DE3239404C2

DE3239404C2 - Fernsehsystem zur Umwandlung der Zeilenzahl

Info

Publication number: DE3239404C2
Application number: DE3239404A
Authority: DE
Inventors: Robert Adams Burlington N.J. Dischert; Kerns Harrington Princeton N.J. Powers
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1985-09-19
Also published as: GB2108354B; GB2108354A; US4449143A; DE3239404A1; JPS58125957A

Abstract

Es wird ein hochauflösendes Fernsehsystem (100) beschrieben, welches zum Zwecke der zeilenfrequenten Umcodierung oder Anpassung an Fernsehsysteme mit Standardauflösung eine Vertikalabtastung benutzt. Die Anzahl vertikaler Zeilenabtastungen wird so gewählt, daß eine Umcodierung in ein System mit Standardauflösung durch Unterdrückung abwechselnder Abtastwerte bei der Vertikalzeilenabtastung erfolgen kann. Außerdem wird ein Umcodierer (410-432) beschrieben, der das Fernsehsignal hoher Auflösung in ein Fernsehsignal mit Standard-Auflösung umcodiert. Schließlich wird ein Empfänger beschrieben, der das Fernsehsignal hoher Auflösung direkt wiedergeben kann.

Description

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lieh der vertikalen Nyquist-Frequenz und der damit ein- vermeidet man die anfängliche zeilenfrequente Interpohergehenden geringeren Vertikalverfälschung in Berei- lation. Die Abtast- oder Abfühlwerte werden mit einer chen großer vertikaler Details. Diesem subjektiven zu einer geringen Auflösung gehörigen Frequenz zum Qualitätsvorteil steht eine größere Anfälligkeit gegen späteren Auslesen oder zur bildfrequenten Umwandsichtbares Flackern der hellen Wiedergaberöhren von 5 lung des umcodierten Signals gespeichert.
Fernsehbildern mit 625 Zeilen und 50 Bildern pro Se- Ein Empfänger zur Bildwiedergabe nach dem erfinkunde entgegen. dungsgemäßen Videosystem bildet ein Raster durch

Bei zeilenfrequenter Umcodierung können auch Vertikalabtastung mit derselben Abtastfrequenz wie Schwebungen auftreten, die konzeptionsbedingt aus der beim hochauflösenden Fernsehsystem,

geringen räumlichen Neigung der ankommenden umzu- io F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer hochauflösen·

codierenden Horizontalzeilen gegenüber den erzeugten den Fernsehkamera;

neu interpolierten Zeilen resultieren. Dies kann bei- F i g. 2 veranschaulicht die vertikale Zeilenabtastung

spielsweise bei einer nicht richtigen Synchronisierung einer aufzunehmenden Szene und daraus entstehende

der Zeilenzähler auftreten, wodurch ein von Zcilc-zu- Videosignale;

Zeile-Rutschen der Interpolation möglich wird. Im Falle is F i g. 3 veranschaulicht Ablenk- und Abtastmuster auf

einer Umwandlung von einem hochauflösenden Fern- einem Raster und ihre Beziehung zu Speicherplätzen

sehsystem auf einen Kinofilm durch Belichtung mit ei- eines Speichers;

nem Laser können Schwebungen auftreten, wenn der F i g. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Fernsehsystems

Film mit einem Fernsehfilmabtaster abgetastet wird. gemäß der Erfindung, bei welchem die Analog/Digital-

Es ist hier wünschenswert, Umwandlungen so vorzu- 20 Umwandlungsabtastrate die umcodierte Horizontalzei-

nehmen, daß solche Schwebungen nicht auftreten. lenfrequenz bestimmt;

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines digitalen Ferneines hochauflösenden Fernsehsystems, welches mit ge- sehsystems gemäß der Erfindung, bei welchem die Horiringem Schaltungs- und Speicheraufwand eine weitge- zontalzeilen des Ausgangssignals durch Interpolation hend verzerrungsfreie Umwandlung in Bildsignale für 25 zwischen den ankommenden hochauflösenden Digitalverschiedene Zeilenzahlen erlaubt Diese Aufgabe wird abtastwerten erzeugt wird;

durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 F i g. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Vorfilters, wel-

gelöst, wobei Weiterbildungen in den rückbezogenen ches bei den Schaltungen gemäß F i g. 4 oder 5 verwen-

Unteransprüchen gekennzeichnet sind. det werden kann;

Bei einem hochauflösenden Fernsehsystem ist die Da- 30 F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer abtastfrequent tenfrequenz oder Datenrate wesentlich höher als dieje- arbeitenden Zeilenumwandlungsschaltung, die bei der nige normfrequenter Signale, aufgrund deren die Umco- Schaltung nach F i g. 5 verwendet werden kann; und
dierung erfolgt Zur Einsparung von Speicherplatz ist es F i g. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems zur unnun vorteilhaft, die Umcodierung von hoher Auflösung mittelbaren Wiedergabe von Signalen mit einem hochin Standardauflösung derart durchzuführen, daß die 35 auflösenden Monitor oder Empfänger.
Speichereingabe, die zur Durchführung der Umcodie- In F i g. 1 ist als Blockschaltbild eine bekannte Farbrung erforderlich ist, mit der Frequenz für Standardauf- fernsehkamera 100 zur Erzeugung von Fernsehsignalen lösung erfolgt und nicht mit der Frequenz für hohe Auf- mit hoher Auflösung durch Vertikalabtastung gezeigt lösung. Ein optisches System 101 fokussiert über ein Farbtrenn-

Ein hochauflösendes Haupt-Fernsehvideosystem ge- 40 prisma 108 Licht auf die aktiven Teiie von Bildwandlern maß einem Gesichtspunkt der Erfindung eignet sich zur 102 bis 106, welche Kameraröhren wie Vidicons oder Umcodierung in Systeme unterschiedlicher Anzahl von Festkörper-Bildwandler sein können, wie sie im Stande Horizontalzeilen pro Bild. Das System enthält einen der Technik bekannt sind. Ein Taktsignalgenerator 110 Bilderzeuger oder Wandler zur Umwandlung eines BiI- steuert einen Synchronisiersignalgenerator 118, der verdes in ein Videosignal durch aufeinanderfolgende Verti- 45 tikalfrequente Synchronsignale fv und horizontalfrekalabtastungen des Bildes. Es ist auch eine Steuerschal- quente Synchronsignale /« sowie weitere Signale wie tung für die Abtastung vorgesehen, welche diese Verti- Austast- und Torsignale für das Farbsynchronsignal erkalabtastung durch den Bilderzeuger oder Bildwandler zeugt Die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale gebewirkt Eine Umwandlungseinrichtung wandelt das langen vom Synchronsignalgenerator 118 zu einem Abvertika! abgetastete Bild in ein horizontal abgetastetes 50 !enkschwingur.gsgenerator 120, welcher Impuls- und/ Bild mit einer vorgewählten Anzahl von Zeilen pro Bild oder Rampensignale erzeugt die sich für den verwendeum. Schließlich ist die Steuerschaltung für die Abtastung ten Bildwandlertyp eignen. Die Vertikal- und Horizonmit der Umwandlungseinrichtung gekoppelt talablenkschwingungen werden Abtastern 112 bis 116

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung zugeführt, welche den einzelnen Bildwandlern 102 bis

codiert der Umcodierer vertikal abgetastete Fernsehsi- 55 106 zugeordnet sind. Wenn die Bildwandler Kamera-

gnale hoher Auflösung in horizontal abgetastete Fern- röhren sind, dann können die Abtaster Ablenkwicklun-

sehsignale mit Standardauflösung um. Das System ent- gen, Fokussierspulen und dergleichen enthalten. Von

hält eine abtastfrequent arbeitende Umwandlungsschal- jedem der Bildwandler 102 bis 106 werden Farben wie-

tung, welche das vertikal abgetastete Signal hoher Auf- dergebende Videosignale abgeleitet und einer geeigne-

lösung an Punkten während der Vertikalablenkung ab- 60 ten Videosignalverarbeitung zugeführt, etwa mit Hilfe

tastet (abfühlt), die Abtastpunkten (Abfühlpunkten) für von Vorverstärkern, Gammakorrekturschaltungen und

das horizontal abgetastete Fernsehsignal mit Standard- dergleichen, die hier als ein Block 122 veranschaulicht

auflösung entsprechen. Eine Koppelschaltung koppelt sind. Die verarbeiteten Signale R, G und B werden einer

die abtastfrequent arbeitende Umwandlungsschaltung Matrix 124 zur Erzeugung hochauflösender Leuchtdich-

mit einer Auswerteschaltung. 65 te- (Y) und Farbdifferenzsignale zugeführt, die in diesem

