DE4039514A1 - Anordnungen zur codierung und decodierung zusaetzlicher information in einem fernsehsystem - Google Patents
Anordnungen zur codierung und decodierung zusaetzlicher information in einem fernsehsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Codieren/Decodieren
(Senden/Empfangen) zusätzlicher Bildinformation in einem
Fernsehsystem, das mit einem Hilfe- oder Zusatzsignal
arbeitet, um zusätzliche Information zu übertragen.
Ein herkömmlicher Fernsehempfänger, wie z. B. ein Empfänger,
der auf die in den USA und anderswo gebräuchliche NTSC-
Rundfunknorm abgestimmt ist, hat ein Bildseitenverhältnis
(Verhältnis der Breite zur Höhe des wiedergegebenen Bildes)
von 4 : 3. In jüngster Zeit besteht jedoch Interesse an höheren
Bildseitenverhältnissen für Fernseh-Empfangssysteme, z. B. den
Verhältnissen 2 : 1, 16 : 9 oder 5 : 3. Solche höheren Bildseiten
verhältnisse entsprechen eher dem Gesichtsfeld des menschli
chen Auges als das 4 : 3-Bildseitenverhältnis eines
herkömmlichen Fernsehempfängers.
Für solche Breitbild-Fernsehsysteme (in Anlehnung an die
Kinofilmtechnik häufig auch "Breitwand-Systeme" genannt) ist
es erwünscht, daß sie kompatibel mit herkömmlichen Fernsehemp
fängern sind, um die Verbreitung dieser Systeme zu erleich
tern. Zweckmäßig ist es ferner, wenn bei einem solchen
kompatiblen Breitbildsystem Maßnahmen getroffen sind, um die
Auflösung des wiedergegebenen Bildes zu verbessern oder zu
erweitern, so daß man besonders gute Bildfeinheit gewinnt. Ein
Breitbild-Fernsehsystem mit derart "erweiterter" Bildauflösung
(abgekürzt EDTV von "extended definition television") ist von
M.A. Isnardi u. a. in einem Artikel "Encoding for Compatibility
and Recoverability in the ACTV System" beschrieben, veröffent
licht in IEEE Transactions on Broadcasting, Band BC-33,
Dezember 1987. Eine Beschreibung dieses System findet sich
außerdem in der US-Patentschrift 48 55 811 von M.A. Isnardi.
Bei dem System nach Isnardi u. a. wird ein zusätzlicher
Hilfsträger verwendet, dem ein erstes und ein zweites Zusatz
signal in Quadraturmodulation aufgeprägt werden. Eines der
modulierenden Zusatzsignale enthält zusätzliche Leuchtdichte
information hoher Frequenz bezüglich der Horizontalrichtung,
um die Bildfeinheit zu steigern. Das andere modulierende
Zusatzsignal enthält in zeitlich gedehnter Form Farbartinfor
mation und hochfrequente Leuchtdichteinformation für ein
linkes und ein rechtes Seitenfeld des Bildes. Die niedrigfre
quente Leuchtdichteinformation für die Seitenfelder ist in
zeitlich komprimierter Form in einem Überabtastbereich einer
Haupt-Signalkomponente untergebracht, welche die Information
des mittleren Bildfeldes enthält.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das
Übersprechen zwischen Komponenten der Bildinformation und die
dadurch bedingten Störphänomene ("Artefakte") im Bild zu
vermindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 16
gelöst. Vorteilhafe Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils
in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß der Erfindung erfolgt die gewünschte Reduzierung des
Übersprechens und der damit verbundenen Artefakte im Prinzip
durch Reduzierung des Betrags modulierender Bildinformations
komponenten, die durch ein Zusatzsignal übertragen werden. Zu
diesem Zweck wird, z. B. bei einer Ausführungsform der
Erfindung in einem Breitbild-Fernsehsystem, die Farbartinfor
mation aus Seitenfeldern des Bildes in eine Differenz-
Signalkomponente und eine Mittelwert-Signalkomponente geteilt.
Farbartinformation, welche die Differenz zwischen der
gemittelten Seitenfeld-Farbartinformation und der ursprüngli
chen ("originalen") Seitenfeld-Farbartinformation darstellt,
moduliert einen zusätzlichen Hilfsträger. Die Farbart-
Mittelwertinformation des linken und des rechten Seitenfeldes
wird durch andere Mittel übertragen, z. B. innerhalb der
Horizontalaustastintervalle abwechselnder Bildzeilen. Genauer
gesagt wird die Mittelwertinformation der Farbdifferenzkompo
nenten (Farbwertkomponenten) I und Q des linken Seitenfeldes
in Form paarweise auftretender Impulse während der Horizontal
austastintervalle der geradzahlig numerierten Zeilen ("gerade"
Zeilen) übertragen, und die Mittelwertinformation der
Farbwertkomponenten I und Q des rechten Seitenfeldes wird in
Form paarweise auftretender Implulse während der Horizontal
austastintervalle der ungeradzahlig numerierten Bildzeilen
("ungerade" Zeilen) übertragen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
anhand von Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 gibt eine allgemeine Übersicht über ein Codiersystem
für Breitbildfernsehen mit gesteigerter Auflösung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 1a zeigt in einem Blockschaltbild nähere Einzelheiten des
Codiersystems nach Fig. 1;
Fig. 2-5, 8, 9, 11 zeigen Signalverläufe und Diagramme zur
Erläuterung der Arbeitsweise des dargestellten Systems;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines Empfängers
für Breitbildfernsehen mit gesteigerter Auflösung, der einen
Decodierer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
Fig. 6, 6a und 10 veranschaulichen Aspekte des dargestell
ten Systems in größerer Einzelheit.
In der Fig. 1 sind Elemente, die auch in der detaillierteren
Darstellung in Fig. 1a vorkommen, mit denselben Bezugszahlen
wie dort bezeichnet. Gemäß der Fig. 1 wird ein Original-
Breitbildsignal, das im Format "progressiver" Abtastung
vorliegt und Informationen eines linken, eines rechten und
eines mittleren Bildfeldes enthält, so verarbeitet, daß vier
getrennte Komponenten für die Codierung entstehen, wie es in
der weiter oben erwähnten US-Patentschrift 48 55 811 beschrie
ben ist. (Die Bezeichnung "progressive" Abtastung steht für
eine fortlaufende oder durchgehende Abtastung von einer Zeile
zur nächsten nach dem Zeilenfolge-Verfahren, im Gegensatz zur
sogenannten Zeilensprung-Abtastung). Diese vier Komponenten
sind in der Fig. 1 allgemein in der Form einer Bildwiedergabe
dargestellt. Die erste Komponente enthält zeitlich gedehnte
Information des mittleren Bildfeldes und, in zeitlich
komprimierter Form, niedrigfrequente Leuchtdichteinformation
der Seitenfelder, unter Ausschluß der Farbartinformation, und
hat eine Leuchtdichte-Bandbreite, die beim hier beschriebenen
Beispiel nicht größer ist als die NTSC-Leuchtdichtebandbreite
von 4,2 MHz. Dieses Signal ist im normalen NTSC-Format
codiert.
Die zweite Komponente enthält hochfrequente Leuchtdichteinfor
mation der Seitenfelder und außerdem Seitenfeld-Farbartinfor
mation, die repräsentativ ist für die Differenz zwischen
gemittelter Seitenfeld-Farbartinformation und der ursprüngli
chen Seitenfeld-Farbartinformation. Durch zeitliche Dehnung
der zweiten Komponente ist deren horizontale Bandbreite auf
etwa 1,1 MHz reduziert. Die zweite Komponente ist zeitlich so
weit gedehnt, daß sie die gleiche Breite hat wie der zum
mittleren Bildfeld gehörende Teil der ersten Komponente. Die
zweite Komponente ist in räumlicher Hinsicht unkorreliert mit
dem Hauptsignal (also mit der ersten Komponente) und es werden
besondere Vorkehrungen getroffen, um ihre Sichtbarkeit bei
normalen NTSC-Empfängern zu verdecken, wie weiter unten
beschrieben.
Der von 5,0 bis 6,2 MHz reichende erweiterte hochfrequente
Gehalt der Leuchtdichteinformation der dritten Komponente wird
zunächst frequenzmäßig nach unten auf einen Frequenzbereich
von 0 bis 1,2 MHz verschoben, bevor er weiterverarbeitet wird.
Die betroffene Komponente wird in das 4 : 3-Standardformat
abgebildet, wodurch sie räumlich mit dem Hauptsignal (erste
Komponente) korreliert wird, um ihre Sichtbarkeit auf NTSC-
Standardempfängern zu maskieren.
Die vierte Komponente, ein vertikales-temporales
"Helfersignal" wird in das 4 : 3-Standardformat abgebildet, um
sie mit der Hauptsignalkomponente zu korrelieren und dadurch
ihre Sichtbarkeit auf NTSC-Standardempfängern zu maskieren;
ihre horizontale Bandbreite wird ferner auf 750 KHz begrenzt.
Die erste, zweite und dritte Komponente werden durch jeweils
eine zugeordnete Intravollbild-Mittelungsschaltung 38 bzw. 64
bzw. 76 verarbeitet, um das vertikale (d. h. von Zeile zu Zeile
wirkende) Übersprechen und das "temporale" (d. h. von Bild zu
Bild wirkende) Übersprechen zwischen den Haupt- und den
Zusatzsignalkomponenten in einem Breitbildempfänger zu
eliminieren. Die Intravollbild-Mittelung der ersten Komponente
erfolgt nur oberhalb etwa 1,5 MHz. Die zweite und die dritte
Komponente erfahren nach ihrer Intravollbild-Mittelung, nun
als Komponenten X und Z bezeichnet, eine nichtlineare
Amplitudenpressung, bevor sie in Quadraturmodulation einem
zusätzlichen 3,108-MHz-Hilfsträger ASC aufgeprägt werden,
dessen Phase anders als ein Farbhilfsträger von Teilbild zu
Teilbild alterniert. Dies geschieht in einem Block 80. Das vom
Block 80 kommende modulierte Signal (M) wird in einem Addierer
40 mit der intravollbild-gemittelten ersten Komponente (N)
addiert. Der Addierer 40 empfängt außerdem aus einer Quelle 41
ein Signal, das gemittelte Seitenfeld-Farbartinformation
darstellt, wie es in Verbindung mit den anderen Figuren noch
erläutert wird. Das Ausgangssignal des Addierers 40, mit NTSCF
bezeichnet, ist ein Basisbandsignal mit einer Bandbreite von
4,2 MHz, das zusammmen mit der von einem Filter 79 kommenden
tiefpaßgefilterten, auf 750 KHz bandbegrenzten vierten
Komponente YTN in einem Block 57 in Quadraturmodulation einem
HF-Bildträger aufgerägt wird, um ein NTSC-kompatibles HF-
Signal zu erzeugen, welches über einen einzigen Rundfunkkanal
normaler Bandbreite an einen NTSC-Standardempfänger oder einen
progressiv abtastenden Breitbildempfänger übertragen werden
kann.
