DE3782814T2 - Verbesserungen bezueglich des fernsehens. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verbesserungen in konventionellen Fernsehsignalen, wobei Signale der Art gemeint sind, die PAL, NTSC und SECAM Fernsehrundfunksignale, wie sie gegenwärtig für terrestrische Rundsendung verwendet werden, und die vorgeschlagenen Signale auf MAC Basis umfaßt, sowie Verbesserungen der Sende- und Empfangseinrichtungen für derartige Signale.
• Über die letzten wenigen Jahre hinweg gab es zahlreiche Diskussionen möglicher neuer Standards für Rundsendungssysteme auf Satellitenbasis und hochauflösende Fernsehsysteme, wobei radikale Abkehrlösungen von den konventionellen gegenwärtig im Einsatz befindlichen Fernsehsignalen involviert waren. Wir haben im Zusammenhang mit derartigen Diskussionen vorgeschlagen, digitale Hilfsinformation zu verwenden, um die Signalverarbeitung im Empfänger zu unterstützen, um ein qualitativ höherwertiges dargestelltes Bild auf der Empfänger-Kathodenstrahlröhre (CRT) zu erzeugen.
• Ein Referat mit dem Titel "NTSC-full-compatible extended-difinition TV-Proto model and motion adaptive processing", gehalten bei der Globecom 1985, IEEE Global Telecommunications conference, New Orleans, Louisiana, U.S.A. und veröffentlicht durch IEEE im Band 1 der Konferenzaufzeichnung, offenbart ein System, in dem digitale Hilfsinformation in der Form einer Anzeige eingesetzt wird, die mit den Videodaten im Hinblick auf den Grad an Bewegung (falls überhaupt vorhanden) übertragen wird, die in einer Szene vorliegt.
• NHK Laboratories Note, Nr. 304, September 1984 mit dem Titel "A single channel HDTV broadcast system - the muse" von Y. Ninomiya et al., offenbart ein System, in welchem bewegungsadaptive Bandbreitereduktion eingesetzt wird. Ein Bewegungsdetektor im Empfänger detektiert, ob die empfangenen Videodaten sich auf eine stationäre Szene beziehen, und decodiert die Daten in einem geeigneten Decodierzweig. Im Fall einer Verschwenkung oder Kippung der Kamera wird ein Bewegungsvektor mit den Videodaten für die gesamte Szene übertragen, welcher den Empfänger anweist, die verschwenkte/gekippte Szene so zu decodieren, als wäre sie stationär.
• Dieses System weist den Nachteil auf, empfängerbasiert zu sein, und so muß der Empfänger mit teuren Bewegungsdetektoren ausgerüstet sein, welches die Kosten für die Einheit am Empfänger stark verteuert. Dies ist eindeutig von Nachteil.
• Digitale Hilfsinformation wurde im US-A-4,605,963 eingesetzt, das sich auf die Übertragung digitaler TV- Signale bezieht. Das System reduziert die Datenrate durch Übertragen nur der Hälfte der übertragenen Abtastwerte. Steuerdaten werden mit dem Signal übertragen, um anzuzeigen, welche der übertragenen Daten, die ein gegebenes Datenelement umgeben, die dichteste Anpassung auf die nicht übertragenen Daten ergeben, so daß eine geeignete Rekunstruktion durchgeführt werden kann. Das System ist nicht auf Frequenzmultiplex-Signale anwendbar.
• Wir haben jedoch gewürdigt, daß für die voraussehbare Zukunft die größte Mehrheit der Empfänger wahrscheinlich fortfahren wird, konventionelle terestrische uhf Sendungen zu empfangen, und daß eine Verbesserung in der Qualität der Darstellung konventioneller Fernsehsignale von tatsächlichem Wert sein wird.
• Die Erfindung ist in den beiliegenden Ansprüchen definiert, auf die nun Bezug genommen werden soll.
• Die Erfindung wird beispielhalber bezüglich des PAL Systems beschrieben. Gemäß der Erfindung werden zusätzliche Daten während des Vertikalaustastintervalls übertragen, die mehrere Bit oder Mehrbitwörter umfassen, welche jeweils bildabhängige Information wie die, ob Bewegung in einem betreffenden, jeweiligen Bereich des Bildes, das übertragen wird, aufgetreten ist, repräsentieren. Dies bedeutet, daß das Bild fiktiv in Blöcke von z. B. 5 bis 20 Zeilen Höhe und 5 bis 20 Pixel Breite eingeteilt wird, wobei die Blöcke vorzugsweise diamantförmig sind. Am Sender wird eine Bestimmung bezüglich jedes Blocks dahingehend gemacht, ob er Bewegungsinformation oder im wesentlichen stationäre Information enthält. Bei Bewegung kann es möglich sein, zu codieren, daß er sich mit einem eines oder mehrerer vorbestimmter Bewegungsvektoren (Amplituden/Richtungskombination) bewegt.