Die Umcodierung erfolgt durch Filterung und Abfüh- Falle als Signale R— Y und Β— Υ veranschaulicht

len der Vertikalabtastungen mit der Zeilenfrequenz des sind. Diese Signale können durch eine Obertragungs-

Signals, in welches umcodiert wird, und auf diese Weise strecke einer (in F i g. 1 nicht dargestellt) Nutzschaltung

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zugeführt werden, die beispielsweise von der in F i g. 4 Amplitudenverläufe von Signalen, die durch die vertikagezeigten Art sein kann. Die Übertragungsstrecke kann Ie Zeilenabtastung nach F i g. 2a abgeleitet worden sind. ein Bandaufzeichnungsgerät sein, mit Hilfe dessen die In Fig.2b enthält ein Videosignal 204 wiederholt aufSignale für die Speicherung und eventuelle Wiedergabe tretende Synchronsignalabschnitte 206 und Austastsiauf ein Band übergespielt werden. 5 gnaiabschnitte 208, zwischen denen der aktive Videoab-

Gemäß der Erfindung sind bei der hochauflösenden schnitt liegt. Die Oberseite der Zeilenabtastung 201

Kamera die Abtaster (Ablenkschaltungen) im Zusam- wird durch den Abschnitt 210 des Videosignales 204

menhang mit den Synchronisiersignalen und den Bild- dargestellt, und der Übergang im Videosignal 204 zum

wandlern so angeordnet, daß sie eine relativ schnelle Zeitpunkt 11 stellt diejenige Zeit dar, bei welcher die

vertikale Zeilenablenkung des Bildes sowie eine relativ 10 vertikale Abtastzeile 201 die Übergangszeilen 212 im

langsame Horizontalablenkung ergeben. Der Ausdruck Bild kreuzt. Der Abschnitt 214 des Videosignals 204

»vertikale Zeilenablenkung« im Gegensatz zur horizon- stellt den von der Zeile 201 unterhalb der Übergangszei-

talen Zeilenablenkung bezeichnet hier einen an sich be- le 212 abgetasteten Bildabschnitt dar. Die Abschnitte

deutungslosen Unterschied, da eine übliche Kamera mit 216 und 218 des Videosignals 204 stellen denjenigen Teil

Horizontalzcilenablenkung nur auf die Seite gedreht zu 15 des Bildes dar, der durch die vertikale Abtastzeile 2G2

werden braucht, um eine vertikale Zeilenabtastung zu ober- bzw. unterhalb der Übergangslinie 212 abgetastet

ergeben. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung hat ist. Fig.2c zeigt das von den letzten beiden vertikalen

die Vertikalzeilenablenkung jedoch die Bedeutung einer Abtastzeilen 1799 und 1800 erzeugte Videosignal. Die

schnellen Ablenkung rechtwinklig zur Richtung der Übergänge im Videosignal zu den Zeitpunkten f 3 und

schnellen Ablenkung desjenigen Systems, in welches 20 14 veranschaulichen die Änderung im Bild während der

umcodiert werden soll. Bei solchen Standardsystemen, Zeilenabtastung 1799 zu den Zeitpunkten, wo die Ab-

wie sie in Japan, Amerika und in Europa verwendet tastzeile die Übergangszeilen 212 und 214 des Bildes

werden, erfolgt die schnelle Ablenkung rechtwinklig zur kreuzen.

Richtung der schnellen Ablenkung desjenigen Systems, Wie F i g. 2a zeigt, tastet die erfindungsgemäße Einin welches umcodiert werden soll. Bei solchen Standard- 25 richtung 1800 aktive Vertikalzeilen pro Vollbild ohne systemen, wie sie in Japan, Amerika und in Europa ver- Verschachtelung ab. Die Verschachtelung ist nicht notwendet werden, erfolgt die schnelle Ablenkung in Hori- wendig, wenn das Bild in Form eines Fernsehsignals zontalrichtung. (welches oft in einer Videobandaufzeichnung vorliegt)

F i g. 2 dient zur Veranschaulichung des Abtast- und in 35-Millimeter- oder 70-Millimeter-Film umgewandelt Umcodierschemas. F i g. 2a zeigt ein Bild, welches auf 30 wird. Zur Betrachtung des Signals auf einen Monitor den Frontplatten der Bildwandler 102 bis 106 durch das oder Empfänger kann jedoch eine Verschachtelung optische System 101, 108 gebildet werden kann. Die (Zeilensprung) zweckmäßig sein. Für die Umwandlung erste vertikale Zeilenablenkung ist durch eine vertikale aus einem Fernsehsignal in Filmbilder wird eine Laser-Linie 201 in Fig.2a veranschaulicht, und am Ende der oder Elektronenstrahlabtastung benutzt, und die nach unten verlaufenden Vertikalablenkung erfolgt ein 35 Flimmerfrequenz richtet sich nach dem Wiedergabeverextrem schneller Rücklauf zum oberen Ende der Linie fahren des resultierenden photographischen Films und 202, und dann erfolgt eine zweite Vertikalzeilenablen- nicht nach einer (Zeilensprung-) Verschachtelung des kung. Am Ende jeder Vertikalzeilenablenkung ver- Fernsehsignals bei der Belichtung des Films. Wenn anschiebt der Abtaster den Beginn der nächstfolgenden dererseits eine Umcodierung in ein Fernsehsystem nor-Zeilenabtastung etwas nach rechts, so daß die vertikalen 40 maler Auflösung, welches mit Zeilensprung-Verschach-Zeiienabienkungen von links nach rechts über das Bild telung arbeitet, durchgeführt werden muß, dann kann mit der langsameren der beiden Ablenkfrequenzen der andernfalls zur Durchführung der Umcodierung nöwandern. Bei einer Ausführungsform der Erfindung er- tige Speicher, auf den noch eingegangen wird, zur Liefefolgt dieses horizontale Wandern unter Steuerung rung des verschachtelten umcodierten Signals benutzt durch eine Frequenz, bei der 1800 aktive Vertikalzeilen- 45 werden.

ablenkungen während des Fortschreitens der Vertikal- F i g. 3 veranschaulicht ein Rasterabtastmuster und zeilenablenkung über das Bild von links nach rechts ein zugehöriges Speicherplatzmuster zur Erleichterung erfolgen. Bei einer anderen Ausführungsform betrage des Verständnisses der Erfindung. In Fig.3a definiert die Zahl der aktiven vertikalen Zeilen 2160. Die Entste- ein Muster vertikaler Abtastzeilen 201 bis 1800 ein Rahung dieser Zahlen sei nachstehend erläutert Daraus so ster mit einem Seitenverhältnis von 5:3. Das Raster wird hervorgehen, dsS diese Zahlen se gewählt sind, daß wird durch den abgetasteten Bereich definiert Es wurde Signale hoher Auflösung, die ein Bild mit einem Seiten- bereits gesagt, daß gemäß einer Ausführungsform der verhältnis von 5 :3 bzw. 2 :1 darstellen, in ein Fernseh- Erfindung 1800 Zeilenabtastungen vorgenommen wersystem mit Standardauflösung umcodiert werden, bei den, wobei die Abtastung mit der Vertikalzeile 201 bedem das Bild ein Seitenverhältnis von 4:3 hat Nach 55 ginnt und nacheinander über 202, 203 ... 1799, 1800 dem Ende der letzten Vertikalzeilenablenkung (1800) fortschreitet (Es sei bemerkt, daß die Bezeichnung der bewirkt der Abtaster eine Rückführung längs eines We- einzelnen Zeilen, wie sie in Fi g. 3 verwendet ist, nicht ges, wie er durch die gestrichelte Linie 204 angedeutet die gesamte Anzahl von Zeilen pro dargestelltes Bild ist zum Beginn der Zeile 201 zur Vorbereitung des Be- wiedergibt) Diese 1800 Vertikalabtastungen erfolgen ginns der nächstfolgenden Ablenkung. Diese Ablenkung eo fiber ein Intervall eines Vollbildes. Im Falle eines Festbezieht sich, wie bereits besagt wurde, hauptsächlich auf körpersensors erfolgt die Auslösung über die Periode einen Bildwandler in Form einer Kameraröhre. Festkör- eines Vollbildes.

