erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Farbmonitor, der in einem System betrieben wird, wie es Fig. 8 darstellt,
so abgewandelt werden, daß er das Differenzsignal
GA zur Erzeugung eines hochauflösenden Signals benutzt.
Gemäß Fig. 9 werden einem Monitor ein Farbfernsehsignalgemisch an einem Eingangsanschluß 900 und von den Grün
darstellenden Videosignalen abgeleitete Differenzsignale GA an einem Eingangsanschluß 902 zugeführt. Das Signalgemisch
gelangt zu einer Synchronsignaltrennschaltung 904, welche Vertikal- und Horizontalsynchronsignale ableitet.
Die Horizontalsynchronsignale werden einer Phasenvergleichsschaltung
906 zusammen mit Horizontaloszillatorsignalen zugeführt, welche von einem Horizontaloszillator
908 einer Phasensynchronisierschleife (PLL) 910 mit einem Schleifenfilter 912 stammen. Die Phasensynchronisierschleife
910 synchronisiert die horizontalfrequenten Signale vom Oszillator 908 auf die vom Videosignalgemisch
abgeleiteten Horizontalsynchronsignale. Ein vertikalfrequentes Signal wird von einem Vertikalablenkteil einer
Ablenkschaltung 916 erzeugt, der zu diesem Zweck Vertikalsignale
von einem Vertikal-Abwärtszähler 914 zugeführt
werden, der seinerseits durch horizontalfrequente Signale
vom Oszillator 908 angesteuert wird, der mit der Horizontalfrequenz synchron läuft (die Vertikalablenkfrequenz
betrage in diesem Beispiel 60 Hz). Das abgetrennte Vertikalsynchronsignal wird dem Zähler 914 zur Phasensynchronisierung
des vertikalfrequenten Signales zugeführt, welches zur Ablenkschaltung 916 gelangt. Die Ablenkschaltung 916
für Vertikal- und Horizontalablenkung ist in bekannter Weise über ein nicht dargestelltes Ablenkjoch mit einer
Bildröhre 921 verbunden.
Ein Wobbel-Takt-Generator 924 liegt in einer PLL-Schleife
918, die eine mit dem Horizontaloszillator 908 gekoppelte Phasenvergleichsschaltung 920 enthält und Regelsignale
erzeugt, die durch ein Schleifenfilter 922 gefiltert werden. Die PLL-Schleife 918 enthält auch einen Frequenzteiler
926, um die Wobbel-Taktfrequenz in den Bereich der Horizontaloszillatorfrequenz herunterzuteilen, so daß die
Wobbel-Taktfrequenz auf ein Vielfaches der Horizontaloszillatorfrequenz
synchronisiert ist. Das Wobbel-Taktsignal wird einer Hilfsablenkwicklung 9 28 zugeführt, die
mit der Bildröhre 921 gekoppelt ist und eine geringfügige Vertikalablenkung bewirkt, wie es im Zusammenhang mit
Fig. 6 bereits beschrieben worden ist. Das Wobbel-Taktsignal wird ferner einem Synchrondemodulator 938 zugeführt
zur Steuerung des Betriebs eines Synchronschalters 940. Es sei darauf hingewiesen, daß der Wobbel-Takt-Generator
924 nicht auf die Horizontaloszillatorfrequenz synchronisiert zu sein braucht und keine besondere Be-Ziehung
zum ursprünglichen Wobbel-Taktsignal haben muß. Solange die Phasenlage des Synchrondemodulators und die
Polarität der durch den Monitor-Wobbel-Takt verursachten Abtastabweichung bei der Herstellung des Monitors richtig
eingestellt sind, ist keine weitere Synchronisation mehr notwendig. Um jedoch die Sichtbarkeit von Überlagerungen
» » P · *·· BPMQ
»•ι, * <» ·τ>
* f ti ti ■ C- m
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zu verringern, welche zwischen Verzerrungen niedrigen
Pegels, die durch die Synchronmodulatoren und Demodulatoren eingeführt worden sind, auftreten können, kann es
von Vorteil sein, den empfängerseitigen Wobbel-Takt mit
dem senderseitigen Wobbel-Takt zu synchronisieren, indem die Empfänger-Wobbel-Frequenz in Beziehung zu der Horizontaloszillatorfrequenz
gesetzt wird, wie dies in Fig. der Fall ist, oder in ähnlicher Weise die Wobbel-Taktquelle
auf andere Systemfrequenzen, wie etwa die Farbträgerfrequenz,
zu synchronisieren.
Das Farbfernsehsignalgemisch, von welchem die Synchronsignale
abgetrennt worden sind, wird einem bekannten Trennfilter 930 zur Trennung der Leuchtdichteinformation
von der Farbinformation zugeführt. Die Farbinformation wird über eine übliche Farbsignalverarbeitungsschaltung
931 dem Eingang einer Videotreiberschaltung 932 zugeführt, deren Ausgangssignal an die Steuerelektroden der Bildröhre
921 gekoppelt wird. Die Leuchtdichteinformation wird den nichtinvertierenden Eingängen einer Summierschaltung 934
und einer Subtrahierschaltung 936 eines Synchrondemodulator 938 zugeführt. Das Differenzsignal GA, welches
am Ausgang des Modulators 618 nach Fig. 8 erzeugt wird, gelangt über den Anschluß 902 zum nichtinvertierenden
Eingang der Summierschaltung 934 und zum invertierenden Eingang der Subtrahierschaltung 936. Am Ausgang der
Summierschaltung 934 entsteht die Summe zweier Videosignale, nämlich 2L1/2L2... Dieses Signal hat den zweifachen
Wert der gewünschten Amplitude und wird daher verringert, indem es durch eine Dämpfungsschaltung 935 geführt
wird, wo es auf das ursprüngliche Grün-Signal L1/ L2... zurückgeführt wird, welches zu einem Kontakt eines
einpoligen Umschalters 940 gelangt, welcher durch die Wobbel-Taktfrequenz gesteuert wird. Das Signal GA wird
von der Subtrahierschaltung 936 geliefert und einem anderai
Anschluß des Schalters 940 zugeführt. Das Signal am Ausgang des Schalters 940 ist eine Wiederbildung des Signals
YS, welches von den Signalen R, GS und B abgeleitet ist, die ursprünglich von den Vidicons 806 und 808 und vom
Vidicon 600 in seiner Sinusform abgetastet worden sind. Da das Leuchtdichtesignal hauptsächlich aus Grün-Information
anstatt aus Rot- oder Blau-Information besteht,
stimmt das Signal GA, mit dem YS modifiziert wird, sehr eng mit dem theoretischen korrekten Signal YS überein.