Durch die zeitliche Komprimierung der ersten Komponente ist es
möglich, die niedrigfrequente Seitenfeldinformation ganz in
den Horizontal-Überabtastungsbereich eines NTSC-Standardsi
gnals zu quetschen. Die hochfrequente Leuchtdichteinformation
der Seitenfelder und die Farbart-Differenzinformation der
Seitenfelder nutzen das gleiche Spektrum wie das NTSC-
Standardsignal im Video-Übertragungskanal, und zwar in einer
solchen Weise, daß diese Informationen für einen Standardemp
fänger "transparent" sind, was an der Anwendung einer
Quadraturmodulation eines zusätzlichen Hilfsträgers im Block
80 liegt, wie noch erläutert wird. Bei Empfang in einem NTSC-
Standardempfänger wird nur der dem mittleren Bildfeld
entsprechende Teil des Hauptsignals (erste Komponente)
sichtbar.
Die Fig. 2 zeigt das HF-Spektrum des hier beschriebenen
Breitbildsystems mit erweiterter Auflösung (EDTV-Breitbildsy
stem), einschließlich der Zusatzinformation, im Vergleich zum
HF-Spektrum eines NTSC-Standardsystems. Im Spektrum des
vorliegenden Breitbildsystems belegen die aufmodulierten
Informationen der Seitenfelder (hochfrequente Leuchtdichtein
formation und Farbart-Differenzinformation) und die aufmodu
lierte Information der zusätzlichen hochfrequenten horizonta
len Leuchtdichtedetails ungefähr 1,1 MHz auf jeder Seite der
Frequenz des zusätzlichen 3,108-MHz-Hilfsträgers (ASC). Das
vertikale-temporale (V-T-)Helfersignal (vierte Komponente)
erstreckt sich über jeweils 750 KHz beidseitig der
Hauptsignal-Bildträgerfrequenz.
Die Wiedergewinnung der ersten, zweiten und dritten Komponente
in einem mit progressiver Abtastung arbeitenden Breitbildemp
fänger wird ermöglicht durch Anwendung eines Prozesses der
Intravollbild-Mittelung im Sender und im Empfänger. Dieser
Prozess wird im Sendesystem der Fig. 1 und 1a durch die
Elemente 38, 64 und 76 und im Empfänger durch zugeordnete
Elemente durchgeführt, wie es noch erläutert wird. Wie in der
US-Patentschrift 48 55 811 beschrieben, ist die Intravollbild-
Mittelung eine Signalbehandlungstechnik, bei welcher zwei
räumlich korrelierte Signale hergerichtet werden, um sie
derart miteinander zu kombinieren, daß sie später wirkungsvoll
und genau wiedergewonnen werden, z. B. mit Hilfe eines
Teilbildspeichers. Es wird dafür gesorgt, daß eine Gruppe von
Bildpunkten oder "Pixels", die um eine Teilbildperiode (262
Horizontalperioden H) auseinanderliegen, jeweils denselben
Wert bekommen, z. B. dadurch, daß man die ursprünglichen
Pixelwerte jeweils durch ihren Mittelwert ersetzt. Die
Intravollbild-Mittelung der ersten Komponente (Komponente 1)
wird nur am Informationsgehalt oberhalb ungefähr 1,5 MHz
durchgeführt, um niedrigerfrequente Vertikaldetailinformation
nicht zu beeinträchtigen. Im Falle der ersten und der zweiten
Komponente (Komponenten 1 und 2) wird die Intravollbild-
Mittelung über deren gesamte Bandbreite durchgeführt.
Das EDTV-Breitbildsystem ist ausführlicher in der Fig. 1a
gezeigt. Bei dem in dieser Figur dargestellten
Ausführungsbeispiel liefert eine progressiv abtastende Kamera
10, die mit 525 Zeilen arbeitet und 60 Teilbilder pro Sekunde
abtastet, ein Farb-Breitbildsignal mit den Farbkomponenten R,
G und B für ein breites Bildseitenverhältnis von 5 : 3. Es
könnte stattdessen auch eine im Zeilensprung-Abtastformat
arbeitende Signalquelle verwendet werden, jedoch bringt eine
Signalquelle mit progressiver Abtastung bessere Ergebnisse.
Das vom Codiersystem nach den Fig. 1 und 1a verarbeitete
Farbbildsignal enthält sowohl Leuchtdichte- als auch
Farbartkomponenten. Die Leuchtdichte- und Farbartsignale
enthalten ihrerseits sowohl niedrigfrequente als auch
hochfrequente Information, in der nachstehenden Beschreibung
verkürzt auch als "Tiefen" bzw. "Höhen" bezeichnet.
Die breitbandigen Breitbild-Farbvideosignale im Format
progressiver Abtastung von der Kamera 10 werden in einer
Einheit 12 matriziert, um die Leuchtdichtekomponente Y und die
Farbdifferenzkomponenten (Farbwertkomponenten) I und Q aus den
Farbsignalen R, G und B abzuleiten. Die breitbandigen, im
Format progressiver Abtastung vorliegenden Signale Y, I und Q
werden dann mit einer Frequenz gleich dem achtfachen der
Farbhilfsträgerfrequenz (8×fsc) abgefragt und individuell aus
der Analogform in (binäre) Digitalform umgewandelt, was durch
getrennte Analog/Digital-Wandler (A/D) in einer A/D-Einheit 14
geschieht. Anschließend werden die Signale individuell durch
getrennte vertikale-temporale Tiefpaßfilter (V-T-Tiefpaßfil
ter) in einer Filtereinheit 16 gefiltert, um gefilterte
Signale YF, IF und QF zu erzeugen. Bei den getrennten Filtern
handelt es sich um lineare Zeitinvariante 3×3(Pixel)-Filter.
Diese Filter reduzieren die vertikale-temporale Auflösung
etwas, insbesondere die diagonale vertikale-temporale
Auflösung, um unerwünschte Zeilensprung-Artefakte (wie z. B.
Flimmern und gezackte Ränder) zu verhindern, die im
Hauptsignal (Komponente 1 in Fig. 1) nach der Umwandlung vom
Format progressiver Abtastung in das Zeilensprungformat
entstehen können. Die Filter bewahren nahezu die volle
Vertikalauflösung in stillstehenden Teilen des Bildes.
Der für das mittlere Bildfeld erforderliche Dehnungsfaktor
(CEF) ist eine Funktion der Differenz zwischen der Breite
eines auf einem Breitbildempfänger wiedergegebenen Bildes und
der Breite eines auf einem Standardempfänger wiedergegebenen
Bildes. Die Breite eines Breitbildes mit dem Seitenverhältnis
5 : 3 ist 1,25-mal größer als die Breite eines Standardbildes
mit dem Seitenverhältnis 4 : 3. Dieser Faktor von 1,25 ist ein
vorläufiger Mittelfeld-Dehnungsfaktor, der noch etwas
verändert werden muß, um dem Überabtastungsbereich eines
Standardempfängers Rechnung zu tragen und um eine beabsich
tigte leichte Überlappung der Grenzbereiche zwischen dem
Mittelfeld und den Seitenfeldern zu berücksichtigen, wie es
noch erläutert wird. Diese Gesichtspunkte gebieten einen
Mittelfeld-Dehnungsfaktor CEF von 1,19.
Die vom Filternetzwerk 16 kommenden Signale im Format
progressiver Abtastung haben eine von 0 bis 14,32 MHz
reichende Bandbreite und werden jeweils in ein 2 :1-
Zeilensprungformat gebracht. Dies geschieht mit Hilfe
zugeordneter Progressiv/Zeilensprung-Formatwandler (P/Z-
Wandler) 17a, 17b und 17c, deren Einzelheiten in der US-
Patentschrift 48 55 811 beschrieben sind. Die Ausgangssignale
IF′, QF′ und YF′ der P/Z-Wandler 17a und 17c haben eine
Bandbreite von 0 bis 7,16 MHz, weil die Horizontalabtastfre
quenz für Signale des Zeilensprungformats halb so hoch wie für
Signale des Formats progressiver Abtastung ist. Bei der
Formatumwandlung erfolgt eine Unterabtastung der progressiv
abgetasteten Signale, bei welcher die Hälfe der verfügbaren
Abfrageproben (Pixels) genommen wird, um das Hauptsignal im
2 : 1-Zeilensprungformat zu erzeugen. Im einzelnen wird jedes
progressiv abgetastete Signal dadurch in das 2 : 1-Zeilensprung
format gebracht, daß entweder nur die ungeraden oder die
geraden Zeilen in jedem Teilbild beibehalten werden und die
beibehaltenen Pixels mit einer Frequenz von 4×fsc (14,32 MHz)
ausgelesen werden. Die gesamte anschließende digitale
Verarbeitung der Zeilensprung-Signale geht mit der
Abfragefrequenz 4×fsc vonstatten. In einem progressiv
abtastenden System wird bei jeder einzelnen vertikalen
Bildabtastung jeweils ein vollständiges Bild, nämlich ein
Vollbild, abgetastet. Bei einem Zeilensprung-System wird ein
vollständiges Bild durch eine Kombination zweier aufeinander
folgender Vertikalabtastungen erzeugt, die zwei zeilenver
schachtelte Teilbilder ergeben und erst zusammen ein Vollbild
darstellen.
Das Netzwerk 17c enthält außerdem ein Fehlervorhersage
Netzwerk. Ein Ausgangssignal YF′ des Netzwerks 17c ist die
unterabgetastete Zeilensprung-Version der vorgefilterten
Leuchtdichtekomponente des Progressivabtastungs-Formats. Ein
weiteres (Leuchtdichte-)Ausgangssignal YT des Netzwerks 17c
enthält vertikale-temporale Information, abgeleitet aus der
Teilbild-Differenzinformation, und repräsentiert einen
temporalen Vorhersage- oder Interpolationsfehler zwischen
tatsächlichen und vorhergesagten Werten von Leuchtdichtepro
ben, die am Empfänger "fehlen", wie noch erläutert wird. Die
Vorhersage stützt sich auf einen temporalen Mittelwert der
Amplitude von "vorherigen" und "nachherigen" Pixels, die am
Empfänger verfügbar sind. Das Signal YT ist ein Leuchtdichte
"Helfersignal", das beim Wiederaufbau des Signals progressiver
Abtastung am Empfänger hilft; es dient im wesentlichen der
Berücksichtigung eines Fehlers, den der Empfänger hinsichtlich
nicht-stationärer Bildsignale erwartungsgemäß machen könnte,
und es ermöglicht die Auslöschung eines solchen Fehlers am
Empfänger. In stationären (stillstehenden) Teilen eines Bildes
ist dieser Fehler gleich Null, und die Rekonstruktion am
Empfänger wird perfekt durchgeführt. Der zur Erzeugung des
Helfersignals YT benutzte Algorithmus ist in der US-
Patentschrift 48 55 811 beschrieben.