per-Bildwandler können so ausgebildet werden, daß sie Soll aus einem kochauflösenden Fernsehsignal ein äquivalente Ausgangssignale liefern, selbst wenn diese 35-mm-Film mit einem Seitenverhältnis von 5:3 erSignale aus dem Bildwandler durch Verschieben des 65 zeugt werden, dann ist keine Formatkorrektur erfordergesamten Inhaltes in ein Register überführt werden, aus lieh, und das Signal kann unmittelbar mit Hilfe eines dem dann Abtastzeilen abgeleitet werden. Lasers oder Elektronenstrahlabtasters auf den licht-

Die F i g. 2b und 2c zeigen über der Zeit aufgetragene empfindlichen Film übertragen werden.

ίο

Soll ein Fernsehsignal mit Standardauflösung jedoch umcodiert werden, etwa ein solches mit einem Seitenverhältnis von 4 :3, dann muß eine gewisse Formatkorrektur vorgenommen werden. In F i g. 3a ist der abzuschneidende Bereich durch die Vertikalabtastlinien 201, 202 und 203 an der äußersten linken Seite und durch die Abtastlinien 1798,1799 und 1800 an der äußersten rechten Seite dargestellt Die tatsächliche Anzahl einlaufender Zeilen, die im umcodierten Signal schließlich nicht erscheinen, ist größer als bei dem vereinfachten Beispiel nach Fig.3. Bei diesem dargestellten Beispiel ist die vertikale Abtastzeile 204 die erste Information enthaltende Zeile, die im umcodierten Signal erscheint Die Zeilenabtastung 204 beginnt an der Oberseite der Figur und schreitet nach unten fort Die aufeinanderfolgend mit 1, 2,... 7 bezeichneten Punkte stellen symbolisch diejenigen Punkte dar, bei denen das während der Zeilenabtastung 204 erzeugte Signal abgetastet werden sollte, um diejenigen Abtastwerte zu ergeben, welche den Wert einer horizontalen Zeilenabtastung im umcodierten Signal darstellen. Beispielsweise hat das Signal am Punkt 1 auf der Zeilenabtastung 204 denselben Wert wie zu Beginn der ersten aktiven Horizontalzeilenabtastung 251 im umcodierten Signal. Ähnlich stellen die Punkte 2,3 und 4 Punkte dar, bei welchen die Werte des bei der Zeilenabtastung 204 erzeugten Videosignals gleich dem Wert des Signals zu Beginn der zweiten, dritten und vierten aktiven Horizontalzeilenablenkung 252 bis 254 sind. Gegen das untere Ende der Zeilenablenkung 204 stellen in ähnlicher Weise die Punkte 5,6 und 7 Punkte dar, bei denen der Wert des durch die Zeilenabtastung 204 dargestellten Videosignals den Wert des linken Endes der letzten drei Horizontalzeilenabtastungen 255 bis 257 des Signals, in welches umcodiert wird, hat Wenn das Signal, in welches codiert wird, ein 550 Zeüen-NTSC-Signal ist, dann stellen die Horizontalzeilenabtastungen 251 bis 257 die 485 aktiven umcodierten Zeilen dar, während im Falle eines PAL-Signales mit 625 Zeiien die Horizontalzeilen 251 bis 257 575 Zeilen darstellen.

Ähnlich ist der zweite Abtastwert der Horizontalzeilenabtastung 251 gleich dem Wert des Videosignals der Vertikalzeilenabtastung 205 am Punkt 8, und das zweite Bildelement der umcodierten Horizontalzeilen 252 bis 257 wird durch die Punkte 9 bis 14 auf der Vertikalzeilenabtastung 205 dargestellt Jede vertikale Zeilenabtastung definiert somit sequentiell ein Teilbildelement jeder horizontalen Zeile des umcodierten Signals. Das letzte Element der Horizontalzeile 251 wird gebildet durch den Wert der Zeilenabtastung 1797 am Punkt 29, das letzte Element der Horizontalzeile 252 wird gebildet durch den Wert des Videosignals am Punkt 30 bei der Vertikalzeilenabtastung 1797 usw.

Der Fachmann sieht, daß die Horizontalauflösung des umcodierten Signals bestimmt wird durch die Anzahl vertikaler Abtastzeilen innerhalb des Sichtfeldes bei einem 5:3-Raster hoher Auflösung, dessen Sichtfeld durch das Seitenverhältnis des umcodierten Signals bestimmt wird. Beispielsweise liegen die vertikalen Abtastzeilen 201 bis 203 und 1798 bis 1800 nicht innerhalb des Sichtfeldes des Rasters nach F i g. 3, wenn man den dargestellten Umcodierfall betrachtet Die Zeilen 204 bis 1797 liegen innerhalb des Sichtfeldes, und die Anzahl vertikaler Abtastzeilen bestimmt die horizontale Auflösung des umcodierten Signals.

Es sei bemerkt, daß keine Interpolation von Signalwerten notwendig ist, um Bildelement-Abtastwerte für irgendeine vorbestimmte Anzahl von Horizontalzeilen in dem Signal, in welches umcodiert werden soll, zu erzeugen. Unabhängig davon, ob von einem hochauflösenden Signal in ein Ausgangssignal mit 525 oder 625 Zeilen umcodiert werden soll, braucht daher nicht der Wert des Videosignals der Vertikalabtastzeilen zum Zeitpunkt der Kreuzung desjenigen Punktes gewählt zu werden, der einen Punkt in der Horizontalzeile des Signals darstellt in welches umcodiert wird. Weil keine Bildelement-Interpolation zwischen benachbarten Ho-

to rizontalzeilen notwendig ist um die Werte von Zwischenzeilen der Horizontalzeilen zu erzeugen, braucht man auch keine Horizont A/dien-Verzögerungseinrichtungen oder -speicher, die mit der Datenrate für hohe Auflösung betrieben werden. Eine hochwertige Interpo lation zwischen Horizontalabtastzeilen kann vier oder mehr Horizontalzeilen·Verzögerungseinrichtungen erfordern, wie es in der DE-OS 32 17 681 beschrieben ist Wenn das ankommende Signal ein hochauflösendes Signal ist dann müssen die Zeilenverzögerungseinrichtun- gen eine ausreichende Kapazität für die höhere Datenrate haben. Daher ist die beschriebene Vertikalabtasteinrichtung einfacher und preiswerter als Anordnungen, bei welchen die hochauflösender Abtastungen parallel statt rechtwinklig zur Ablenkrichtung des niedriga-ifl*- senden Systems verlaufen.

Die durch die Vertikalzeilenabtastung erhaltene Information läßt sich nicht unmittelbar Tür das horizontal abgetastete umcodierte Signal verwenden. Beispielsweise ergibt sich aus der Vertikalzeilenabtastung 204 ein Bildelementwert für jede Horizontalzeile des Ausgangssignals. Daher benötigt man zur Erzeugung eines Bildelementwertes in jeder Zeile des Ausgangssignals eine Vertikalabtastzeile des hochauflösenden Systems. Erst bei der Abtastung des Punktes 29 durch die Verti kalzeiienabtastung 1797 sind alle Punkte, welche die Horizontalzeilenabstastung 251 definieren, vollständig. Für die Umwandlung einer Vertikal- in eine Horizontalzeilenablenkung kann man einen Speicher verwenden, wie er in F i g. 3b mit 300 bezeichnet ist Die Spei- cherplätze sind mit der Nummer des entsprechenden Abtastpunktes aus Fig.3a bezeichnet links oben im Speicher 300 befindet sich der Speicherplatz 1, in den der durch Abtastung der Vertikalabtastzeile 204 am Abtastpunkt 1 enthaltene Signalwert eingegeben wird.