Dieses wiedergebildete Signal YS wird einer weiteren Leuchtdichtesigral-Verarbeitungsschaltung 942 zugeführt
und gelangt dann zum zweiten Eingang der Videotreiberschaltung 932, wo es mit dem Farbsignal vom Filter 930
zu einem von der Bildröhre 921 wiederzugebenden Signal matriziert wird.
Im Betrieb bildet der hochauflösende Monitor der Schaltung
nach Fig. 9 das hochaufgelöste Signal neu aus dem vom Signal YS abgeleiteten Farbfernsehsignalgemisch zusammen
mit dem von einem separaten Kanal erzeugten Signal Δ in Form eines Signals mit 525 Zeilen pro Halbbild und
1050 Zeilen pro Vollbild.
Soweit bisher beschrieben, erfordert das hochauflösende
System vier unabhängige Eingangskanäle; die Leuchtdichte-, Synchron- und Austastsignale im Basisband bilden einen
ersten Kanal; ein frequenzmäßig mit dem Leuchtdichtesignal verschachteltes Signal I stellt einen zweiten Kanal dar;
das ebenfalls mit dem Leuchtdichtesignal verschachtelte, aber um 90° gegenüber dem Signal I verschobene Signal Q
stellt einen dritten Kanal dar; und das Differenzsignal auf einer getrennten Leitung bildet den vierten Kanal.
Eine solche Anordnung kann zwar in einem Studio absolut zufriedenstellen, jedoch ist der Extraleiter, welcher
das Differenzsignal führt, für normale Rundfunkverwendung
für den Empfang durch viele Standard-NTSC-Fernsehempfänger
ungeeignet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Differenzsignal in einen Teil des Farbsignals
eingefügt (Multiplexsystem). üblicherweise tritt ein Farbübergang zugleich mit einem Leuchtdichteübergang
auf. Subjektiv ist die Leuchtdichtekomponente eines solchen Übergangs wichtiger als die Farbkomponente. Daher
sind einige Farbfehler bei plötzlichen Leuchtdichteänderungen tolerierbar. Dieser subjektive Effekt kann
vorteilhafterweise dazu ausgenutzt werden, einen vierten Kanal innerhalb eines üblichen dreikanaligen Farbfernsehsignalgemisches,
wie etwa bei einem NTSC- oder PAL-Signal, zu bilden, durch welchen das Leuchtdichte-Differenzsignal
in kompatibler Weise übertragen werden kann.
Fig. 10a veranschaulicht im Zeitbereich ein Basisband-Leuchtdichtesignal
1000, das sich wiederholende Informationszeilen darstellt, welche Horizontalaustastintervalle
T0-T1, T2-T3 enthalten. Das Signal 1000 kann auch ein Basisband-Farbdifferenzsignal anstatt eines Leuchtdichtesignals
sein. Während des aktiven Zeilenintervalls tritt ein sinusförmiges Signal 1001 auf, welches von
Zeile zu Zeile gleichphasig ist. Das dargestellte Signal hat während des aktiven Teils einer Zeile fünf vollständige
Sinuszyklen und würde zu einer Rasterdarstellung von fünf schwarzen Vertikallinien mit fünf dazwischenliegenden
weißen Vertikallinien führen (im Falle von FarbdifferenzSignalen zu fünf Vertikalmustern abwechselnder
oder unterschiedlicher Farbe). Die Frequenz NÄ„ einer
in solchen Sinusschwingung betrüge näherungsweise 2 MHz.
Fig. 10b veranschaulicht die spektrale Zusammensetzung des Videosignals 1000. Das Spektrum enthält eine einzige
Hauptspektrallinie 1002 bei der Frequenz Nf„ zusammen
mit kleineren Seitenfrequenzen (N-1) fH und (N+1) fH bei
15 kHz-Intervallen von fH. Fig. 10c zeigt eine Video-
schwingung 1004 ähnlich dem Signal 1000/ bei welchem die Sinusschwingung von Zeile zu Zeile gegenphasig ist.
Dies ist im Effekt ein unterdrücktes Trägersignal, bei welchem der Träger der Frequenz N^„ unterdrückt ist, wie
In
es die gestrichelte Linie in Fig. 1Od andeutet, und die spektrale Energie erscheint in Form von 15 kHz-Seitenbändern.
Wenn die Kamera ein vertikales Muster wie etwa einen Staketenzaun sieht und ein Zoom-Objektiv benutzt
wird, um die Anzahl von Zyklen im abgebildeten Muster zu verändern, dann ändert sich die Anzahl der Staketen
in dem Muster kontinuierlich von einer ganzen Zahl zur nächsten, jedoch ändert die spektrale Energie ihre Frequenz
nicht allmählich mit den Änderungen der Anzahl von Zyklen in dem periodischen Muster. Vielmehr erscheint
die Energie wegen der periodischen Abtastung mit der Horizontalfrequenz nur bei Vielfachen der Horizontalfrequenz
, wobei die Energie an einer Spektrallinie abnimmt und an einer anderen zunimmt, wenn die Anzahl
der Zyklen in dem periodischen Muster verändert wird.
Fig. 1Oe zeigt eine Spektrallinie 1008, die bei einem Rastermuster auftritt, welches in der Vertikalrichtung
aus abwechselnden hellen und dunklen Horizontallinien besteht. Wenn die Linienzahl im Raster zunimmt, dann bewegt
sich die Spektrallinie 1008 nach rechts in eine Position, die einer höheren Frequenz entspricht. Wegen
der horizontalfrequenten Abtastung des Rasters erscheint die Spektrallinie 1008 in Form von Seitenbändern horizontalfrequenter
Träger. Die Spektrallinien 1010 und 1012 sind daher das obere bzw. untere Seitenband von
fH entsprechend der Spektrallinie 1008. Wie man sieht,
ist das hochauflösende (hochfrequente) Vertikalrichtungssignal
um Vielfache der halben Zeilenfrequenz konzentriert, also zwischen Vielfachen der Zeilenfrequenz eingelagert,
wie die in Fig. 1Of veranschaulichten Bereiche VH zeigen.
Normale Bilder bestehen nicht nur aus vertikalen oder
horizontalen Mustern. Daher enthalten sie Signale bei vielen Frequenzen, die aus den vertikalen und horizontalen
Eigentümlichkeiten der aufgenommenen Szene herrühren. Fig. 1Of zeigt ebenso das übliche spektrale
Energiemuster eines Durchschnittsbildes.
