DE3650569T2

DE3650569T2 - Kompatibilität von Fersehübertragungen mit vergrössertem und normalem Bildformat

Info

Publication number: DE3650569T2
Application number: DE3650569T
Authority: DE
Inventors: John Lowry; Charles Rhodes
Original assignee: Scientific Atlanta LLC
Current assignee: Scientific Atlanta LLC
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2006-02-22
Also published as: WO1986005644A1; FI86240B; CN86101825A; FI86240C; DE3650435T2; JPH09327001A; FI864701A; JPH0775070A; DE3650353T2; EP0221086B1; ATE142833T1; EP0589486A1; JP3205645B2; EP0221086A4; EP0545897A1; JPS62501951A; JP2760487B2; DE3650665D1; EP0589486B1; EP0221086A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Übertragung von Breitbildfernsehsignalen zum Empfang und zur Anzeige sowohl auf Breitbildfernsehgeräten als auch auf Nicht-Breitbildfernsehgeräten. Der Ausdruck "Breitbildfernsehen" bezieht sich auf ein Fernsehgerätgerät mit einer Anzeige, deren Verhältnis Breite zu Höhe (das Seitenverhältnis) größer ist als ein vorbestimmter Bezugswert.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung gestattet die Anzeige der Breitbildübertragung in ihrer Gesamtheit auf einer Breitbildanzeige oder in einem zusammenhängenden Teil auf einem Nicht-Breitbildempfänger. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den umgekehrten Vorgang, die Anzeige einer Nicht-Breitbildübertragung auf einer Breitbildanzeige zu gestatten, bei der das Seitenverhältnis des angezeigten Bildes das einer Nicht-Breitbildanzeige ist.