Die im Zeilensprungformat vorliegenden Breitbildsignale IF′,
QF′ und YF′ von den Formatwandlern 17a bis 17c werden jeweils
in einem zugehörigen Horizontal-Tiefpaßfilter 19a bzw. 19b
bzw. 19c gefiltert, um ein Signal IF′′ mit einer Bandbreite von
0-600 KHz, ein Signal QF′′ mit einer Bandbreite von 0-600 KHz
und ein Signal YF′′ mit einer Bandbreite von 0-5 MHz zu
erzeugen. Diese Signale werden anschließend einer Bildformat-
Codierung unterworfen, wo jedes der Signale in das 4 : 3-Format
gebracht wird. Dies geschieht mittels einer Bildformat-
Codiereinrichtung, zu der eine Seitenfeld/Mittelfeld-
Trenneinrichtung und eine Verarbeitungseinrichtung in der
Einheit 18 gehört. Kurz gesagt wird der mittlere Abschnitt
einer jeden Breitbild-Zeile zeitlich gedehnt und in den
wiedergegebenen Abschnitt der aktiven Zeilenzeit mit einem
Bildseitenverhältnis 4 : 3 "abgebildet". Die zeitliche Dehnung
bewirkt eine Verminderung der Bandbreite, so daß die
verkämmten Frequenzen des Original-Breitbildsignals kompatibel
mit der Bandbreite des NTSC-Standards werden. Die Leuchtdich
tekomponente der Seitenfelder wird in Horizontalfrequenzbänder
aufgespalten, so daß die "Höhen" dieser Leuchtdichtekomponente
eine Bandbreite von 700 KHz bis 5,0 MHz belegen. Die "Tiefen"
der Seitenfeld-Leuchtdichtekomponente, d. h. das Signal YO,
enthält eine Gleichstromkomponente und wird unter zeitlicher
Komprimierung in den linken und rechten Horizontal-
Überabtastungsbereich einer jeden Zeile abgebildet. Die
"Höhen" der Seitenfelder und die Farbartinformation der
Seitenfelder werden gesondert verarbeitet, wie weiter unten
erläutert.
Die gefilterten Zeilensprungsignale IF′′, QF′′ und YF′′ werden
von der Bildformat-Codiereinrichtung 18 verarbeitet, um vier
Gruppen von Ausgangssignalen zu erzeugen: YE, IE und QE; YO;
YH, ID und QD; gemittelte I- und Q-Farbwertinformationen aus
den Seitenfeldern, nämlich Signale IA und QA. Die Signale YE,
IE und QE enthalten die volle Bandbreite der Komponenten des
Mittelfeldes, und das Signal YO stellt die "Tiefen" der
Leuchtdichte aus den Seitenfeldern dar, komprimiert in die
horizontalen Überabtastungsbereiche. Das Signal YH stellt die
hochfrequente Leuchtdichteinformation aus den Seitenfeldern
unter Ausschluß niedrigfrequenter Information dar, die Signale
ID, QD stellen die Farbart-Differenzinformation aus den
Seitenfeldern dar, und die Signale IA, QA stellen Mittelwerte
der Farbartkomponenten I und Q über den Seitenfeldbereich dar.
Wenn diese Signale kombiniert werden, entsteht ein NTSC
kompatibles Breitbildsignal mit einem Bildseitenverhältnis von
4 : 3. Die Signale YE, IE, QE, YO und YH können unter Verwendung
der in der US-Patentschrift 48 55 811 beschriebenen
Einrichtung entwickelt werden.
Die Signale ID nd QD, also die Farbart-Differenzsignale aus
den Seitenfeldern, die durch Subtraktion gemittelter
Seitenfeld-Farbartinformation IA und QA von der originalen
Farbartinformation erhalten wurden, modulieren schließlich
einen zusätzlichen Hilfsträger. Die gemittelten Farbartkompo
nenten IA und QA werden nach Impulsformung im Multiplex
vereinigt und in die sogenannte "hintere Schwarzschulter" des
Horizontalaustastintervalls eingeblendet, wie es noch
beschrieben wird.
Die Signale YE, IE und QE enthalten die vollständige Mittel
feldinformation und haben dasselbe Format, wie es in der Fig.
3 für das Signal YE gezeigt ist. Das Signal YE wird aus dem
Signal YF′′ kurz gesagt wie folgt abgeleitet: Das Breitbildsi
gnal YF′′ enthält Pixels 1-754, die während des aktiven
Zeilenintervalls des Breitbildsignals erscheinen und sowohl
Seitenfeld- als auch Mittelfeldinformationen enthalten. Die
breitbandige Mittelfeldinformation (Pixels 75-680) wird als
Mittelfeld-Leuchtdichtesignal YC mittels eines Zeit-
Demultiplexverfahrens extrahiert. Das Signal YC wird zeitlich
gedehnt, und zwar um den Mittelfeld-Dehnungsfaktor 1,19 (d. h.
5,0 MHz geteilt durch 4,2 MHz), um das NTSC-kompatible
Mittelfeldsignal YE zu erzeugen. Das Signal YE hat eine NTSC
kompatible Bandbreite (0-4,2 MHz) infolge der zeitlichen
Dehnung um den Faktor 1,19. Das Signal YE belegt das
Bildwiedergabeintervall zwischen dem linken und dem rechten
Horizontal-Überabtastungsbereich. Die Signale IE und QE werden
aus den Signalen IF′′ bzw. QF′′ abgeleitet und in gleichartiger
Weise verarbeitet wie das Signal YE.
Das Signal YO repräsentiert den niedrigfrequenten Anteil (die
"Tiefen") der Leuchtdichteinformation aus den Seitenfeldern,
die in den linken und den rechten Horizontal-Überabtastungsbe
reich eingefügt sind. Die Horizontal-Überabtastungsbereiche
enthalten keine Farbartinformation aus den Seitenfeldern. Das
Signal YO hat das in Fig. 3 gezeigte Format und wird aus dem
Signal YF′′ wie folgt abgeleitet: Das Breitbildsignal YF
enthält linke Seitenfeldinformation in den Pixels 1-84 und
rechte Seitenfeldinformation in den Pixels 671-754. Wie noch
zu erläutern ist, wird das Signal YF′′ tiefpaßgefiltert, um ein
Leuchtdichte-Tiefensignal mit einer Bandbreite von 0-700 KHz
zu erzeugen, aus dem dann mittels eines Zeit-Demultiplexver
fahrens ein linkes und ein rechtes Seitenfeld-Tiefensignal
extrahiert wird (Signal YL′ in Fig. 3). Das Leuchtdichte-
Tiefensignal YL′ wird zeitlich komprimiert, um das Seitenfeld-
Tiefensignal YO mit der komprimierten niedrigfrequenten
Information in den Horizontal-Überabtastungsbereichen zu
erzeugen, die von den Pixels 1-14 und 741-754 belegt werden.
Das komprimierte Seitenfeld-Tiefensignal hat eine proportional
zum Maß der Zeitkompression erhöhte Bandbreite.
Die Signale YE, IE, QE und QO werden durch einen
Seitenfeld/Mittelfeld-Kombinator 28, z. B. einen
Zeitmultiplexer, miteinander kombiniert, um Signale YN, IN und
QN mit einer NTSC-kompatiblen Bandbreite und einem
Bildseitenverhältnis 4 : 3 zu erzeugen. Diese Signale haben die
Form des in Fig. 3 dargestellten Signals YN. Der Kombinator 28
enthält ferner geeignete Signalverzögerungen, um die
Laufzeiten der zu vereinigenden Signale einander anzugleichen.
Solche ausgleichenden Signalverzögerungen befinden sich auch
an anderen Stellen des Systems überall dort, wo es gilt,
Signallaufzeiten anzugleichen.
Ein Modulator 30 herkömmlicher Bauart, ein Bandpaßfilter 32,
ein in horizontaler, vertikaler und temporaler Dimension
filterndes (H-V-T-Filterung) Bandsperrfilter 34 für das
Mittelfeld und ein Kombinator 36 bilden einen verbesserten
NTSC-Signalcodierer 31. Die Farbartsignalkomponenten IN und QN
werden mittels des Modulators 30 einem Hilfsträger SC der
NTSC-Farbhilfsträgerfrequenz von nominell 3,58 MHz aufgeprägt,
um ein moduliertes Signal CN zu erzeugen. Das modulierte
Signal CN erfährt eine Bandpaßfilterung in der vertikalen (V)
und in der temporalen (T) Dimension mittels eines "V-T-
Filters" 32, das Übersprech-Artefakte im Zeilensprung-
Farbartsignal entfernt, bevor dieses Signal als Signal CP auf
einen Farbartsignaleingang des Kombinators 36 gegeben wird.
Das Leuchtdichtesignal YN erfährt eine Bandsperrfilterung in
horizontaler (H), vertikaler (V) und temporaler (T) Dimension
mittels des dreidimensionalen H-V-T-Bandsperrfilters 34, bevor
es als Signal YP an einen Leuchtdichteeingang des Kombinators
36 gelegt wird. Das Filter 34 bewirkt eine Bandsperrfilterung
nur für das Mittelfeld. Die Filterung des Leuchtdichtesignals
YN und der Farbdifferenzkomponenten IN und QN soll
sicherstellen, daß nach der anschließenden NTSC-Codierung das
Übersprechen zwischen Leuchtdichte und Farbart wesentlich
reduziert ist.
Das H-V-T-Bandsperrfilter 34 in Fig. 1a entfernt die Frequenz
komponenten sich aufwärts bewegender Diagonalen aus dem
Leuchtdichtesignal YN. Diese Frequenzkomponenten sind in ihrem
Erscheinungsbild ähnlich wie Komponenten des Farbhilfsträgers
und werden entfernt, um eine Lücke im Frequenzspektrum
herzustellen, wo modulierte Farbartinformation eingefügt wird.
Die Wegnahme der Frequenzkomponenten aufwärts bewegter
Diagonalen aus dem Leuchtdichtesignal YN verschlechtert ein
wiedergegebenes Bild nicht sichtbar, denn es wurde
festgestellt, daß das menschliche Auge praktisch unempfindlich
für solche Frequenzkomponenten ist. Das Filter 34 hat eine
Grenzfrequenz von ungefähr 1,5 MHz, um die Vertikaldetailin
formation in der Leuchtdichte nicht zu beeinträchtigen.
Der Kombinator 36 liefert an seinem Ausgang ein
Mittelfeld/Seitenfeld-Tiefensignal C/SL, das wiederzugebende
NTSC-kompatible Information enthält, die aus dem Mittelfeld
des Breitbildsignals abgeleitet worden ist, sowie komprimierte
Leuchtdichte-Tiefen, die aus dem linken und dem rechten
Seitenfeld des Breitbildsignals stammen und sich nun in den
linken und rechten Horizontal-Überabtastungsbereichen
befinden, wo sie bei der Wiedergabe auf einem NTSC-Empfänger
nicht zu sehen sind. Die komprimierten Seitenfeld-Tiefen im
Überabtastungsbereich bilden den einen Bestandteil der
Seitenfeldinformation für eine Breitbildwiedergabe. Die
anderen Bestandteile, nämlich die Seitenfeld-Höhen YH und die
Farbart-Differenzinformation ID und QD der Seitenfelder,
werden durch die Verarbeitungseinheit 18 entwickelt, wie es
weiter unten erläutert wird. Die Signale YH, ID und QD sind in
der Fig. 4 dargestellt.