• Die Ausdehnungen der individuellen Bildbereiche werden der jeweiligen Auswahl unterliegen, abhängig von der Kapazität des Vertikalaustastintervalls, jedoch werden normalerweise mehr als 1000 derartige Bereiche in einem Bild vorliegen.
• Die Information kann am Empfänger dazu verwendet werden, die Qualität des dargestellten Bildes signifikant zu verbessern. Zwei Beispiele werden betrachtet.
• Zunächst kann die Information dazu benutzt werden, um Farb- und Leuchtdichteübersprecheffekte zu reduzieren. Dies wird erzielt, indem eine Bildverzögerungsdecodierung in stationären Bereichen des Bildes eingesetzt wird und auf eine Zeilenverzögerungscodierung in sich bewegenden Bereichen umgeschaltet wird. Daher weisen stationäre Bereiche des Bildes eine volle 5,5 MHz nichtbeschnittene Auflösung auf, wohingegen die Auflösung sich bewegender Bereiche auf um 3,5 MHz abfallen würde (typisch für gegenwärtige Empfänger). Dort, wo angenommen wird, daß Bewegung mit einem der definierten Bewegungsvektoren stattgefunden hat, kann das Bild als dennoch stationär behandelt werden, wobei jedoch die fällige Möglichkeit für den Bewegungsvektor beim Vergleich der beiden Teilbilder geschaffen wird. Die volle Definition dem Vektoren kann auch im Vertikalaustastintervall übertragen werden. Das Bild könnte in eine Anzahl größerer Regionen und unterschiedlicher Vektoren, die für die verschiedenen Regionen verwendet werden, unterteilt werden, wobei neun derartige Regionen für ein 3 · 3-Feld verwendet werden könnten.
• Eine zweite Möglichkeit besteht in der Verwendung der Bewegungsinformation zur Unterstützung einer Darstellungs-Aufwärtskonvertierung, d. h. Hochrüsten des 625 Zeilen-Verschachtelungssignals auf einen höheren Zeilenstandard.
• Das Verfahren zerstört viel an Synchronisationsinformation, die gegenwärtig im Vertikalaustastintervall übertragen wird. Jedoch beruhen die meisten modernen Empfänger nur sehr wenig auf den übertragenen Teilbildsynchronisierungs- und Austastsignalen. Integrierte Schaltungen (IC's) zählen die Zeilensynchronisationssignale, um den Start vom Vertikalrücklauf zu bestimmen, und wenden feste Austastpegel auf die Display-CRT an. Die auf diese Weise produzierten Vertikalrücklaufsignale werden mit der empfangenen Teilbildsynchronisationsinformation bzw. Vertikalsynchronisationsinformation verglichen, und die Teilbildzeitbasis wird nur zurückgesetzt, wenn sie signifikant fehlerhaft sind (dies kann beispielsweise nach einem nichtsynchronen Schnitt auftreten). Daher ist viel an der Komplexität des gegenwärtigen Vertikalsynchronisationsintervalls nicht länger erforderlich.
• Die Verwendung des Vertikalaustastintervalls ist natürlich für Teletextzwecke gut bekannt. Jedoch ist die beim Teletext eingesetzte Datenrate sehr gering (nur 16 kBits/s für jede Datenzeile), und der Einsatz von Datenelementen im Vertikalaustastintervall zur Signalverarbeitungssteuerung am Empfänger bezüglich eines entsprechenden Bereichs auf Bereichsbasis ist nicht zuvor in Betracht gezogen worden.
• Das bevorzugte Beispiel der Erfindung wird nun detaillierter unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert, in denen:
• Fig. 1 ein Schwingungsformdiagramm anzeigt, das die vorhandenen Teilbildsynchronisierimpulse am Beginn gerader und ungerader Teilbilder darstellt;
• Fig. 2 ein entsprechendes Diagramm ist, das eine mögliche Modifikation gemäß der Erfindung zur Zeitfreigabe für digitale Hilfsinformation zeigt;
• Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines bewegungsadaptiven Decodierers zum Einsatz in einem Empfänger und mit Verwendung eines Bewegungsschwellwertsignals für ankommende Vektorinformation ist;
• Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild ist, das Bewegungskompensation unter Verwendung von Phasenschiebern zeigt, um die Zwischen- oder Unterträgerphasenbeziehungen der bewegungskompensierten Beiträge zu erhalten;
• Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild ist, das einen bewegungskompensierenden Decodierer zeigt, welcher ein Filter auf Bildbasis für Standbilder verwendet, und einen Decodierer auf Zeilenbasis, gefolgt von einem bewegungskompensierten Bildverzögerungsfilter für sich bewegende Bereiche; und
• Fig. 6 ein systematisches Blockschaltbild eines digital unterstützten Aufwärtskonvertierers zum Einsatz in einem Empfänger ist, der die Erfindung verkörpert.
