DE3912471A1 - Fernsehuebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernsehübertragungssystem.

Bekannte Farbfernsehübertragungssysteme, z. B. D2-MAC, weisen eine Bildabtastung im Zeilensprungverfahren auf. Dabei wird ein Signal von z. B. fünfzig zeilenversetzten Halbbildern pro Sekunde erzeugt. Durch das Zeilensprungverfahren im Zusammenhang mit der niedrigen Bildfolgefrequenz treten störende Effekte wie das Zwischenzeilenflimmern, Kantenflackern und eine reduzierte Vertikalauflösung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine kompatible Verbesserung der Qualität eines Bildsignals den Speicheraufwand im Empfänger zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Für die kompatible Verbesserung eines Fernsehbildes wird die bei den üblichen Fernsehnormen vorhandene vertikale Austastlücke zur Übertragung eines Zusatzsignales verwendet. Das den heute üblichen Fernsehnormen entsprechende Bildsignal im Zeilensprungverfahren wird aus einem kameraseitig progressiv abgetasteten Signal durch Filterung und Abtastung erzeugt. Zur kompatiblen Verbesserung eines solchen Fernsehsignals wird ein Zusatzsignal erzeugt, indem für jede fehlende Zeile eines jeden Halbbildes im Zeilensprung ein Prädiktionssignal ermittelt wird. Die Differenz des gefilterten Originalsignals und des Prädiktionssignals ergibt das Zusatzsignal für dieses Halbbild. Dieses wird bandbegrenzt, zeitkomprimiert und amplitudenexpandiert und in der vertikalen Austastlücke des zeitlich vorangegengenen Bildes übertragen und empfängerseitig nach Amplitudenkompression und Zeitenexpandierung dem dort aus den empfangenen Zeilen der Halbbilder des ersten Bildes gebildeten Prädiktionssignal aufaddiert. Durch senderseitige Zwischenspeicherung des den heute üblichen Fernsehnormen entsprechenden Bildsignals mit Zeilensprung wird empfängerseitig eine Reduzierung des Speicheraufwandes erreicht. Das Zusatzsignal des ersten Bildsignals gelangt dann zuerst zur Übertragung und wird im Empfänger zwischengespeichert und dort zur Verbesserung des Bildsignals aufgearbeitet. Im Empfänger ist erfindungsgemäß nur ein Speicher von der Größe des Zusatzsignals erforderlich. Mit Empfang des ersten Bildsignals wird das zugeordnete Zusatzsignal dem ersten Bildsignal aufaddiert.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt die Figur einen Encoder für ein TV-Signal.

Die Figur zeigt einen Encoder für die Übertragung eines kompatiblen TV-Signals mit erhöhter vertikaler Auflösung. Von den 625 Zeilenperioden eines Vollbildes des Signals tragen nur 575 Zeilen Bildinformation, und zwar alternierend U und Y bzw. V und Y. 46 der restlichen Zeilen entsprechen den vertikalen Austastlücken. Digital betrachtet entsprechen der vorhandenen Bandbreite des Luminanzsignals Y bzw. der Farbdifferenzsignale U, V 697 bzw. 349 aktive Bildpunkte pro Zeile.

Für die Übertragung des Zusatzsignals in der vertikalen Aus­ tastlücke steht damit eine Bandbreite zur Verfügung, die etwa 1046 Bildpunkten mal 46 Zeilen/Vollbild, d. h. 48116 Bildpunkten/Vollbild entspricht. Wird für jede der durch die Umwandlung des progressiven Kamerasignals in das D2-MAC-Signal fortgelassene Zeile Zusatzinformation übertra­ gen, so bedeutet das 83 Bildpunkte/Zeile für das Zusatzsi­ gnal. Dessen Bandbreite ist somit gegenüber der Luminanzband­ breite um 697/83=8,4, also um etwa den Faktor 8 kleiner.