Es wurde bereits gesagt, daß die vertikale Farbauflösung
in einem üblichen NTSC-BiId größer als die horizontale Farbauflösung ist. Daher hat man in Vertikalrichtung einen
Überschuß an Farbauflösung, der für die Wiedergabe eines akzeptablen Bildes nicht notwendig ist. Gemäß der Erfindung
wird nun diese überschüssige Vertikalauflösung aus dem Farbsignal herausgenommen, und der damit freigewordene
Bereich im Spektrum wird für einen vierten Kanal benutzt, durch welchen das hochauflösende, auf die Leuchtdichte
bezogene Signal übertragen werden kann. Die überschüssige Vertikalfarbauflösung wird durch Signalentfernung aus dem
Bereich VH in Fig. 1Of entfernt.
Fig. 11 zeigt als Blockschaltbild eine Anordnung gemäß
der Erfindung zur Schaffung eines vierten Kanals innerhalb eines NTSC-Signalverarbeitungskanals, durch welchen unabhängig
Information übertragen werden kann. Bei der dargestellten Ausführung ist die zusätzliche Information das
hochauflösende, in Beziehung zur Leuchtdichte stehende Differenzsignal GA, welches von aufeinanderfolgenden
grünen Zeilen abgeleitet ist. Die in Fig. 11 gezeigte Anordnung ist grundsätzlich ähnlich derjenigen nach Fig. 8,
und entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Das Signal YS von der Matrix 812 in
der Mitte der Fig. 11 wird einer Summierschaltung 814
über eine zusätzliche Verzögerungsschaltung 1102 zugeführt, damit das Signal YS bei der Summierschaltung 814
gleichzeitig mit dem modulierten Farbsignal eintrifft.
Ähnlich wird das Signal Q von der Matrix 812 einem Modu-
lator 1104 des Quadratur-Modulators 816 (rechts unten in
der Figur) über ein übliches 0,5 MHz-Tiefpaßfilter 1106
und eine Verzögerungsschaltung 1108 zugeführt. Letztere
ist so bemessen, daß das modulierte Signal Q bei der Summierschaltung 1110 (ein Teil des Quadratur-Modulators
816) gleichzeitig mit dem modulierten Signal I eintrifft.
Das von der Matrix 812 in üblicher Weise aus den Signalen R, GS und B abgeleitete Signal I wird unmittelbar einem
Eingang einer Summierschaltung 1114 und über eine 1H-Verzögerungsschaltung
1116 einem anderen Eingang der Summierschaltung 1114 zugeführt. Die Summierschaltung 1114
und die Verzögerungsschaltung 1116 bilden zusammen ein Kammfilter 1112. Die Kennlinie dieses Kammfilters 1112
ist in Fig. 10g durch die ausgezogene Linie 1014 veranschaulicht. Man sieht, daß die Kennlinie 1014 bei der
Frequenz Null ein Maximum hat, so daß das Filter 1112 ein Tiefpaß-Kammfilter ist. Nullstellen treten in der
Kennlinie 1014 bei Frequenzen entsprechend dem Frequenzbereich VH auf, der in Fig. 1Of veranschaulicht ist, und
innerhalb dieses Frequenzbereiches liegen die vertikal hochauflösenden Signale. Demzufolge hat das vom Filter
1112 kommende Signal I einen Spektralgehalt, der allgemein demjenigen nach Fig. 10h ähnlich ist und auch demjenigen
nach Fig. 1Of sehr ähnlich ist, wie man sieht, mit Ausnahme der Dämpfung oder völligen Entfernung der hochfrequenten
Teile. Das Filter 1116 schneidet somit aus
dem Signal I einen hochauflösenden Teil aus, der in ein anderes Signal eingefügt werden kann.
Das Differenzsignal GA wird einem Eingang einer Subtrahierschaltung
1118 unmittelbar und über eine 1H-Verzögerungsschaltung
1120 einem zweiten Eingang der Subtrahierschaltung 1118 zugeführt. Die Subtrahierschaltung 1118 bildet
zusammen mit der Verzögerungsschaltung 1120 ein Hochpaß-
Kammfilter 1122 mit einer übertragungscharakteristik,
die ähnlich der in Fig. 10g gestrichelten Linie 1016 ist. Infolge dieser Kennlinie können Signale GA das Filter
1122 durchlaufen, wenn sie innerhalb des Frequenzbereiches der vom Filter 1112 aus dem Signal I entfernten Signale
liegen, dagegen werden Signale GA gesperrt, wenn sie im Frequenzbereich der das Filter 1112 durchlaufenden Signale
I liegen.
Das tiefpaßgefilterte Signal I und das hochpaßgefilterte
Signal GA werden den Eingängen einer Summierschaltung 1124 zugeführt, wo sie frequenzmäßig miteinander verschachtelt
werden. Das Signal GA tritt nur auf, wenn im Signal G ein übergang von einer Horizontalzeile zur
nächsten erscheint, wie bereits gesagt wurde. Vertikale Farbübergänge sind sehr häufig von Leuchtdichteübergängen
begleitet, und das Signal G ist der Hauptbestandteil des Leuchtdichtesignals. Daher tritt das zum Signal I hinzuaddierte
Signal GA am häufigsten nur im Bereich eines schnellen Vertikalfarbübergangs auf. Wenn das Signal GA
im Signal I vorhanden ist, kann es die Farbbildung bei üblicher Wiedergabe beeinträchtigen, da jedoch das Signal
GA seinen maximalen Wert bei den schnellsten Farbübergängen hat, hat es seine stärkste Wirkung nur dann, wenn
es am wenigsten sichtbar ist.
Die kombinierten Signale I und GA werden von der Summierungsschaltung
1124 über ein übliches 1,5 MHz-Tiefpaßfilter 1128, wie es üblicherweise zur Begrenzung der
Bandbreite des Signals I benutzt wird, zu einem Modulator 1126 gekoppelt. Die Modulatoren 1104 und 1126 erhalten
gegeneinander phasenverschobene Signale von einem Farbträgergenerator 818, und auf diese Signale moduliert
jeder Modulator seine Eingangssignale in Amplitudenmodulation, und die dabei entstehenden, um 90° gegeneinander
pha,senverschobenen modulierten Signale Q und I, die mit
dem Signal GA verschachtelt sind, werden in der Summierschaltung 1110 summiert, von der sie zu einem Addierer
zur Addition mit dem Signal YS gelangen. Natürlich hat man den höchsten Nutzen des so gebildeten Farbfernseh-Summensignalgemisches,
welches das erwähnte Differenzsignal enthält, nur bei einem Wiedergabe-Monitor, welcher das Differenzsignal
Δ aus dem Signal I herauslösen kann.
Fig. 12 zeigt einen Teil eines Monitors, der sich zum
Herauslösen des Differenzsignals Δ aus dem Signal I eignet. Fig. 12 ist generell ähnlich der Fig. 9, und entsprechende
Elemente sind mit entsprechenden Bezugsziffern, jedoch mit vorgesetzter Neun bezeichnet.