• Fig. 1 zeigt im Kontext eines PAL-System I-Signals den Inhalt der Teilbildsynchronisationssignale während ungerader und gerader Teilbilder, den Teilbildern 1 und 2. Fünf breite Impulse werden dazu benutzt, um den Start vom Teilbild- oder Vertikalrücklauf zu identifizieren, um eine Immunität gegenüber Rauschen und impulsiver Interferenz zu liefern und um zu ermöglichen, daß sie einfach von den Zeilensynchronisationsimpulsen unterschieden werden können. Ihnen gehen fünf Halbzeilen- oder Ausgleichsimpulse voraus, deren Zweck darin besteht, den Signalpegel zwischen ungeraden und geraden Teilbildern am Empfänger-Sync-Detektor vor der Ankunft der breiten Impulse auszugleichen und folglich eine gute Zeilensprung- oder Verschachtelungsleistung zu erzielen. Der verbleibende Anteil des Vertikalintervalls ist von leeren Zeilen belegt, durch Zeilen, die Teletextinformation enthalten, und durch Einfügungstestsignale. Die gesamte Dauer des Vertikal- oder Teilbildintervalls beträgt 25 Zeilen oder 1,6 ms.
• Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit, bei der die Vertikalsynchronisationsinformationssignale vereinfacht werden können, um den Fortschritten in der Empfängerauslegung gerecht zu werden. Nur ein breiter Impuls wird benutzt, da die Zeilenzählschaltungen moderner IC's einen ganz ausreichenden Schutz gegenüber Rauschen und Interferenz vorsehen. In ähnlicher Weise sind die Ausgleichsimpulse weggelassen, da die Qualität des Verschachtelns nicht mehr von der Qualität abhängt, mit der die Teilbildimpulse empfangen werden. Es wird daher nur eine Zeile pro Teilbild anstelle der fünf benutzt, die gegenwärtig erforderlich sind.
• Eine weitere Einsparung wird dadurch gemacht, daß die Zuordnung für Einfügungstestsignale vermindert wird. Durch Ausnutzen des Vorteils moderner Technologie können sämtliche gegenwärtig übertragenen Testsignale nur auf eine Zeile pro Teilbild zeitmultiplexiert sein. Falls acht der verbleibenden Zeilen für Teletextsignale verwendet werden, sind 16 Sparzeilen vorhanden, die zum Führen von DATV-Daten verwendet werden können. Die Synchronisationsleistung der meisten vorhandenen Empfänger würde nicht beeinträchtigt, obgleich natürlich nur spätere Generationen von Empfängern ausgerüstet würden, die Zusatzinformation zu decodieren.
• Falls diese Zeilen auf dieselbe Weise wie für den Teletext zu formatieren wären, dann würde die gesamte Datenkapazität 256 kbit/s betragen. Jedoch wäre eine weitere Kapazitätsausdehnung möglich unter Verwendung von Mehrpegeldatensignalen; beispielsweise wird ein 4-Pegelsignal ermöglichen, die Kapazität auf 512 kbit/s zu verdoppeln. Ein solches Mehrpegelsignal wurde für gegenwärtige Teletextanwendungen wegen der Schwierigkeiten, die durch Geisterbilder hervorgerufen würden, nicht in Betracht gezogen. Zukünftige Empfänger, die die erforderlichen Schaltungen zur Decodierung der DATV Information aufweisen, könnten jedoch auch Schaltungen zum Beseitigen jedweder Geisterbilder umfassen. Zahlreiche geeignete Techniken zur Erzielung einer Geisterbilderbeseitigung sind vorgetragen worden, wobei als zusätzlicher Vorteil diese auch noch die Qualität des empfangenen PAL-Signals verbessern würden. Einige Techniken erfordern die Übertragung eines geeigneten Unterweisungssignals für Kalibrierungszwecke; ein solches Unterweisungssignal könnte in der Folge von Signalen eingeschlossen sein, die während der Einfügungstestzeile übertragen werden.
• Die zusätzliche digitale Bewegungsinformation, die wir digitale Hilfsdaten oder DATV-Daten nennen, wird dazu benutzt, die Art der Bewegung, die im Fernsehbild vorliegt, anzuzeigen. Beispielsweise könnte das Bild in einer Anzahl von kleinen, diamantförmigen Blöcken unterteilt sein, wie in unserer früheren internationalen Patentanmeldung WO-A-87/04034 nahegelegt. Falls diese Blöcke 12 Zeilen hoch und 12 Abtastwerte weit wären, dann würde ein Gesamtumfang von 5675 Blöcken in einem einzigen Fernsehbild vorhanden sein. Würden drei Bits digitaler Hilfsinformation jedem Block zugewiesen und würde jeder Block für jedes Paar von Fernsehteilbildern aktualisiert, dann würde die erforderliche Datenkapazität für die digitalen Hilfsdaten gerade weniger als 426 kbits/s betragen. Dies würde leicht durch das oben umrissene 4-Pegelübertragungsverfahren erbracht.
