DE3341298C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die fernsehmäßige Übertragung von optischen Bildern (Filme Szenen) mit einer Zeilenzahl, welche größer als die durch das jeweils zur Signalübertragung angewandte Übertragungssystem gegebene Zeilenzahl ist, und bei dem mittels eines Bewegungsdetektors festgestellt wird, ob Bewegung in den Bildern liegt.

Aus "Fernseh- und Kinotechnik", 1980, Nr. 2, S. 41 bis 48, sind bereits verschiedene Fernsehsysteme bekannt geworden, bei welchen die Auflösung und andere Qualitätsparameter des wiedergegebenen Bildes gegenüber den herkömmlichen Systemen verbessert wurden. Sollen diese Systeme Eingang in den Fernsehrundfunk finden, so ist es erforderlich, daß die neuen Systeme mit den bestehenden kompatibel sind. Das heißt, daß nach den neuen Verfahren ausgestrahlte Sendungen mit den bestehenden Empfangsgeräten ohne Qualitätseinbußen empfangen werden können. Hierzu sind in der o.g. Veröffentlichung mehrere Verfahren angegeben, die jedoch noch keine Anwendung auf breiter Basis gefunden haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für ein Fernsehsystem erhöhter Bildqualität vorzuschlagen, welche bei angemessenem technischen Aufwand eine Kompatibilität mit bestehenden Systemen gewährleistet.

In der deutschen Patentanmeldung P 32 33 882 ist zwar bereits ein solches System angegeben worden, bei welchem jedoch die Abtastung der Bilder mit der doppelten Zeilenzahl progressiv, d. h. ohne Zeilensprung, und innerhalb eines Halbbildes eines herkömmlichen Übertragungssystems erfolgt, so daß die Dauer der Abtastzeilen lediglich ein Viertel der normalen Zeilendauer beträgt. Das hat zur Folge, daß zur Verarbeitung der Fernsehsignale zusätzlich entsprechende Expansionsschaltungen vorgesehen werden müssen.

Die erfindungsgemäße Schaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen hat den Vorteil, daß für eine inzwischen bekannte hochauflösende Fernsehkamera (z. B. mit 1249 Abtastzeilen und 50 Halbbildern/s) eine bewegungsadaptive Fernsehsignalerzeugung zur Übertragung dieser Fernsehsignale über herkömmliche, für Standardfernsehsignale benutzte Übertragungskanäle ohne größeren Zusatzaufwand möglich ist.

Aus der Fachzeitschrift "rme", radio mentor electronic, Jahrgang 41 (1975), Seiten 194 bis 196, ist ein Übertragungssystem für Bildtelefone bekannt, bei dem eine Abwärtsnormwandlung von 625/313 Zeilen erfolgt. Zur geeigneten Auswahl der 625 Zeilensignale zur Bildung von 313 Zeilensignalen sind dabei verschiedene Wege vorgeschlagen:

• a) Weglassen jeder zweiten Zeile,
  hierbei wird in jedem Fall die Information jeweils zweier örtlich benachbarter Zeilen weggelassen, was eine starke Diskontinuität in der vertikalen Auflösung ergibt und zu einer Verletzung des Abtasttheorems führt was z. B. zur Folge hat, daß schräge Kanten verzerrt wiedergegeben werden.
• b) Kombination zweier zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen zu einer Zeile,
  zu welchem Zweck die gesamte zur Verfügung stehende Information genutzt wird, was durch einfache Mittelung oder durch unterschiedlich gewichtete Mittelung erfolgt.
• c) Eine Verteilung der Zeilen eines Teilbildes auf zwei Teilbilder unter Zuhilfenahme von zwei Halbbildspeichern,
  wobei die geometrisch richtige Lage der Zeilen gewährleistet ist, wobei sich eine vertikale Unterabtastung und eine Bewegungsverschleppung ergeben kann.

Für die Realisierung ist ferner angegeben, daß die Prinzipien nach a) bis c) auch miteinander kombiniert werden können, wobei die Methode b) für bewegte Bildteile und die Methode c) für die übrigen Bildteile empfohlen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Signalverarbeitung bei der Anordnung nach Fig. 1.

In Fig. 1 nimmt eine hochauflösende oder Hochzeilen-Fernsehkamera 1, welche mit einer Abtastzeilenzahl von 1249 im Zeilensprungverfahren 2:1 und einer Halbbild-Wechselfrequenz von 50 Hz arbeitet, ein Bild auf. Am Ausgang 2 der Kamera ist somit ein entsprechend breitbandiges Fernsehsignal abnehmbar, welches einerseits einem Breitbandfernsehkanal 3 und andererseits einer Signalverarbeitungsschaltung 4 zugeführt werden kann. Am Ausgang 6 der Signalverarbeitungsschaltung 4 ist dann ein Fernsehsignal abnehmbar, welches mit demjenigen des herkömmlichen Systems kompatibel ist, d. h. es kann mit vorhandenen Geräten übertragen und empfangen werden.

Die Signalverarbeitungsschaltung 4 besteht hierbei aus zwei Signalzweigen, von denen der obere für die Verarbeitung von Bildern ohne bzw. mit geringer Bewegung und der untere für Bilder mit Bewegung vorgesehen ist. Die Ausgänge dieser Signalzweige sind an je einen Eingang 7 bzw. 8 eines Überblenders 9 angeschlossen, welcher in Abhängigkeit vom Vorliegen von Bewegung gesteuert wird.