Bei der Schaltung nach Fig.12 wird ein Farbfernsehsignalgemisch,
in dessen I-Kanal ein Differenzsignal eingefügt
ist, wie es im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde, am Anschluß 900 einer Synchronsignaltrennschaltung 904
zugeführt, welche Vertikal- und Horizontalsynchronsignale trennt. Das Spektrum des Signalgemisches ist in vereinfachter
Form in Fig. 13a dargestellt, in welcher die ausgezogenen Linien das Signal Y und die gestrichelten
Linien die modulierten Farbsignale mit einer Lage des Differenzsignals gemäß dem Symbol Δ darstellen. Wie man
sieht, erscheint das Farbsignal im allgemeinen nahe bei der Frequenz des Signals Y. Die von der Trennschaltung
904 abgetrennten Horizontalsynchronsignale werden einem Horizontaloszillator 910 zur Erzeugung einer Horizontal-Synchronschwingung
zugeführt, welche einem Wobbel-Takt-Generator 918 und außerdem zusammen mit den abgetrennten
Vertikalsynchronsignalen einer Ablenkschaltung 9160 zugeführt werden. Der Wobbel-Generator 918 erzeugt Wobbel-Signale
für eine Hilfsablenkspule 928 der Bildröhre 921, so daß bei jeder Ablenkzeile eine kleine vertikale Aus-
-40-
lenkung erfolgt, wie es im Zusammenhang mit Fig. 6 bereits
beschrieben wurde. Die Wobbel-Signale gelangen auch zu einem Wobbel-Modulator 938 zur Steuerung des
(in Fig. 12 nicht gezeigt) Synchronschalters, durch welchen das Signal YS mit der Wobbel-Frequenz umgeschaltet
wird, so daß zwei Videozeilen für eine Darstellung mit hoher Auflösung entstehen. Das Videosignalgemisch,
aus welchem die Synchronsignale abgetrennt sind, wird von der Synchronsignaltrennschaltung 904 einem Leuchtdichte-
und Farbsignale trennenden Filter 930 und einer Farbsynchronsignalabtrennschaltung mit Oszillator 9311
zugeführt. Diese Schaltung 9311 tastet das Farbsynchronsignal in bekannter Weise ab und erzeugt zwei um 90°
phasenverschobene Trägersignale, welche dem Q-Demodulator 9312 und dem I-Modulator 9315 zugeführt werden.
Das zum Trennfilter 930 gelangte Videosignalgemisch wird dort auf ein Leuchtdichtefilter 9301 gegeben, dessen
Filterkennlinie komplementär zur derjenigen des Farbfilters 9304 verläuft. Das Leuchtdichtefilter 9301 enthält
eine IH-Verzögerungsschaltung 9302 und eine Summierschaltung
9303, so daß eine Durchlaßkennlinie ähnlich der Kennlinie 1004 in Fig. 10g entsteht, während das Farbfilter
9304 eine 1H-Verzögerungsschaltung 9305 und eine Subtrahierschaltung 9306 enthält, welche die komplementäre
Kennlinie 1016 ergeben. Das Leuchtdichte-Ausgangssignal des Filters 9301, welches in Fig. 13b gezeigt ist, wird
dem Y-Eingang des Wobbel-Modulators 938 über eine Verzögerungsschaltung
9420 und einem Addierer 1210 zugeführt.
Das abgetrennte Y-Signal enthält ein Restsignal Δ, welches
bei Frequenzen nahe den Maxima der Kennlinie des Filters 9301 auftritt. Die Verzögerungsschaltung 9420 verzögert
das dem Modulator 938 zugeführte Signal Y, so daß es gleichzeitig mit dem entsprechenden Signal Δ eintrifft.
Am Ausgang des Filters 9304 liegt das Farbsignal C zuzüglich
dem Differenzsignal C+Δ in der Form der Signale Ι+Δ und Q vor, welche mit 90°-Phasenverschiebung auf einen
unterdrückten (Färb)träger moduliert sind. Das abgetrennte
Farbsignal (Fig. 13c), enthält Reste des Signals Y, wie die kleinen Buchstaben Y bei den Haupt-Y-Frequenzen andeuten.
Das abgetrennte Signal C+Δ enthält Signale Δ innerhalb der oberen Frequenzbereiche der Farbsignalseitenbänder.
Das Signal C+Δ wird einem zweiten Eingang des Q-Demodulators 9312 für die Demodulation zugeführt, und
das resultierende Basisbandsignal Q gelangt durch ein Tiefpaß-Q-Filter 9313 und eine Verzogerungsschaltung 9314
zum Q-Eingang einer Signalverarbeitungs- und Videotreiberschaltung 9320.
Das Signal C+Δ gemäß Fig. 13c wird vom Ausgang des Filters
9304 (über ein Bandpaßfilter 1232 zur Entfernung der Reste des Y-Signals gemäß Fig. 13h) zu einem I-Demodulator 9315,
wo es unter Zuhilfenahme des Farbträgersignals vom Farbträgeroszillator 9311 demoduliert wird. Am Ausgang des
Demodulators 9315 wird das Signal I im Basisband-Frequenzbereich mit dem verschachtelten Signal Δ regeneriert, wobei
ein gewisser Anteil von Signalen Y enthalten bleibt, wie dies Fig. 13d zeigt. Dieses Signal gelangt durch ein Tiefpaß-I-Filter
9316, wo die hochfrequenten Komponenten entfernt werden, zu einer Trennschaltung 1212 für die Signale
Ι-Δ, welche ein Hochpaß-Kammfilter 1214 und ein Tiefpaß-Kammfilter
1216 enthält. Das Hochpaß-Kammfilter 1214 enthält eine 1H-Verzögerungsschaltung 1218 und eine Subtrahierschaltung
1220 zur Trennung des Signals Δ (Fig. 13e)
vom demodulierten Signal Ι+Δ. Das Tiefpaß-Kammfilter 1216 enthält eine 1H-Verzögerungsschaltung 1222 und eine Summierschaltung
1224 zur Trennung des Signals I vom demodulierten Signal Ι+Δ. Das abgetrennte Signal I wird einem dritten
Eingang der Signalverarbeitungs- und Videotreiberschaltung 9320 zugeführt und dort mit den Signalen Y und Q zu
«a ob
-42-
Treibersignalen R, G und B kombiniert, welche der Bildröhre zugeführt werden.
Das am Ausgang des Hochpaß-Kammfilters 1214 erzeugte
Signal Δ wird einem zweiten Eingang des Wobbel-Modulators
938 zugeführt, welcher in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 9 beschriebenen Weise arbeitet und die Abtastsignale
L1, L2...; L1A, L2A... erzeugt.