• Die drei jedem Block zugewiesenen Bits würden ermöglichen, daß acht unterschiedliche Bewegungsbedingungen ausgedrückt würden. Diese Bedingungen oder Zustände könnten sein "Stationär", "Bewegen mit Vektor 1", "Bewegen mit Vektor 2", "Bewegen mit Vektor 3" . . . "Bewegen mit Vektor 6" und "Bewegung, jedoch nicht mit einem der Vektoren 1 bis 6". Die Werte der Vektoren 1 bis 6 würden auch einmal pro Teilbild übertragen. Angenommen, jeder Vektor würde adäquat durch ein Paar von 8-Bit-Digitalzahlen (eine für die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit und eine für die Vertikalkomponente) ausgedrückt, so würde die zusätzliche erforderliche Kapazität nur 2,4 kbit/s betragen.
• Als zweites Beispiel könnte das Übertragungsverfahren ausgedehnt werden, um fünf Codierpegel zu liefern, woraus eine Datenkapazität von 640 kbit/s resultieren würde. Dies würde den Einsatz von vier Bits anstelle von drei pro Block ermöglichen und infolgedessen die Verwendung von vierzehn statt nur sechs Bewegungsvektoren. Alternativ könnte die jedem Block zugewiesene Anzahl von Bits auf zwei abgesenkt werden (nur zwei Bewegungsvektoren) und entweder die Ausdehnung der diamantförmigen Blöcke auf acht Zeilen Höhe bei einer Breite von acht Zeilen Abtastwerten verringert werden oder sonst jeder Block jedes Teilbild anstelle nur für ein Teilbild um das andere aktualisiert werden. In sämtlichen Fällen könnten die Werte der Bewegungsvektoren wie in unserer früheren internationalen Patentanmeldung WO-A-87/04034 beschrieben gemessen werden.
• Diese Information bezüglich des Bewegungsgehalts der Szene kann nun dazu benutzt werden, die Leistung des PAL-Decodierers im Empfänger zu verbessern. Ein konventioneller Codierer für PAL-Signale kombiniert die Leuchtdichte- und Chrominanzkomponenten ohne jede Filterung des Leuchtdichtesignals miteinander. Da sich folglich zwei Signale denselben spektralen Raum teilen, kann der Decodierer die Signale unkorrekt interpretieren, woraus sich Beeinträchtigungen ergeben, die als Farb- und Leuchtdichteübersprechen bekannt sind. Diese Beeinträchtigungen können im Decodierer durch den Einsatz eines Leuchtdichteschlitzes und die PAL-Verzögerungszeile herabgesetzt werden, jedoch zieht man sich einen Verlust an statischer Auflösung zu.
• Eine verbesserte Abtrennung der Leuchtdichte und Chrominanz kann unter Verwendung von Kammfiltern erzielt werden, wobei sowohl Übersprecheffekte verhindert werden als auch mehr Auflösung zurückbehalten wird. Insbesondere kann unter Verwendung eines Kammfilters auf der Grundlage von Verzögerungen einer Bildperiode (40 ms für ein 50 Teilbild pro Sekunde Standard) im wesentlichen eine perfekte Decodierung von Standbildern erzielt werden, wobei sich eine volle Auflösung und keinerlei Übersprecheffekte ergeben. Jedoch kehren Übersprecheffekte in sich bewegenden Bereichen wieder und die Bildverzögerungen bewirken signifikante Bewegungsunschärfen. Für diese Bereiche würde der Einsatz einer anderen Technik wie eines Filters auf Zeilenverzögerungsbasis eine bessere Leistung erbringen. Während adaptive Techniken, die das meist geeignete Verfahren für jeden Teil des Bildes auswählen, versucht worden sind, haben sich einfache Verfahren der Bewegungsdetektion, die in praktischen Umständen eines Empfängers angewandt werden könnten, als unzureichend genau zur Erzielung einer zuverlässigen Leistung erwiesen.
• Falls das PAL-Compositsignal exakte digitalcodierte Bewegungsvektorinformation enthält, die an der Quelle abgeleitet ist, kann diese dazu verwendet werden, die Funktion des Decodierers auf eine Anzahl von Art und Weisen zu unterstützen. In der einfachsten Form können Bewegungsvektoren über einen geeignet ausgewählten Schwellwert dazu benutzt werden, den Zeilenbasisdecodierer auf einer Bereichs-um-Bereichs-Basis zu selektieren. Die Hauptelemente eines solchen Decodierers sind in Fig. 3 gezeigt. Während dies die Unzulänglichkeiten des Bildverzögerungsverfahrens in sich bewegenden Bereichen vermeiden würde, würde eine größere Differenz in den Pegeln von Übersprecheffekten zwischen den stehenden und sich bewegenden Bereichen zurückbleiben.