Der zum Mittelfeld gehörende Teil des Signals C/SL wird in der
Intravollbild-Mittelungsschaltung 38 verarbeitet, um ein
Signal N zu erzeugen, das auf einen Eingang eines Addierers 40
gegeben wird. Das intravollbildgemittelte Signal N ist im
wesentlichen identisch mit dem Signal C/SL wegen der guten
räumlichen Intravollbild-Korrelation der Information des
Signals C/SL. Die Mittelungsschaltung 38 mittelt das Signal
C/SL oberhalb ungefähr 1,5 MHz und hilft, vertikales
temporales Übersprechen zwischen dem Hauptsignal und den
Zusatzsignalen zu reduzieren oder zu eliminieren. Der Hochpaß-
Frequenzbereich von 1,5 MHz und darüber, in welchem die
Intravollbild-Mittelungsschaltung 38 arbeitet, wurde deswegen
gewählt, damit eine vollständige Intravollbild-Mittelung für
Informationen bei 2 MHz und darüber stattfindet, um zu
verhindern, daß Vertikaldetailinformation der Leuchtdichte
durch den Prozeß der Intravollbild-Mittelung beeinträchtigt
wird. Horizontal-Übersprechen wird eliminiert durch ein 200-
KHz-Sicherheitsband zwischen einem Filter, das zur
Intravollbild-Mittelungsschaltung 38 im Codierer 31 gehört,
und einem Filter, das zu einer Intravollbild-Mittelungs- und
Differenzbildungseinheit im Decodierer nach Fig. 7 gehört. Es
ist nicht nötig, daß die Einheiten 34 und 38 eine Filterung in
den Horizontal-Überabtastungsbereichen bewirken, da in diesen
Bereichen keine Seitenfeld-Farbartinformation übertragen wird.
Somit wird hinsichtlich der Leuchtdichte die Wiedergabe von
Bewegungen in den Seitenfeldern nicht durch filternde
Wirkungen der Einheiten 34 und 38 verschlechtert.
Die Seitenfeldsignale ID, QD und YH werden mit Hilfe eines
NTSC-Codierers 60, der dem Codierer 31 ähnlich ist, in das
NTSC-Format gebracht. Im einzelnen enthält der Codierer 60
eine Einrichtung zur Quadraturmodulation der Farbart-
Differenzinformation ID und QD der Seitenfelder auf die Höhen
YH der Seitenfeld-Leuchtdichteinformation bei 3,58 MHz, um ein
Signal NTSCH zu erzeugen, welches die Höhen der Seitenfeldin
formation im NTSC-Format darstellt. Dieses Signal ist in Fig.
5 gezeigt.
Das Signal NTSCH wird in einer Einheit 62 zeitlich gedehnt, um
ein gedehntes Seitenfeld-Höhensignal ESH zu erzeugen. Im
einzelnen erfolgt die Dehnung, wie in Fig. 5 gezeigt, durch
einen "Abbildungs"-Prozeß, bei dem die linken Seitenfeldpixels
1-84 des Signals NTSCH auf die Pixelpositionen 15-377 des
Signals ESH abgebildet werden, d. h. die Höhen des linken
Seitenfeldes im Signal NTSCH werden so gedehnt, daß sie die
Hälfte der Zeilenzeit des Signals ESH belegen. Der dem rechten
Seitenfeld zugeordnete Teil (Pixels 671-754) des Signals NTSCH
wird in ähnlicher Weise verarbeitet. Der Zeitdehnungsprozeß
vermindert die horizontale Bandbreite der Information des
Signals ESH (im Vergleich zu derjenigen des Signals NTSCH) um
den Faktor 362/84. Das Signal ESH erfährt eine Intravollbild-
Mittelung in einem Netzwerk 64, um ein Signal X zu erzeugen,
wie in Fig. 5 dargestellt. Dieses intravollbildgemittelte
Signal X ist im wesentlichen identisch mit dem Signal ESH, und
zwar wegen der guten räumlichen Korrelation der Bildinforma
tion des Signals ESH innerhalb des jeweils selben Vollbildes
(Intravollbild-Korrelation). Das Signal X wird auf einen
Signaleingang eines Quadraturmodulators 80 gegeben.
Beim hier beschriebenen System werden die Seitenfeld-
Farbartkomponenten IA und QA schließlich mit den Seitenfeld-
Farbartkomponenten ID und QD kombiniert, nachdem diese Signale
aus den oben beschriebenen Gründen eine Intravollbild-
Mittelung erfahren haben. Die Signale IA und QA werden auch
einer ähnlichen Intravollbild-Mittelung (zeitliche oder
"temporale" Filterung) unterworfen, um die Wahrscheinlichkeit
zu vermindern oder ganz auszuschalten, daß bei der Kombination
der Signale IA, QA und ID, QD ein Farbflimmern entlang
Farbrändern entsteht. So werden die Komponenten IA und QA
jeweils einer Intravollbild-Mittelung in einer jeweils
zugeordneten Einheit 20a bzw. 20b unterworfen. Die Signale ID
und QD erfahren eine zweimalige Intravollbild-Mittelung,
einmal in der Einheit 20a bzw. 20b und zum anderen in der
Einheit 64. Eine solche sequentielle Intravollbild-Mittelung
hat die gleiche Filterungswirkung wie wenn man ein gegebenes
Signal einer einmaligen Intravollbild-Mittelung unterwirft.
Das Signal YF′ wird außerdem durch ein Horizontal-
Bandpaßfilter 70 mit einer Bandbreite von 5 bis 6,0 MHz
gefiltert. Das Ausgangssignal des Filters 70, horizontale
Leuchtdichte-Höhen enthaltend, wird an einen Amplitudenmodula
tor 72 gelegt, wo es die Amplitude eines 5-MHz-Trägersignals
fc moduliert. Der Modulator 72 enthält ausgangsseitig ein
Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von ungefähr 1,0 MHz, um
am Ausgang des Modulators 72 ein Signal im Bandbereich 0-1,0 MHz
zu erhalten. Die anderen Ausgangskomponenten des
Modulationsprozesses (5,0-6,0 MHz und 10,0-11,0 MHz) werden
durch Tiefpaßfilterung entfernt. Effektiv werden die
horizontalen Leuchtdichte-Höhen im Bereich von 5,0 MHz bis 6,0 MHz
durch den Amplitudenmodulationsprozeß und die
anschließende Tiefpaßfilterung in den Frequenzbereich 0-1,0 MHz
verschoben.
Das frequenzverschobene Signal der horizontalen Leuchtdichte-
Höhen aus der Einheit 72 wird mittels eines Bildformat-
Codierers 74 codiert, um es in räumliche Korrelation mit dem
Hauptsignal C/SL zu bringen. Der Codierer 74 ist ähnlich den
formatcodierenden Netzwerken in den Einheiten 18 und 28, um
die Mittelfeldinformation zu dehnen, so daß die frequenzver
schobenen horizontalen Leuchtdichte-Höhen in ein 4 : 3-
Standardformat gebracht werden. Wenn das Eingangssignal des
Codierers 74 zeitlich gedehnt ist, vermindert sich seine
Bandbreite von 1,2 MHz auf etwa 1,0 MHz, und das Ausgangssi
gnal des Codierers 74 kommt in räumliche Korrelation mit dem
Hauptsignal. Die Seitenfeldinformation wird innerhalb der
Einheit 72 auf 170 KHz tiefpaßgefiltert, bevor sie im Codierer
74 zeitlich komprimiert wird. Das Signal vom Codierer 74
erfährt eine Intravollbild-Mittelung, bevor es als Signal Z
auf die Einheit 80 gegeben wird. Das intravollbildgemittelte
Signal Z ist im wesentlichen identisch mit dem Signal vom
Codierer 74 wegen der guten räumlichen Korrelation der
Bildinformation innerhalb jeweils eines Vollbildes des vom
Codierer 74 kommenden Signals. Die Modulationssignale X und Z
haben im wesentlichen die gleiche Bandbreite, ungefähr von
0 MHz bis 1,1 MHz.
Die Einheit 80 führt an großen Amplitudenausschlägen der
beiden Zusatzsignale X und Z eine nichtlineare Gammafunktions-
Amplitudenpressung durch, bevor diese Signale in Quadraturmo
dulation dem zusätzlichen Hilfsträger ASC aufgeprägt werden.
Die amplitudengepreßten Signale werden dann in
Quadraturmodulation einem phasengesteuerten 3,1075-MHz-
Hilfsträger aufgeprägt, dessen Frequenz ein ungerades
Vielfaches der halben Horizontalzeilenfrequenz ist (395×H/2).
Die Phase des zusätzlichen Hilfsträgers kehrt sich jeweils
zwischen einzelnen Teilbildern (262H) um, anders als die Phase
eines herkömmlichen Farbhilfsträgers. Die teilbildweise
wechselnde Phase des zusätzlichen Hilfsträgers erlaubt es, daß
sich die modulierende Information der Zusatzsignale X und Z
mit der Farbartinformation überlappen kann, und erleichtert
die Abtrennung der Zusatzinformation unter Verwendung eines
relativ unkomplizierten Teilbildspeichers im Empfänger. Das
quadraturmodulierte Signal M wird im Addierer 40 mit dem
Signal N addiert.
Das Signal CA, welches repräsentativ für verarbeitete Farbart-
Mittelwertinformation der Seitenfelder ist, wird in die
hintere Schwarzschulter des Horizontalaustastintervalls des
Signals N eingefügt. Das von einem Impulsformer 43 kommende
Signal CA enthält zwei Impulskomponenten, die im Multiplex in
den Bereich der hinteren Schwarzschulter eines jeden
Horizontalaustastintervalls eingesetzt werden. Für eine
gegebene Horizontalzeile stellt einer der Impulse die
gemittelte I-Komponente der Farbartinformation des linken
Seitenfeldes dar, und der andere Impuls stellt die gemittelte
Q-Komponente der Farbinformation des linken Seitenfeldes dar.
Im nächsten Horizontalaustastintervall stellt einer der
Impulse die gemittelte I-Komponente des rechten Seitenfeldes
und der andere Impuls die gemittelte Q-Komponente des rechten
Seitenfeldes dar. Somit wird während der hinteren
Schwarzschultern abwechselnder Zeilen die Farbart-
Mittelwertinformation abwechselnd des linken und des rechten
Seitenfeldes gesendet.
Das mit NTSCF bezeichnete Ausgangssignal des Addierers 40 ist
ein NTSC-kompatibles 4,2-MHz-Signal. Die Komponenten 2 und 3
des Signals NTSCF werden zeitlich leicht komprimiert, um diese
Komponenten in räumlicher Hinsicht mit dem Mittelfeld-Teil der
Komponente 1 auszurichten, wie in der Fig. 1 gezeigt. Die
einzige Bildinformation in den Horizontal-Überabtastungsberei
chen ist die zeitlich komprimierte Information der Seitenfeld-
Tiefen. Somit braucht während der Zeiten der Horizontal-
Überabtastungsbereiche keine Intravollbild-Mittelung
vorgenommen zu werden, so daß die diagonale Auflösung der
niedrigfrequenten Seitenfeld-Leuchtdichteinformation nicht
verschlechtert wird.