Hintergrundinformationen

Die gegenwärtige Norm aller Fernsehübertragungen weist ein Seitenverhältnis (das Verhältnis der Anzeigenbreite zu der Anzeigenhöhe) von 4:3 bzw. 1,3333 auf. Dieses Seitenverhältnis basierte auf der Kinofilmpraxis zur Zeit der Normierung.
In den Vereinigten Staaten, Kanada und Japan werden Farbübertragungen gemäß den Mischnormen des National Television System Committee (NTSC) gemacht. Mit der NTSC-Norm übertragene Farbbildsignale erfordern, daß die Bildinformationen in zwei Anteile zerlegt werden: Helligkeit bzw. Luminanz und Farbe bzw. Chrominanz. Figur 1 ist ein Amplituden-Freguenz-Diagramm, das in vereinfachter Form ein typisches NTSC-Farbfernsehsignalgemisch 50 zeigt, das ein Helligkeitssignal 52 und ein Farbsignal 54 umfaßt. (Bei einem werden Fernsehsignalgemisch die Farbinformationen auf einem Hilfsträger getragen.) Das Signal belegt eine Nennbandbreite von 6 MHz, wobei der Bildträger 56 1,25 MHz über der Banduntergrenze liegt.
Die Helligkeitsinformationen werden direkt auf den Biidträger 56 aufmoduliert, während die Farbinformationen auf den Farbhilfsträger 58 aufmoduliert werden, der wiederum dazu verwendet wird, den Bildträger 56 zu modulieren. Der Farbhilfsträger 58 weist eine Frequenz von 3,579545 MHz auf, eine von dem NTSC festgelegte Norm. (Die Toninformationen werden auf einem weiteren Hilfsträger 40 getragen, der in der Nähe der Bandobergrenze liegt.)
Fernsehsignale werden als Ergebnis eines Zeilenabtastvorgangs erzeugt und angezeigt. Unter Verwendung einer fortschreitenden Folge horizontaler Zeilen, die zeitlich nacheinander übertragen werden, werden die Bildinformationen abgetastet. Das übertragene Signal ist beständig zu der jedem Punkt der Zeile entsprechenden Helligkeitsintensität analog. Ein derartiges Signal wird in Figur 2 gezeigt, aus der ersichtlich ist, daß in einer Serie von Normzeilen zwei beliebige benachbarte, aktive Zeilenperioden (Perioden, während derer "Bild"informationen übertragen werden) durch eine Periode voneinander getrennt sind, in der keine Bildinformationen übertragen werden. Diese letztere Periode ist als Zeilenaustastungs intervall bekannt und wird eingesetzt, um der Abtastvorrichtung im Empfänger das Rücksetzen auf die Zeilenanfangsposition zu gestatten.
Bei der NTSC-Norm enthält die aktive Zeilenperiode ein Signal, das gleichzeitig die Istwerte drei unab hängiger Farbanteile darstellt. Andere Signalgemische, SECAM, das in Frankreich verwendet wird, und PAL, das ansonsten in Europa vorherrscht, haben das gleiche Grundformat wie die NTSC-Norm, einschließlich eines Zeilenaustastungsintervalls und einer aktiven Zeilenperiode während jeder Abtastung.
Der in Figur 1 mit A bezeichnete Bereich ist von besonderer Wichtigkeit, da er eine überlappung zwischen dem Helligkeitssignal 52 und dem Farbsignal 54 darstellt. Da eine Zerlegung in Helligkeit und Farbe durch Filtern eines Frequenzmultiplexsignals bewerkstelligt wird, führen überlappungen wie A zwischen den beiden Signalen zu verschiedenen Problemen. Wenn nach Empfang eine vollständige Zerlegung zwischen Helligkeit und Farbe erwünscht ist, führt die notwendige Filterung bei beiden Signalen zum Verlust einiger der Informationen. Wenn jedoch auf der anderen Seite kein Informationsverlust geduldet werden kann, so muß eine Störung zwischen dem Helligkeitssignal und dem Farbsignal akzeptiert werden.
Da die verschiedenen Teile der NTSC-Fernsehsignale auf unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden, werden während der übertragung auftretende Phasenverschiebungen sie außerdem unterschiedlich beeinflussen, was zu einer Verschlechterung des Signals führt. Außerdem werden die zur Verfügung stehenden Farbinformationen durch die kleine erlaubte Farbbandbreite stark eingeschränkt.