Ähnlich stellen die Speicherplätze 2 bis 7 Speicherplätze dar, in welche die Signalwerte für die Abtastpunkte 2 bis 7 längs der Vertikalabtastzeile 204 eingegeben werden. Ähnlich können die Speicherplätze 8 bis 14 mit den Bildelementwerten für entsprechende Abtastpunkte auf

so Vertikalabtastzeilen 205 besetzt werden. Der Speicher 300 enthält für jedes zu speichernde BÜdeiement einen Speicherplatz. Wenn eine Umcodiening nur in 525 Zeilen pro Bild zu erwarten ist dann braucht der Speicher 300 nur 485 Zeilen und soviele Spalten, wie die ge wünschte Horizontalauflösung erforderlich macht Soll andererseits die Möglichkeit einer Umcodiening sowohl in das 525- wie auch in das 625-ZeiIen-System möglich sein, dann muß der Speicher 300 mindestens 575 Zeilen haben, und dann werden einige Speicherplät ze bei der Umcodiening in 525-Zeilen-Systeme nicht benutzt

Die Speicherplätze im Speicher 300 werden in der im Muster veranschaulichten Folge mit Signalen besetzt die während einer Vertikalablenkung abgetastet wer den. Die Vertikal/Horizontal-Umcodierung erfolgt durch Lesen in einer zur Richtung, in der der Speicher eingeschrieben wurde, rechtwinkligen Richtung, also etwa durch Lesen der ersten Zeile beginnend mit dem

Speicherplatz 1 und Abtasten 1, 8, ... 22, 29 und Anschließen einer zweiten Horizontalzeile 2, 9,... 23, 30. Auf diese Weise wird jede Zeile sequentiell von oben nach unten ausgelesen, bis der ganze Speicher ausgelesen ist Dadurch wird die schnelle horizontale Zeilenabtastung durch eine langsame Vertikalzeilenabtastung, wie sie bei Fernsehsystemen mit Standardauflösung üblich ist. simuliert.

Fig.4 veranschaulicht einen Umcodieren bei welchem Vertikalabtastungs-Analogsignale hoher Auflösung, wie sie von der Anordnung nach F i g. 1 erzeugt worden sind, in andere Fernsehsysteme umcodiert werden können. Nach F i g. 4 werden die Signale Y, /und Q hoher Auflösung von einer hochauflösenden Fernsehkamera 100 einem Analog-Übertragungskanal 416 zugeführt, der ein iCanalteil eines ßandaufzeichnungs- oder eines Bildplattengerätes sein kann. Nach der Verarbeitung durch den Übertragungskanal 416 gelangen die Signale V, / und Q zu Analogvorfiltern 410 bis 414, wo sie zur Verringerung von Verfälschungen gefiltert werden, die sich aus der nachfolgenden Analog/Digital-Umwandlung in den A/D-Konvertern 418 bis 422 ergeben können. Die Umwandlungsrate wird durch Taktsignale von einem Abtasttaktgenerator 424 bestimmt Die Abtastrate wird so gewählt, daß das gefilterte Analogsignal jeder Vertikalzeile zu einem Zeitpunkt abgetastet wird, wo der Wert der Vertikalzeileriabtastung dem durch die Umcodierung zu erzeugenden Abtastwert der Horizontalzeile entspricht Die digitalisierten Signale werden einem Konverter 426 zur Umwandlung des Seitenverhältnisses zugeführt Bei der hier beschriebenen Ausführung schneidet dieser Konverter diejenigen Teile des ihn durchlaufenden Signals ab, welche die Enden des Rasters eines Signals für ein Seitenverhältnis des Signals paßt, in welches umcodiert werden soll. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Konverter 426 Teile an die Enden des durchlaufenden Signals anfügen, um das Eingangsraster zu strecken, also es für ein Raster mit größerem Seitenverhältnis desjenigen Signales, in welches transcodiert werden soll, passend zu machen. Die passend gemachten Signale v/erden einer Wählschaltung 428 für jede zweite Zeile zugeführt welche jede zweite Zeile des ankommenden Signals zur Eingabe in einen Speicher identifiziert während die nicht ausgewählten Signale fallengelassen werden. Diese Auswahl jeder zweiten Zeile verringert die Auflösung auf die Standardauflösung. Die Signale werden dann in einen Bildspeicher 430 eingegeben, der mit einem Zeitinterpolator 432 zusammenwirkt um die Halbbild- oder Bildfrequenz in die gewünschte Bildfrequenz des Ausgangssignals umzusetzen.

Der Bildspeicher 430 enthält ein paar Speicher, die jeweils ein Vollbild von Information mit Standardauflösung speichern können. In einen der Speicher kann eingeschrieben werden, während der andere gelesen wird, wie es als sogenannter »Ping-Pong«-Betrieb bekannt ist Die Leserate bestimmt sich durch die Ausgangsbildfrequenz (Vollbild), und es können gegebenenfalls in bekannter Weise Vollbilder wiederholt oder ausgelassen werden, um eine bildfrequente Umwandlung zu erhalten, oder man ge wünsch tenfalls auch eine Zeitinterpolation benutzen.

Wenn das Fernsehsignal hoher Auflösung digitale Form haben soll, dann muß die Abtastrate längs einer Vertikalzeile genügend hoch sein, um die gewünschte Auflösung zu ergeben, wenn die Information auf 35-mm-Rlm übertragen werden solL Wenn die Abtastrate längs der Vertikalzeile 625 Zeilen pro Bild entspricht dann hat der mit der Videoinformation belichtete Film eine Vertikalauflösung, die nicht besser als bei einem Standard-Fernsehsystem mit 625 Zeilen ist. Es liegt auf der Hand, daß die Digitaldatenrate für das Digitalfernsehsystem hoher Auflösung durch andere Gesichtspunkte festgelegt werden muß.

Die Vertikaldimension (die Anzahl von Abtastwerten in der Vertikalabtastzeile) des Abtastgitters, welches das Fernsehsystem hoher Auflösung definiert, sollte diejenige Zahl sein, welche sich für eine einfache Interpolation auf sowohl 485 wie auch 575 eignet also die geeigneten Zahlen aktiver Zeilen beim 525- bis 625-Zeilen-System. In der Vertikalrichtung ist eine Abtastrate erwünscht die zu einer Abtastung führt, welche etwas mehr als die 485 aktiven Zeilen des etwas unterabgetasteten 525-Zeilen-Systems und als die 575 aktiven Zeilen des etwas überabgetasteten 625-Zeilen-Systems ist Eine geeignete Zahl für die aktiven Vertikalelemente ist 1060, welches genau die Summe von 485 und 575 ist Wählt man die Zahl aktiver Vertikalelement in dem hochauflösenden Digitalsystem mit 1060, dann vereinfacht sich die Umcodierung und Interpolation in die Zahlen 575 und 485. Eine Umwandlung zwischen den 1060 aktiven Vertikalelementen der Vertikalabtastzeile und den Systemen mit Standardauflösung erleichtert sich durch Unterteilung der 1060 Elemente jeder vertikalen Abtastzeile eines hochauflösenden Fernsehsystems in 18 Blocks, von denen jeder 59 Hochauflösungselemente enthält

Das Interpolationsverhältnis für die Umcodierung vom hochauflösenden System (1060 aktiven Zeilen) in ein PAL- oder SECAM-System mit Standardauflösung (575 aktive Zeilen) ergibt sich zu

io6o/₅₇₅ _ 1.843472 β

Dieses Interpolationsverhältnis kann gut approximiert werden (innerhalb von 0,02%) durch einen rationalen Bruch (⁵⁹/₃2) mit einer genauen Potenz von 2 im Nenner. Dies führt zu einer Verringerung der Anzahl von Bits, die bei solchen Multiplikationen benötigt werden, wenn eine Polynom-Interpolation (quadratische oder kubische Interpolation) mit den Verfahren der vorerwähnten Patentanmeldungen von Powers durchgeführt werden.