Das Leuchtdichte-Helfersignal YT hat eine Bandbreite von 7,16 MHz
und wird mittels eines Bildformat-Codierers 78 auf das
4 : 3-Bildformat codiert (in der gleichen Weise, wie es der
Codierer 74 tut) und erfährt anschließend in einem Filter 79
eine horizontale Tiefpaßfilterung auf 750 KHz, um ein Signal
YTN zu erzeugen. Die Seitenfeldteile werden vor ihrer
zeitlichen Komprimierung auf 125 KHz tiefpaßgefiltert, was in
einem eingangsseitigen Tiefpaßfilter des Bildformat-Codierers
78 geschieht. Die Höhen der Seitenfeldteile werden
unterdrückt. Somit ist das Signal YTN räumlich korreliert mit
dem Hauptsignal C/SL.
Die Signale YTN und NTSCF werden mit Hilfe von D/A-Wandlern 53
und 54 aus ihrer (binären) Digitalform in Analogform
umgewandelt, bevor sie auf einen HF-Quadraturmodulator 57
gegeben werden, um sie einem Fernseh-HF-Trägersignal
aufzumodulieren. Das HF-modulierte Signal wird anschließend
auf einen Sender 55 gegeben, um es über eine Antenne 56
abzustrahlen.
Die auf diese Weise in der Einheit 80 durchgeführte Quadratur
modulation gestattet in vorteilhafter Weise die gleichzeitige
Übertragung zweier schmalbandiger Signale. Die zeitliche-
Dehnung und Modulation hochfrequenter Signale führt zu einer
Verminderung der Bandbreite, entsprechend den Schmalband-
Erfordernissen einer Quadraturmodulation. Je mehr die
Bandbreite vermindert ist, desto weniger wahrscheinlich ist
es, daß Störungen zwischen Träger und Modulationssignalen
auftreten. Außerdem wird die typischerweise mit hoher Energie
auftretende Gleichstromkomponente der Seitenfeldinformtion in
den Überabtastungsbereich gepreßt und nicht als modulierendes
Signal verwendet. Ferner wird die relativ hohe Energie, die in
der gemittelten Seitenfeld-Farbartinformation enthalten ist,
während der hinteren Schwarzschulter eines jeden
Horizontalaustastintervalls übertragen. Die aus
Seitenfeldinformation bestehende Modulationskomponente des
zusätzlichen Hilfsträgers enthält nur hochfrequente
Seitenfeld-Leuchtdichteinformation und diejenige Information,
die repräsentativ für die Differenz zwischen der originalen
Seitenfeld-Farbartinformation und dem Mittel der Seitenfeld-
Farbartinformation ist. Somit ist die Energie des
modulierenden Signals und deswegen die damit verbundene
Störung sehr verringert.
Das codierte und über die Antenne 56 abgestrahlte NTSC
kompatible Breitbildsignal soll sowohl von NTSC-Empfängern als
auch von Breitbildempfängern empfangen werden können, wie es
die Fig. 7 zeigt. Dort wird ein kompatibles Breitbild-
Fernsehsignal mit erweiterter Auflösung und im Zeilensprung
format an einer Antenne 710 aufgefangen und dem Antennenein
gang eines NTSC-Empfängers 712 zugeführt. Der Empfänger 712
verarbeitet das kompatible Breitbildsignal in normaler Weise,
um ein Bild mit dem Seitenverhältnis 4 : 3 wiederzugeben, wobei
die Leuchtdichteinformation der Seitenfelder zum Teil (d. h.
die "tiefen") in die Horizontal-Überabtastungsbereiche
außerhalb der Sicht des Betrachters gepreßt sind und zum Teil
(d. h. die "Höhen") in der Modulation des zusätzlichen
Hilfsträgers enthalten sind, wo sie den Betrieb des Standard-
Empfängers nicht zerreißen.
Das an der Antenne 710 aufgefangene kompatible Breitbildsignal
erweiterter Auflösung (EDTV-Breitbildsignal) wird außerdem auf
einen mit progressiver Abtastung arbeitenden Breitbildempfän
ger gegeben, der ein Bild mit einem großen Seitenverhältnis
von z. B. 5 : 3 wiedergeben kann. Das empfangene Breitbildsignal
erfährt eine erste Verarbeitung in einer Eingangseinheit 722,
die einen HF-Tuner und Verstärkerschaltungen, einen ein
Basisband-Videosignal erzeugenden Video-Synchrondemodulator
(einen Quadratur-Demodulator) und Analog/Digital-Wandlerschal
tungen (A/D-Wandler) enthält, um ein Basisband-Videosignal
(NTSCF) in Binärform zu erzeugen. Die A/D-Wandler arbeiten mit
einer Probenabfrage-Rate gleich dem Vierfachen der
Farbhilfsträgerfrequenz (4×fsc) .
Das Signal NTSCF wird einer Intravollbild-Mittelungs- und
Differenzbildungseinheit 724 zugeführt, in welcher in einem
Frequenzbereich oberhalb 1,7 MHz Mittelwerte (additive
Vereinigung) und Differenzwerte (subtraktive Vereinigung) von
Bildzeilen erzeugt werden, die innerhalb des jeweils
betreffenden Vollbildes um 262 H auseinanderliegen, um so das
Hauptsignal N und das quadraturmodulierte Signal M praktisch
frei von vertikalem und temporalem Übersprechen (V-T-
Übersprechen) wiederzugewinnen. Zwischen der bei 1,7 MHz
liegenden unteren Grenze der Betriebsfrequenz der Einheit 724
und der bei 1,5 MHz liegenden unteren Grenze der
Betriebsfrequenz der Einheit 38 im Codierer nach Fig. 1a
befindet sich ein 200 KHz breites Sicherheitsband gegen
horizontales Übersprechen. Das wiedergewonnene Signal N
enthält Informationen, die hinsichtlich der Sichtbarkeit
praktisch identisch mit der Bildinformation des Hauptsignals
C/SL sind, und zwar wegen der guten sichtbaren (räumlichen)
Korrelation innerhalb des jeweiligen Vollbildes des Original-
Hauptsignals C/SL, das die Vollbild-Mittelung im Codierer nach
Fig. 1a erfahren hat.
Das Signal M wird auf eine Quadraturdemodulator- und
Amplitudendehnungseinheit 726 gegeben, um die Zusatzsignale X
und Z mit Hilfe eines zusätzlichen Hilfsträgers ASC zu
demodulieren, dessen Phase von Teilbild zu Teilbild wechselt,
ähnlich wie bei dem in Verbindung mit Fig. 1a beschriebenen
Hilfsträgersignal ASC. Die demodulierten Signale X und Z
enthalten Informationen, die, was die Sichtbarkeit angeht, im
wesentlichen identisch mit der Bildinformation des Signals ESH
bzw. des Ausgangssignals der Einheit 74 in Fig. 1a sind, und
zwar wegen der guten Korrelation sichtbarer Informationen
innerhalb jeweils eines Vollbildes in diesen Signalen, die
eine Intravollbild-Mittelung im Codierer der Fig. 1a erfahren
haben. Die Einheit 726 enthält außerdem ein 1,5-MHz-
Tiefpaßfilter, um unerwünschte hochfrequente Demodulationspro
dukte der zweifachen Frequenz des zusätzlichen Hilfsträgers zu
entfernen, und eine Amplitudendehnungsschaltung, um die (zuvor
gepreßten) demodulierten Signale unter Verwendung einer
Gammafunktion zu dehnen, die das Inverse der von der Einheit
80 in Fig. 1a benutzten nichtlinearen Kompressionsfunktion
ist.
Eine Einheit 728 bewirkt eine zeitliche Komprimierung der
codierten Seitenfeldkomponenten, so daß sie wieder ihre
ursprünglichen Zeitschlitze belegen, wodurch das Signal NTSCH
wiedererhalten wird. Die Einheit 728 komprimiert das Signal
NTSCH zeitlich um das gleiche Maß, um welches die Einheit 62
in Fig. 1a das Signal NTSCH zeitlich gedehnt hat.
Ein Decodierer 730 decodiert das die horizontal-hochfrequenten
Anteile der Leuchtdichte (Y-Höhen) enthaltende Signal Z in das
Breitbildformat. Die Seitenfeldinformation wird zeitlich
gedehnt (um das gleiche Maß, um welches der Codierer nach Fig.
1a die Seitenfeldinformation zeitlich komprimiert hat), und
die Mittelfeldinformation wird zeitlich komprimiert (um das
gleiche Maß, wie sie im Codierer nach Fig. 1a zeitlich gedehnt
worden ist). Die Seitenfelder werden unter Bildung eines 10
Pixels breiten Überlappungsbereichs zusammengefügt.
Ein Modulator 732 gibt das Signal vom Decodierer 730 in
Amplitudenmodulation auf einen 5,0-MHz-Träger fc. Das
amplitudenmodulierte Signal wird anschließend in einem Filter
734 mit einer Grenzfrequenz von 5,0 MHz hochpaßgefiltert, um
das untere Seitenband zu unterdrücken. Im Ausgangssignal des
Filters finden sich die Frequenzen der Mittelfeldinformation
von 5,0 bis 6,0 MHz- Das vom Filter 734 gelieferte Signal wird
auf einen Addierer 736 gegeben. Das Signal NTSCH vom
Zeitpresser 728 wird einem Leuchtdichte/Farbart-Separator 740
angelegt, um die Seitenfeld-Leuchtdichteinformation von der
Seitenfeld-Farbartinformation zu trennen, um das Signal YH der
Leuchtdichte-Höhen der Seitenfelder und die Farbart-
Differenzsignale ID und QD der Seitenfelder zu erhalten. Das
Signal N von der Einheit 724 wird in einem Leucht
dichte/Farbart-Separator 742 in seine Leuchtdichte- und
Farbart-Komponenten YN, IN und QN getrennt. Der Separator 742
kann ähnlich dem Separator 740 ausgebildet sein. Die Signale
YH, ID, QD und YN, IN, QN werden auf die Eingänge eines Y-I-Q-
Bildformatdecoders 744 gegeben, der die Leuchtdichte- und
Farbartkomponenten auf das Breitbildformat bringt. Der Decoder
744 empfängt außerdem das Signal NTSCF vom Ausgang der Einheit
722 über ein laufzeitausgleichendes Verzögerungsnetzwerk 727.
Dieses Signal enthält die gemittelte Seitenfeld-Farbartinfor
mation. In der Schaltung 744 werden die Tiefen der Seitenfeld-
Leuchtdichteinformation zeitlich gedehnt, die Mittelfeldinfor
mation wird zeitlich komprimiert, und die Höhen der
Seitenfeld-Leuchtdichteinformation und die Seitenfeld-
Farbartinformation werden mit den Tiefen der Seitenfeld-
Leuchtdichteinformation addiert, und die Seitenfelder werden
mit dem Mittelfeld in den 10 Pixel breiten Überlappungsberei
chen zusammengefügt. Einzelheiten des Decoders 744 sind in der
Fig. 10 dargestellt.
Das Signal YF′ wird auf einen Addierer 736 gegeben, wo es mit
dem vom Filter 734 kommenden Signal summiert wird. Durch
diesen Vorgang wird wiedergewonnene Information der erweitert
hochfrequenten Horizontaldetails der Leuchtdichte mit dem
decodierten Leuchtdichtesignal YF′ addiert.