Weitere Arten analoger Bildsignale, die sich für die Übertragung über Satellit und Kabel besonders eignen und im Vergleich zu bestehenden Normen zu verbesserter Bildqualität führen, werden gegenwärtig untersucht. Diese Signale basieren auf einem Zeitmultiplex der drei unabhängigen Farbanteile während der aktiven Zeilenperiode der Abtastzeile. Anstatt die drei Anteile unter Verwendung der NTSC-, PAL- oder SECAM-Norm in ein Signal zu codieren, werden die Anteile unter Verwendung eines Zeitkompressionsverfahrens nacheinander gesendet. Eine Version dieser Signalart ist als MAC (Multiplexed Analog Components = gemultiplexte Analog-Komponenten) bekannt. Die von einem Zeitkompressionsverfahren erzeugten Signale gehören ebenfalls dem gleichen Grundformat an wie die NTSC-, PAL- und SECAM-Normen, einschließlich der Anwesenheit eines Zeilenaustastungsintervalls und einer aktiven Zeilenperiode in jeder Abtastzeile. Es sei darauf hingewiesen, daß bei Verwendung eines MAC-Signals während des Zeilenaustastungsintervalls auch digitale Daten übertragen werden können.
Ein MAC-Farbfernsehsignal wird in Figur 3 dargestellt, bei dem es sich um ein Amplituden-Zeit-Diagramm einer einzelnen Bildzeile mit einer Dauer von 63,56 µs handelt. Die ersten 10,9 µs liegen im horizontalen Austastungsintervall (HBI = horizontal blanking interval) 62, in dem keine Bildinformationen übertragen werden. Auf das HBI 62 folgen das Farbsignal 64 und das Helligkeitssignal 66, die jeweils zeitlich komprimiert sein können. Zwischen dem Farbsignal 64 und dem Helligkeitssignal 66 liegt ein 0,28 µs-Sicherheitsband 68, das Störungen zwischen den beiden Signalen verhindern hilft.
Das MAC-Farbfernsehsignal von Figur 3 wird erhalten, indem herkömmliche Helligkeits- und Farbsignale erzeugt werden (wie dies geschehen würde, um ein herkömmliches NTSC- oder ein anderes Farbfernsehsignalgemisch zu erhalten) und sie dann getrennt abgetastet und abgespeichert werden. Die Helligkeit wird mit einer Helligkeitsabtastfrequenz abgetastet und in einem Helligkeitsspeicher abgespeichert, während die Farbe mit einer Farbabtastfrequenz abgetastet und in einem Farbspeicher abgespeichert wird. Die Abtastwerte für Helligkeit bzw. Farbe können dann zeitlich komprimiert werden, indem sie mit ihrer individuellen Abtastfrequenz in den Speicher eingeschrieben und mit einer höheren Frequenz aus dem Speicher ausgelesen werden. Zum Auslesen wählt ein Multiplexer entweder den Helligkeitsspeicher oder den Farbspeicher zum geeigneten Zeitpunkt während der aktiven Zeilenperiode aus und schafft damit das MAC-Signal von Figur 36 Tonabtastwerte können, falls erwünscht, während dem HBI übertragen werden; sie werden auf die gleiche Weise wie die Bildabtastwerte gemultiplext (und gegebenenfalls komprimiert). Die Abtastrate, mit der alle Abtastwerte im gemultiplexten MAC-Signal auftreten, wird als die MAC-Abtastfrequenz bezeichnet.
Wird eine neue Übertragungsnorm angenommen, so sollte ein neuer und verbesserter Fernsehdienst ein breiteres Seitenverhältnis anbieten, da beispielsweise Kinofilme sich breitere Seitenverhältnisse zu eigen gemacht haben. Zum Beispiel werden Kinofilme üblicherweise mit einem Seitenverhältnis von 1,85:1 gefilmt. Die Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) befürwortet für eine Fernsehproduktionsnorm ein Seitenverhältnis von 16:9, wobei es sich um das Quadrat des genormten Fernsehseitenverhältnisses von 4:3 handelt. Ein weiteres Seitenverhältnis, das für neue Fernsehsysteme in Betracht gezogen wird, beträgt 5:3.
Mit der Einführung eines Breitbildfernsehempfängers treten mehr Abtastwerte pro Zeile aktiven Bildes auf, um das Bild auf dem breiteren Schirm anzuzeigen. Somit ist die Abtastrate der Bildelemente höher, wenn während der gleichen aktiven Bildzeilenzeit mehr Abtastwerte übertragen werden sollen. Die Abtastrate beim Breitbildempfänger müßte dementsprechend höher sein.
Bei der Einführung irgendeines neuen Fernsehsystems ist ein Problem seine Kompatibilität mit den Empfängern mit dem genormten Seitenverhältnis von 4:3, die gegenwärtig von der Öffentlickeit verwendet werden. Ein Weg zur Erzielung von Kompatibilität besteht darin, zwei Fernsehsignale zu übertragen, und zwar eines mit dem Breitbild-Seitenverhältnis für Empfänger mit einem Breitbild und das andere mit dem Norm-Seitenver hältnis für Empfänger mit dem Normbild. Das Fernsehbild mit dem genormten Seitenverhältnis könnte erzeugt werden, indem ein Teil des Breitbildes ausgewählt wird. Beide könnten gleichzeitig übertragen werden, um von Fernsehgeräten mit beiden Seitenverhältnissen gleichzeitig empfangen zu werden. Das Verfahren, einen Teil des Breitbildes auszuwählen, ist im Stand der Technik bekannt. So zum Beispiel erörtern sowohl das Poetsch et al. erteilte US-Patent US-A-4 476 493 und das Belmares- Sarabia et al. erteilte US-Patent US-A-4 223 343 dieses Verfahren, einen Teil eines Breitbildes zur Anzeige auf Norm-Fernsehgeräten auszuwählen. Jedoch ist dieses Verfahren kostspielig, da es für jedes Bild doppelte Speicherung und Übertragung erfordert.