Zur Feststellung, ob eine Bewegung vorliegt, wird in einem sogenannten Bewegungsdetektor 11 aus zwei aufeinanderfolgenden von der Kamera aufgenommenen Bildern ein Bewegungssignal abgeleitet. Bewegungsdetektoren sind an sich hinreichend bekannt und brauchen im Zusammenhang mit dieser Anmeldung nicht genauer beschrieben zu werden. Bei Vorliegen von Bewegungen wird der Überblender 8 vom Eingang 7 auf den Eingang 8 überblendet, wobei der Grad der Überblendung von der Geschwindigkeit der Bewegung im Bild abhängt. Während geringer Bewegung kann durchaus das Bild noch als stehendes Bild betrachtet und als solches verarbeitet werden.

Bei einer ruhenden Bildvorlage wird das Ausgangssignal der Kamera 1 im oberen Zweig der Signalverarbeitungsschaltung 4 weiterverarbeitet, indem es zunächst einem Demultiplexer 12 mit planarem Tiefpaßfilter zugeführt wird. Am Ausgang des Demultiplexers 12 sind dann Halbbilder mit je 625 Zeilen (s. Fig. 2a) ohne Aliasstörungen bei nicht oder kaum bewegten Bildern abnehmbar. Die Zeilen des jeweils ersten Halbbildes (s. Fig. 2b) werden dann in einen Halbbildspeicher 13 eingegeben, aus welchem sie im Zeilensprungverfahren mit Hilfe einer Zeilenauswahlschaltung 14 ausgelesen werden (s. Fig. 2c). Die ungeradzahligen Zeilen des abgetasteten ersten Halbbildes ergeben somit die (ungeradzahligen) Zeilen des zu übertragenden ersten Halbbildes und die geradzahligen Zeilen des abgetasteten ersten Halbbildes ergeben die (geradzahligen) Zeilen des zu übertragenden zweiten Halbbildes. Somit entsteht am Eingang 7 ein Fernsehsignal mit 625 Zeilen im Zeilensprung 2:1 und 50 Hz Halbbild-Wechselfrequenz.

Die Signalverarbeitungsschaltung für bewegte Bilder enthält ebenfalls zunächst einen Demultiplexer 16, mit welchem die Abtastzeilen der einzelnen Halbbilder einem Halbbildspeicher 17 bzw. 18 zugeordnet werden. Diese Zeilensignale der gespeicherten Halbbilder (s. Fig. 2d) werden dann je einem interpolierenden Tiefpaßfilter 19 bzw. 20 zugeführt, in welchen durch gewichtete Interpolation aus den 625 Zeilen jedes Halbbildes 312 Zeilen des zu übertragenden Halbbildes erzeugt werden (s. Fig. 2e). Durch diese Tiefpaßfilterung werden gleichzeitig Aliasstörungen bzw. Bewegungsverwischungen praktisch unterdrückt. Mit Hilfe eines Multiplexers 21 werden die so erzeugten störungsfreien Halbbildsignale an den Eingang 8 des Überblenders 9 geleitet (s. Fig. 2f).

Da einer der am meisten störenden Effekte bei der Zeilensprungtechnik durch Aliasstrukturen in bewegten Bildteilen verursacht wird, ist mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Konzept eine Lösung angegeben, mit welcher derartige Störungen sicher und ohne größeren Aufwand vermieden werden können.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung für die fernsehmäßige Übertragung, bei der die zu übertragenden optischen Bilder (Filme Szenen) mit einer Zeilenzahl, welche größer als die durch das jeweils zur Signalübertragung angewandte Übertragungssystem gegebene Zeilenzahl ist, und bei der mittels eines Bewegungsdetektors festgestellt wird, ob Bewegung in den Bildern liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalverarbeitungsschaltung mit einem ersten Signalzweig für unbewegte Bilder und einem zweiten Signalzweig für bewegte Bilder vorgesehen ist, und daß der erste Signalzweig einen Demultiplexer (12) mit planarem Tiefpaßfilter aufweist, von dessen Ausgang Halbbilder mit der halbierten Zeilenzahl des Eingangssignals abgreifbar sind, und daß dem Demultiplexer (12) ein Halbbildspeicher (13) nachgeschaltet ist, aus dem die eingespeicherten Halbbilder über eine Zeilenauswahlschaltung (14) im Zeilensprungverfahren ausgelesen und einer Überblendschaltung (9) zugeführt werden, und daß der zweite Signalzweig einen Demultiplexer (16) aufweist, dessen Ausgang mit zwei Halbbildspeichern (17, 18) verbunden ist, in die die beiden Halbbilder bei bewegten Bildern eingeschrieben werden, und daß den Halbbildspeichern (17, 18) interpolierende Tiefpaßfilter (19, 20) nachgeschaltet sind, in welchen durch gewichtete Interpolation aus den Zeilen eines jeden Halbbildes Zeilen des zu übertragenden Halbbildes erzeugt werden, und daß die Signale aus den Interpolationsschaltungen (19, 20) über einen Multiplexer ausgelesen und dem zweiten Eingang einer Überblendschaltung (9) zugeführt werden, die von dem Bewegungsdetektor entweder den einen Eingang des ersten Signalzweiges oder den anderen Eingang des zweiten Signalzweiges an den Ausgang überblendet, wobei der Grad der Überblendung von der Geschwindigkeit der Bewegung im Bild abhängt.