• In der Schaltung der Fig. 3 werden ein PAL-Signal am Eingang 10 und ein Bewegungsvektorsignal am Eingang 12 empfangen. Das Bewegungsvektorsignal wird im Vertikalaustastintervall des übertragenen PAL-Signals übertragen und durch eine Schaltung auf der Grundlage eines konventionellen Sync-Separators abgetrennt. Das PAL- Signal wird über eine kompensierende Verzögerung 14 auf den nicht invertierenden Eingang eines Subtrahierers 16 gelegt, der ein Leuchtdichtesignal Y an seinem Ausgang 18 liefert. Das PAL-Signal wird auch einem Kammfilter 20 auf Bildbasis und einem Kammfilter 22 auf Zeilenbasis zugeführt. Der Ausgang eines dieser Filter wird durch ein Bandpaßfilter 24 dem Subtraktionseingang des Subtrahierers 16 zugeführt, und das Ausgangssignal des anderen Filters wird einem Demodulator 26 zugeführt, der U und V Ausgangssignale 28 und 30 erzeugt. Die Auswahl, welches Filterausgangssignal welchem Teil, dem Filter 24 und dem Modulator 26 zugeführt wird, wird über einen Übergangsschalter 32 erzielt. Dieser umfaßt einen Steuereingang, der das Ausgangssignal eines Schwellendetektors 34 empfängt, welcher das Bewegungsvektorsignal vom Eingang 12 empfängt.
• Ein besseres Verfahren würde die Verwendung der übertragenen Bewegungsvektorinformation im Decodierer sein, um tatsächlich die Bewegung der individuellen Bereiche zu kompensieren. Dies würde durch dynamische Variierung jeder Bildverzögerungseinheit von ihrem nominellen Wert gemäß der Horizontal- und Vertikalkomponenten des Bewegungsvektors erzielt. Wohingegen in einem Bewegungskompensator, der auf separate Komponentensignale wirkt, eine derartige Funktion exakt die Beiträge von einer Anzahl von Vollbildern unter wirksamer Negierung der Bewegung exakt überlagern würde, ist dies nicht bei PAL-codiertem Signal wegen der Notwendigkeit möglich, die Hilfs- oder Zwischenträgerphasenbeziehungen der individuellen Beiträge zu konservieren. Ein Verfahren würde daher darin bestehen, die Beiträge zu der nächtgelegenen Position zu bewegen, bei der die Phasenbeziehung kompatibel sein würde. Dies wird jedoch wegen der ziemlich groben Quantisierung der Position, die resultieren würde, nicht bevorzugt. Dies kann, wie in Fig. 4 gezeigt, durch geeignete Phasenschiebung der Beiträge vermieden werden, um die ursprüngliche Hilfsträgerphase, obgleich die Position sich geändert hat, beizubehalten. Die Phasenkorrektur würde die Wirkung der Einbringung von Aliasing in das Leuchtdichteausgangssignal haben und würde einen Grad an Farbübersprechen infolge des Unterschiedes in der Position vom Leuchtdichtedetail der bewegungskompensierten Vollbilder hervorrufen.
• Infolgedessen ist in Fig. 4 der PAL-Eingang 40 mit verschiedenen Bildspeichern 42 gekoppelt. Der Bewegungsvektoreingang 44 ist mit einer Bewegungskompensations- und Phasensteuereinheit 46 verbunden. Diese steuert nicht nur das Lesen aus den Bildspeichern 42 sondern auch die Funktion einer Folge entsprechender PAL-Phasenschieber 48, deren Ausgangssignale in einer Multiplikations- und Addierschaltung 50 kombiniert werden, die an einem Ausgang 52 ein Leuchtdichtesignal Y liefert und einen Demodulator 54 beliefert, der U und V Ausgangssignale 56 und 58 liefert.
• Ein weiter entwickeltes System, das die Leistung weiter verbessern würde, könnte wiederum auf einer Bildverzögerungsdecodierung basieren, falls die Bewegungsvektoren unter einer Schwelle lägen, und auf einer Kombination von zeilenbasierter Decodierung und Bewegungskompensation für sich bewegende Bereiche beruhen. Das Bewegungsverfahren würde in der Decodierung des Signals unter Verwendung eines Leuchtdichte-Chrominanzseparators auf Zeilenbasis, gefolgt von einem Demodulator bestehen. Ein solcher Decodierer kann die volle Horizontalbandbreite des Eingangssignals auf Kosten diagonalen Leuchtdichtedetails aufrechterhalten. Andere Unzulänglichkeiten würden als Leuchtdichteübersprechen an Vertikalchrominanzübergängen und Farbübersprechen aus diagonaler Leuchtdichte auftreten. Dann jedoch, falls die decodierten Beiträge aus einigen Teilbildern nach Bewegungskompensation miteinander kombiniert würden, würden die zurückbleibenden Unzulängslichkeiten weiter unterdrückt. Die Auslegung eines derartigen Systems ist in Fig. 5 gezeigt.