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das gesamte Breitbild-Fernsehsignal zu übertragen und das Fernsehgerät mit dem Norm-Seitenverhältnis abwechselnde Abtastwerte überspringen zu lassen, wodurch das Breitbild auf die Normanzeige paßt. Ein derartiges Verfahren wird in dem Hurst erteilten US-Patent US-A-4 134 128 beschrieben. Jedoch verursacht dieses Verfahren eine geometrische Verzerrung des Bildes auf der Normanzeige.
Ein weiteres mögliches Verfahren besteht darin, das Breitbild auf der Normanzeige zu zeigen, wodurch die Breite des Breitbildes in die Normanzeige gequetscht und die Höhe nur über einen Teil der Höhe der Normanzeige angezeigt wird, um ein simuliertes Breitbild-Seitenverhältnis zu bewirken. Dieses Verfahren wird in dem Kobayashi erteilten US-Patent US-A-4 394 690 in Betracht gezogen. Jedoch verzerrt auch dieses Verfahren das Bild geometrisch, abgesehen davon, daß es von dem Anzeigeschirm keinen vollen Gebrauch macht.
Ein weiteres Problem bei der Einführung irgendeines neuen Fernsehsystems besteht darin, daß die Sendungen bzw. die zu Hause aufgezeichneten Versionen von Fernsehsignalen mit einem Seitenverhältnis von 4:3 mit den neuen Breitbild-Fernsehempfängern nicht kompatibel wären.
Die Erfindung strebt an, ein Verfahren zum Übertragen gemäß einem Seitenverhältnis -und zum Empfangen des Signals zur Anzeige auf einem Fernsehgerät mit einem zweiten Seitenverhältnis bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Auswählen eines Teils eines übertragenen, zeilenweise und halbbildweise abgetasteten Fernsehsignals mit einem ersten Seitenverhältnis zur Anzeige auf einem Fernsehempfänger mit einem zweiten Seitenverhältnis bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Fernsehsignal ein Auswahlsignal übertragen wird, wobei das Auswahlsignal einen Teil des Fernsehsignals zeigt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Einschreiben einer Zeile von übertragenem Signal in einen Speicher mit einer ersten Taktrate;
Auslesen der Zeile aus dem Speicher mit einer zweiten Taktrate; und
Entwickeln eines Anzeigefreigabesignals aus dem Auswahlsignal, um einen zusammenhängenden Teil der anzuzeigenden Zeile auf dem Fernsehempfänger freizugeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zum Anzeigen eines Teils eines übertragenen, zeilenweise und halbbildweise abgetasteten Fernsehsignals mit einem ersten Seitenverhältnis zur Anzeige auf einem Fernsehempfänger mit einem zweiten Seitenverhältnis bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Femsehsignal ein Auswahlsignal übertragen wird, wobei das Auswahlsignal einen Teil des Fernsehsignals zeigt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Abtasten des übertragenen Signals mit einer ersten Taktrate;
Zerlegen des abgetasteten Signals in Farbanteile und Helligkeitsanteile;
Einschreiben der Farbanteile in ein erstes Speichermittel mit der ersten Taktrate;
Einschreiben der Helligkeitsanteile in ein zweites Speichermittel mit der ersten Taktrate;
Auslesen der Farbanteile aus dem ersten Speichermittel mit einer zweiten Taktrate;
Auslesen der Helligkeitsanteile aus dem zweiten Speichermittel mit einer dritten Taktrate;
Entwickeln eines Anzeigefreigabesignals aus dem Auswahlsignal, um die Anzeige eines zusammenhängenden Teils der Farbanteile und eines entsprechenden zusammenhängenden Teils der Helligkeitsanteile freizugeben; und Anzeigen der zusammenhängenden Anteile auf der Anzeige gemäß dem Anzeigefreigabesignal.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist ein Amplituden-Frequenz-Diagramm, das in vereinfachter Form ein typisches NTSC-Farbfernsehsignal darstellt.
Figur 2 ist ein Amplituden-Zeit-Diagramm eines typischen NTSC-Farbfernsehsignals.
Figur 3 ist ein Amplituden-Zeit-Diagramm einer einzelnen Bildzeile eines typischen MAC-Farbfernsehsignals.