Die Signale YF′ IF′ und QF′ werden mit Hilfe von Abtastformat-
Wandlern 750, 752 und 754 aus dem Zeilensprung-Abtastformat in
das Format progressiver Abtastung umgewandelt. Der
Abtastformat-Wandler 750 für die Leuchtdichte spricht außerdem
auf das "Helfer"-Leuchtdichtesignal YT aus dem Bildformat-
Decoder 760 an, der das codierte "Helfersignal" YTN decodiert.
Der Decoder 760 decodiert das Signal YTN in das
Breitbildformat.
Die Abtastformat-Wandler 752 und 754 für die I- bzw. Q-
Komponente bringen die Zeilensprungsignale in das Format
progressiver Abtastung, indem sie "temporale" Mittelwerte von
Zeilen bilden, die um ein Vollbild auseinanderliegen, um so
die Information für die jeweils fehlende Zeile der
progressiven Abtastung zu erhalten. Dies kann mit Hilfe einer
Einrichtung geschehen, wie sie in der der US-Patentschrift
48 55 811 gezeigt ist. Der Abtastformat-Wandler 750 für die
Leuchtdichte ist ähnlich, nur daß das Signal YT mit dem Signal
X addiert wird, das von einem Doppelanschluß-Speicher
empfangen wird. In dieser Einheit wird eine Abfrageprobe des
"Helfersignals" YT zu einem temporalen Mittelwert addiert, um
bei der Rekonstruktion eines fehlenden Pixels der progressiven
Abtastung zu helfen. Die vollständigen temporalen Details
finden sich innerhalb des Bandes der Horizontalfrequenzen
wieder, das im codierten Zeilendifferenzsignal (750 KHz, nach
der Codierung) enthalten ist. Oberhalb dieses Bandes von
Horizontalfrequenzen ist das Signal YT gleich Null, so daß das
fehlende Pixel durch temporale Mittelung rekonstruiert wird.
Die nun im Format progressiver Abtastung vorliegenden
Breitbildsignale YF, IF und QF werden mittels eines D/A-
Wandlers 762 in Analogform gebracht, bevor sie einer
Videosignalprozessor- und Matrixverstärker-Einheit 764
zugeführt werden. Der Videosignalprozessor in der Einheit 764
enthält Schaltungen zur Signalverstärkung, Verschiebung des
Gleichstrompegels, Versteilerung, Helligkeitsregelung,
Kontrastregelung und andere übliche Videosignalbehandlungen.
Ein Matrixverstärker in der Einheit 764 kombiniert das
Leuchtdichtesignal YF mit den Farbdifferenzsignalen IF und QF,
um die Videofarbsignale R, G und B zu erzeugen. Diese
Farbsignale werden in der Einheit 764 durch Treiberverstärker
auf einen Pegel verstärkt, der sich zur direkten Ansteuerung
einer farbtüchtigen Breitbild-Wiedergabeeinrichtung 770 wie
z. B. einer "Breitwand"-Bildröhre eignet.
Die Fig. 6 zeigt eine in der Einheit 18 der Fig. 1a enthaltene
Einrichtung zur Erzeugung der Farbartsignale IE, ID, QD und
IA, QA. Die Fig. 6 zeigt ferner ein signalformendes Netzwerk
43 zur Erzeugung des Farbart-Mittelwertsignals CA der
Seitenfelder. Ein Eingangsteil der Einrichtung nach Fig. 6 ist
ein Netzwerk zur Verarbeitung des Signals IF′′, um
Ausgangssignale IE, ID und eine verarbeitete Version des
Signals IA zum Anlegen an den Impulsformer 43 zu erzeugen.
Eine ähnliche Einrichtung, die auf das Signal QF′′ anspricht,
kann dazu verwendet werden, um entsprechende Signale QE, QD
und QA zu erzeugen.
Das Signal IF′′ wird an ein Eingangsnetzwerk gelegt, welches
IH-Verzögerungsglieder 610 und 620 enthält. Eine Bildzeile,
die als jeweils "laufende" bezeichnet sei, erscheint am
Ausgang des Verzögerungsgliedes 610, und die jeweils
vorangehende und jeweils nachfolgende Zeile erscheint am
Ausgang des Verzögerungsgliedes 620 bzw. am Eingang des
Verzögerungsgliedes 610. Das Signal IF′′ vom Ausgang des
Verzögerungsgliedes 610 wird über eine laufzeitausgleichende
Verzögerungseinrichtung 626 auf einen Demultiplexer 630
gegeben, der die Mittelfeldinformation als Signal IC
extrahiert, und dieses Signal wird in einem Netzwerk 631
zeitlich gedehnt, um die Mittelfeldkomponente IE zu erzeugen.
Ein Umschalter 615, der synchron mit der Horizontalzeilenfre
quenz betrieben wird, schaltet zwischen der vorangehenden
Zeile und der nachfolgenden Zeile um. Der Umschalter 615
wechselt seine Position in der Mitte einer jeden Zeile, um
eine in Vertikalrichtung gemittelte Version benachbarter
Zeilen zu erhalten, indem jeweils zwei Zeilen paarweise
zusammen mittels eines Addierers 618 kombiniert werden. Das
vertikal gemittelte Signal vom Addierer 618 wird in einem
Netzwerk 619 mit einem Faktor von 1/2 multiliziert. Das so
gewichtete Signal vom Netzwerk 619 wird auf eine Einheit 622
gegeben, die ein Ausgangssignal IA liefert, welches horizontal
gemittelte Information des linken Seitenfeldes und horizontal
gemittelte Information des rechten Seitenfeldes enthält. Das
heißt, die Einheit 622 erzeugt als Signal IA zwei Mittelwert
signale pro Zeile. Die gemittelte Seitenfeld-Farbartinforma
tion von der Einheit 622 wird von dem die ursprüngliche
(originale) I-Komponente der Farbartinformation enthaltenden
Signal IF′′ in einer subtraktiven Vereinigungsschaltung 624
kombiniert, um ein ausgangsseitiges Farbart-Differenzsignal ID
zu erzeugen. Dieses Signal wird in einem Mittel
feld/Seitenfeld-Demultiplexer 632 demultiplexiert, um ein
Signal ID mit getrennten linken und rechten Seitenfeldkompo
nenten zu erhalten, deren jede die Differenz zwischen
originalen I-Farbartkomponenten und der gemittelten
Seitenfeld-Farbartinformation beinhaltet.
Das Mittelwertsignal IA der Seitenfeld-Farbartinformation von
der Einheit 622 wird in eine linke und eine rechte gemittelte
Seitenfeld-Farbartkomponente IAL bzw. IAR demultiplexiert, was
mit Hilfe eines jeweils zugeordneten Mittelfld/Seitenfeld-
Demultiplexers 634 bzw. 635 geschieht. Die Signalkomponente
IAL wird durch eine Einblend- oder "Mapper"-Vorrichtung 638 an
eine vorbestimmte Stelle des Intervalls der hinteren
Horizontal-Schwarzschulter des Videosignals "abgebildet". Die
Signalkomponente IAR wird durch einen "Mapper" 639 an eine
entsprechende Stelle in der nächsten Bildzeile abgebildet. Die
Ausgangssignale der Mapper 638 und 639 werden durch einen mit
Horizontalfrequenz arbeitenden Umschalter 640 jeweils
selektiert. Das vom Umschalter 640 gelieferte Signal IA, das
die Mittelwert-Komponenten IAL und IAR aus dem linken und
rechten Seitenfeld enthält, wie sie durch die daneben
eingezeichnete Wellenform dargestellt sind, wird auf den
Impulsformer 43 gegeben, um aus dem Ausgangssignal des
Umschalters eine Impulswellenform zu bilden.
Der Impulsformer 43 enthält Signalmultiplizierer 642 und 644
und einen Addierer 646, der die Ausgangssignale der
Multiplizierer summiert. Der Multiplizierer 642 spricht auf
eine erste Folge von Referenzimpulsen P1 an, bestehend aus
periodischen Impulsen vorgeschriebener Amplitude, Dauer und
Anstiegszeit. Der Multiplizierer 644 spricht auf eine zweite
Folge P2 von Referenzimpulsen an, bestehend aus periodischen
Impulsen mit der gleichen Amplitude und Dauer. Die Impulse P1
und P2 sind zeitlich zueinander versetzt, d. h. die Impulse P2
erscheinen etwas später als die Impulse P1, wie in Fig. 9
dargestellt. Der Multiplizierer 642 spricht außerdem auf das
Signal IA vom Umschalter 640 an, und der Multiplizierer 644
spricht außerdem auf ein zugeordnetes Signal QA an, das von
einem QF′′-Prozessor (nicht dargestellt) kommt.
Die Ausgangssignale der Multiplizierer 642 und 644 werden in
einem Addierer 646 kombiniert, um das Signal CA zu bilden,
welches gemittelte I- und Q-Komponenten der Farbartinformation
aus den Seitenfeldern enthält. Das Signal CA liefert die
Impulskomponenten IAL und QAL des linken Seitenfeldes in den
ungeraden Horizontalzeilen und die Impulskomponenten IAR QAR
des rechten Seitenfeldes in geraden Horizontalzeilen, wie es
mit der Wellenform gezeigt ist. Es ist auch ein anderes
Vorgehen möglich. So können z. B. die Impulskomponenten IAL,
QAL, IAR und QAR nacheinander während eines gegebenen
Austastintervalls gesendet werden, oder die besagten
Komponenten können getrennt in vier aufeinanderfolgenden
Zeilen gesendet werden, oder die Information des linken
Seitenfeldes kann während gerader Teilbilder und die
Information des rechten Seitenfeldes während ungerader
Teilbilder gesendet werden.
Die Fig. 8 zeigt die Einfügung der Komponenten IA und QA nach
dem Intervall des Farbsynchronimpulses (Farbburst) innerhalb
der hinteren Schwarzschulter eines gegebenen Horizontal
austastintervalls (TB) zwischen den Bildintervallen (TI). Die
Referenzimpulse P1 und P2 sind in der Fig. 9 gezeigt. Die
Anstiegszeiten der Impulse P1 und P2 und damit auch der
Impulse IA und QA sind so bemessen, daß ein Überschwingen
ausgeschlossen wird, wenn die Impulse IA und QA durch
Analogfilter im HF-Sendeteil des Codiersystems nach Fig. 1a
laufen. Die Impulse IA und QA sind überlappend angeordnet, um
Platz innerhalb des Intervalls der hinteren Schwarzschulter zu
sparen, und sie haben einen gemeinsamen Überkreuzungspunkt
(zwischen den Impulsspitzen) bei einer Amplitude von ungefähr
dem 0,7-fachen der Spitzenamplitude. Die Impulse können einen
positiven Amplitudenausschlag bis auf etwa 100 IRE in der
Weißrichtung haben und sollten im Sender keine Begrenzung
erfahren. Alternativ können die Impulse auch in negativer
Richtung auf -20 IRE ausschlagen.