• In Fig. 5 wird das PAL-Signal am Eingang 60 einem einfachen Demodulator 62 und einem Zeilenbasisfilter und Demodulator 64 zugeführt. Jeder Demodulator liefert YUV- Signale an jeweilige Bildspeicher 66, 68, mit denen Multiplikations- und Addierschaltungen 70, 72 verknüpft sind. Der Ausgang einer der Schaltungen 70, 72 wird mittels eines Schalters 74 selektiert, um ein YUV-Ausgangssignal 76 zu liefern. Das Bewegungsvektoreingangssignal 78 wird über eine Bewegungskompensationsschaltung 80 dem Bildspeicher 68 zugeführt und steuert über eine Schwellwertdetektorschaltung 82 den Schalter 74.
• Eine zweite Möglichkeit, mit der die Bewegungsinformation verwendet werden könnte, würde in der Unterstützung jedweder Display-Aufwärtskonvertierung bestehen. Eine solche Aufwärtskonvertierung würde eingesetzt, um Artefakte zu eliminieren, die durch die Basisstruktur des 625-Zeilen, verschachtelten Rasters hervorgerufen würden, vgl. BBC Research Department Report Nr. 1983/8, Roberts A.. Frühere Arbeiten haben gezeigt, daß um eine ideale Ausführung jeder Aufwärtskonvertierung zu erzielen, diese in bewegungsadaptiver Weise ausgeführt werden muß. Unglücklicherweise ist es außerordentlich schwierig, eine zuverlässige Bewegungsdetektion in einem Empfänger sicherzustellen, es sei denn, zusätzliche Information steht zur Verfügung, vgl. BBC Research Department Report Nr. 1985/5, Roberts A.. Solche Zusatzinformation könnte durch die digitalen Hilfsdaten vorgesehen werden.
• Die Fig. 6 zeigt eine Ausrüstung, die zur Realisierung einer Aufwärtskonvertierung, gesteuert durch die eintreffenden DATV-Daten eingesetzt werden könnte. Ein ankommendes Videosignal am Eingang 100 wird einem DATV- Separator 102 weitestgehend ähnlich einem Sync-Separator, wie zuvor erwähnt, zugeführt. Der Videopfad umfaßt einen Analog/Digital-Umsetzer 104, einen großen Speicher 106, einen Interpolator 108 und einen Digital/Analog-Umsetzer 110, der aufwärtskonvertierte Videosignale an einem Ausgang 112 für das Zuführen zu einem Display liefert. Die durch den Separator 102 abgetrennten digitalen Daten werden einem Decodierer 114 zugeführt, der zwei Ausgangssignale liefert. Eines erzeugt Leseadressen für den Speicher 106 und das andere liefert Interpolationskoeffizienten für den Interpolator 108.
• Auf diese Weise wird das ankommende Videosignal in den Speicher 106 eingeschrieben. Die exakte Kapazität dieses Speichers würde von den Algorithmen abhängen, die in den späteren Stufen der Ausrüstung eingesetzt werden, würde jedoch typischerweise in der Region eines Bildes liegen. Das Ausgangssignal des Speichers wird dem Interpolator 108 zugeführt, der das Signal für die Darstellung standardmäßig auf eine höhere Zeilen- und/oder Teilbildrate konvertiert. Der Interpolator ist imstande, in zwei Modi zu arbeiten. In stationären Bereichen des Bildes wird die dargestellte Information aus Zeilen beider ankommender Teilbilder (Teilbild 1 und Teilbild 2) interpoliert; so werden die Bereiche des Bildes mit maximaler Auflösung abgebildet. In sich bewegenden Bereichen des Bildes wird das dargestellte Signal nur aus einem ankommenden Teilbild (dem letzten Teilbild) genommen; dies stellt sicher, daß multiple Bilder von sich bewegenden Objekten minimiert werden. In sich sachte bewegenden Bereichen werden die Bildspeicheradressen und Interpolationsparameter so eingestellt, daß sie jedwede Verschiebung zwischen Teilbild 1 und 2 kompensieren. So kann in derartigen Bereichen Information von beiden Teilbildern verwendet werden und folglich die Auflösung so erhöht werden, daß sie der stationärer Bereiche angepaßt ist.
• Demgemäß werden in den beschriebenen Beispielen zusätzliche Daten in den Vertikalaustastintervallen in einer solchen Weise geführt, daß sie jeweiligen Bereichen des Bildes entsprechen. Diese Information ist dann für den Empfänger ausreichend, um eine Darstellung verbesserter Qualität ohne die Notwendigkeit eines separaten Steuerdatenkanals zu erzeugen.
• Sämtliche der beschriebenen und dargestellten Verbesserungen könnten auf eine im wesentlichen kompatible Weise eingeführt werden. Der Inhalt des PAL-Videosignals würde nicht beeinträchtigt, und es würde lediglich notwendig sein, sicherzustellen, daß die Modifikationen am Teilbildsynchronisiersignal und das Vorhandensein zusätzlicher Daten im Vertikalaustastintervall keine Beeinträchtigungen laufender Erzeugungen des Empfängers hervorrufen würden. Jedoch können die beschriebenen Verbesserungen auch in anderen Systemen als den konventionellen PAL-, NTSC- und SECAM-Systemen nützlich sein, wie den vorgeschlagenen Systemen auf MAC-Basis.