Figur 4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm des Decoders der vorliegenden Erfindung, bei dem ein MAC- Breitbild-Farbfernsehsignal zur Anzeige sowohl auf Breitbild- als auch Normbild-Anzeigen übertragen wird.
Figur 5 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm der Taktfrequenzgeberschaltung, die von dem Decoder von Figur 4 benötigt wird.
Figur 6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm des Decoders der vorliegenden Erfindung, bei dem ein NTSC-Breitbild-Fernsehsignal zur Anzeige sowohl auf Breitbild- als auch Normbild-Anzeigen übertragen wird. Figur 7 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm des Decoders der vorliegenden Erfindung, bei dem sich ein herkömmliches NTSC-Fernsehsignal auf einer Breitbildanzeige anzeigen läßt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nunmehr auf Figur 4 Bezug nehmend, wird der Decoder 400 zum Empfangen einer MAC-Übertragung des Breitbild-Farbfernsehsignals erörtert. Die MAC-Übertragung wird von einer (nicht gezeigten) Antenne empfangen und zu einem von einer Steuerung 415 gesteuerten Schalter 410 gesendet. Die Steuerung 415 steuert den Schalter 410, so daß der die MAC-Helligkeit zu Schalter 412 leitet, die Farbe zu Schalter 414 und den Rest des empfangenen Signals zu Steuerung 415. Ein von einem Benutzer gesteuerter Schalter 422 informiert die Steuerung über die Größe der an dem Decoder 400 angeschlossenen Anzeige.
Das MAC-Signal wird als analoge Anteile seriell übertragen, weshalb eine Abtast- und Halteschaltung und ein A/D-Wandler (nicht gezeigt) benötigt werden, um die MAC-Übertragung zu empfangen. Die Abtastfrequenz ist diejenige Frequenz, auf die die Abtastwerte vor der Übertragung ursprünglich komprimiert wurden. (Für den Fall, daß ausreichend Bandbreite zur Verfügung steht, so daß die zeitlich komprimierten Anteile digital übertragen werden können, wären die Abtast- und Halteschaltung und der A/D-Wandler nicht erforderlich.)
Die Helligkeitsdaten werden mit der Abtastfrequenz in einen Helligkeitszeilenspeicher 402 eingeschrieben und mit einer niedrigeren, unten erläuterten Frequenz ausgelesen. Auf ähnliche Weise werden die Farbdaten mit der Abtastfrequenz in einen Farbzeilen speicher 406 eingeschrieben und mit einer niedrigeren, ebenfalls unten erläuterten Frequenz ausgelesen. Da die Helligkeits- und Farbdaten dekomprimiert werden müssen, sind für jeden Anteil zwei Zeilenspeicher bereitgestellt. In einen Zeilenspeicher (402 oder 406) wird eingeschrieben, während aus dem anderen Zeilenspeicher (404 oder 408) ausgelesen wird. Schalter 412 und 414 steuern das Auslesen/Einschreiben, wohingegen Schalter 416 bzw. 418 das Einschreiben/Auslesen steuern, und sie selbst werden von der Steuerung 415 so gesteuert, daß sie bei jeder aktiven Zeilenperiode umwechseln.
Auf die Zeilenspeicher, wie zum Beispiel einen RAM, kann vorzugsweise wahlweise zugegriffen werden, doch können sie auch von der Art eines Durchlaufspeichers (FIFO = first-in, first-out) sein, wie zum Beispiel ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD = charge-coupled devices).
Der zum Zeitpunkt der Erstinstallation des Decoders am Fernsehempfänger benutzer-ausgewählte Schalter 422 informiert die Steuerung 415 über das Seitenverhältnis der Fernsehanzeige. Falls der Schalter 422 auf die Stellung BREITBILD eingestellt ist, werden alle Speicherstellen im Zeilenspeicher von der Anzeige zum Anzeigen des Breitbildes verwendet. Diese zeitlich dekomprimierten Anteile werden zur Anzeige auf einer Breitbildanzeige an einen (nicht gezeigten) Wandler gesendet. Der Wandler ist Fachleuten gut bekannt und wandelt entweder die Helligkeit und Farbe in PAL-, SECAM- oder NTSC-Format für einen Breitbildempfänger vom PAL-, SECAM- bzw. NTSC-Typ um oder matriziert die Helligkeit und Farbe in die Farbanteile rot, grün und blau für einen RGB-Breitbildempfänger.
Falls der Schalter 422 auf die Stellung NORM eingestellt ist, passen nicht alle Helligkeits- und Farbanteile in den Zeilenspeichern auf die Anzeige. Vorzugsweise informiert ein zusammen mit dem Breitbild- Fernsehsignal gesendetes Auswahlsignal die Steuerung darüber, welche Speicherstellen sie für die endgültige Anzeige verwenden soll.