Der Betrag eines jeden der Impulse IA und QA stellt jeweils
eine einmalige Schätzgröße des Mittelwertes der I- bzw. Q-
Komponente der Farbartinformation aus den Seitenfeldern dar,
der den größten Teil der Energie der Seitenfeld-Farbartinfor
mation beinhaltet. Beim hier beschriebenen Beispiel wird der
Mittelwert für das gesamte Spektrum der Farbartenergie
gleichmäßig gewichtet. Es kann jedoch auch eine vorbestimmte
ungleichmäßige Mittelwert-Gewichtung erfolgen, je nach den
Erfordernissen des jeweils speziell verwendeten Systems.
Die Verwendung von Seitenfeld-Farbartmittelwerten hoher
Energie in der beschriebenen Weise ist vorteilhafter als eine
Filterung, um niedrigfrequente Information hoher Energie zur
getrennten Verarbeitung zu extrahieren. Der Mittelungsprozeß
ist weniger kompliziert und billiger, er vermeidet auch
unerwünschte Auswirkungen einer Filterung wie Schwingerschei
nungen, Phasenverschiebungen und Zeitverzögerungen, die
korrigiert oder kompensiert werden müßten. Die Mittelwertin
formation IA und QA der Farbartkomponenten aus den
Seitenfeldern wird vorzugsweise während eines Intervalls
übertragen, das normalerweise vom Betrachter nicht zu sehen
ist, z. B. im Vertikalaustastintervall oder in der vorderen
oder hinteren Schwarzschulter des Horizontalaustastintervalls.
Die Fig. 6a zeigt eine Einrichtung, die mit der Anordnung nach
Fig. 6 verwendet werden kann, um die Rauschfestigkeit zu
verbessern. Im einzelnen wird das Signal vom Netzwerk 622 in
einem Multiplizierer 650 um den Faktor 2 verstärkt und in
einem Netzwerk 652 amplitudenbeschnitten bzw. begrenzt, um den
Rauschabstand des vom Netzwerk 622 kommenden Signals zu
verbessern. Anschließend wird dieses Signal den Multiplexern
634 und 635 zugeführt, es wird auch auf die Subtrahierschal
tung 624 gegeben, nachdem es in einem Multilizierer 654 in
seiner Amplitude um einen Faktor 1/2 verändert worden ist, um
die vom Multiplizierer 650 vorher bewirkte Verstärkung zu
kompensieren.
Die Fig. 10 zeigt Einzelheiten des in Fig. 7 dargestellten
Separators 744. Die Signale YN, IN und QN werden mit Hilfe
eines Demultiplexers 1040 in zeitlich gedehnte
Mittelfeldsignale YE, IE und QE getrennt. Diese Signale werden
in einem Zeitpresser 1044 um einen Mittelfeld-Kompressionsfak
tor (entsprechend dem Mittelfeld-Dehnungsfaktor im Codierer
nach Fig. 1a) komprimiert, um die ursprüngliche räumliche
Beziehung des Mittelfeldes durch die wiederhergestellten
Mittelfeldsignale YC, IC und QC wieder herzustellen.
Das Signal NTSCF wird in einem Demultiplexer 1041 in das die
Seitenfeld-Tiefen enthaltende Signal YO und in die
imulsförmigen Mittelwertsignale IA und QA der Seitenfeld-
Farbartkomponenten getrennt. Die Wellenformen a, b und c in
Fig. 11 zeigen das Eingangssignal NTSCF und die Ausgangssi
gnale IA und QA der Einrichtung 1041. Wie man an der
Wellenform a sieht, enthält das Eingangssignal NTSCF die
impulsförmige Mittelwertinformation IAL und QAL der
Farbartkomponenten des linken Seitenfeldes in dem Intervall
der hinteren Schwarzschulter einer Zeile, während sich die
impulsförmige Mittelwertinformation IAR und QAR der
Farbartkomponenten des rechten Seitenfeldes im Intervall der
hinteren Schwarzschulter der nächsten Zeile befindet. Bei
dieser Darstellung sind die Impulse IAL, QAL und IAR, QAR mit
unterschiedlichen Amplituden gezeichnet, um anzudeuten, daß
sich die Farbwerte der Seitenfelder voneinander unterscheiden
können. Das Ausgangssignal IA des Demultiplexers 1041 enthält
die impulsförmige Mittelwertinformation der Farbartkomponenten
getrennt für das linke und das rechte Seitenfeld im Abstand
von einem Horizontalzeilenintervall (1H), wie es die
Wellenform b zeigt. Das Ausgangssignal QA des Demultiplexers
1041 ist ähnlich aufgeteilt, wie es die Wellenform c zeigt.
Die ausgangsseitigen Farbartsignale des Demultiplexers 1041
werden an bestimmten Punkten innerhalb der Wellenform
abgefragt und gehalten, wodurch die Signale IA und QA
entstehen. Das Leuchtdichtesignal wird um einen Seitenfeld-
Dehnungsfaktor (entsprechend dem Seitenfeld-Kompressionsfaktor
im Codierer nach Fig. 1a) zeitlich gedehnt und an zugeordneten
Stellen für das linke und das rechte Seitenfeld "abgebildet",
um die ursprüngliche räumliche Beziehung der Y-Seitenfeldkom
ponenten wieder herzustellen. Die Amplitude eines jeden
herausgezogenen Impulses aus dem NTSCF-Signal wird gemessen,
und ein dieser Amplitude entsprechendes Signal erscheint an
den IA- und QA-Ausgängen der Einheit 1042. Dieses Signal wird
für die Dauer einer Horizontalzeilenperiode gehalten. Die
Ausgangssignale IA und QA der Einheit 1042 sind als Wellenform
d bzw. e in der Fig. 11 dargestellt.
Zwei Umschalter 1043 und 1045 werden durch ein Zeilenidentifi
zierungssignal S synchronisiert und sind jeweils einem 1H-
Verzögerungsglied 1047 bzw. 1048 in der gezeigten Weise
zugeordnet. Die Schalter schalten einmal pro Zeile um. Zwei
Horizontalzeilen bilden eine vollständige Schaltperiode. Bei
der in Fig. 11 gezeigten Zeilensequenz führen die Ausgänge der
Umschalter während der ersten Hälfte der Zeile jeweils ein
unverzögertes Signal (IAL und QAL) und während der zweiten
Hälfte der Zeile jeweils ein um 1H verzögertes Signal (IAR und
QAR). In der nächsten Zeile besteht die Impulsinformation des
Signals NTSCF aus den Impulsen IAR und QAR. Die Ausgänge IA
und QA der Einheit 1042 liefern dann also die Information IAR
und QAR. Die Umschalter 1043 und 1045 bleiben für die erste
Hälfte der Zeile in der um 1H "verzögernden" Position und für
die zweite Hälfe der Zeile in der "unverzögernden" Position.
Somit erscheinen die Farbartkomponenten IAL und IAR des linken
und rechten Seitenfeldes, die in aufeinanderfolgenden Zeilen
übertragen wurden, an ihren richtigen räumlichen Positionen in
einer gegebenen Horizontalzeile. Ähnliches gilt für die
Komponenten QAL und QAR. Die Wellenform f in Fig. 11 zeigt das
Ausgangssignal des Umschalters 1043.
Die räumlich wiederhergestellten Seitenfeld-Komponenten YH, ID
und QD werden mit den räumlich wiederhergestellen Seitenfeld-
Komponenten YL, IA und QA von der Einheit 1042 durch einen
Kombinator 1046 kombiniert, um rekonstruierte Seitenfeld-
Signale YS, IS und QS zu erzeugen. Diese Signale werden mit
den rekonstruierten Mittelfeld-Signalen YC, IC und QC durch
eine Fügeeinrichtung 1060 zusammengefügt, um ein vollständig
rekonstruiertes Breitbild-Leuchtdichtesignal YF′ und
vollständig rekonstruierte Breitbild-Farbdifferenzsignale IF′
und QF′ zu bilden. Das Zusammenfügen der Seitenfeld- und
Mittelfeld-Signalkomponenten geschieht unter Überlappung von
Pixels, wodurch vermieden wird, daß ein sichtbarer Saum an den
Grenzen zwischen Mittelfeld und Seitenfeldern erscheint.
Das beschriebene System gleicht dem in der US-Patentschrift
48 55 811 beschriebenen System, abgesehen von denjenigen Dingen,
die in der vorstehend beschriebenen Weise mit der Erzeugung
und Verarbeitung der gemittelten Farbartkomponenten IA, QA und
ID, QD für die Seitenfelder zusammenhängen. Die US-
Patentschrift 48 55 811 offenbart zusätzliche Einzelheiten
vieler Teile des Systems wie z. B. der Leuchtdichte/Farbart-
Separatoren, der Intravollbild-Prozessoren, der mehrdimensio
nalen V-T- und H-V-T-Filter, der Separatoren und Kombinatoren
für die Seitenfeld- und Mittelfeldsignale, der Abbildungsein
richtungen zum Durchführen der zeitlichen Dehnungen und
Komprimierungen und der Einrichtung zum Zusammenfügen der
Mittelfeld- und Seitenfeldinformation.
Claims (24)
1. Anordnung zum Codieren zusätzlicher Information in
einem System zur Verarbeitung eines Videosignals vom Fernseh-
Typ, das eine erste und eine zweite Komponente enthält,
gekennzeichnet durch:
eine Zusatzsignalquelle (16, 17a, 19a, 20a) zur Lieferung eines Zusatzsignals;
eine Differenzbildungseinrichtung (610-624) zur Bildung eines Differenzsignals, welches die Differenz zwischen einem vorbestimmt gewichteten Mittelwert der Information der ersten Komponente und der originalen ersten Komponente darstellt;
eine Modulationseinrichtung zum Modulieren des Zusatzsignals mit dem Differenzsignal.
eine Zusatzsignalquelle (16, 17a, 19a, 20a) zur Lieferung eines Zusatzsignals;
eine Differenzbildungseinrichtung (610-624) zur Bildung eines Differenzsignals, welches die Differenz zwischen einem vorbestimmt gewichteten Mittelwert der Information der ersten Komponente und der originalen ersten Komponente darstellt;
eine Modulationseinrichtung zum Modulieren des Zusatzsignals mit dem Differenzsignal.
2. Anordnung nach Anspruch 1 in einem System zur
Verarbeitung eines Breitbild-Videosignals vom Fernseh-Typ, das
Hauptfeld-Information und Seitenfeld-Information
einschließlich Leuchtdichte- und Farbartkomponenten enthält,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zum Verarbeiten der Hauptfeld- Information und eine Einrichtung zum Verarbeiten der Seitenfeld-Information vorgesehen ist und
daß die Modulationseinrichtung das Zusatzsignal mit einem Differenzsignal moduliert, welches die Differenz zwischen einem vorbestimmt gewichteten Mittelwert der Seitenfeld- Farbartinformation und der originalen Seitenfeld- Farbartinformation darstellt.
daß eine Einrichtung zum Verarbeiten der Hauptfeld- Information und eine Einrichtung zum Verarbeiten der Seitenfeld-Information vorgesehen ist und
daß die Modulationseinrichtung das Zusatzsignal mit einem Differenzsignal moduliert, welches die Differenz zwischen einem vorbestimmt gewichteten Mittelwert der Seitenfeld- Farbartinformation und der originalen Seitenfeld- Farbartinformation darstellt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelwert der Seitenfeld-Information gleichmäßig
gewichtet wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Komponente die Farbartkomponente ist und daß die
zweite Komponente die Leuchtdichtekomponente ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittelwertinformation während eines
Intervalls übertragen wird, das Information enthält, die
normalerweise nicht dazu ausersehen ist, von einem Betrachter
gesehen zu werden.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Intervall ein Horizontalaustastintervall ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittelwertinformation während der hinteren Schwarzschulter
eines Horizontalaustastintervalls übertragen wird.