Claims (15)

1. Konventionelles Fernsehsignal, dadurch modifiziert, daß das Vertikalaustastintervall mehrere Elemente zusätzlicher Daten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Datenelement bildabhängige Information betreffend angenommener Bewegung eines Bildes von einem betreffenden, jeweiligen Bereich des Bildes, das übertragen wird, repräsentiert.

2. Signal nach Anspruch 1, in welchem die bildabhängige Information anzeigt, daß das Bild im Bildbereich stationär ist, sich mit einem von einem oder mehreren vorbestimmten Vektoren bewegt oder sich andersartig bewegt.

3. Signal nach Anspruch 2, in welchem das Vertikalaustastintervall auch Daten enthält, die den einen oder die mehreren vorbestimmten Vektoren definieren.

4. Signal nach Anspruch 2 oder 3, in welchem der eine oder die mehreren vorbestimmten Vektoren für unterschiedliche Regionen des Bildes verschieden definiert sind.

5. Signal nach einem vorhergehenden Anspruch, in welchem zumindest 1000 dieser Bereiche in jedem Bild vorliegen.

6. Rundfunk-Fernsehsender auf PAL, NTSC, SECAM-Basis, aufweisend eine Einrichtung zum Empfang eines Videosignals, eine Einrichtung zum Erzeugen eines mehrere Datenelemente aufweisenden digitalen Hilfssignals aus dem Videosignal, und eine Einrichtung zum Einfügen des digitalen Hilfssignals in das Vertikalaustastintervall des Videosignals, dadurch gekennzeichnet, daß jedes erzeugte Datenelement bildabhängige Information betreffend angenommener Bewegung eines Bildes von einem betreffenden, jeweiligen Bereich des Bildes, das vom Videosignal übertragen wird, repräsentiert.

7. Rundfunk-Fernsehempfänger auf PAL, NTSC, SECAM oder MAC-Basis, aufweisend eine Einrichtung zum Empfangen und Demodulieren eines empfangenen Fernsehsignals (26; 62, 64), eine Videoverarbeitungsschaltung (66, 68, 80; 104, 106, 108), die die Videokomponente des empfangenen Signals für die Übergabe an die Empfängerdarstelleinheit verarbeitet, eine Trenneinrichtung, die vom Signal zusätzliche Information abtrennt, die im Vertikalaustastintervall des Videosignals übertragen wird, und eine Einrichtung (32), die die abgetrennte Information der Videoverarbeitungsschaltung zuführt, um die Qualität der Darstellung zu verbessern, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Information mehrere Elemente zusätzlicher Daten umfaßt, die jeweils bildabhängige Information betreffend angenommener Bewegung eines Bildes von einem betreffenden, jeweiligen Bereich des Bildes, das übertragen wird, repräsentiert.