Das Breitbild-Fernsehsignal wird vor der Übertragung überwacht, und ein Techniker wählt Manuell den bildwichtigen Teil aus und veranlaßt die Erzeugung eines Signals, das zusammen mit dem Bild übertragen wird. Verfahren zum Auswählen des bildwichtigen Teils und zum Erzeugen des Auswahlsignals sind Fachleuten gut bekannt und werden zum Beispiel von den (oben erörterten) US- Patenten US-A-4 476 493 und US-A-4 223 343 gezeigt. Das Auswahlsignal könnte zum Beispiel den Versatz zwischen den Mittelpunkten der 16:9- und 4:3-Anzeigen oder der ersten oder letzten Speicherstelle, wo der ausgewählte Teil im Speicher gespeichert ist (Versatz zwischen rechten Rändern bzw. linken Rändern), darstellen. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird dieses Auswahlsignal während des vertikalen Austastungsintervalls gesendet. Falls mit dem Breitbild-Fernsehsignal kein Auswahlsignal übertragen wird, erzeugt der Decoder ein voreingestelltes Auswahlsignal.
Die Steuerung 415 empfängt die Daten, einschließlich des Auswahlsignals, von Schalter 410, wobei sie das Auswahlsignal wieder einfängt und den Rest der Daten an den (nicht gezeigten) Fernsehempfänger weiterleitet. Das Auswahlsignal wird von der Steuerung 415 decodiert und zum Erzeugen der Start- und Endadressen verwendet, so daß die Helligkeits- und Farbanteile aus den Zeilenspeichern ausgelesen werden können. Die Farb- und Helligkeitsadressensignale stellen ein Anzeigefreigabesignal dar.
Obwohl in obiger Beschreibung angenommen worden ist, daß als Zeilenspeicher wahlfreie Zugriffsspeicher verwendet werden, zieht die bevorzugte Ausführungsform aber auch die Verwendung von Durchlauf-(FIFO-)Speichern in Erwägung. Jeder der vier Zeilenspeicher (zwei für die Helligkeit und zwei für die Farbe) muß ausreichend Speicherplätze aufweisen; um eine gesamte aktive Breitbildzeile der jeweiligen Abtastwerte (752 für Helligkeit und 376 für Farbe) abzuspeichern. Das Auswahlsignal kann dann dazu verwendet werden, entweder das Einschreiben von Abtastwerten in die Zeilenspeicher oder das Auslesen von Abtastwerten aus ihnen zu steuern.
Wenn das Auswahlsignal das Einschreiben von Abtastwerten steuert, wird es dazu verwendet, den Eingang des FIFO zwischen tatsächlichen Abtastwerten der Bildzeile und einem Nullsignal zu schalten. Wenn zum Beispiel der am weitesten links liegende Teil des Breitbildes auf einer Nicht-Breitbildanzeige angezeigt werden soll, veranlaßt zuerst das Auswahlsignal das Einschreiben der eigentlichen Bildsignale in den FIFO. Wenn ausreichend Bildsignale (564) eingeschrieben worden sind, um eine Nicht-Breitbildzeile zu füllen, veranlaßt das Auswahlsignal das Ausfüllen des Restes des FIFO mit Nullsignalen. Beim Auslesen werden die Nullsignale einfach verworfen.
Wenn das Auswahlsignal das Auslesen von Abtastwerten steuern soll, wird zuerst die gesamte Breitbildzeile in den FIFO eingeschrieben. Das Auswahlsignal verbindet dann entweder den Ausgang des FIFO mit der Anzeige, oder es tut dies nicht. Wiederum unter der Annahme, daß der am weitesten links liegende Teil einer aktiven Breitbildzeile auf einer Nicht-Breitbildanzeige angezeigt werden soll, würde das Auswahlsignal veranlassen, daß der FIFO während des Auslesens der ersten 564 Abtastwerte mit der Anzeige verbunden wird und während des Auslesens des Restes (der wiederum verworfen werden würde) von der Anzeige getrennt wird.
Es wird nun die Rate erörtert, mit der die Helligkeits- und Farbanteile in ihre jeweiligen Zeilenspeicher eingeschrieben und aus ihnen ausgelesen werden, um die Zeitdekompression zu erzielen. Die Einschreibtaktrate ist die Abtastfrequenz. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt sie das Sechsfache der Farbhilfsträgerfrequenz (6 Fsc). Die Auslesetaktrate für die Helligkeit beträgt vorzugsweise zwei Drittel der Abtastfrequenz (4 Fsc), und die Auslesetaktrate für die Farbe beträgt gewöhnlich die Hälfte des Auslesetaktwertes für die Helligkeit (2 Fsc). Um die Anteile zu dekomprimieren, so daß sie auf einer Anzeige mit dem Normseitenverhältnis angezeigt werden können, werden die Auslesetaktraten für den Normschirm durch die folgenden Gleichungen bestimmt:
RCS = NORMSEITENVERHÄLTNIS/BREITBILD - SEITENVERHÄLTNIS X RXWL
RCSc = RCSL/2
wobei RCSL = Helligkeitsaulesetakt für Normschirm
RCWL = Helligkeitsauslesetakt für Breitbild
RCSc = Farbauslesetakt für Normschirm