In ähnlicher Weise ergibt sich das Interpolationsverhältnis für die Umcodierung von dem hochauflösenden System (mit 1060 aktiven Zeilen) in das NTSC-System mit Standardauflösung (485 aktiven Zeilen) durch

_ 2.185567 » 35/_I6>

wobei das Interpolationsverhältnis ¹⁰⁶⁰ZwS für die Umcodierung von 1060 aktiven Elementen bei der hochauflösenden Vertikalzeilenabtastung in 4β5 aktive Elemente des 525-Zeilen-Standards recht gut (innerhalb 0,08%) approximiert werden kann durch einen rationalen Bruch (³Vi₆), dessen Zähler eine Potenz von 2 ist Bei diesen beiden Approximationen können ein oder zwei Signalabtastwerte fallengelassen werden, und dann erhält man eine leichte geometrische Verzerrung. Keine andere Zahl als 1060 innerhalb des Bereichs von 1000 bis 1100 hat die einzigartige Eigenschaft der Verhältnisbildung von Abtastwerten oder Elementen, die durch einen rationalen Bruch mit einer Potenz von 1 im Nenner gut approximiert werden können. Zieht man die Verti-

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kalaustasterfordernisse eines A^aJogstandards, der mit kalabtastzeilen haben, modifiziert mit irgendeiner An- -"; der üblichen Austastpraxis vergleichbar ist, in Betracht, derung des Seitenverhältnisses. Bei dem hier beschrie- U dann entsprechen 1061 Elemente bei der Vertikalabta- benen Beispiel, wo das Seitenverhältnis des hochauflö- , stung einem horizontal abgetasteten System hoher Auf- senden Systems 5:3 und des Systems mit Standardauf- g~ lösung mit etwa 1150 Gesamtzeilen, und man sieht daß 5 lösung 4:3 beträgt, wird die Zahl V der Vertikalzeilen 'ά man wiederum die Summe von 525 und 625 erhält Im im hochauflösenden System gebildet durch die Glei- "'" Falle eines mit hoher Geschwindigkeit vertikal abgeta- chung steten hochauflösenden Systems muß jedoch die Austastdauer länger sein, und jede Vertikalabtastung um- 25 V 3/ - V faßt 1300 Abtastwerte, mehr oder weniger. io ' ³ ' ⁴ " '

Fig.5 veranschaulicht einen Umcodieren bei welchem die von der Anordnung nach Fig. 1 erzeugten wobei 5 die gemeinsame Anzahl aktiver Abtastungen Vertikalabtastsignale hoher Auflösung in andere Fern- ist Für den Fall N - 1 beträgt die aktive Zahl von sehsysteme umcodiert, werden können. Gemäß Fig.5 Abtastungen bei einem Fernsehsystem mit Standardwerden die Signale Y,R— Y und B — Y hoher Auflö- 15 auflösung 720, und die entsprechende Anzahl vertikaler sung Analog/Digital-Konvertern 502 bis 506 zugeführt Abtastzeilen in einem hochauflösenden Fernsehsystem Die analogen Eingangssignale werden mit einer Rate beträgt 1800. Diese Wahl erlaubt die Umcodierung in abgetastet, die wesentlich höher als die vierfache Färb- Abtastnormen sowohl für 525 als auch für 625 Zeilen trägerfrequenz ist dann werden sie quantisiert und digi- durch einfache Wahl abwechselnder Signalabtastwerte, talisiert, so daß Digitalsignale entweder in serieller oder 20 Die Signale verringerter Datenrate von der Wahlin paralleler Form entstehen. Die Signale können eine schaltung 516 werden in einen Speicher 518 eingegeben Rate haben, so daß — wie beschrieben — 1060 aktive und dort solange gespeichert bis vollständige Horizon-Elemente erzeugt werden. Die Signale werden einem talzeilen des Signals verfügbar sind und die Auslesung zweidimensionalen Filter 508 zugeführt, welches die Vi- beginnt Der Spr »eher 518 arbeitet mit einem Zeitinterdeosignaie in Vertikal- und Horizontalrasterrichtung 25 polator 520 im Sinne einer zeitabhängigen Interpolation vorfiltert Das Ausmaß der Filterung hängt von der An- des Signales zwischen der ankommenden Vollbildrate zahl der Zeilen in dem Signal, in welches umcodiert und der abgehenden Halb-oder Vollbildrate zusammen, werden soll, ab, so daß Verfälschungen des Signals ver- Die Ausgangsbildrate oder Bildfrequenz für Standardmieden werden, die aus der Verringerung der Abtastra- auflösung beträgt entweder 25 oder 30 Bilder pro Sete resultieren können, welche bei der Zeilenabtastung ao künde. Die Bildfrequenz bei einem Kinofilm beträgt des Analogsigneis verwendet wird. Das Signal wird normalerweise 24 Bilder pro Sekunde, jedoch braucht dann über einen (nicht dargestellten) Übertragungska- das hochauflösende Fernsehsystem keine mit der FiImnal einem Konverter 510 für die Zeilenabtastrate züge- bildfrequenz übereinstimmende Vollbildfrequenz zu haführt, welcher die ankommende Digitalabtastrate in die ben, weil die Umcodierung des Fernsehsignals hoher Ausgangszeilenrate umwandelt durch Interpolation zur 35 Auflösung auf Film nicht mit Realzeit erfolgen muß, da Erzeugung von Abtastwerten an Punkten, die dem ge- der Film ja während seiner Belichtung nicht betrachtet wünschten Horizontalzeilenabtastpunkt entsprechen. wird. Wegen der nicht übereinstimmenden Bildfrequen-Diese Abtastung erfolgt normalerweise an Punkten, die zen von Fernsehsignalen mit Standardauflösung kann gleichmäßig entlang jeder Vertikalabtastung liegen. Die das hochauflösende System jedoch nicht eine einzige Synchronisation des Konverters 510 wird unterstützt 40 Vollbildfrequenz haben, die zu beiden Frequenzen für durch ö;-i(i Synchronsignalgenerator 512, dem von ei- Standardauflösung ohne Zeitinterpolation paßt Es bener (nicht dargestellten) Quelle Taktsignale zugeführt steht ferner die Möglichkeit, daß das hochauflösende werden. Die abgetasteten Signale gelangen zu einem Fernsehsystem selbst unmittelbar über Satellitenfunk Formatkonverter 514 zur Veränderung des Seitenver- oder durch direkte Projektion in einem Vorführraum hältnisses, der bei der hier beschriebenen Ausführungs- 45 zur Betrachtung angewandt wird. Daher muß die Bildform diejenigen Teile des hindurchlaufenden Signals ab- frequenz des hochauflösenden Systems genügend hoch schneidet, welche die Rasterenden eines Signals für das sein, damit keine ruckartigen Bewegungen erscheinen. Seitenverhältnis 5:3 bilden, um es dem Seitenverhältnis F i g. 6 veranschaulicht als Blockschaltbild ein zweidi-4 :3 des Signals anzupassen, in welches umcodiert wer- mensionales Filter, wie etwa das Filter 508 in F i g. 5, es den soll. Die solchermaßen beschnittenen Signale «,er- 50 kann sich aber auch um Analogfilter wie die Filter 410 den einer Wählschaltung 516 für jede zweite Zeile züge- bis 414 nach F i g. 4 handeln. Gemäß F i g. 6a wird das führt, die jede zweite Zeile des ankommenden Vertikal- Eingangssignal hintereinandergeschalteten Verzögesignals identifiziert und in den Speicher 518 gelangen rungsleitungen 602,604 für eine Zeile zugeführt so daß läßt drei Signale entstehen, welche jeweils zeitlich um eine