Das abgetrennte Signal C+Δ am Ausgang des Filters 9304 gelangt ebenfalls zu einem Tiefpaßfilter 1230, dessen
Grenzfrequenz unterhalb des unteren Seitenbandes des Farbsignals liegt und das das restliche Leuchtdichtesignal
(Fig. 13g), welches vom Farbfilter 9304 aus dem Signalgemisch
herausgetrennt wurde, separiert. Dieses restliche Signal Y gelangt zu einem zweiten Eingang der Summierschaltung
1210, wo es mit dem Signal YS addiert wird,
so daß die niederfrequente Vertikalleuchtdichteauflösung
in bekannter Weise erhöht wird.
Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform der Anordnung
zur Erzeugung der gleichzeitig paarweise auftretenden Zeileninformation, die benötigt wird, um die SummensignaIe
S und Differenzsignale Δ abzuleiten. Die Anordnung nach Fig. 14 eignet sich eher zur Korrektur der Horizontalapertur
als andere Ausführungen.
Gemäß Fig. 14 arbeitet ein Oszillator 1400 mit dem Doppelten
der normalen Frequenz fH; im Falle von Signalen für ein NTSC-System arbeitet der Oszillator 1400 mit 31,5 kHz
und steuert eine Horizontalablenkwicklung 1402 an, die
zu einem Vidicon 1404 gehört. Auf diese Weise wird das Vidicon 1404 mit der zweifachen üblichen Horizontalfrequenz
abgetastet. Das 2fH-Treibersignal wird auch einem Vertikal-Abwärtszähler 1406 zugeführt, welcher die Frequenz
von 31,5 kHz auf die Vertikalfrequenz von 60 Hz herunterteilt.
Dieses herabgeteilte 60 Hz-Signal wird zum Rücksetzen eines bekannten Rampengenerators 1408 benutzt,
der einen Integrator zur Erzeugung eines vertikalfrequenten Rampensignals verwendet. Das vertikalfrequente
Rampensignal wird einem ersten Eingang einer Addier- und Vertikaltreiberschaltung 1410 zugeführt. Das 2fH-Signal
vom Oszillator 1400 wird auch einem Begrenzungs- oder Rechteckverstärker 1412 zugeführt, der eine 2fH-Rechteckschwingung
erzeugt, welche zu einem zweiten Eingang des Addierers 1410 gelangt und dort zu dem Rampensignal
addiert und subtrahiert wird, so daß ein mit 1416 bezeichnetes
Signal entsteht, das seinerseits auf die Vertikalablenkwicklung 1418 des Vidicons 1404 gegeben
wird. Die Amplitude der zu dem Rampensignal addierten Rechteckschwingung 1414 wird so gewählt, daß die Zeilenpaarbildung
auftritt, wie es auf der Frontscheibe des Vidicons 1404 gezeigt ist. Die Zeilen L1 und L1A liegen
um 1/4 des Abstandes zwischen den Zeilen L1 und L2 auseinander. Diese Zeilenpaarbildung ist ähnlich, wie es
im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen bereits
beschrieben worden ist.
Das Target 1420 des Vidicons 1404 ist mit einem Anschluß 1422 eines vierpoligen Vierfachschalters 1424 gekoppelt,
welcher von der SchalterSteuerschaltung 1426 so gesteuert
wird, daß er zu Beginn jeder neuen Abtastzeile auf eine seiner vier Positionen weitergeschaltet wird.
In der dargestellten Position gelangt das Eingangssignal
während der Zeile L1 vom Eingang 1422 zum Eingang 1427 des Schalters 1424 und wird auf den Eingang einer Verzögerungsleitung
1431 gegeben. Ein Taktsteueranschluß 1425 der Verzögerungsleitung 1431 wird mit der achtfachen
Farbträgerfrequenz von einem Taktgenerator 1448 beaufschlagt,
der mit dem Schalteranschluß 1440 verbunden ist. Die Verzögerungsleitung
1431 muß, wie bekannt, eine ausreichende Speicherkapazität haben, um das Videosignal bei der
höchsten Taktfrequenz für die Dauer einer Ablenkzeile L1 zu speichern. Fig. 15 veranschaulicht ein Zeitdiagramm
zur Erläuterung des Betriebs des Schalters 1424 und der getakteten Verzögerungsleitungen 1431-1434, die durch
ladungsgekoppelte Bauelemente gebildet werden können und in Fig. 15 mit CCD1 bis CCD4 bezeichnet sind. Im Intervall
T0-T1 werden auch die Verzögerungsleitungen 1433 und 1434 mit der Hälfte der hohen Taktfrequenz getaktet,
in diesem Falle mit der vierfachen Farbträgerfrequenz,
und die Ausgangssignale gelangen über Anschlüsse 1452 und 1454 eines gesteuerten Schalters 1450 zu den An-Schlüssen
1455 und 1456 des Schalters. Zum Zeitpunkt T1 endet Zeile 1, und zum Zeitpunkt T2 beginnt die Abtastung
der Zeile L1A. Im Intervall T1-T2 wird der Schalter 1424
betätigt, und jeder Kontakt bewegt sich im Uhrzeigersinn um eine Position weiter. Der Anschluß 1422 liegt daher
am Anschluß 1428, und das Videosignal kann in die Verzögerungsleitung 1432 eingelesen werden, die dann mit
der hohen Taktfrequenz über den Anschluß 1441 vom Taktgenerator
1448 getaktet wird. Die Taktung der Verzögerungsleitung 1433 hört auf, jedoch wird die Verzögerungsleitung
1434 über den Anschluß 1447 vom Taktgenerator 1449 aus weitergetaktet· Die niedrigfrequente Taktung der
Verzögerungsleitung 1431 beginnt mit der niedrigen Frequenz über den Anschluß 1444 vom Taktgenerator 1449 her.
Im Intervall T1-T2 liegt ferner der Schalter 145OA in einer Position, in welcher er die Verzögerungsleitung
14 31 mit dem Anschluß 1455 verbindet.