BEISPIEL 1

Abtastwerte eines Breitbild-Fernsehsignals mit einem Seitenverhältnis von 1,85:1 werden mit 6 Fsc übertragen. Die Helligkeits- und Farbeinschreibtakte an den Empfängern betragen dementsprechend ebenfalls 6 Fsc. Zur Anzeige mit einem Seitenverhältnis von 1,85:1 beträgt der Helligkeitsauslesetakt 4 Fsc und der Farbauslesetakt beträgt 2 Fsc. Zur Anzeige auf Fernsehgeräten mit einem Normseitenverhältnis (4/3) beträgt der Helligkeitsauslesetakt:
[4/3] /1,85 x 4 Fsc = 2,88 Fsc
und der Farbauslesetakt beträgt 1,44 Fsc.
Es ist ebenfalls möglich, ein NTSC-ähnliches Signal zu übertragen, das alle Breitbild-Fernsehsignalinformationen trägt. Um jedoch alle Informationen in die gleiche aktive Bildzeile von 52,5 µs hineinzubekommen, muß das Signal zeitlich komprimiert werden. Da das NTSC-Signal und ähnliche Signalgemische analoge Signale sind, wird die Zeitkompression durch Aufmodulieren der Breitbild-Farbinformationen auf eine höhere Hilfsträgerfrequenz bewerkstelligt. Die neue Hilfsträgerfrequenz (F'sc) wird gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:
BREITBILD-SEITENVERHÄLTNIS/NICHT-BREITBILD-SEITENVERHÄLTNIS x NICHT-BREITBILD-HILFSTRÄGER = F'sc
wobei NICHT-BREITBILD-SEITENVERHÄLTNIS = 4,3
NICHT-BREITBILD-HILFSTRÄGER = 3,579545 MHz
Wenn das Breitbild-Seitenverhältnis als 1,85:1 gewählt wird, beläuft sich der Farbhilfsträger des Breitbildsignals deshalb auf ungefähr 4,9667 MHz Auf ähnliche Weise beläuft sich der neue Farbhilfsträger bei einem Seitenverhältnis von 16:9 auf ungefähr 4,7727 MHz, und bei einem Seitenverhältnis von 5:3 beträgt der modulierende Hilfsträger ungefähr 414744 MHz.
Da es sich bei diesen Frequenzen nicht um Primzahlen handelt, kann die Ausführung eines neuen Generators vereinfacht werden. Außerdem könnten andere ungerade ganze Zahlen in der Nähe dieser Werte mit nur sehr geringen Veränderungen beim tatsächlichen Seitenverhältnis des übertragenen Signals verwendet werden. Es ist bekannt, daß kleine Unterschiede beim Seitenverhältnis vom Betrachter nicht bemerkt werden.
Nun unter Bezugnahme auf Figur 6 wird eine Beschreibung des Decoders der vorliegenden Erfindung erörtert, bei dem ein Breitbildmischsignal zur Anzeige sowohl auf Breitbild- als auch Norm-(NTSC)Anzeigen übertragen wird. Das Basisbandsignal wird vom Eingangsempfänger 1011 eines Fernsehgerätes empfangen, der einen Demodulator zum Demodulieren des empfangenen Signals zum Basisband enthält, und vom Decoder 1010 wie folgt verarbeitet. Ein Schalter 1012 wird vom Benutzer eingestellt und informiert den Decoder 1010 über das Anzeigenseitenverhältnis, mit dem der Decoder verbunden ist. Falls Schalter 1012 auf BREITBILD eingestellt ist, leitet der Decoder das gesamte Breitbildsignal einfach an das Mischfernsehgerät 1045 weiter.
Wenn Schalter 1012 auf NORM eingestellt ist, wird das Analogsignal durch eine Abtast- und Halteschaltung 1020 und einen A/D-Wandler 1025 in ein Digitalsignal umgewandelt. Dieses Digitalsignal wird mit einer ersten Taktrate in einen Speicher eingeschrieben und mit einer zweiten (langsameren) Taktrate ausgelesen. Ein Teil der ausgelesenen Abtastwerte wird von einem Zeitdekomprimierer und einem Auswähler 1030 zur Anzeige ausgewählt. Der Zeitkomprimierer erfordert zwei Speicher, wobei in einen davon eingeschrieben wird, während aus dem anderen ausgelesen wird. Der Teil der Abtastwerte, die ausgelesen werden (im Fall von wahlfreien Zugriffsspeichern) oder eingeschrieben werden (im Fall von FIFO- Speichervorrichtungen), wird gemäß dem zuvor unter Bezug auf Figur 4 beschriebenen Auswahlsignal ausgewählt. Falls kein Auswahlsignal vorliegt, wird von dem Decoder eine voreingestellte Stellung erzeugt. Die Steuerung der Speicher und die Auswahl sind mit der Beschreibung von Figur 4 identisch. Der ausgewählte Teil des Breitbildsignals wird durch einen Digital-Analog-Wandler 1035 in ein Analogsignal zurückgewandelt, und der ausgewählte Teil wird dann zum Mischfernsehgerät 1045 weitergeleitet. Das dekonprimierte Signal enthält einen Farbhilfsträger von 3,579545 MHz, falls das Nicht-Breitbildfernsehgerät ausgebildet ist, NTSC-Signale zu empfangen.
Es sind Decoder beschrieben worden, die gestatten, daß Breitbildübertragungen mit Nicht-Breitbild empfängern kompatibel sind. Angesichts der riesigen Menge an Nicht-Breitbildfilmen, die entweder über Fernsehstationen übertragen werden oder zu Hause auf Videoband gespeichert sind, besteht ein Bedarf daran, daß Breitbildempfänger mit diesen Nicht-Breitbandsignalen kompatibel sind. Nun unter Bezugnahme auf Figur 7 wird ein Decoder zur Anzeige von Normfernsehsignalen auf Breitbildanzeigen mit einem Seitenverhältnis von 16:9 erörtert.
Das NTSC-Basisbandbildmischsignal wird am Decoder am Eingangsanschluß 1105 eingegeben, wo es wahlweise tiefpaßgefiltert 1110 und durch eine Abtast- und Halteschaltung und einen A/D-Wandler 1115 in ein Digitalsignal umgewandelt wird. Die digitalen Abtastwerte müssen zeitlich komprimiert werden, um ohne Verzerrung auf die Breitbildanzeige zu passen. Um dies zu bewerkstelligen, werden die Abtastwerte von den Demultiplexern 1125 und 1130 zusammen mit den Multiplexern 1135 und 1140 durch die Zeilenspeicher 1145-1160 zeitlich komprimiert. Das komprimierte Bild füllt die Breitbildanzeige nicht völlig aus. Das zur Anzeige ohne Verzerrung auf einer Breitbildanzeige komprimierte Nicht-Breitbildsignal wird von einem Zähler 1165 und einem Auslesefreigabegatter 1170 um eine Laufzeitverzögerung verzögert, die vorzugsweise veranlaßt, daß das angezeigte Bild auf der Breitbildanzeige zentriert wird. Während der Verzögerung werden von den Zeilenspeichern keine Bildelemente ausgegeben. Es werden auch keine Bildelemente ausgegeben, nachdem die Zeilenspeicher die gesamte Nicht-Breitbildzeile ausgelesen haben. Die Abwesenheit von Bildelementen erzeugt Nullanteile, die dazu verwendet werden, einen Rand herzustellen, um das Nicht-Breitbildsignal an die Breitbildanzeige angrenzen zu lassen. Es wird angemerkt, daß Helligkeit und Farbe mit 3 Fsc in ihren jeweiligen Zeilenspeicher eingeschrieben und mit 4 Fsc daraus ausgelesen werden. Dieses Zeitkompressionsverhältnis (4:3) ist das Verhältnis des Breitbild-Seitenverhältnisses (16:9) zum Normschirm-Seitenverhältnis (4:3). Andere Auslese/Einschreib-Daten könnten gewählt werden, die ebenfalls von dem Breitbild-Seitenverhältnis abhängen.
Die komprimierten Farbanteile werden von einem Demultiplexer 1175 in ihre R-Y- und B-Y-Anteile zerlegt. Helligkeitsanteile und die R-Y- und B-Y-Farbanteile werden durch Digital-Analog-Wandler 1180, 1185 bzw. 1190 in analoge Anteile umgewandelt, wo sie durch Filter 1195a, b, bzw. c tiefpaßgefiltert und durch Wandler 1200 in anzeigbare Signale umgewandelt werden. Der Wandler 1200 wandelt die Signale entweder für NTSC, PAL oder SECAM um oder matriziert die Signale zur Anzeige auf einer RGB-Anzeige.