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zusatzsignal eine Phase hat, die
anders als diejenige eines normalen Farbhilfsträgers von
Teilbild zu Teilbild wechselt.
9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelwert der Seitenfeld-Farbartinformation während eines
Intervalls übertragen wird, das Information enthält, die
normalerweise nicht dazu ausersehen ist, von einem Betrachter
gesehen zu werden.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
als Mittelwertinformation abwechselnd gemittelte
Farbartinformation des linken Seitenfeldes und gemittelte
Farbartinformation des rechten Seitenfeldes während
abwechselnder Bildzeilenperioden übertragen wird.
11. Anordnung nach Ansspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zusatzsignal zusätzlich mit hochfrequenter Seitenfeld-Leuchtdichteinformaton moduliert ist;
daß die gemittelte Seitenfeld-Farbartinformation während eines ersten Intervalls übertragen wird, das Information enthält, die normalerweise nicht dazu gedacht ist, von einem Betrachter gesehen zu werden;
daß niedrigfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation während eines zweiten Intervalls übertragen wird, das Information enthält, die normalerweise nicht dazu gedacht ist, von einem Betrachter gesehen zu werden.
daß das Zusatzsignal zusätzlich mit hochfrequenter Seitenfeld-Leuchtdichteinformaton moduliert ist;
daß die gemittelte Seitenfeld-Farbartinformation während eines ersten Intervalls übertragen wird, das Information enthält, die normalerweise nicht dazu gedacht ist, von einem Betrachter gesehen zu werden;
daß niedrigfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation während eines zweiten Intervalls übertragen wird, das Information enthält, die normalerweise nicht dazu gedacht ist, von einem Betrachter gesehen zu werden.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Intervall ein Horizontal-Überabtastungsinter
vall ist.
13. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die besagte Farbartkomponente Farbartinformation eines ersten und eines zweiten Typs sowohl für das linke als auch das rechte Seitenfeld enthält;
daß Einrichtungen vorgesehen sind zur Lieferung
daß die besagte Farbartkomponente Farbartinformation eines ersten und eines zweiten Typs sowohl für das linke als auch das rechte Seitenfeld enthält;
daß Einrichtungen vorgesehen sind zur Lieferung
- a) eines ersten Signals, das gemittelte Farbartinformation des ersten Typs für das linke Seitenfeld darstellt,
- b) eines zweiten Signals, das gemittelte Farbartinforma tion des zweiten Typs für das linke Seitenfeld darstellt,
- c) ein drittes Signal, das gemittelte Farbartinformation des ersten Typs für das rechte Seitenfeld darstellt und
- d) ein viertes Signal, das gemittele Farbartinformation
des zweiten Typs für das rechte Seitenfeld darstellt;
daß zwei der vorstehend unter a) bis d) aufgeführten vier Signale während einer Horizontal-Bildzeilenperiode übertragen werden;
daß zwei der vorstehend unter a) bis d) aufgeführten vier Signale während einer anderen Horizontal-Bildzeilenperiode übertragen werden.
14. Anodnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und das zweite Signal während des Austastintervalls einer ersten Horizontal-Bildzeilenperiode übertragen werden;
daß das zweite und das dritte Signal während des Austastintervalls einer zweiten Horizontal-Bildzeilenperiode übertragen werden.
daß das erste und das zweite Signal während des Austastintervalls einer ersten Horizontal-Bildzeilenperiode übertragen werden;
daß das zweite und das dritte Signal während des Austastintervalls einer zweiten Horizontal-Bildzeilenperiode übertragen werden.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste, das zweite, das dritte und das vierte Signal Impulse sind, und
daß die erste und die zweite Horizontal-Bildzeilenperiode benachbarte Perioden sind.
daß das erste, das zweite, das dritte und das vierte Signal Impulse sind, und
daß die erste und die zweite Horizontal-Bildzeilenperiode benachbarte Perioden sind.
16. Anordnung zum Empfang eines Videosignals vom Fernseh-
Typ, das eine erste und eine zweite Komponente und ein
Zusatzsignal enthält, welches mit einem Differenzsignal
moduliert ist, das die Differenz zwischen einer vorbestimmt
gewichteten Mittelwertinformation der ersten Komponente und
der Originalinformation der ersten Komponente ist,
gekennzeichnet durch:
eine Signalverarbeitungseinrichtung (726, 728, 740), die eine Demodulationseinrichtung (726) zum Demodulieren des Zusatzsignals enthält, um ein das besagte Differenzsignal enthaltendes demoduliertes Signal zu erzeugen,
eine zweite Verarbeitungseinrichtung (1041-1046) zur Gewinnung der Originalinformation der ersten Komponente aus dem Differenzsignal;
eine Einrichtung (764, 770) zum Kombinieren der Originalinformation der ersten Komponente mit der Information der zweiten Komponente.
eine Signalverarbeitungseinrichtung (726, 728, 740), die eine Demodulationseinrichtung (726) zum Demodulieren des Zusatzsignals enthält, um ein das besagte Differenzsignal enthaltendes demoduliertes Signal zu erzeugen,
eine zweite Verarbeitungseinrichtung (1041-1046) zur Gewinnung der Originalinformation der ersten Komponente aus dem Differenzsignal;
eine Einrichtung (764, 770) zum Kombinieren der Originalinformation der ersten Komponente mit der Information der zweiten Komponente.
17. Anordnung nach Anspruch 16 in einem System zum Empfang
eines Breitbild-Videosignals vom Fernseh-Typ, das Hauptfeld-
Information und Seitenfeld-Information mit Farbart- und
Leuchtdichtekomponenten enthält und ein Zusatzsignal enthält,
welches durch ein Differenzsignal moduliert ist, das die Differenz zwischen einem vorbestimmt gewichteten Mittelwert der Seitenfeld-Farbartinformation und der originalen Seitenfeld-Farbartinformation darstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Trenneinrichtung zum Abtrennen der Hauptfeld- Information und des modulierten Zusatzsignals vorgesehen ist;
daß die Demodulationseinrichtung für das Zusatzsignal ein demoduliertes Seitenfeldsignal liefert, welches das Differenzsignal enthält;
daß die besagte zweite Verarbeitungseinrichtung aus dem Differenzsignal die originale Seitenfeld-Farbartinformation gewinnt;
daß die Kombiniereinrichtng die originale Seitenfeld- Farbartinformation und die abgetrennte Hauptfeld-Information miteinander kombiniert.
welches durch ein Differenzsignal moduliert ist, das die Differenz zwischen einem vorbestimmt gewichteten Mittelwert der Seitenfeld-Farbartinformation und der originalen Seitenfeld-Farbartinformation darstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Trenneinrichtung zum Abtrennen der Hauptfeld- Information und des modulierten Zusatzsignals vorgesehen ist;
daß die Demodulationseinrichtung für das Zusatzsignal ein demoduliertes Seitenfeldsignal liefert, welches das Differenzsignal enthält;
daß die besagte zweite Verarbeitungseinrichtung aus dem Differenzsignal die originale Seitenfeld-Farbartinformation gewinnt;
daß die Kombiniereinrichtng die originale Seitenfeld- Farbartinformation und die abgetrennte Hauptfeld-Information miteinander kombiniert.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das demodulierte Signal zusätzlich hochfrequente
Seitenfeld-Leuchtdichteinformation enthält.
19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Verarbeitung des Seitenfeldsignals eine Einrichtung zur zeitlichen Dehnung niedrigfrequenter Seitenfeldinformation unter Ausschluß hochfrequenter Seitenfeldinformation enthält;
daß das demodulierte Signal zusätzlich hochfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation enthält;
daß die Kombiniereinrichtung die zeitlich gedehnte niedrigfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation, die hochfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation und die originale Seitenfeld-Farbartinformation miteinander kombiniert.
daß die Einrichtung zur Verarbeitung des Seitenfeldsignals eine Einrichtung zur zeitlichen Dehnung niedrigfrequenter Seitenfeldinformation unter Ausschluß hochfrequenter Seitenfeldinformation enthält;
daß das demodulierte Signal zusätzlich hochfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation enthält;
daß die Kombiniereinrichtung die zeitlich gedehnte niedrigfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation, die hochfrequente Seitenfeld-Leuchtdichteinformation und die originale Seitenfeld-Farbartinformation miteinander kombiniert.
20. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Komponente die Farbartkomponente
und die zweite Komponente die Leuchtdichtekomponente ist;
daß ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, um an die
Demodulationseinrichtung ein Referenzsignal zu liefern, die
sich in anderer Weise als diejenige eines normalen
Farbhilfsträgers von Teilbild zu Teilbild umkehrt.
21. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine
Einrichtung enthält, um Mittelwertinformation der ersten
Komponente aus einem Teil des Fernsehsignals abzuleiten, der
Information enthält, die normalerweise nicht dazu gedacht ist,
vom Betrachter gesehen zu werden.
22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß der besagte Teil des Fernsehsignals ein
Horizontalaustastintervall ist.
23. Anordnung nach Anspruch 21 in Verbindung mit Anspruch
17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ableitung
der Mittelwertinformation der ersten Komponente gemittelte
Farbartinformation des linken Seitenfeldes und gemittelte
Farbartinformation des rechten Seitenfeldes aus verschiedenen
Horizontal-Bildzeilenperioden ableitet, die einander
benachbart sind.
24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgeleitete gemittelte Farbartinformation des linken Seitenfeldes eine erste und eine zweite Signalkomponente enthält, die einen ersten bzw. einen zweiten Typ von Farbartinformation darstellen und aus einem Teil einer ersten Bildzeilenperiode abgeleitet werden und
daß die abgeleitete gemittelte Farbartinformation des rechten Seitenfeldes eine dritte und eine vierte Signalkomponente enthält, die einen ersten bzw. einen zweiten Typ von Farbartinformation darstellen und aus einem Teil einer zweiten Bildzeilenperiode abgeleitet werden.
daß die abgeleitete gemittelte Farbartinformation des linken Seitenfeldes eine erste und eine zweite Signalkomponente enthält, die einen ersten bzw. einen zweiten Typ von Farbartinformation darstellen und aus einem Teil einer ersten Bildzeilenperiode abgeleitet werden und
daß die abgeleitete gemittelte Farbartinformation des rechten Seitenfeldes eine dritte und eine vierte Signalkomponente enthält, die einen ersten bzw. einen zweiten Typ von Farbartinformation darstellen und aus einem Teil einer zweiten Bildzeilenperiode abgeleitet werden.
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