Im Intervall T2-T3 tastet das Vidicon 1404 die Zeile L1A
ab, und das resultierende Signal gelangt zur getakteten Verzögerungsleitung 1432 und wird mit der hohen Takt-
frequenz in sie eingespeichert. Im Intervall T2-T3 wird
ferner die Verzögerungsleitung 1431 mit der niedrigen Taktfrequenz ausgelesen, wie Fig. 15b zeigt, und die
Verzögerungsleitung 1434 wird gemäß Fig. 15e mit der niedrigen Taktfrequenz ausgetaktet. Zum Zeitpunkt T3
am Ende der Zeile LTA wird der Schalter 1424 in seine nächste Position gebracht, so daß das Videosignal am
Anschluß 1422 während der Zeile L2 zur Verfügung steht und in die Verzögerungsleitung 1433 eingelesen werden
kann, die Verzögerungsleitung 1431 wird weiter zum Anschluß
1455 ausgetaktet, und die in der Verzögerungsleitung
1432 gespeicherten Daten der Zeile L1A werden nun mit der niedrigen Taktfrequenz herausgetaktet· Der Schalter
1415b liegt in einer Position, wo er den Anschluß 1453 mit dem Anschluß 1456 verbindet. Der Zyklus des
Systems läuft weiter ab, wobei nacheinander mit der hohen Taktfrequenz Signale in jede Verzögerungsleitung
eingetaktet werden, dann folgt ein Intervall des Heraustaktens mit niedriger Taktfrequenz, wie dies die Fig. 15b-e
zeigen. Es sei darauf hingewiesen, daß nach der Ausspeicherungsperiode jede Verzögerungsleitung CCD1-4 einen
Ruhezustand während eines Intervalls H/2 durchläuft.
Die Fig. 15d und 15e zeigen, daß die im Intervall T4-T5
in die Verzögerungsleitung 1433 eingespeicherte Information L2 im Intervall T5-T9 wieder ausgespeichert wird,
während die im Intervall T6-T7 in die Verzögerungsleitung 1434 eingespeicherte Information L2A im Intervall T7-T11
ausgelesen wird. Man sieht also, daß die Information der paarweisen Zeilen an den Anschlüssen 1455 und 1456
mit einer relativen Verzögerung von H/2 erscheint. Dies wird durch eine H/2-Verzögerungsleitung 1460 korrigiert,
die im Weg der Zeilensignale L1, L2, L3... eingefügt ist
und dazu führt, daß die Information von den Zeilenpaaren gleichzeitig an den Ausgangsanschlüssen 1462 und 1464
b 9 *
9 β * * ΐ
erscheint, wie dies aus den Fig. 15f-i hervorgeht. Die
Videozeilensignale L1/L2/L3 vom Ausgangsanschluß 1462 und die Videozeilensignale L1A/L2A/L3A vom Ausgangsanschluß 1464 werden in der beispielsweise in Fig. 7
veranschaulichten Art verarbeitet zu Summen- und Differenzsignalen S bzw. Δ.
In Fig. 16 ist ein hochauflösender Monitor dargestellt,
dessen Ablenkung mit dem Doppelten der üblichen Horizontalfrequenz erfolgt, nämlich im Falle des NTSC-Systems
mit 31,5 kHz. Bei der dargestellten Schaltung hat das Eingangssignal die Form zweier gleichzeitig auftretender
Videosignale, von denen jedes Videoinformationen aus zwei benachbarten Abtastzeilen enthält. Die Videosignale werden
den links in der Figur befindlichen Anschlüssen 1601 und 1602 zugeführt. Sie werden von den Summen- und
Differenzsignalen S bzw. Δ mit Hilfe beispielsweise der in Fig. 9 veranschaulichten Anordnung abgeleitet, die
einen Addierer 934, einen Teiler 935 und eine Subtrahierschaltung 936 aufweist, die im Block 938 gezeigt sind.
Die Schaltung nach Fig» 16 stellt generell die Umkehrung
der in Fig. 14 gezeigten Schaltung dar. Die beiden ankommenden
gleichzeitigen Signale mit der Frequenz 15,75 kHz werden umgeordnet als mit 31,5 kHz aufeinanderfolgende
Signale, welche der rechts in der Figur gezeigten Bildröhre 1670 zugeführt werden» Mit dem Eingangsanschluß 1601
ist eine Synchronsignaltrennschaltung 1662 gekoppelt, welche die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale voneinander
trennt, die einer 2fH PLL-Schleife 1664 zur Erzeugung von 2fH-Trexbersignalen zugeführt wird. (Alternativ
können die Synchronsignale auch getrennt eingespeist und unmittelbar dort zugeführt werden, wo sie benötigt
werden). Das 2fH-Signal gelangt zu einer Vertikal-Abwärtszähl- und Ablenkschaltung 1668, die ein stufenförmiges
Rainpensignal erzeugt, wie es im Zusammenhang mit Fig.
beschrieben wurde; dieses Signal wird der zur Bildröhre 1670 gehörigen Vertikalablenkwicklung 1618 zugeführt.
Das 2fH-Signal wird ferner als Treibersignal einer Horizontalablenkwicklung 1676 mit 31,5 kHz zugeführt. Bei der
Frequenz von 31,5 kHz tritt jede Abtastung der Frontscheibe der Bildröhre 1670 mit fH/2 auf. Daher müssen die
beiden parallelen Eingangssignale zeitlich komprimiert und aufeinanderfolgend angeordnet werden.
Die Schalter 165Oa und 165Ob werden durch ein Signal gesteuert,
das von einem Flipflop 1658 erzeugt wird, der seinerseits von dem Signal fH gesteuert wird. Wenn die
die Zeilen L1 und L1A darstellenden Eingangssignale zugeführt
werden, dann befinden sich die Schalter 165Oa und 165Ob in ihrer unteren Position und verbinden die Anschlüsse
1655 und 1656 mit Verzögerungsleitungen 1632 bzw. 1634. Taktsignale für diese Verzögerungsleitungen
werden von einem Generator 1649 mit der vierfachen Farbträgerfrequenz geliefert. Diese Zeilen werden in die Verzögerungsleitungen
eingespeichert, und die Einspeicherung erfolgt vollständig während eines fH-Intervalls oder
Zyklus. Am Ende der Eingabe der Zeilen L1 und L1A werden die Schalter 165Oa und 165Ob mit Hilfe eines vom Flipflop
1658 kommenden Signals in ihre obere Position umgelegt, und das nächste ankommende Zeilenpaar (L2 und L2A) fängt
an, in die Verzögerungsleitungen 1631 und 1633 eingespeichert zu werden. Der Schalter 1676 wird ebenfalls vom
Flipflop 1658 aus gesteuert und läßt ein niedrigfrequentes Taktsignal der vierfachen Farbträgerfrequenz über seine
Kontakte 1444 bzw. 1445 zu den Verzögerungsleitungen 1631 bzw. 1633 gelangen. Während des Zeitintervalls, in dem
die Zeilen L2 und L2A zugeführt werden und in die Verzögerungsleitungen 1631 und 1633 eingespeichert werden,
beginnt die Auslesung der Zeile L1 aus der Verzögerungs-
3 2 2 b S
leitung 1632, während die Verzögerungsleitung 1634 sich im Ruhezustand befindet. Der Schalteranschluß 1622 wird
über ein Triggersignal vom 31 kHz-Takt mit dem Anschluß 1628 verbunden, so daß die Videosignalverarbeitungsschaltung
1674 an den Ausgang der Verzögerungsleitung angeschlossen wird. Zur gleichen Zeit ist ein Taktsignalgeber
1648, welcher mit der achtfachen Farbträgerfrequenz arbeitet, an die Verzögerungsleitung 1633 über den Anschluß
1441 angeschlossen, der in Synchronismus mit dem Videosignalausgangsschalter mit 31 kHz geschaltet wird.