Claims

1. Verfahren zum Auswählen eines Teils eines übertragenen, zeilenweise und halbbildweise abgetasteten Fernsehsignals mit einem ersten Seitenverhältnis zur Anzeige auf einem Fernsehempfänger mit einem zweiten Seitenverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Fernsehsignal ein Auswahlsignal übertragen wird, wobei das Auswahlsignal einen Teil des Fernsehsignals zeigt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Einschreiben einer Zeile von übertragenem Signal in einen Speicher mit einer ersten Taktrate;

Auslesen der Zeile aus dem Speicher mit einer zweiten Taktrate; und

Entwickeln eines Anzeigefreigabesignals aus dem Auswahlsignal, um einen zusammenhängenden Teil der anzuzeigenden Zeile auf dem Fernsehempfänger freizugeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefreigabesignal den zusammenhängenden Teil freigibt, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Speicherplätzen ausgelesen worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlsignal die vorbestimmte Anzahl von Speicherplätzen darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von zweiter Taktrate zu erster Taktrate im wesentlichen gleich dem Verhältnis zwischen dem ersten Seitenverhältnis und dem zweiten Seitenverhältnis ist.

5. Verfahren zum Anzeigen eines Teils eines übertragenen, zeilenweise und halbbildweise abgetasteten Fernsehsignals mit einem ersten Seitenverhältnis zur Anzeige auf einem Fernsehempfänger mit einem zweiten Seitenverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Fernsehsignal ein Auswahlsignal übertragen wird, wobei das Auswahlsignal einen Teil des Fernsehsignals zeigt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Abtasten des übertragenen Signals mit einer ersten Taktrate;

Zerlegen des abgetasteten Signals in Farbanteile und Helligkeitsanteile;

Einschreiben der Farbanteile in ein erstes Speichermittel mit der ersten Taktrate;

Einschreiben der Helligkeitsanteile in ein zweites Speichermittel mit der ersten Taktrate;

Auslesen der Farbanteile aus dem ersten Speichermittel mit einer zweiten Taktrate;

Auslesen der Helligkeitsanteile aus dem zweiten Speichermittel mit einer dritten Taktrate;

Entwickeln eines Anzeigefreigabesignals aus dem Auswahlsignal, um die Anzeige eines zusammenhängenden Teils der Farbanteile und eines entsprechenden zusammenhängenden Teils der Helligkeitsanteile freizugeben; und Anzeigen der zusammenhängenden Anteile auf der Anzeige gemäß dem Anzeigefreigabesignal.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefreigabesignal den zusammenhängenden Teil freigibt, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von ersten bzw. zweiten Speicherplätzen ausgelesen worden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlsignal die vorbestimmte Anzahl erster und zweiter Speicherplätze darstellt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von zweiter Taktrate zu erster Taktrate im wesentlichen gleich dem Verhältnis zwischen dem ersten Seitenverhältnis und dem zweiten Seitenverhältnis ist.