Die Wählschaltung 516 entfernt jede zweite Vertikal- 55 Rasterzeilendauer voneinander getrennt sind. Das Ein-

zeilenabtastung, so daß die Auflösung des von dem gangssignal wird auch einem ersten Eingang einer Sum-

hochauflösenden System in das System mit Standard- mierschaltung 606 zugeführt, auf deren zweiten Eingang

auflösung umcodierten Signals begrenzt wird. Es wurde das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 604 gege-

bereits gesagt, daß das Standard-Digital-System gemäß ben wird. Das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung

den erwähnten US-Patentanmeldungen von Powers ei- 60 602 gelangt zu einem ersten Eingang einer Summier-

ne Abtastfrequenz von 13,5 MHz benutzt und im akti- schaltung 608, und zwar über eine Multiplizierschaltung

ven Teil des 525-Zeüen-Systems wie auch des 625-Zei- 610, die ein festes Multiplikationsverhältnis von V₂ hat

len-Systems eine gemeinsame Anzahl von Horizontal- (sie kann auch als 6 dB-Dämpfungsschaltung angesehen

abtastelementen ergibt Wie in dieser US-Patentanmel- werden). Das Ausgangssignal der Summierschaltung

dung beschrieben ist, beträgt die gemeinsame Anzahl 65 606 wird einem zweiten Eingang der Summierschaltung

aktiver Abtastungen 704 ± 16N, wobei N eine ganze 608 über einen Multiplizierer 612 zugeführt, der ein fe-

Zahl if t. Zur leichteren Umcodierung sollte das hochauf- stes Multiplikationsverhältnis von V₄ hat. Die Elemente

lösende System das Doppelte dieser Anzahl von Verti- 602 bis 612 bilden ein Transversalfilter (600), dessen Am-

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plitudenfrequenzgang Maxima und Minima bei Vielfa- Speicher, aiso ein nur auslesbarer Speicher, der für jedes chen der halben Zeilenfrequenz aufweist Dieses Signal π den Wert der Abtastposition n' und die entsprechenwird einem ähnlichen Transversalfilter 620 zugeführt, den Werte der vier Koeffizienten ** b_a e_a und 4> speidas sich nur darin unterscheidet, daß die Verzögerung chert, welche gleichzeitig mit den Werten ti als zweites der Verzögerungsleitungen «22 und «24 gleich der Dau- 5 Eingangssignal an die Multiplizierer 720 bis 726 gegeer eines Abtastwertes anstatt einer Zeile ist Die Kennli- ben werden. Die Ausgangssignale der Multiplizierer nie dieses Filters ist eine Kosinusfunktion mit einer werden einer Akkumulations- oder Summierungsschal-Nullstelle bei der Frequenz /* und die Kennlinie der tung 732 zugeführt, welche den interpolierten Abtast-Hintereinanderschaltung der beiden Filter ist in F i g. 6b wert g_n am Ausgangsanschluß 734 liefert. Die Werte von gezeigt, bei welcher der Beitrag des Filterabschnittes io n' und die Koeffizienten a_a—d_B sind bei der Codierung 620 durch die gepunktete Linie 626 veranschaulicht ist, in Systeme mit 525 Zeilen oder 625 Zeilen natürlich unwelche die Kennlinie aufgrund des Filters 600 verändert terschiedlich. Bei Parallelverarbeitung kann jedoch die Ein solches Filter reduziert die Amplitude der Fre- Umcodierung in beide Ausgangssysteme gleichzeitig erquenzkomponenten sowohl in Vertikal- wie in Horizon- folgen.

talrichtung und reduziert auch Verfälschungen. Für spe- is F i g. 8 veranschaulicht ein System mit einer hochaufzielle Anwendungen können auch andere komplexere lösenden Kamera 100, welche Leuchtdichte- und Farb-Filter mit besserem Übertragungsverhalten verwendet differenzsignale (oder RGB-Signale) erzeugt, die von werden. 1800 aktiven Vertikalzeilenabtastungen stammen. Diese

F i g. 7 zeigt in Blockdarstellung einen Konverter für Signale werden durch ein Übertragungssystem 804 gedie Zeilenabtastrate, etwa in Form des Konverters 510, 20 führt, welches ein Kabel- oder Funksystem sein kann bei welchem es sich um eine Ausführungsform des In- und welches außerdem Abschnitte enthalten kann, in terpolationssystems handelt, welches in der bereits er- denen das Signal als Signalgemisch auftritt Die Signale wähnten US-Patentanmeldung Nr. 2 62 619 beschrie- werden schließlich einem Fernsehwiedergabegerät 806 ben ist Der parabolische Interpolationsalgorithmus je- zugeführt, welches für die Wiedergabe von Bildern aufner Anmeldung realisiert generell eine Gleichung der 25 grund dieser Signale geeignet ist Das Bild entsteht in Form bekannter Weise als Raster. Entsprechend der Erfin

dung ist das Wiedergabegerät für die unmittelbare Wi-

. , , dergabe der Signale anstatt für umcodierte Wiedergabe

gn - a»/_n-i + o„t„ + c_n/„₊i + d„t„ + ι eingerichtet Zu diesem Zweck wird das Raster vertikal

30 mit 1800 aktiven Zeilen im Raster abgetastet Darin liegt

in welcher g„ ein interpolierter Abtastwert ist, der zwi- eine unmittelbare Verwendung von Signalen, die sich sehen den Abtastwerten f„ und Z_n+1 liegt, wobei η eine zur Umcodierung in andere Formen eignet laufende Variable ist welche die Positionsnummer des Für den Fachmann verstehen sich auch andere Aus-

Abtastwertes gn in einem Interpolationsblock von M führungen der Erfindung. Insbesondere kann die Vertiankommenden Abtastwcrten f„ bedeutet Für jeden 35 kalabtastung auch von rechts nach links über das Bild Wert von π tritt der Abtastwert g„ bei einer Position n' fortschreiten anstatt von links nach rechts, wie es im innerhalb des Intervalls zwischen f„ und Z_n+1 auf, wobei Zusammenhang mit Fig.2 beschrieben worden war. n'sich für jeden Wert π ergibt zu Auch kann die Abtastung von oben nach unten oder von

unten nach oben erfolgen. Die Schaltungen und Signale

a 1 o\ ⁴⁰ können entweder analog oder digital sein, und die Form

η "(M- l')n (modulo 2'), _{des Signales ist für} <j_ie Erfindung gleichgültig. Der For

matkonverter für Änderungen des Seitenverhältnisses

wobei r die Potenz von 2 im Nenner des Approxima- kann dem Konverter für die Zeilenabtastrate vorangetions-Interpolationsverhältnisses gemäß obigen Anga- hen, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, so daß die Anzahl von ben ist (für PAL oder SECAM beträgt das Approxima- 45 Abtastwerten, welche den Konverter erreichen, betions-Interpolationsverhältnis ⁵⁹/₃2, 2^r - 32, und damit grenzt wird.