Die Auslesung der Verzögerungsleitung 1632 erfolgt in der Hälfte der normalen 15 kHz-Periode, und der Schalter
1678 wird in eine neue Position weitergeschaltet, in welcher sein Anschluß 1622 und der Ausgang des Taktgenerators
1648 (achtfache Farbträgerfrequenz) mit der Verzögerungsleitung 16 34 gekoppelt ist, welche ausgelesen
wird, so daß die gewünschten Videosignale für die Wiedergabe zur Verfügung gestellt werden. Die Abfolge
des parallelen Einlesens und sequentiellen Auslesens wird fortgesetzt, um das Signal für die 31 kHz-Abtastung
des Monitors zu liefern.
Fig. 17 zeigt einen gemäß der Erfindung ausgebildeten
Fernsehempfänger. Eine Antenne 1710 empfängt ein Farbfernsehsignalgemisch
mit verschachteltem Signal Δ auf Träger mit den üblichen Fernsehfrequenzen aufmoduliert
mit Restzeiten-Bandmodulation des unteren Seitenbandes und mit FM-modulierten Tonsignalen, deren Tonträger in
üblicher Weise gegenüber dem Bildträger versetzt ist.
Ein Tuner 1712 wählt einen der Träger aus und setzt ihn
in eine übliche Zwischenfrequenz um. Das Zwischenfrequenzsignal
wird von einem Zwischenfrequenzverstärker 1714
verstärkt und dann einem zweiten Detektor 1716 zur Umsetzung in das Basisband zugeführt» Das Tonsignal wird
einer Tonsignalverarbeitungsschaltung 1718, die einen
FM-Demodulator zur Umsetzung der Tonsignale in das Basisband
und Tonverstärkerschaltungen zur Ansteuerung eines Lautsprechers 1720 des Empfängers enthalten kann. Das
Basisbandvideosignal gelangt zu einer automatischen Verstärkungsregelschaltung 1722, die mit dem Zwischenfrequenzverstärker
und Tuner zur Regelung der Amplitude des Basisbandvideosignals gekoppelt ist. Das Farbfernsehsignalgemisch
im Basisband mit geregelter Amplitude und mit dem Signal Δ wird einer Schaltung entsprechend
dem Monitor 1200 in Fig. 12 zugeführt, um auf einer
Farbbildröhre 921 ein Farbfernsehsignal mit vergrößerter Vertikalauflösung sichtbar werden zu lassen.
Fig. 18 zeigt eine Anordnung zur Verschachtelung unabhängiger
Signale von einer ersten und einer zweiten Quelle, die den links in der Figur dargestellten
Anschlüssen 1802 und 1804 zugeführt werden, in die Signale I bzw. Q eines Farbfernsehsignalgemisches. Von einer
(nicht dargestellten) Quelle kommendes Licht gelangt durch eine Optik 800 auf ein Aufspaltungsprisma 802,
welches das Licht aufspaltet und Rot- und Blau-Vidicons 806 und 808 sowie einem Grün-Vidicon 600 zuführt, dessen
Ablenkung mit einer Wobbel-Taktfrequenz über eine Hilfsablenkwicklung
606 gewobbelt wird, die von einem Taktgenerator 614 gespeist wird. Der Generator 614 steuert
außerdem den Synchron- und Austastgenerator 616 zur Erzeugung
von Torimpulsen für die Farbsynchronsignalabtrennung und Erzeugung von Synchron- und Austastimpulsen
an, welche einer Einfügungsschaltung 818 zugeführt werden.
Die Rot- und Blau-Videosignale gelangen von den Vidicons
806 und 808 zu einer Matrix 812. Die Grün darstellenden Signale werden einer Summier- und Subtrahierschaltung
861 zugeführt, die beispielsweise aus der Kombination des Synchronmodulators 618 mit der Summier- und.Subtrahierschaltung
700 aus Fig. 7 bestehen kann. Die Schaltung
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-50-
erzeugt ein Signal GS, welches einem Eingang der Matrix 812 zugeführt wird, und ein Signal GA, welches einer
Differenzierschaltung 1806 zugeführt wird, deren Ausgang
mit einer Schwellwertfühlschaltung 1808 gekoppelt ist,
die ein Lesebereitschaftssignal erzeugt, wenn die Änderungsrate des Signals GA einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das Signal YS von der Matrix 812 gelangt über eine Verzögerungsschaltung 1102 zum Addierer 814.
Die von der Matrix 812 erzeugten Signale Q und I werden Tiefpaß-Kammfiltern 1810 bzw. 1812 zugeführt (wie sie
beispielsweise in Fig. 11 mit der Bezugsziffer 1112 bezeichnet sind), damit aus den Signalen Q und I diejenigen
Teile durch Kammfilterung entfernt werden, welche schnelle Änderungsgeschwindigkeiten wiedergeben. Die kammgefilterten
Signale Q und I werden Summierschaltungen 1814 bzw.
zugeführt. Die unabhängigen Signale von der ersten und zweiten Quelle werden zusammen mit ihren Taktsignalen
Speichern 1818 bzw. 1820 zugeführt, die als Pufferspeicher
zur Akkumulierung der unabhängigen Signale während derjenigen Zeitintervalle dienen, wo die Änderungsgeschwindigkeit
des Videosignals nicht groß genug ist, um die unabhängigen Signale zu überdecken. Wenn ein vertikalfrequenter
übergang auftritt, dann erzeugt die Schwellwertfühlschaltung 1808 ein Lesebereitschaftssignal, welches
den Speichern 1818 und 1820 zugeführt wird, um ein Auslesen mit der Frequenz des Taktgebers 1822 zu ermöglichen,
welcher so ausgelegt ist, daß das unabhängige Signal in die Signale I und Q eingeschachtelt wird. Die
von den Speichern 1818 und 1820 ausgelesenen unabhängigen Signale werden in den Einfügungsschaltungen 1830 und 1831
mit vom Taktgeber 1822 abgeleiteten Synchronwörtern kombiniert. Die Synchronwörter erlauben die Regeneration der
Taktsignale nach der Wiedergewinnung der unabhängigen Signale aus dem Fernsehsignal« Die unabhängigen Signale
und die Synchronwörter werden durch Hochpaß-Kammfilter 1822
und 1824 (etwa von der in Fig. 11 mit der Bezugsziffer
1122 bezeichneten Art) "gereinigt" und den Summierungsschaltungen 1814 und 1816 zugeführt, wo sie mit ihren
zugehörigen Überdeckungssignalen kombiniert werden. Die resultierenden Signale werden tiefpaßgefiltert und in
bekannter Weise Quadratur-Modulatoren zugeführt zur Erzeugung eines Farbsignals, das mit dem Signal YS im
Addierer 814 summiert wird und anderweitig wie ein Standardsignal verarbeitet wird. Ein Standard-NTSC-Farbfernsehempfänger
kann das unabhängige Signal an den Kanten vertikaler Leuchtdichteübergänge in Form von
Farbfehlern im Übergangsbereich zwar wiedergeben, jedoch fallen solche Fehler speziell bei starken Leuchtdichteübergängen
subjektiv nicht sehr auf. Somit ist ein Standardempfänger praktisch unempfindlich gegen die eingeschachtelte
Information.