Die Umwandlung des progressiven Kamerasignals in das zeilenversetzte Bildsignal geschieht durch vertikal-zeitliche Tiefpaßfilterung 2 und anschließende halbbildweise versetzte vertikale Abtastung. Es ist erfindungsgemäß ein Verzögerungsglied 3 vorgegeben, welches das vertikal-zeitlich tiefpaßgefilterte Signal um mindestens eine Halbbildperiode verzögert. Die Verzögerung ist abhängig von dem Zeitbedarf zur Aufbereitung des Zusatzsignals im Empfänger. An das Verzögerungsglied schließt sich z. B. ein D2-MAC-Coder (4) an, dessen Ausgangssignal einer Summierstelle 5 zugeführt wird.

Zur Erzeugung des Zusatzsignals werden zunächst die Bildpunkte der dem ersten Bild mit Zeilensprung fehlenden Zeilen aus den vorhandenen Zeilen durch vertikale Mittelung oder mittels eines vertikalen FIR-Filters höherer Ordnung in einer Prozessorschaltung interpoliert. Diese Operation führt auch ein entsprechend ausgerüsteter Empfänger durch. Die interpolierten Werte werden als Prädiktionswerte für die Bildpunkte der fehlenden Zeilen verwendet. Die Differenz zwischen den durch die vertikale Abtastung eliminierten Bildpunkten des gefilterten progressiven Signals und deren Prädiktionswerten wird als Zusatzsignal übertragen.

Dieses Zusatzsignal wird nun einer Bandbegrenzung und Zeitkompressionsschaltung 7 zugeführt. Das Zeitkompressionssignal beträgt Faktor 8 oder 9, um die Horizontalauflösung des Zusatzsignals auf den verfügbaren Wert, ein Achtel oder ein Neuntel der Luminanzbandbreite, zu begrenzen.

Um aus dem empfangenen Bildsignal mit Zeilensprung und dem Zusatzsignal ein progressives Ausgangssignal zu erzeugen, wird im entsprechend ausgerüsteten Empfänger das Zusatzsignal des ersten Bildes, welches in der vertikalen Austastlücke des vorangegangenen Bildes übertragen wurde, in einem Speicher zwischengespeichert. Das empfangene Bildsignal mit Zeilensprung wird wie im Sender vertikal interpoliert, um den Prädiktionswert der fehlenden Bildpunkte zu erhalten. Auf die Prädiktionswerte wird das wie oben aufbereitete Zusatzsignal aufaddiert. Das Ergebnis ist ein auf einem 625/50/1 : 1-Monitor darstellbares progressives Bildsignal mit erhöhter vertikal-zeitlicher Luminanzauflösung.

Erfindungsgemäß wird das Zusatzsignal aus den Luminanzsignalanteilen erzeugt.

Durch Zwischenspeicherung des Zusatzsignals wird der im Empfänger benötigte Speicherplatzbedarf minimiert. Für das Bildsignal sind nur wenige Zeilenspeicher erforderlich. Die Erfindung ist nicht auf den D2-MAC-Standard beschränkt. Sie ist ebenfalls anwendbar auf Signale, die in anderen Standards im Zeilensprungverfahren übertragen werden.

Claims (3)

1. Farbfernsehübertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite ein Aufnahmebild progressiv abgetastet wird, daß das Aufnahmebild durch Filterung und Abtastung in ein erstes Bild mit Zeilensprung umgewandelt und gespeichert wird, daß für die fehlenden Zeilen der Halbbilder des ersten Bildes mit Zeilensprung ein Prädiktionssignal ermittelt wird, daß ein Zusatzsignal aus der Differenz aus dem gefilterten Originalsignal und zugehörigem Prädiktionssignal gebildet wird, daß die Zusatzsignale der Halbbilder in den vertikalen Austastlücken der vorangehenden Halbbilder übertragen werden, daß im Empfänger das Zusatzsignal des nachfolgend empfangenen Halbbildes des ersten Bildes gespeichert wird, daß die fehlenden Zeilen der Halbbilder des ersten Bildes aus den vorhandenen Zeilen prädiziert werden, und daß dem so ermittelten Bildsignal das entsprechende Differenzsignal aufaddiert wird.

2. Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur für die Luminanzkomponente (Y) ein Differenzsignal ermittelt wird.

3. Farbfernsehübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mindestens zwei Zeilenspeicher zur Ermittlung der fehlenden Zeilen enthält.