r - 5; für NTSC beträgt das Approximations-Interpola- Die in den Schaltungen nach den F i g. 1 und 4 enthal-

tionsverhältnis ³Vi₆, 2^r - 16, somit r - 4). In Fällen, in tene Übertragungsstrecke kann auch an anderer Stelle denen das Interpolationsverhältnis so approximiert als der Bruchstelle zwischen den beiden Figuren vorgewerden kann, lassen sich die Koeffizienten a_m b_n C_n, d„ 50 sehen sein. Beispielsweise kann die Übertragungsstrekals Summen von Brüchen in der Form Phr ausdrücken, ke ein Dreispur-Digital-Bandaufzeichnungsgerät sein, wobei ρ eine ganze Zahl kleiner oder gleich 2^r ist Die Welches zwischen den A/D-Konvertern 502 bis 506 und zur Realisierung der Gleichung (t) erforderlichen Multi- dem Filter 508 eingefügt ist und bei dem das Band mit plizierer sind daher einfache Verschiebe- und Addierty- digitalisierter Information von den Konvertern bespielt pen. Gemäß F i g. 7 wird ein ankommendes digitales Vi- 55 wird und die abgespielte Information auf die Filter gedeosignal von einem der Komponentenausgängen der geben wird. Wenn die Art der endgültigen Verwendung Filter 508 dem Eingangsanschluß 710 zugeführt und ge- bekannt ist dann kann das Digitalbandaufzeichnungslangt somit zu drei aufeinanderfolgenden Verzöge- gerät alternativ auch zwischen das Filter 508 und den rungsleitungen 712 bis 716, wobei gleichzeitig vier auf- Konverter 510 für die Abtastrate eingefügt werden, einanderfolgende Abtastwerte /„ -1, /«,/»+ 1 und Z_{n + 2} 60 Ein Hauptvorteil des beschriebenen Vertikalabtastsyerzeugt werden. Diese Abtastwerte werden einem er- stems besteht im Vergleich zu Horizontalabtastsystesten Eingang entsprechender Multiplizierer 720 bis 726 men darin, daß die Umcodierung der Zeilenfrequenz zugeführt Ein Eingangstaktsignal mit der Abtastrate ohne Verwendung eines mit der Datenrate für hohe wird einem Eingangsanschluß 718 zugeführt und ge- Auflösung betriebenen Speichers durchgeführt wird. Da langt zu einer Synchronisierschaltung 728, welche einen 65 in jedem Falle eine bildfrequente oder momentane UmZähler für laufende Variable enthält, der den Wert π für Wandlung notwendig ist, kann der mit der Standardaufjeden Abtastwert im Interpolationsblock der Abtast- lösungsrate betriebene Bildumwandlungsspeicher bewerte bestimmt Der Multiplizierer 730 ist ein ROM- nutzt werden. Dieser Speicher hat nur V₄ der Größe, die

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anderafalb für die Speicherung mit einer Hochauflösungsrate erforderlich wire. Dieter Vorteil verbindet sch mit dem weiteren Vorteil, daß ZeUenumwandlungsintenpolatoren entfallen und fuhrt zu der weiteren günstigen Eigenschaft, daB keine Mehrfachumwandlungs- schwebungen auftreten.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Hochauflösendes Hauptfernsehsystem zur Umcodierung in Systeme mit unterschiedlicher Hon- s zontaizeilenzahl pro Bild, mit einem steuerbaren Wandler (101 -108,122,124) zur Umwandlung eines Bildes in ein Videosignal durch aufeinanderfolgende Abtastungen des Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Wandler eine Abtaststeuerschaltung (112,114,116,120) gekoppelt ist, welche den Wandler das Bild in Vertikalrichtung abtasten läßt, und daß über eine Koppelschaltung (424) mit der Abtaststeuerschaltung ein Konverter (410—414, 418—422, 426—432) zur Umwandlung vcn einer Virtikal- zu einer Horizontaiabtastung mit einer vorgewählten Anzahl von Horizontalzeilen pro Bild gekoppelt ist

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Umwandlung in Signale mit Standardauflösung geeignete Signale erzeugt, daß mit der Abtaststeuerschaltung (112, 114, 116, 120) ein Synchronsignalgenerator (UO, 118) gekoppelt ist, der eine Anzahl dieser Abtastungen pro Bild hervorruft, die bestimmt wird durch das Produkt einer ganzen Zahl, eines ersten und zweiten Quotienten und einer zweiten ganzen Zahl, wobei der erste Quotient das Seitenverhältnis horizontal zu vertikal des vom Wandler abgetasteten Rasters ist, der zweite Quotient das Seitenverhältnis vertikal zu horizontal des Fernsehsystems mit Standardauflösung, in welches die Umwandlung erfolgen soll, ist, die erste ganze Zahl Zwei und die zweite ganze Zahl die Anzahl von Abtastungen pro aktive Horizontalzeile bei dem System mit Standardauflösung ist 3s

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es für die einfache Umcodierung in Digitalsystemen mit 525 Zeilen pro Bild und GO Bildern pro Sekunde einerseits und mit 625 Zeilen pro Bild und 50 Bildern pro Sekunde andererseits ausgelegt ist daß mit der Abtaststeuerschaltung (112, 114, 116, 120) eine Zeitsteuerschaltung (110,118) zur Bestimmung der Vertikalabtasifrequenz derart gekoppelt ist daß eine Anzahl von Vertikalzeilenabtastungen während jedes Bildes zur Definierung der Horizontalauflösung des Systems erzeugt wird, daß die Horizontalauflösung als das Zweifache des Produktes einer ganzen Zahl und eines Verhältnisses bestimmt ist, wobei die ganze Zahl die Anzahl von Abtastwerten pro Horizontalzeile in dem System, in welches umcodiert wird, ist und das Verhältnis der Quotient des Seitenverhältnisses des hochauflösenden Fernsehsystems dividiert durch das Seitenverhältnis des Systems, in welches umcodiert wird, ist

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Zeitsteuerschaltung (110, 118) die Frequenz der Vertikalabtastung derart steuert daß im wesentlichen 1060 aktive Horizontalzeilenabtastungen während jedes Vollbildes auftreten.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Umcodierung mit verringerter Erzeugung von Schwebungen in Fernsehsystemen mit Horizontalablenkung höherer Frequenz und Vertikalablenkung niedriger Frequenz ausgelegt ist, daß der Synchronsignalgenerator (110,118) mit der b5 Ablenksteuerschaltung zur Steuerung der Vertikalablenkfrequenz gekoppelt ist, daß eine Vertikalvorfilterschaltung (410, 412. 414) zur Begrenzung der Bandbreite der Videosignale zur Herabsetzung von Verfälschungseffekten vorgesehen ist und daß eine Zeilenabtasteinrichtung (418, 420, 422) zur Abtastung der bandbreitenbegrenzten Videosignale während jedes eine Vertikalzeilenabtastung darstellenden Intervalls und zur Erzeugung von Ausgangssignalabtastwerten vorgesehen ist welche den Werten des Signals entsprechen, in welches umcodicri wird.

6.System nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet daß die Abtaststeuerschaltung (110, 118) eine Einrichtung (424, 512) zur Erzeugung von im wesentlichen 1060 aktiven Abtastwerten pro Vertikalablenkung und eine Einrichtung zur Erzeugung von 1800 aktiven Vertikalablenkungen pro Vollbild enthält

7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die 1800 Zeilen verschachtelt sind.

8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die aktiven Abtastungen digitale Form haben.

9. System nach Anspruch 1 mit einem Konverter zum Umcodieren vertikal abgetasteter Fernsehsignale hoher Auflösung in horizontal abgetastete Fernsehsignale mit Standardauflösung, dadurch gekennzeichnet daß die vertikal abgetasteten Fernsehsignale hoher Auflösung einer mit der Abtastrate betriebenen Umwandlungsschaltung (502—510, 514—516) zugeführt werden zur Abtastung der Signale an Punkten während jeder Vertikalabtastung entsprechend den Abtastpunkten für die Horizontalabtastung der Norm, in welche umcodiert wird, und daß die abtastfrequent arbeitende Urr.wandlungsschaltung über eine Koppelschaltung (518,520) mit einer Nutzschaltung gekoppelt ist um dieser die horizontal abgetastete Information zuzuführen.

10. System nach Anspruch!), dadurch gekennzeichnet daß die Koppelschaltung (518,520) weiterhin einen Speicher (518) enthält

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die mit der Abtastrate arbeitende Umwandlungsschaltung zur Verringerung der Horizontalauflösung des umcodierten Signals abwechselnde Vertikalzeilen auswählt.

12. System nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet daß zur Verringerung von Verfälschungen infolge der abtastfrequenten Umwandlung eine Verfälschungsunterdrückungsfilterschaltung (508) vorgesehen ist

13. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß zur Verringerung von Verfälschungseffekten ein zweidimensionales Filter (508) eingefügt ist.

14. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß mit dem abtastfrequent betriebenen Konverter für das Seitenverhältnis eine Proportionierungsschaltung (Formatkcnverter 514) gekoppelt ist.