8. Empfänger nach Anspruch 7, in welchem die zusätzlichen Daten die Art der Decodierung des Videosignals steuern.

9. Empfänger nach Anspruch 7, in welchem die zusätzliche Date Information betreffend einer angenommenen Bewegung eines Bildes im Bildbereich enthält, der auf das Datenelement bezogen ist, und dazu verwendet wird, die Art von Interpolation zu steuern, die bei einer Aufwärtsumsetzung des Signals auf einen höheren Zeilen- und/oder Teilbildstandard für die Darstellung verwendet wird.

10. Empfänger nach Anspruch 8 und ferner aufweisend eine Filtereinrichtung (20) auf Bildbasis, eine Filtereinrichtung (22) auf Zeilenbasis und eine Steuereinrichtung (32) zur Selektion einer der Filtereinrichtungen ansprechend auf die zusätzlichen Daten zur Bestimmung, welche der Filtereinrichtungen zu verwenden ist, um die Videokomponente des empfangenen Signals für den betreffenden Bereich des Bildes, das darzustellen ist, zu verarbeiten.

11. Empfänger nach Anspruch 10, in welchem die Filtereinrichtung (20) auf Bildbasis und die Filtereinrichtung (22) auf Zeilenbasis jeweils ein Kammfilter umfassen.

12. Empfänger nach einem der Ansprüche 7 bis 11, in welchem die Videoverarbeitungsschaltung mehrere Bildspeicher (42), die jeweils eines mehrerer Bilder speichern und eine Phasenschiebeeinrichtung (48) aufweisen, um die Phase der in ihnen gespeicherten Bildinhalte zu schieben, aufweist, in welchem die Einrichtung zum Zuführen der abgetrennten Information eine Bewegungskompensations- und Phasensteuereinrichtung (46) aufweist, die dazu ausgelegt ist, die Phasenschiebeeinrichtung eines Bildspeichers dazu zu veranlassen, den darin gespeicherten Bildinhalt entsprechend dem Grad der Bewegung jedes solchen Bereichs des Bildes, der durch die Datenelemente von zusätzlichen auf diesen Bereich bezogenen Daten repräsentiert wird, zu verschieben.

13. Empfänger nach Anspruch 8, in welchem die Einrichtung zum Demodulieren eines empfangenen Fernsehsignals einen ersten und zweiten Demodulator (62, 64) enthält, wobei der zweite Demodulator (64) ein mit ihm verknüpftes Trennfilter auf Zeilenbasis aufweist, um die Leuchtdichte- und Chrominanzkomponenten des empfangenen Signals vor der Demodulation abzutrennen, in welchem die Videoverarbeitungsschaltung eine erste und zweite Bildspeichereinrichtung (66, 68) enthält, die jeweils mit der ersten bzw. zweiten Demodulatoreinrichtung verknüpft sind, die Einrichtung zum Zuführen der abgetrennten Information eine Bewegungskompensationseinrichtung (80) umfaßt, die ausgelegt ist, um den Inhalt der zweiten Bildspeichereinrichtung in Abhängigkeit von den zusätzlichen Datenelementen zu modifizieren, die für den betreffenden Bereich des darzustellenden Bildes empfangen worden sind, und einen Selektor (74) aufweist, der zwischen der durch die erste Demodulatoreinrichtung demodulierten Videokomponente und der durch die zweite Demodulatoreinrichtung demodulierten Videokomponente selektiert.

14. Empfänger nach Anspruch 9, in welchem die Videoverarbeitungsschaltung einen Analog/Digital-Umsetzer (104), einen Speicher (106) zum Speichern von digitalen Videokomponenten, einen Interpolator (108) zur Aufwärtsumsetzung einer Videokomponente auf eine höhere Zeilenund/oder Teilbildrate zur Darstellung, wobei der Interpolator die umgesetzte Videokomponente in Abhängigkeit von betreffenden Zusatzdaten, die sich auf den Bereich des Bildes beziehen, der der Interpolationseinrichtung zugeführt wird, als einen stationären oder sich bewegenden Bereich interpoliert, und einen Digital/Analog- Umsetzer (110) aufweist, der die aufwärtskonvertierte Videokomponente zur Darstellung in ein analoges Signal umsetzt.

15. Verfahren zum Übertragen eines Fernsehsignals, aufweisend die Schritte der Erzeugung eines Videosignals, der Erzeugung eines digitalen Hilfssignals aus dem Videosignal, der Einfügung des digitalen Hilfssignals in das Austastintervall des Videosignals, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte digitale Hilfssignal mehrere Elemente von Daten enthält, die jeweils bildabhängige Information betreffend angenommener Bewegung eines Bildes von einem betreffenden, jeweiligen Bereich des Bildes, das vom Videosignal übertragen wird, repräsentieren.