Fig. 19 zeigt einen Empfänger, der sich zur Wiedergabe
üblicher Fernsehsignale mit eingeschachtelten unabhängigen Signalen und zur Extrahierung dieser unabhängigen
Signale eignet. Diejenigen Elemente in Fig. 19, die Gegenstücke in Fig. 12 haben, sind mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Fig. 19 unterschedet sich von der Anordnung nach Fig. 12 darin, daß die demodulierten und
gefilterten Signale I und Q beide durch komplementäre Hochpaß- und Tiefpaßfilter laufen und daß das Leuchtdichtesignal
differenziert und einer Schwellwertprüfung unterzogen wird, um die zusätzliche Verarbeitung des
unabhängigen Signals zu steuern.
In der Schaltung nach Fig. 19 wird das Signal Q einem komplementären Hochpaß-Tiefpaß-Kammfilterpaar 1914-1916
zugeführt, welches ähnlich dem Filterpaar 1214-1216 in Fig. 12 ist. Das Signal Q steht am Ausgang des Filters
1916 zur Verfügung und wird dem Q-Eingang einer Video-
* « roe«
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signalverarbeitungs- und Treiberschaltung 9320 zugeführt.
Das unabhängige Signal erscheint am Ausgang des Hochpaßfilters 1914. Einer Schaltung 1920 wird das Summenleuchtdichtesignal
YS zugeführt, die benachbarte Zeilen vergleicht und ein Differenzsignal Δ entsprechend dem
Ausgangssignal der Differenzierschaltung 1806 in Fig. erzeugt, welches einer Schwellwertschaltung 1932 zur
Erzeugung eines Signals zugefügt wird, welches die Zeit angibt, wo das unabhängige Signal im Q-Kanal durch das
System geführt werden kann. Das am Ausgang des Filters 1914 erscheinende unabhängige Signal wird einer Verzögerungsschaltung
1918 zugeführt, deren Verzögerung ausreicht, um das unabhängige Signal solange zu verzögern,
bis die Schwellwertschaltung 1932 das unabhängige Signal
zu der von dem Aktivierungs- oder Bereitschaftssignal
betätigten Torschaltung 1920 gekoppelt hat. über die Torschaltung gelangt das unabhängige Signal zu einer
Synchronwort-Identifiζierungsschaltung 1922 und zum
Eingang einer Speicherschaltung 1926. Die Synchronwort-Identifizierungsschaltung
1922 identifiziert die den unabhängigen Signalen zugeordneten Synchronwörter und
aktiviert einen unabhängigen Signaltaktgenerator 1924 zur Regenerierung des Taktsignals, so daß das Signal
in den Speicher 1926 eingespeichert werden kann, wo es
zur weiteren Verwendung verfügbar bleibt. In gleicher Weise wird das unabhängige Signal des I-Kanals am Ausgang
des Hochpaß-Kammfilters 1214 zur Verfügung gestellt und
über eine Verzögerungsschaltung, Torschaltung, Synchronwort-Identif izierungsschaltung, Taktgenerator und Speicher
1934 geführt, welche im I-Kanal den Elementen 1918-1926 des Q-Kanals entsprechen.
Für den Fachmann verstehen sich weitere Ausführungsformen der Erfindung. Anstatt die Information in den I-Kanal
einzufügen, kann sie auch in gleicher Weise in den Q-Kanal
eingefügt werden, wie es beschrieben ist, solange die
reduzierte Q-Bandbreite für die Bandbreite des Signals akzeptierbar ist. Eine Mehrzahl von Signalen Δ kann
sowohl in den I-Kanal als auch in den Q-Kanal eingefügt
werden, die für diesen Zweck vierte und fünfte Kanäle innerhalb der Übertragungsstrecke für das Videosignalgemisch
bilden. Ähnlich kann ein Signal Δ entweder in das Signal I oder das Signal Q eingefügt werden, und in
den anderen Kanal kann ein unabhängiges Signal eingefügt werden. In den Wobbel-Takte benutzenden Ausführungsformen
können auch andere Wobbel-Taktfrequenzen verwendet werden, welche mit den verschiedenen Taktsignalen synchronisiert
werden können.
Die Erfindung läßt sich in Verbindung mit PAL-Übertragungssystemen
für Farbfernsehsignalgemische in gleicher Weise wie beim NTSC-System anwenden, da die Auflösungsgesichtspunkte für monochromatische Wiedergabe oder
Leuchtdichte dieselben sind und die Prinzipien für die Farbübertragung gegenüber NTSC nur in geringfügigen
Details abweichen, die hinsichtlich der erfindungsgemäßen Signaleinfügung nicht relevant sind.
Während die Signale S und Δ in den dargestellten Ausführungsformen
von einem Grün-Kanal einer Dreifarben-Signalquelle abgeleitet sind, könnte das Differenzsignal
gewünschtenfalls auch vom R- oder B-Signal abgeleitet werden, oder die Signale RGB von der Quelle könnten
matriziert werden, so daß Paare gleichzeitiger Y-Signale entstehen, die dann summiert und subtrahiert werden
könnten, um die Signale YS und ΥΔ zu ergeben.
Eine andere Ausführungsform der Farbkamera nach Fig.
könnte in bekannter Weise Bildröhren für Rot-, Blau- und Leuchtdichte-Signale verwenden, wobei zwei Röhren im
Leuchtdichte-Kanal und eine Röhre in je einem Farbkanal
zur Reduzierung der Kosten vorgesehen sind. Die Rasterversetzung der beiden Vidicons (oder die entsprechende
Versetzung der Bilder) bei der Anordnung gemäß Fig. 4 kann in Vielfachen von 1/2 des Abstandes zwischen zwei
Zeilen plus einer 1/4-Zeile anstatt lediglich einfach
einer 1/4-Zeile vorgesehen werden.
SS
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