15. System nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Zeitinterpolationsschaltung (520) zur Bildfrequenzumwandlung zwischen den Bildfrequenzen der Fernsehsignale hoher Auflösung bzw. Standardauflösung.

16. Fernsehempfänger in einem System nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Darstellung eines Bildes in einem Raster, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster durch die Abtastung 1800 aktiver Vertikalzeilen pro Videovollbild gebildet wird (Emp-

fänger 806 in F ig. 8).

17. Fernsehempfänger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster durch zwei ineinander verschachtelte Halbbilder von jeweils 900 aktiven Zeilen gebildet ist.

Die Erfindung betrifft eki Fernsehsystem, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist Insbesondere handelt es sich um ein hochauflösendes Fernsehsystem, bei weichem die Abtastraten und -richtungen so gewählt sind, daß sie sich leicht mit niedrigen Verzerrungen für die meisten üblichen Abtastnormen für Fernsehempfänger mit normalem Auflösungsvermögen umcodieren lassen.

Die hauptsächlichen weltweit genormten Abtastfrequenzen sind 525 Zeilen pro Bild und CO Bilder pro Sekunde, wie sie in Amerika und Japan üblich sind, sowie 625 Zeilen pro Bild und 50 Bilder pro Sekunde, wie sie das in Europa übliche PAL- und SECAM-System verwenden.

In der DE-OS 3? 03 382 ist eine Standardschaltung für ein digitales Fernsehsystem vorgeschlagen, welches sich einfach zur Umcodierung in die beiden Hauptsysteme (NTSC und PAL) eignet, indeim die gemeinsame Anzahl von Bildelementen im aktiven Teil jeder Zeile gleich 704 ± 16N gewählt wird, so daß es möglich wird, unter Verwendung von ausschließlich aus Verschiebung- und Addierelementen bestehenden Multiplizierern eine Interpolation der Bildabtastrate durchzuführen. Der hier vorgeschlagene Digitalstunckird erlaubt eine einfache Umcodierung zwischen Bildelement-Abtastraten der digitalen Standardschaltung und der bevorzugten Abtastrate der größeren Fernsehsysteme.

Weitere Zeilenwandlersyisteme sind in der DE-OS 2 09 073 vorgeschlagen bzw. aus der DE-OS 31 26 635 bekannt. Hiernach werden die hinsichtlich ihrer Zeilenzahl umzuwandelnden Fernsehbilder zeilenweise in einen ersten Speicher eingegeben, der dann in hierzu senkrechter Richtung abgetastet wird, wobei aus den untereinanderliegenden Abtastwerten der einzelnen Zeilen durch Interpolation n«ue Abtastwerte für diejenigen Bildpunkte gebildet werden, die auf den neuen Zeilen liegen sollen. Diese Interpolationswerte werden in senkrechter Richtung in einen zweiten Speicher eingeschrieben und ergeben dann bei waagerechter Auslesung dieses Speichers die Zeilen des Bildes mit der neuen Zeilenzahl. Hierbei sind nicht nur zwei Speicher notwendig, sondern auch die benötigten Interpolationsschaltungen.

Bei der Erzeugung bewegter Bilder fth die Verwendung sowohl beim Theater wie auch beim Fernsehen können erhebliche Flexibilität: und Kosteneinsparungen bei der (nachträglichen) Redigierung aus der Verwendung fernsehähnlicher Kameras zur Erzeugung von Videosignalen, welche das zu betrachtende Bild wiedergaben, und durch die Verwendung eines Videobandes anstelle photographischen Filmes für die Zwischenspeicherung der einzelnen Tagesproduktionen resultieren. Dieses als elektronische Kinematographie bekannte Verfahren stellt eine schnell wachsende Technik dar, und es ist zu erwarten, die Verwendung photographischen Filmes weitgehend zu ersetzen, zumindest in der Schneidephase der Herstellung, wo verschiedene Teile der Produktion kombiniert bzw. entfernt werden, bis schließlich das Endergebnis vorliegt. Ein Umkopieren von Film auf Band wird bereits weitgehend beim Redigieren bzw. Zusammenschneiden verwendet, weil sich Videobänder leichter als photographischer Film zusammenschneiden lassen.

Derzeitige Fernseheinrichtungen mit Standarddefinition, die auf den bereits erwähnten 525- und 625-Zeilenabtastnormen beruhen, eignen sich nicht zur Wiedergabe bis zu den völligen Vertikal- und Horizontalauflösungsgrenzen von 35- oder 70-Miilimeter-Film. Daher ist ein hochauflösendes Fernsehsystem erwünscht, dessen Auflösung diejenige des photographischen Filmes, auf welchem die Bilder aufgezeichnet werden können, erreicht

Das Seitenverhältnis eines Kinofilmes ist größer als dasjenige der derzeit üblichen Fernsehsysteme, bei denen das Seitenverhältnis 133 beträgt (drei Einheiten in der Höhe und vier Einheiten in der Breite), während bei Kinofilm Seitenverhältnisse von 1,67 und 1,85 üblich sind und auch Seitenverhältnisse von 2,0 :1 vorkommen. Daher muß ein hochauflösendes Fernsehsystem, welches für die elektronische Kinematographie verwendet werden soll, mit einem Seitenverhältnis arbeiten, welches gleich demjenigen des umzucodierenden Filmes ist

Um kompatibel mit photographischem Film zu sein, soll das hochauflösende Fernsehsystem eine Auflösung von mehr als 1000 Zeilen haben. Die Anzahl der abgetasteten Elemente, oder genauer die Anzahl der Abtastzeilen innerhalb des aktiven Bildteiles sollte so gewählt werden, daß die Kosten für die Umcodierung zwischen dem hochauflösenden Fernsehstandard und den nominal 485 bzw. 575 aktiven Zeilen der üblichen 525- und 625-Zeilen-Systeme möglichst niedrig werden.

Bei der Umcodierung von einem Satz Zeilen pro Bild in einen zweiten Satz können Verfremdungen auftreten, weil die Vertikalabtastfrequenz geringer als die Hälfte der Auflösungsbandbreite ist Die Verfremdung oder Verfälschung entsteht durch Störungen, die in ein Datenabtastsystem gelangen. Diese Störungen resultieren aus der Abtastung eines kontinuierlichen Signals, welches Frequenzkomponenten enthält, die zu hoch sind, um von der benutzten Abtastfrequenz noch erfaßt zu werden. Die Hochfrequenzkomponenten des kontinuierlichen Signals tragen zu der Amplitude der niedrigfrequenten Komponenten des abgetasteten Signals bei und werden von dem Verarbeitungssystem als Störungen gewertet. Man kann dies vermeiden durch die Verwendung eines optischen Antiverfälschungs-Vorfilters oder durch ein elektronisches Vertikalaperturfilter, welchem das Signal nach Abtastung mit einer genügend hohen Frequenz zugeführt wird. Das elektronische Vertikalaperturfilter reduziert die Bandbreite des Signals, so daß die Vertikalabtastung eine Verfälschung hervorruft.

Im letztgenannten Fall beeinträchtigt eine Vorfilterung in einem Ausmaß, welches für die niedrigste zu erwartende Zeilenzahl pro Bild geeignet ist, diejenigen Umcodierungen, die in ein System erfolgen, dessen Zeilenzahl größer als die niedrigste ist Die im 525- und im 625-Zeilen-System erreichte Vertikalauflösung ist praktisch etwa gleich. Für beide Bereiche entwickelte Fernsehkameras benutzen dieselben Objektive und haben Bildaufnahmeröhren gleicher Größe und gleicher Verzögerungseigenschaften, welche maßgebend für die Auflösung sind. Der subjektive Qualitätsvorteil des 625-Zeilen-Systems gegenüber dem 525-Zeilen-System liegt nicht in einer besseren Vertikalauflösung, sondern in der geringeren Auffälligkeit der Abtastzeilen und Zeilensprungbilder und im größeren Freiraum hinsieht-